3.1.2 函数的表示法

人教 A 版 · 本节 9 页原书扫描(原文)+ 本站重写的讲解与习题详解考过 14 题 ↓

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本节的知识树

1 概念 · 最深 1 层。根是引本节作教材出处的实体,长链由 `prereqs` 构建期派生——源里只有最小一步。

考过本节的真题

共 14 道

讲解

本站对这一节的重写(不是原书转写):顺序可重组、推导可补全,目标是易读易学 + 与真题关联。原文以上方扫描图为准。

这一节(3.1.2 函数的表示法)讲两件事:函数用哪几种方式”出场”,以及出场以后怎么对付。三种表示法(解析法、列表法、图象法)在初中就见过,本节把它们升级成正式工具——每一种怎么用、各有什么特点、怎么互相转化;同时引进分段函数这个新形态——对应关系”分段给规则”的函数。学完这一节,你要能:给一个函数,用三种方法表示它;给一段实际问题,列出它的分段函数解析式;给一张图象,说出它是哪个函数。

一、三种表示法:同一函数的三张面孔

课本例 4 用”买笔记本”把三种表示法一次配齐:单价 5 元,买 x∈{1,2,3,4,5}x \in \{1,2,3,4,5\} 个要 yy 元。

  • 解析法:y=5x, x∈{1,2,3,4,5}y = 5x,\ x \in \{1, 2, 3, 4, 5\}——简洁、能算,但要注明定义域(这里 xx 不能是 6.5 个笔记本);
  • 列表法:x=1,2,3,4,5x = 1, 2, 3, 4, 5 对应 y=5,10,15,20,25y = 5, 10, 15, 20, 25——直接、具体,但只能显示有限个点;
  • 图象法:五个离散的点——直观、能看出变化趋势,但精度有限。

注意例 4 的图象是五个孤立点,不是一条直线——定义域是 {1,2,3,4,5}\{1,2,3,4,5\},函数图象就只长在定义域上。这带出本节的第一个判断工具:

一个图形是函数图象的判据:竖直线与图象至多交于一点。 交多于一点,说明同一个 xx 对应了两个 yy,就不是函数。这一条在练习(第 79 页)第 1 题、习题第 11、12 题里反复用。

课本思考题问”所有函数都能用解析法表示吗”——不能。AQI 图、成绩表、以及那个经典的狄利克雷函数(有理数取 1、无理数取 0),都只能用图象或语言描述。所以三种表示法是并列的,没有谁更高级。

二、分段函数:一个函数,多段规则

例 5 画出 y=∣x∣y = |x| 的图象。按绝对值定义,x⩾0x \geqslant 0 与 x<0x < 0 用两条不同的直线,拼起来是 V 字形:

y={−x,x<0,x,x⩾0.y = \begin{cases} -x, & x < 0, \\ x, & x \geqslant 0. \end{cases}

在定义域的不同部分用不同解析式表示的函数叫分段函数。 最要紧的一句话:分段函数是一个函数,不是几个函数——它的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集;求 f(a)f(a) 时先判断 aa 落在哪一段,再用那一段的解析式。

例 6 是分段函数的高级形态:M(x)=max⁡{f(x),g(x)}M(x) = \max\{f(x), g(x)\},其中 f(x)=x+1f(x) = x+1、g(x)=(x+1)2g(x) = (x+1)^2。它的做题路径值得背下来——先画图,再找交点,再分段:

  1. 同坐标系画出 ff、gg 的图象;
  2. 解 (x+1)2=x+1(x+1)^2 = x+1 得交点 x=−1x = -1 或 x=0x = 0;
  3. “最大者”就是图象的上包络(每段取在上面的那条),按交点把 R\mathbf{R} 分成三段:
    • x⩽−1x \leqslant -1 与 x>0x > 0 时抛物线在上,取 (x+1)2(x+1)^2;
    • −1<x⩽0-1 < x \leqslant 0 时直线在上,取 x+1x+1。

习题 3.1 第 7 题(第 1 问的阶跃函数)、练习(第 79 页)第 2 题(公交票价)都是同一套路:分段 → 求交点/找分界 → 每段写解析式。分界点归属哪一段要写清楚(比如 x=0x = 0 归第二段),这是分段函数唯一容易含糊的地方。

三、图象法:直观性从哪来

例 7 三个同学六次数学成绩:一张表很难看出变化,画成六个离散点(再连虚线)就一目了然——王伟稳定优秀、张城大起大落、赵磊稳步上升。这一例说明图象法的价值不在”精确”,而在”看出趋势”。做这类题(练习第 79 页第 1 题匹配”离家返校/匀速遇堵/缓缓加速”)时,读的是曲线的形状语言:水平段 = 量不变(堵塞),陡段 = 变化快(加速),折返 = 回到原点附近(回家)。

四、易错清单(按失分频率排)

  1. 分段函数求值忘判断分段。 求 f(a)f(a) 前先问”aa 在哪一段”,解完方程还要验根落在该段范围内(2011 年浙江第 1 题就是这个坑:解出 a=−4a = -4 或 a=2a = 2,其中 −2-2 因为不在 x>0x > 0 段要舍去)。
  2. 解析法表示函数不写定义域。 y=5xy = 5x 不写 x∈{1,2,3,4,5}x \in \{1,2,3,4,5\} 就默认成直线。凡是实际背景的函数,定义域必须跟着解析式一起走。
  3. 分段函数当”几个函数”处理。 求定义域、值域时按”各段的并集”算,不是分开算。
  4. 图象判断题只看形状不看竖直线。 “是不是函数图象”唯一判据是竖直线至多一个交点,别的都是干扰。
  5. 分界点归属含糊。 分段函数每段的端点(含还是不含)写清楚,x=5x = 5 处票价是 3 元不是 2 元(练习第 79 页第 2 题)。

五、这一节考过的真题(怎么用它们)

页面下方”考过本节的真题”那一段是构建期从知识图谱派生出来的完整清单,八道题全部经由概念 分段函数 连过来—— 这个实体是做 2014 年那道题时才补建的,在此之前本站只有「分段函数求值与范围」「分段函数的单调性」这类题型, 没有它们共同依赖的那个概念,于是这一节底下一道题也挂不上。现在挂上了,而且往后会自己长,不用手写。

