【配合電鹿視頻食用】function 函數(shù)
本文適用于與@一塊電鹿板 這位up主的第一期微積分課堂搭配,用于梳理強(qiáng)化對于函數(shù)的思路
避雷:
寫的人沒有初中學(xué)歷(事實(shí)上也沒有小學(xué)學(xué)歷,當(dāng)我個(gè)民科吧),而且多處不嚴(yán)謹(jǐn),還請指教
集合,可以形容為一個(gè)特殊的值,它包含了很多個(gè)其他的、獨(dú)立或也是集合的值,這些值稱為“項(xiàng)”
集合通常被定義為:由一個(gè)或多個(gè)確定的元素所組成的整體,其中,元素可以是任何類型的數(shù)學(xué)對象,例如數(shù)字、符號、變量、空間中的點(diǎn)、線、面,甚至是其他集合。
x={1,2,3,4,5},這就是一個(gè)集合的例子
拓展:∈符號表示“屬于”關(guān)系,相當(dāng)于韋恩圖中的包含關(guān)系。上面定義了x,其中5∈x。?表示不屬于,上面定義了x集合,其中6?x?!屎?的關(guān)系類似=和≠。這里?看起來小一些是字體問題。
N,是一個(gè)特殊的集合,特殊在被世界預(yù)先定義好了
N,包含了所有自然數(shù),即大于或等于0的整數(shù)
明白了這點(diǎn),我們可以更改一下x。
x=N
而此時(shí)我們有一個(gè)y集合。如何得到y(tǒng)集合?
我們就建一座“橋”吧,可以推導(dǎo)出y
f(x)=x^2
其中^2表示2次方,即2個(gè)什么相乘,比如x^3就是3次方,x*x*x,* 表示乘,是編程中公認(rèn)的乘號,就像 / 表示分?jǐn)?shù)線,1/2就是二分之一,由于分?jǐn)?shù)與除法存在互換關(guān)系,1/2就是1除以2(注:除以和除不一樣,4除以2是2,2除4是2,4除2是0.5),因此/也表示除號,但上標(biāo)小2太難打出來了,而“^”是被大家所公認(rèn)的次方符號
f,就是我們編的橋
f(x)也可以是2x,也可以是(x-1)^3/2,甚至sin(x)^2-3,你隨意,這個(gè)是可以隨時(shí)定義,就好像x這個(gè)東西可以是一個(gè)數(shù)也可以是集合,可以是{1,2,3,4,5}也可以是N。但接下來我們將假設(shè)f(x)=x^2
這個(gè)“橋”的正式名稱為:函數(shù)表達(dá)式
x的第1項(xiàng)是0,0^2=0,所以f(0)=0
x的第2項(xiàng)是1,1^2=1,所以f(1)=0
x的第15項(xiàng)是14,14^2=196,所以f(14)=196
x的第n項(xiàng)是n-1,所以f(n-1)=(n-1)^2
然而,x只是N還是不夠的,真正的函數(shù)中,x包含了世間你能寫出任何在數(shù)軸上能找到的數(shù)
f(-4)=-4^2=16
注:-4^2=-4*-4,負(fù)負(fù)得正,-4*-4=16
f(1.5)=1.5^2=2.25
……
所以,這里的x不能再用集合表示了,x是一個(gè)自增變量。從數(shù)軸左側(cè)的深淵,不斷自增無窮小量(一種無限趨向0但不等于0的小數(shù),極為?。罱K通向無窮大
有人會(huì)說了,我們的目的不是求y嗎?
哦,我忘了,我應(yīng)該再給出一個(gè)式子:y=f(x) 因此,y=x^2
(x,y),這是一個(gè)坐標(biāo),上過四五年級應(yīng)該知道,這也是位置
y表示y軸,y越小越是往下,越大越是往上
x表示x軸,x越小越往左,x越大越往右
? ↑y+
←→
x-? x+
? ↓y-
x不斷遞增,y則是f(x),我們可以由此畫出一張函數(shù)圖像
同時(shí),x和y為用于繪畫的變量,而加上t這個(gè)由時(shí)間遞增的變量,便是一個(gè)動(dòng)畫了,如y=f(x,t)=sin(sin(x-x+t))
取值范圍
x,也叫自變量,自己變化的量。y,也叫因變量,因x變化的量。x的取值范圍,叫定義域。我了解的不太deep,但有以下幾種情況影響定義域:
1.分母/除數(shù):
分母和除數(shù)可以是正數(shù)、負(fù)數(shù),但不能是0
2.開平方
開平方的數(shù)不能是負(fù)數(shù)
以上影響定義域的因素,在函數(shù)中會(huì)自己適應(yīng)。比如 sqrt(x),會(huì)自己調(diào)整取值范圍
分段函數(shù)
分段函數(shù)提供了兩個(gè)重要的工具,使以函數(shù)作為藝術(shù)工具繪圖成為可能
1,取值范圍
我們可以通過設(shè)置函數(shù)的取值范圍,讓x的變化范圍受到限制
如y=x^2 if -5<x<5,后面的取值范圍使x只能是-5到5之間的數(shù),其中if是如果的意思
2,分段
我們可以在一個(gè)函數(shù)中使用多個(gè)函數(shù)表達(dá)式
如:
y={x^2 if -5>x
????{2x
注:真正書寫時(shí),“y=”要居中,花括號是連貫的
