《普林斯顿微积分读本》 第一章:函数、图像和直线
1.1 函数
函数是将一个对象转化为另一个对象的规则。起始对象称为输入,来自称为定义域的集合。返回的对象称为输出,来自称为上域的集合。
1.一个函数必须给每一个有效的输入指定唯一的输出
2.上域是可能输出的集合,而值域是实际输出的集合。
1.1.1 区间表示法
小括号为开中括号为闭,混合的为半开
1.1.2 求定义域
主要注意三点:
1.分母不能为0
2.不能取负数的平方根
3.不能取非正数的对数
1.1.3 利用图像求值域
在定义域内,函数在y轴上的投影范围即为值域
1.1.4 垂线检验
对于一个函数,每一个x值至多对应一个y值。因此,对于实函数,一条垂直于x轴的直线(x=k)与一个函数的图像至多有1个交点。如不然,则说明其并非函数的图像。
1.2 反函数
设函数y=f(x)的定义域是D,值域是f(D)。如果对于值域f(D)中的每一个y,在D中有且只有一个x使得g(y)=x,则按此对应法则得到了一个定义在f(D)上的函数,并把该函数称为函数y=f(x)的反函数,记为
x=f−1(y),y∈f(D)x = f^{-1}(y), y\in f(D)x=f−1(y),y∈f(D)
1.2.1 水平线检验
如果一条水平线和一个函数的图像至多相交一次,那么这个函数就有一个反函数
1.2.2 求逆
除了直接运算,也可以以函数y=x为对称轴,画出反函数
1.2.3 限制定义域
当水平线检验失败并且没有反函数时,只保留一个x值。
1.2.4 反函数的反函数
如果f有反函数f-1,那么
对于f值域中的所有y,反函数的反函数等于自身,即f(f-1(y)) = y,但是
f(f-1(x)) = x可能不成立,事实上,当x在限制的定义域中才成立。
1.3 函数的复合
这个没啥好说的
1.4 奇函数和偶函数
偶函数的图像关于y轴具有对称性
奇函数的图像关于原点具有180°的点对称性
1.5 线性函数的图像
1.6 常见函数及其图像
1.多项式
以f(x) = 5x4- 4x3 +10为例
基本项xn的倍数叫做xn的系数。最大的幂指数n(该项系数不能为0)叫做多项式的度数.上述多项式的度数为4.下图为x0到x7的图像。
最大度数的系数叫主导系数。主导系数可以帮助判断多项式最左端和最右端的走势。
如下图:
度数为2的多项式又叫二次函数。判别式的表达式为
∇=b2−4ac\nabla = b^2 - 4ac∇=b2−4ac
当 ∇\nabla∇ < 0,在实数范围内无解。对于前两种情况解为:
−b±b2−4ac2a\frac {-b \pm \sqrt {b^2-4ac}}{2a}2a−b±b2−4ac
二项函数一个重要的技能是配方,这个大家都会
2.有理函数
p(x)q(x)\dfrac{p(x)}{q(x)}q(x)p(x) 这种形式的函数即为有理函数
最简单的有理数是多项式本身,即q(x)为1的有理函数,另一个简单的例子是1/xn,其中n为正整数。下面是常见的一些有理函数的图像
3.指数函数和对数函数
y = bx(b > 1)的图像与上图很类似。左端的水平渐近线为x轴。y = 2-x与y = 2x关于有轴对称,如图1-18所示
由于y = 2x满足水平线检验,所以该函数有反函数,这个反函数就是以2为底的对数y=lg2(x)y = \lg_2(x)y=lg2(x)。以直线y=x为对称轴,y=lg2(x)y = \lg_2(x)y=lg2(x)如图1-19所示。
4.三角函数 下章做介绍
5.带有绝对值的函数
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