先热身:2011 年浙江第 1 题(f(x)={−x,x⩽0,x2,x>0,f(x)=\begin{cases}-x, & x\leqslant 0,\\ x^{2}, & x>0,\end{cases} 若 f(a)=4f(a)=4, 求 aa,答案 −4-4 或 22)。本站还没给它写攻略,所以它不在下方那张清单里,但它是本节最干净的一道: 先假设 a⩽0a\leqslant 0,解 −a=4-a=4 得 a=−4a=-4(落在该段内,留);再假设 a>0a>0,解 a2=4a^{2}=4 得 a=±2a=\pm 2, −2-2 不在 x>0x>0 段,舍。解完必验根——这是分段函数求值失分的第一原因。

清单里那八道,按难度读:

  1. 2021 年第 12 题——纯嵌套求值 f[f(6)]f[f(\sqrt{6})]。本节第二段那句「求 f(a)f(a) 时先判断 aa 落在哪一段」 要连用两次:内层判一次、把结果当新自变量再判一次。没有第二条路,它就是本节动作的裸考。
  2. 2014 年第 15 题——嵌套之外还套了个不等式:f(f(a))⩽2f(f(a))\leqslant 2 求 aa 的范围。 它把本节的两个动作都用上了:外层用「逐段解不等式、与本段定义域取交、再取并」, 解出 f(a)⩾−2f(a)\geqslant -2;内层再来一遍,得 a⩽2a\leqslant\sqrt{2}。 这道题最值得带走的一句是:外层该用哪一段,看的是 f(a)f(a) 的值,不是 aa 的值—— 题里 a>0a>0 的那一段,外层走的恰恰是 x<0x<0 那一支。
  3. 2015 年第 10 题——求分段函数的最小值。做法是本节第二段那句「值域是各段值域的并集」的直接推论: 两段各求各的最小,再把两个数摆到同一把尺子上比。
  4. 2024 年第 6 题——分段函数在整个 R\mathbf{R} 上单调递增,求参数。 「一个函数不是几个函数」在这里最要紧:除了两段各自递增,分界点处还得接得上,少一条就漏解。
  5. 2018 年第 15 题、2019 年第 9 题——数零点。看见分段函数,第一反应是「零点也得分段数」, 两段各数各的、最后相加;难点从本节转到了后面几章(第 4 章的零点、导数)。
  6. 2016 年第 18 题——F(x)=min⁡{f(x),g(x)}F(x)=\min\{f(x),g(x)\}。这正是本节例 6 的孪生兄弟(那里是 max⁡\max), 做法一模一样:先画图、解 f=gf=g 找交点、再分段,把 FF 写成显式分段函数之后一切照旧。
  7. 2022 年第 9 题——含参绝对值不等式恒成立。绝对值拆开就是折线,也就是分段函数; 这道题的紧约束落在折线的拐点上,提醒一件本节没明说的事:分段函数身上最特别的点, 往往就是那几个分界点。

六、怎么读这一节

  1. 把例 4 三种表示法亲手各做一遍,体会”同一函数三张面孔”——注意定义域怎么跟三种表示法走;
  2. 做例 5(y=∣x∣y = |x|)和例 6(M(x)=max⁡M(x) = \max),把”先画图、找交点、再分段”背下来;
  3. 独立做练习(第 76 页)第 3 题(m(x)=min⁡m(x) = \min)——和例 6 一模一样,只是”最大”变”最小”;
  4. 读一遍例 8 个税:这是”实际问题 → 分段函数模型”的完整示范(三步:算应纳税所得额 → 查表定税率 → 代公式),不求会算七段,要求看懂”为什么是分段函数”;
  5. 最后做练习(第 79 页)第 2 题(公交票价)练手写分段解析式——它把”每增加 5 km 加 1 元”翻译成分段函数,是高考应用题的简化版。

下一节 §3.2 函数的基本性质:有了”函数怎么表示”,就可以研究”函数长得怎么样”——单调性、奇偶性,是用图象法和解析法研究函数的第一个大主题。

习题详解(本站解答,无官方答案可核)

人教 A 版学生用书不含答案,教师用书与全解不在本站语料里——因此本节习题的解答无官方答案可核,它们是本站写的。每一道都过了独立 verifier 的 refute 优先复核(默认它有问题,找不出问题才放行),但那不等于官方标准答案:拿它对思路,别拿它对分。

本节页面覆盖第 74–82 页,课本习题共 26 道:第 74 页「练习」3 道(课本给 §3.1.1 配的第二组练习,题面印在本节首页上)、第 76 页「练习」3 道、第 79 页「练习」2 道、「习题 3.1」18 道(复习巩固 7 道、综合运用 7 道、拓广探索 4 道),逐题全做。第 79 页练习第 1 题的四个小图(A–D)按课本原页读出(本页转写只收录了 (A)(D) 两幅,其余按整页扫描图读出);习题第 11 题的曲线数据也按插图读出。第 82 页「阅读与思考」(函数概念的发展历程)是章末阅读材料,不在习题范围。每道题先逐字引课本的题面(引用块),再写解答。

练习(第 74 页)第 1 题

  1. 求下列函数的定义域:

(1) f(x)=14x+7f(x) = \frac{1}{4x + 7}; (2) f(x)=1−x+x+3−1f(x) = \sqrt{1 - x} + \sqrt{x + 3} - 1.

(1) 分母不为零:4x+7≠04x + 7 \neq 0,即 x≠−74x \neq -\frac{7}{4}。定义域为

(−∞,−74)∪(−74,+∞).\left(-\infty, -\frac{7}{4}\right) \cup \left(-\frac{7}{4}, +\infty\right).