這樣的效果就是一個(gè)一端極高而另一端看得見的“u”形,也就是第一個(gè)函數(shù)表達(dá)式。這個(gè)u又被一條斜率為2的線穿過
滲透:斜率,f(x)=y=kx,k就是f(x)畫出斜線的斜率,y=2x的斜率也就是2
????????????切線:一條直線橫穿曲線,只有兩點(diǎn)與之接觸,固定一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)該直線,兩點(diǎn)會(huì)不斷靠近,直到幾乎完全重合(建議動(dòng)手試一下)
????????????導(dǎo)數(shù)就是求該函數(shù)任意一點(diǎn)切線的斜率
奇偶性
偶函數(shù)左右對稱,奇函數(shù)類似1/2x^3,這里表現(xiàn)不清,具體看鹿哥視頻
鹿哥已經(jīng)說的很明白了,我再梳理一下用表達(dá)式的那種方法,以便學(xué)習(xí)的更明白
1.可以將x分別帶入正數(shù)和負(fù)數(shù),依據(jù)y的結(jié)果是否一樣判斷,如果一樣就是偶函數(shù)
2.f(x)=f(-x)就是偶函數(shù),反之f(x)=-f(-x)就是奇函數(shù)。這個(gè)負(fù)號放在f()里面還是外面還真有講究,例如f(x)=x^2,f(-2)=4,而-f(2)=-4,因?yàn)閤值的負(fù)號負(fù)負(fù)得正抵消了,但f外面的是直接影響了結(jié)果。
多對一函數(shù)
通過鹿哥的視頻,大家了解了一對一函數(shù)的概念。
我們將舉幾個(gè)多對一函數(shù)的例子——它們其實(shí)就在身邊
1.三角函數(shù)
三角函數(shù)是有周期的函數(shù),周期是π,也就是sin(π)和sin(4π),結(jié)果都是一樣的。
2.冪函數(shù)
負(fù)負(fù)得正,-2和2的平方都是4
隱函數(shù)
隱函數(shù)是由隱式方程所隱含定義的函數(shù)。設(shè)F(x,y)是某個(gè)定義域上的函數(shù)。如果存在定義域上的子集D,使得對每個(gè)x屬于D,存在相應(yīng)的y滿足F(x,y)=0,則稱方程確定了一個(gè)隱函數(shù)。記為y=y(x)。顯函數(shù)是用y=f(x)來表示的函數(shù),顯函數(shù)是相對于隱函數(shù)來說的。
— —百度百科對隱函數(shù)的定義
其實(shí)就是一個(gè)雜亂的函數(shù),就是一個(gè)方程式
如:x^2+y^2=r^2(圓周方程式)
隱函數(shù)通常不能直接轉(zhuǎn)換成顯函數(shù)
逆函數(shù)
直接全換逆運(yùn)算,f上面加個(gè)小-1
同時(shí)f上面加的數(shù)也代表這個(gè)函數(shù)的平方,如sin(x)^2=sin^2(x)
復(fù)合函數(shù)
比較好理解。
比如f(g(x)),其實(shí)就是f的輸入是g的輸出,g的因變量就是f的自變量。還有一種表示,也是最常見而且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,就?f°g),° 表示函數(shù)復(fù)合
三角函數(shù)
對邊用字母表示是a,鄰邊是b,斜邊是c
假設(shè)有一個(gè)三角形,下面是它的角的命名
? B
AC
C為直角
~的對邊:與該角垂直的邊
假設(shè)A的角度為α,三角函數(shù)最常用的有這么幾個(gè):sin——正弦,cos——余弦,tan——正切,cot——余切,sec——正割,csc——余割
sin(α)=A的對邊/斜邊(a/c)
cos(α)=A的鄰邊/斜邊(b/c)
tan(α)=A的對邊/鄰邊(a/b)
cot(α)=A的鄰邊/斜邊(b/a)
sec(α)=1/cos(α)
csc(α)=1/sin(α)
sec和csc從某種角度來講,它們的式子和名字似乎相反,可以這樣記
可以這樣記這六個(gè)表達(dá)式:正弦余弦就是a和b輪流除c,正切是a、b兩個(gè)字母在字母表正的順序,余切是正切的倒數(shù)(沒錯(cuò),就是分子和分母倒過來,稱為倒數(shù),不是導(dǎo)數(shù))
由于角度變化,三角形的三邊也會(huì)有邊變化,α越小,斜邊和鄰邊的比例也會(huì)越大
sin和cos的圖像就是一些波浪,有相似之處,但sin是波形的“谷底”與右側(cè)“谷峰”之間的部分為x軸的0點(diǎn),cos的波形是“谷峰”為x軸的0點(diǎn)
tan和cot都是一些類似很多個(gè)豎著寫的s,也不完全是,因?yàn)閮深^都看不見頂。很多個(gè)s橫著擺一排。tan的一個(gè)“s”居中,cot類似tan的“s”翻轉(zhuǎn),中點(diǎn)在兩個(gè)“s”之間。
sec和csc似乎不太常用。都是一堆冪函數(shù)的形狀,錯(cuò)開擺放,一會(huì)開口向上,左右兩個(gè)就開口朝下了。差距和正余弦差不多,大抵都是對坐標(biāo)軸的對齊問題
以上就是整篇文章的內(nèi)容了