(2) 两个根式的被开方数都要非负:

1−x⩾0,x+3⩾0,1 - x \geqslant 0,\qquad x + 3 \geqslant 0,

即 x⩽1x \leqslant 1 且 x⩾−3x \geqslant -3,交集为 [−3,1][-3, 1]。定义域为 [−3,1][-3, 1]。

自检:两小题都是”一个约束(或两个约束取交集)“的套路——分母 ≠ 0、偶次根号内 ≥ 0。第 (2) 问别漏了第二个根式。

练习(第 74 页)第 2 题

  1. 已知函数 f(x)=3x3+2xf(x) = 3x^{3} + 2x,

(1) 求 f(2)f(2) , f(−2)f(-2) , f(2)+f(−2)f(2)+f(-2) 的值;

(2) 求 f(a)f(a) , f(−a)f(-a) , f(a)+f(−a)f(a)+f(-a) 的值.

(1) 直接代入:

f(2)=3×8+2×2=24+4=28,f(−2)=3×(−8)+2×(−2)=−28,f(2) = 3 \times 8 + 2 \times 2 = 24 + 4 = 28,\qquad f(-2) = 3 \times (-8) + 2 \times (-2) = -28,

所以

f(2)+f(−2)=28+(−28)=0.f(2) + f(-2) = 28 + (-28) = 0.

(2) 把 xx 换成 aa 与 −a-a:

f(a)=3a3+2a,f(−a)=−3a3−2a,f(a) = 3a^3 + 2a,\qquad f(-a) = -3a^3 - 2a, f(a)+f(−a)=(3a3+2a)+(−3a3−2a)=0.f(a) + f(-a) = (3a^3 + 2a) + (-3a^3 - 2a) = 0.

自检:f(2)=−f(−2)f(2) = -f(-2)、f(a)=−f(−a)f(a) = -f(-a)——这个”取相反数后函数值也相反”的性质叫奇函数,§3.2.2 会正式学它;这里是第一次遇到,先有个印象。

练习(第 74 页)第 3 题

  1. 判断下列各组中的函数是否为同一个函数,并说明理由:

(1)表示炮弹飞行高度 h 与时间 t 关系的函数 h=130t−5t2h=130t-5t^{2} 和二次函数 y=130x−5x2y=130x-5x^{2} ;

(2) f(x)=1f(x) = 1 和 g(x)=x0g(x) = x^0.

(1) 不是同一个函数。 两个函数对应关系相同(都是 130(⋅)−5(⋅)2130(\cdot) - 5(\cdot)^2),但定义域不同:炮弹的高度 h=130t−5t2h = 130t - 5t^2 中 tt 是发射到落地的时间,定义域是 [0,26][0, 26](练习 3.1.1 第 1 题算过);而二次函数 y=130x−5x2y = 130x - 5x^2 的定义域是 R\mathbf{R}。定义域不同,就不是同一个函数。

(2) 不是同一个函数。 f(x)=1f(x) = 1 的定义域是 R\mathbf{R};g(x)=x0g(x) = x^0 中 000^0 无意义,定义域是 {x∣x≠0}\{x \mid x \neq 0\}。定义域不同,不是同一个函数。

练习(第 76 页)第 1 题

  1. 如图,把直截面半径为 25 cm25 \mathrm{~cm} 的圆柱形木头锯成直截面为矩形的木料,如果矩形的一边长为 xx (单位: cm\mathrm{cm} ),面积为 yy (单位: cm2\mathrm{cm}^2 ),把 yy 表示为 xx 的函数.

直截面是半径为 25 cm 的圆,锯出的矩形内接于这个圆(矩形四个顶点在圆上),所以矩形的对角线等于圆的直径 2×25=502 \times 25 = 50 cm。设矩形的另一边长为 bb,由勾股定理

x2+b2=502,b=2500−x2.x^2 + b^2 = 50^2,\qquad b = \sqrt{2500 - x^2}.

矩形的面积

y=x2500−x2,0<x<50.y = x\sqrt{2500 - x^2},\qquad 0 < x < 50.

定义域是 (0,50)(0, 50):xx 是矩形的边长,不能取 0(矩形退化),也不能取 50(另一边退化为 0)。

自检:x=30x = 30 时 b=2500−900=40b = \sqrt{2500 - 900} = 40,面积 y=1200y = 1200——勾股数 30-40-50 恰好是直径 50 的圆内接矩形,验证无误。

练习(第 76 页)第 2 题

  1. 画出函数 y=∣x−2∣y = |x - 2| 的图象.

按绝对值定义分段:

y=∣x−2∣={−x+2,x<2,x−2,x⩾2.y = |x - 2| = \begin{cases} -x + 2, & x < 2, \\ x - 2, & x \geqslant 2. \end{cases}

图象是 V 字形折线:顶点在 (2,0)(2, 0),x<2x < 2 一侧是过 (0,2)(0, 2) 的下降直线 y=−x+2y = -x + 2(斜率 −1-1,xx 增大时 yy 减小),x⩾2x \geqslant 2 一侧是过 (4,2)(4, 2) 的上升直线 y=x−2y = x - 2(斜率 +1+1,xx 增大时 yy 增大)——从左往右先降到顶点 (2,0)(2, 0),再上升。

自检:y=∣x−2∣y = |x - 2| 是 y=∣x∣y = |x| 向右平移 2 个单位——顶点从原点移到 (2,0)(2, 0),两条射线斜率 ±1,完全吻合。

练习(第 76 页)第 3 题

  1. 给定函数 f(x)=−x+1f(x) = -x + 1,g(x)=(x−1)2g(x) = (x - 1)^2,x∈Rx \in \mathbf{R},

(1) 画出函数 f(x)f(x) , g(x)g(x) 的图象;

第 (1) 问和第 (2) 问之间,页面上排着第 1 题的木料截面图(插图不引),故 (2) 单独一个引用块:

(2) ∀x∈R\forall x \in \mathbf{R}, 用 m(x)m(x) 表示 f(x)f(x), g(x)g(x) 中的最小者, 记为 m(x)=min⁡{f(x),g(x)}m(x) = \min\{f(x), g(x)\}, 请分别用图象法和解析法表示函数 m(x)m(x).

(1) 直线 f(x)=−x+1f(x) = -x + 1 过 (0,1)(0, 1)、(1,0)(1, 0);抛物线 g(x)=(x−1)2g(x) = (x - 1)^2 顶点在 (1,0)(1, 0)、开口向上,过 (0,1)(0, 1)。两条线恰好都在 (0,1)(0, 1) 与 (1,0)(1, 0) 相交。

(2) 图象法:m(x)m(x) 是”两者中的较小者”,图象是两条线的下包络——哪条在下面就取哪条,按交点 x=0x = 0、x=1x = 1 分成三段:

  • x⩽0x \leqslant 0:直线在下(如 x=−1x = -1 时 f=2<g=4f = 2 < g = 4),取 ff;
  • 0<x<10 < x < 1:抛物线在下(如 x=0.5x = 0.5 时 f=0.5>g=0.25f = 0.5 > g = 0.25),取 gg;
  • x⩾1x \geqslant 1:直线在下(如 x=2x = 2 时 f=−1<g=1f = -1 < g = 1),取 ff。

解析法:

m(x)={−x+1,x⩽0,(x−1)2,0<x<1,−x+1,x⩾1.m(x) = \begin{cases} -x + 1, & x \leqslant 0, \\ (x - 1)^2, & 0 < x < 1, \\ -x + 1, & x \geqslant 1. \end{cases}

自检:分界点 x=0x = 0、x=1x = 1 由 f(x)=g(x)f(x) = g(x) 解得:−x+1=(x−1)2⇒x(x−1)=0-x + 1 = (x-1)^2 \Rightarrow x(x-1) = 0。三段在分界点上函数值都相等(x=0x = 0 处都是 1,x=1x = 1 处都是 0),图象连续。与课本例 6 的 max⁡\max 函数互为镜像:例 6 取上包络,这里取下包络。

练习(第 79 页)第 1 题

  1. 下图中哪几个图象与下述三件事分别吻合得最好?请你为剩下的那个图象写出一件事.

(1) 我离开家不久, 发现自己把作业本忘在家里了, 于是返回家里找到了作业本再上学;

(2) 我骑着车离开家后一路匀速行驶,只是在途中遇到一次交通堵塞,耽搁了一些时间;

(3) 我从家出发后,心情轻松,一路缓缓加速行进.

四个小图的纵轴都是”离开家的距离”、横轴都是”时间”,按课本原页从左到右读出:

  • (A) 上升 → 水平 → 再上升(末段更陡);
  • (B) 光滑曲线,先慢后快(缓缓加速);
  • (C) 光滑曲线,先快后慢(起步快、渐慢);
  • (D) 上升 → 下降回 0 → 在 0 处停留 → 再上升(折返回家)。

匹配结果:

  • (1) 忘带作业本返回——先离家(上升),折返回家(下降到 0),在家找到作业本(距离为 0 停留),再上学(再次上升)。吻合得最好的是 (D)。
  • (2) 匀速骑行遇一次堵塞——匀速(直线上升),途中堵塞(水平段,距离不变),之后继续前行(再上升)。吻合得最好的是 (A)。
  • (3) 缓缓加速——加速度行进的距离随时间增加得越来越快,曲线越来越陡(先慢后快)。吻合得最好的是 (B)。

剩下 (C) 给一件事:先快后慢——“我离开家时一路小跑,跑了一阵累了,脚步渐渐放慢。“(也可以写”出门时赶时间走得快,后来发现时间充裕,放慢脚步”,只要贴合”先快后慢”的形状即可。)

自检:读图题的关键是建立”形状语言”——水平段 = 停下/逗留、陡段 = 速度快、折返 = 回原点。四幅图两两区分:A 与 D 都有”上升—水平—上升”,但 D 中间有折返(下降到 0),A 没有;B 与 C 都是光滑上升,但 B 越来越陡、C 越来越平。

练习(第 79 页)第 2 题

  1. 某市 “招手即停” 公共汽车的票价按下列规则制定:

(1) 5 km 以内(含 5 km),票价 2 元;

(2) 5 km 以上,每增加 5 km,票价增加 1 元(不足 5 km 的按 5 km 计算).

如果某条线路的总里程为 20 km20 \, km ,请根据题意,写出票价与里程之间的函数解析式,并画出函数的图象.

设里程为 xx(km)、票价为 yy(元)。总里程 20 km,按每 5 km 一段分档:

里程票价
0<x≤50 < x \leq 52 元
5<x≤105 < x \leq 103 元
10<x≤1510 < x \leq 154 元
15<x≤2015 < x \leq 205 元

分段函数解析式:

y={2,0<x≤5,3,5<x≤10,4,10<x≤15,5,15<x≤20.y = \begin{cases} 2, & 0 < x \leq 5, \\ 3, & 5 < x \leq 10, \\ 4, & 10 < x \leq 15, \\ 5, & 15 < x \leq 20. \end{cases}

图象是阶梯形:四段水平线段,高度依次为 2、3、4、5。注意每个分界点 x=5,10,15x = 5, 10, 15 处,实心点归上一段(“含 5 km 票价 2 元”,所以 x=5x = 5 时 y=2y = 2,该点是实心);每段左端是空心点(“5 km 以上”不含 x=5x = 5 本身)。

自检:x=5x = 5 处票价是 2 元不是 3 元——“含 5 km”四个字定归属;x=5.1x = 5.1 km 时按”不足 5 km 的按 5 km 计算”进位到 3 元档,所以左端空心。定义域是 (0,20](0, 20],值域是 {2,3,4,5}\{2, 3, 4, 5\}。

习题 3.1 第 1 题

  1. 求下列函数的定义域: (1) f(x)=3xx−4f(x)=\frac{3x}{x-4} ; (2) f(x)=x2f(x)=\sqrt{x^{2}} ; (3) f(x)=6x2−3x+2f(x)=\frac{6}{x^{2}-3x+2} ; (4) f(x)=4−xx−1f(x)=\frac{\sqrt{4-x}}{x-1} .

(1) 分母不为零:x−4≠0x - 4 \neq 0,定义域为 (−∞,4)∪(4,+∞)(-\infty, 4) \cup (4, +\infty)。

(2) x2\sqrt{x^2} 对被开方数 x2⩾0x^2 \geqslant 0 恒成立(任何实数的平方都非负),定义域为 R\mathbf{R}。

(3) 分母 x2−3x+2=(x−1)(x−2)≠0x^2 - 3x + 2 = (x-1)(x-2) \neq 0,即 x≠1x \neq 1 且 x≠2x \neq 2,定义域为 (−∞,1)∪(1,2)∪(2,+∞)(-\infty, 1) \cup (1, 2) \cup (2, +\infty)。

(4) 两个约束同时成立:根式要求 4−x⩾04 - x \geqslant 0,分母要求 x−1≠0x - 1 \neq 0。即 x⩽4x \leqslant 4 且 x≠1x \neq 1,定义域为 (−∞,1)∪(1,4](-\infty, 1) \cup (1, 4]。

自检:第 (2) 问最容易错——想当然以为 x2\sqrt{x^2} 要求 x⩾0x \geqslant 0,其实 x2x^2 恒非负,定义域是整个 R\mathbf{R}。第 (4) 问别忘了”分母 ≠ 0”与”根号内 ≥ 0”要取交集,且 x=1x = 1 要从 (−∞,4](-\infty, 4] 里挖掉。

习题 3.1 第 2 题

  1. 下列哪一组中的函数 f(x)f(x) 与 g(x)g(x) 是同一个函数? (1) f(x)=x−1, g(x)=x2x−1;f(x)=x-1,\ g(x)=\frac{x^{2}}{x}-1; (2) f(x)=x2, g(x)=(x)4;f(x)=x^{2},\ g(x)=(\sqrt{x})^{4}; (3) f(x)=x2, g(x)=x63.f(x)=x^{2},\ g(x)=\sqrt[3]{x^{6}}.

(1) 不是。 g(x)=x2x−1g(x) = \frac{x^2}{x} - 1 的定义域是 {x∣x≠0}\{x \mid x \neq 0\},f(x)=x−1f(x) = x - 1 的定义域是 R\mathbf{R}。定义域不同。

(2) 不是。 g(x)=(x)4g(x) = (\sqrt{x})^4 要求 x\sqrt{x} 有意义,定义域是 [0,+∞)[0, +\infty);f(x)=x2f(x) = x^2 的定义域是 R\mathbf{R}。定义域不同。

(3) 是。 x63=x2\sqrt[3]{x^6} = x^2 对一切实数成立(奇次根号对 x6⩾0x^6 \geqslant 0 无额外限制),定义域都是 R\mathbf{R},对应关系相同。

自检:判断顺序固定为”先定义域、后对应关系”。第 (1)(2) 问的死穴都在定义域——化简前后”悄悄丢了几个点”:x2x\frac{x^2}{x} 约分前要 x≠0x \neq 0,(x)4(\sqrt{x})^4 要求 x⩾0x \geqslant 0。第 (3) 问的 x63\sqrt[3]{x^6} 是”看似与 (2) 同型、实则定义域未受限”的对照点:x<0x < 0 时 (x)4(\sqrt{x})^4 无意义,而 x63=x2\sqrt[3]{x^6} = x^2 有意义——两个表达式分属 (2)(3) 两问,恰好构成”一个受限、一个不受限”的正反例,所以 (2) 不是、(3) 是。

习题 3.1 第 3 题

  1. 画出下列函数的图象,并说出函数的定义域、值域: (1) y=3x; (2) y=8xy=\frac{8}{x} ; (3) y=−4x+5;y = -4x + 5; (4) y=x2−6x+7.y = x^{2} - 6x + 7.

(1) y=3xy = 3x:过原点的直线,定义域 R\mathbf{R},值域 R\mathbf{R}。

(2) y=8xy = \frac{8}{x}:反比例函数图象(两支双曲线,在一、三象限),定义域 {x∣x≠0}\{x \mid x \neq 0\},值域 {y∣y≠0}\{y \mid y \neq 0\}。

(3) y=−4x+5y = -4x + 5:斜率为 −4-4、过 (0,5)(0, 5) 的直线,定义域 R\mathbf{R},值域 R\mathbf{R}。

(4) y=x2−6x+7=(x−3)2−2y = x^2 - 6x + 7 = (x - 3)^2 - 2:开口向上的抛物线,顶点 (3,−2)(3, -2),定义域 R\mathbf{R},值域 [−2,+∞)[-2, +\infty)。

自检:一次函数、反比例函数、二次函数是初中三件套,本节要求”图象 + 定义域 + 值域”一次说全。第 (4) 问配方是求二次函数值域的标准动作:y=(x−3)2−2⩾−2y = (x-3)^2 - 2 \geqslant -2。

习题 3.1 第 4 题

  1. 已知函数 f(x)=3x2−5x+2f(x) = 3x^{2} - 5x + 2,求 f(−2)f(-\sqrt{2}),f(−a)f(-a),f(a+3)f(a + 3),f(a)+f(3)f(a) + f(3) 的值。

逐个代入:

f(−2)=3×2−5×(−2)+2=8+52;f(-\sqrt{2}) = 3 \times 2 - 5 \times (-\sqrt{2}) + 2 = 8 + 5\sqrt{2}; f(−a)=3(−a)2−5(−a)+2=3a2+5a+2;f(-a) = 3(-a)^2 - 5(-a) + 2 = 3a^2 + 5a + 2; f(a+3)=3(a+3)2−5(a+3)+2=3a2+18a+27−5a−15+2=3a2+13a+14;f(a+3) = 3(a+3)^2 - 5(a+3) + 2 = 3a^2 + 18a + 27 - 5a - 15 + 2 = 3a^2 + 13a + 14; f(a)+f(3)=(3a2−5a+2)+(27−15+2)=3a2−5a+16.f(a) + f(3) = (3a^2 - 5a + 2) + (27 - 15 + 2) = 3a^2 - 5a + 16.

自检:注意最后一个是 f(a)+f(3)f(a) + f(3)(两个函数值相加),不是 f(a+3)f(a+3)——f(a+3)=3a2+13a+14f(a+3) = 3a^2 + 13a + 14 与 f(a)+f(3)=3a2−5a+16f(a) + f(3) = 3a^2 - 5a + 16 不同,别混。f(3)=27−15+2=14f(3) = 27 - 15 + 2 = 14 代入无误。

习题 3.1 第 5 题

  1. 已知函数 f(x)=x+2x−6f(x) = \frac{x + 2}{x - 6},(1)点(3,14)在 f(x)f(x) 的图象上吗?(2)当 x=4x = 4 时,求 f(x)f(x) 的值。(3)当 f(x)=2f(x) = 2 时,求 xx 的值.

(1) f(3)=3+23−6=5−3=−53≠14f(3) = \frac{3 + 2}{3 - 6} = \frac{5}{-3} = -\frac{5}{3} \neq 14。所以点 (3,14)(3, 14) 不在 f(x)f(x) 的图象上——“点在图象上”即”横坐标对应的函数值等于纵坐标”。

(2) f(4)=4+24−6=6−2=−3f(4) = \frac{4 + 2}{4 - 6} = \frac{6}{-2} = -3。

(3) 解方程 f(x)=2f(x) = 2:

x+2x−6=2  ⇒  x+2=2x−12  ⇒  x=14.\frac{x + 2}{x - 6} = 2 \;\Rightarrow\; x + 2 = 2x - 12 \;\Rightarrow\; x = 14.

自检:第 (3) 问解得 x=14x = 14,代入验算 168=2\frac{16}{8} = 2 ✓。注意方程变形中 x≠6x \neq 6 的前提已由分母自动保证(若解出 x=6x = 6 要舍)。

习题 3.1 第 6 题

  1. 若 f(x)=x2+bx+cf(x) = x^{2} + bx + c,且 f(1)=0f(1) = 0,f(3)=0f(3) = 0,求 f(−1)f(-1) 的值.

f(1)=0f(1) = 0、f(3)=0f(3) = 0 说明 11、33 是方程 x2+bx+c=0x^2 + bx + c = 0 的两个根,所以

f(x)=(x−1)(x−3),f(x) = (x - 1)(x - 3), f(−1)=(−1−1)(−1−3)=(−2)×(−4)=8.f(-1) = (-1 - 1)(-1 - 3) = (-2) \times (-4) = 8.

自检:用因式形式一步到位,不用解 bb、cc:由韦达定理 b=−4b = -4、c=3c = 3,代回也得 f(−1)=1+4+3=8f(-1) = 1 + 4 + 3 = 8,两种算法一致。

习题 3.1 第 7 题

  1. 画出下列函数的图象: (1) f(x)={0,x⩽0,1,x>0;f(x)=\begin{cases}0,&x\leqslant0,\\1,&x>0;\end{cases}

(2) G(n)=3n+1, n∈{1,2,3}G(n)=3n+1,\ n\in\{1,2,3\} .

(1) f(x)f(x) 是阶跃函数:x⩽0x \leqslant 0 时恒为 0,x>0x > 0 时恒为 1。图象是两条水平射线:x⩽0x \leqslant 0 的部分画在 y=0y = 0 上,端点 (0,0)(0, 0) 是实心点(x=0x = 0 归这一段);x>0x > 0 的部分画在 y=1y = 1 上,端点 (0,1)(0, 1) 是空心点(x=0x = 0 不属于这一段)。

(2) G(n)=3n+1G(n) = 3n + 1,n∈{1,2,3}n \in \{1, 2, 3\}:图象是三个孤立的点 (1,4)(1, 4)、(2,7)(2, 7)、(3,10)(3, 10)——定义域是有限集,图象就只长在这三个点上,不能连成直线。

自检:第 (1) 问的实心/空心是分段函数的分界点归属问题,x=0x = 0 的归属写在 x⩽0x \leqslant 0 段里,所以 (0,0)(0, 0) 实心、(0,1)(0, 1) 空心。第 (2) 问提醒”离散定义域 → 离散图象”,与例 4 笔记本的五个点同一道理。

习题 3.1 第 8 题

  1. 如图,矩形的面积为 10. 如果矩形的长为 xx,宽为 yy,对角线为 dd,周长为 ll,那么你能获得关于这些量的哪些函数?

由矩形面积 xy=10xy = 10:

y=10x,x>0.y = \frac{10}{x},\qquad x > 0.

对角线由勾股定理:

d=x2+y2=x2+100x2,x>0.d = \sqrt{x^2 + y^2} = \sqrt{x^2 + \frac{100}{x^2}},\qquad x > 0.

周长:

l=2(x+y)=2(x+10x),x>0.l = 2(x + y) = 2\left(x + \frac{10}{x}\right),\qquad x > 0.

自检:三个函数都以 xx(长)为自变量、定义域 x>0x > 0(长、宽都是正数)。第 9 题”你会表示哪些量”这类题答案不唯一——只要从 xy=10xy = 10 出发,把宽、对角线、周长都表示成长 xx 的函数即可。

习题 3.1 第 9 题

  1. 一个圆柱形容器的底部直径是 d cmd \mathrm{~cm}, 高是 h cmh \mathrm{~cm}. 现在向容器内每秒注入某种溶液 v cm3v \mathrm{~cm}^{3}. 求容器内溶液的高度 xx (单位: cm\mathrm{cm}) 关于注入溶液的时间 tt (单位: s\mathrm{s}) 的函数解析式, 并写出函数的定义域和值域.

底面积 S=π(d2)2=πd24S = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \frac{\pi d^2}{4}。tt 秒内注入的溶液体积是 vtvt,它等于容器内溶液的体积 S⋅xS \cdot x:

vt=πd24⋅x  ⇒  x=4vtπd2.vt = \frac{\pi d^2}{4} \cdot x \;\Rightarrow\; x = \frac{4vt}{\pi d^2}.

定义域:从开始注入(t=0t = 0)到注满(x=hx = h,即 t=hπd24vt = \frac{h \pi d^2}{4v})为止:

[0, hπd24v].\left[0,\ \frac{h\pi d^2}{4v}\right].

值域:xx 从 0 增到 hh:

[0, h].[0,\ h].

自检:这是”匀速注水”的线性模型——体积对时间匀速增加,液面高度就线性上升。量纲核对:x=4vtπd2x = \frac{4vt}{\pi d^2} 中 cm3/s⋅scm2=cm\frac{\mathrm{cm^3/s} \cdot \mathrm{s}}{\mathrm{cm^2}} = \mathrm{cm} ✓。若注满后继续注水,解析式不再适用——定义域到 t=hπd24vt = \frac{h\pi d^2}{4v} 为止,这是”定义域由实际背景决定”的又一例。

习题 3.1 第 10 题

  1. 一个老师用5分制对数学作业评分. 一次作业中, 第一小组同学按座位序号1, 2, 3, 4, 5, 6的次序, 得分依次是5, 3, 4, 2, 4, 5. 你会怎样表示这次作业的得分情况? 用 xx, yy 分别表示序号和对应的得分, yy 是 xx 的函数吗? 如果是, 那么它的定义域、值域和对应关系各是什么?

用列表法表示最直接:

序号 xx123456
得分 yy534245

yy 是 xx 的函数:每个序号都对应唯一确定的得分。

  • 定义域:{1,2,3,4,5,6}\{1, 2, 3, 4, 5, 6\};
  • 值域:{2,3,4,5}\{2, 3, 4, 5\}(得分 4、5 出现两次,值域只记一次);
  • 对应关系:表格给出的”序号 → 得分”,即 f(1)=5f(1) = 5,f(2)=3f(2) = 3,f(3)=4f(3) = 4,f(4)=2f(4) = 2,f(5)=4f(5) = 4,f(6)=5f(6) = 5。

自检:定义域是集合 {1,…,6}\{1, \dots, 6\} 而非区间——离散数据用列表法最合适,这正是三种表示法”选最恰当的一种”的练习(例 7 前后课本强调的要点)。两个同学得同样的分(如 x=1x = 1 与 x=6x = 6 都得 5)不影响”是函数”。

习题 3.1 第 11 题

  1. 函数 r=f(p)r = f(p) 的图象如图所示,(1)函数 r=f(p)r = f(p) 的定义域、值域各是什么?(2)rr 取何值时,只有唯一的 pp 值与之对应?

图象下方印着一行注释(独立段落),引在这里:

图中,曲线 ll 与直线 mm 无限接近,但永不相交.

曲线数据按插图读出:横轴刻度 p=−5,0,2,6p = -5, 0, 2, 6,曲线分两支——左支从 (−5,2)(-5, 2)(实心)到 (0,5)(0, 5)(在 rr 轴上,取得到);右支从 (2,0)(2, 0)(实心)出发,随 p→6p \to 6 沿直线 mm(p=6p = 6)无限上升,p=6p = 6 取不到。

(1) 定义域是两支上 pp 的取值集合:

[−5,0]∪[2,6).[-5, 0] \cup [2, 6).

值域:左支的 rr 从 2 到 5,右支的 rr 从 0 到 +∞+\infty,并起来是

[0,+∞).[0, +\infty).

(2) 问”rr 取何值时,水平线 y=ry = r 与图象只交于一点”。右支在 [0,+∞)[0, +\infty) 上单调上升,任何 r⩾0r \geqslant 0 都与右支交于一点;左支的 rr 范围是 [2,5][2, 5],所以:

  • 0⩽r<20 \leqslant r < 2:只交右支,唯一 pp 值;
  • 2⩽r⩽52 \leqslant r \leqslant 5:左、右支各交一点,共两个 pp 值;
  • r>5r > 5:只交右支,唯一 pp 值。

所以

r∈[0,2)∪(5,+∞).r \in [0, 2) \cup (5, +\infty).

自检:端点别放错——r=2r = 2 时交左支的 (−5,2)(-5, 2) 与右支一点,两个交点,所以 22 不在答案里;r=0r = 0 时就是 pp 轴,只交 (2,0)(2, 0) 一点,所以 00 在答案里。“曲线 ll 与直线 mm 无限接近”说明 p=6p = 6 是渐近线、取不到,右支写成 [2,6)[2, 6)。

习题 3.1 第 12 题

  1. 画出定义域为 {x∣−3⩽x⩽8\{x\mid-3\leqslant x\leqslant8 ,且 x≠5}x\neq5\} ,值域为 {y∣−1⩽y⩽2,y≠0}\{y\mid-1\leqslant y\leqslant2,y\neq0\} 的一个函数的图象. (1) 将你的图象和其他同学的相比较,有什么差别吗? (2) 如果平面直角坐标系中点 P(x,y)P(x, y) 的坐标满足 −3⩽x⩽8,−1⩽y⩽2-3 \leqslant x \leqslant 8, -1 \leqslant y \leqslant 2 ,那么其中哪些点不能在图象上?

(1) 画图要满足三条,缺一不可:

  • 定义域全盖:对 x∈[−3,8]x \in [-3, 8] 中除 x=5x = 5 外的每一个 xx,图象上都恰有一个点——“竖直线至多交一点”保证每个 xx 至多一个点,还要把 [−3,5)[-3, 5) 与 (5,8](5, 8] 两段都画满,不能只画几小段(比如只画 (3,7)(3, 7) 就漏掉大片定义域);
  • 值域条件:图象上点的纵坐标都在 [−1,2][-1, 2] 内且不等于 0,并且除 0 外的每个值都要被取到——即折线要在 y>0y > 0 与 y<0y < 0 两个半平面内各自”扫满” (0,2](0, 2] 与 [−1,0)[-1, 0) 的取值;
  • 在 x=5x = 5 处断开:x=5x = 5 不在定义域,竖线 x=5x = 5 与图象无交点(画图时常借助这个断口从 y>0y > 0 一侧跳到 y<0y < 0 一侧)。

示例(一条最不易出错的画法,答案不唯一):在 [−3,5)[-3, 5) 与 (5,8](5, 8] 两段上各取一条斜线段,

y=5−x4(−3⩽x<5),y=−x−53(5<x⩽8).y = \frac{5-x}{4}\quad (-3 \leqslant x < 5),\qquad y = -\frac{x-5}{3}\quad (5 < x \leqslant 8).

左支从 (−3,2)(-3, 2) 线性下降到 x→5−x \to 5^{-} 时 y→0+y \to 0^{+},值域恰好扫满 (0,2](0, 2];右支从 x→5+x \to 5^{+} 时 y→0−y \to 0^{-} 线性下降到 (8,−1)(8, -1),值域恰好扫满 [−1,0)[-1, 0)。两条支都覆盖自己那一段的每一个 xx,都不碰 y=0y = 0(只无限接近);x=5x = 5 不在定义域,竖线 x=5x = 5 与图象无交点,图象在 x=5x = 5 处断开(左支终点高度 0+0^+、右支起点高度 0−0^-,正好错开)。画图时特别注意:示例要盖满整个定义域——只画中间几小段(比如左支到 x=4.5x = 4.5 就停)会在 x∈(4.5,5)x \in (4.5, 5) 附近留下没有点的空隙。同学之间的图象差别就来自这里——曲线形状、摆动幅度、断口两侧的跳法都不同,但只要三条都满足就都正确。

(2) 矩形区域 −3⩽x⩽8-3 \leqslant x \leqslant 8、−1⩽y⩽2-1 \leqslant y \leqslant 2 内的点,不能出现在图象上的有两类:

  • 直线 x=5x = 5 上的点(−1⩽y⩽2-1 \leqslant y \leqslant 2):x=5x = 5 不在定义域,任何以 x=5x = 5 为横坐标的点都不是函数图象上的点;
  • 直线 y=0y = 0 上的点(−3⩽x⩽8-3 \leqslant x \leqslant 8):y=0y = 0 不在值域,图象上的点纵坐标不能是 0。

除这两条直线上的点外,其余点都能出现在图象上吗?——要注意”竖直线判据”:同一竖直线(同一个 xx)上只能有一个点在图象上。所以精确的说法是:矩形内除这两条直线以外的点至少可以各取一个组成图象(函数图象是”每列至多一个点”的点集,而不是整个矩形)。

自检:第 (2) 问的”不能在图象上”是硬条件(定义域挖掉 x=5x = 5、值域挖掉 y=0y = 0);“竖直线至多交一点”是结构条件(每列最多一个点)。两个条件都要说全。第 (1) 问的示例要同时过三关——定义域每段都画满(不能留 xx 方向的空隙)、值域 (0,2](0, 2] 与 [−1,0)[-1, 0) 各被扫满、不碰 y=0y = 0 且在 x=5x = 5 处断开;两条覆盖全段的斜线段三条全过,是最稳的画法。

习题 3.1 第 13 题

  1. 函数 f(x)=[x]f(x) = [x] 的函数值表示不超过 xx 的最大整数,例如, [−3.5]=−4[-3.5] = -4 , [2.1]=2.[2.1] = 2. 当 x∈(−2.5,3]x \in (-2.5, 3] 时,写出函数 f(x)f(x) 的解析式,并画出函数的图象.

按”不超过 xx 的最大整数”逐段写。[x]=n[x] = n 等价于 n⩽x<n+1n \leqslant x < n+1——每段左闭右开(区间左端恰好是整数时,[x][x] 就是这个整数;右端是整数时 [x][x] 是下一个更小的整数)。在 x∈(−2.5,3]x \in (-2.5, 3] 上:

f(x)={−3,−2.5<x<−2,−2,−2⩽x<−1,−1,−1⩽x<0,0,0⩽x<1,1,1⩽x<2,2,2⩽x<3,3,x=3.f(x) = \begin{cases} -3, & -2.5 < x < -2, \\ -2, & -2 \leqslant x < -1, \\ -1, & -1 \leqslant x < 0, \\ 0, & 0 \leqslant x < 1, \\ 1, & 1 \leqslant x < 2, \\ 2, & 2 \leqslant x < 3, \\ 3, & x = 3. \end{cases}

图象是阶梯:从高度 −3-3 到 22 的六级台阶,第一级(高度 −3-3)只跨 (−2.5,−2)(-2.5, -2) 半个单位,其余每级长度 1;最右端 x=3x = 3 处 [3]=3[3] = 3 是单独的点。

自检:写解析式的关键是端点归属——[−2]=−2[-2] = -2(不超过 −2-2 的最大整数就是 −2-2),所以 −2-2 归"[x]=−2[x] = -2"那级(左闭);[2]=2[2] = 2,所以 22 归"[x]=2[x] = 2"那级(左闭),而 [2.5]=2[2.5] = 2 也在这级(右开)。每一段写成 n⩽x<n+1n \leqslant x < n+1。−2.5-2.5 本身不在定义域内(x∈(−2.5,3]x \in (-2.5, 3]),第一级写成 −2.5<x<−2-2.5 < x < -2。图象上每级左端实心、右端空心——与 y=∣x∣y = |x| 类分段函数不同,这里实心点在每一级的左端。

习题 3.1 第 14 题

  1. 构建一个问题情境,使其中的变量关系能用解析式 y=12ax2(a>0)y=\frac{1}{2}ax^{2}(a>0) 来描述.

情境:一个物体从静止开始做初速度为 0 的匀加速直线运动,加速度为 aa(a>0a > 0),经过时间 xx(单位:s)后通过的位移为 yy(单位:m),则

y=12ax2.y = \frac{1}{2}ax^2.

这就是自由落体的运动学模型(a=ga = g 时是下落距离公式):位移与时间的平方成正比。

定义域:x⩾0x \geqslant 0(时间从开始运动起);值域:y⩾0y \geqslant 0。

自检:答案不唯一,只要是”变量关系能用 y=12ax2y = \frac{1}{2}ax^2 刻画”的情境都行(匀加速位移是最标准的)。判对错的标准:关系式确实形如 12ax2\frac{1}{2}ax^2(a>0a > 0),且定义域、值域与情境自洽。

习题 3.1 第 15 题

  1. 如图所示,一座小岛距离海岸线上最近的点 P 的距离是 2 km,从点 P 沿海岸正东 12 km 处有一个城镇.

(1) 假设一个人驾驶的小船的平均速度为 3 km/h3 \, km/h ,步行的速度是 5 km/h5 \, km/h ,t(单位:h)表示他从小岛到城镇的时间,x(单位:km)表示此人将船停在海岸处距点 P 的距离。请将 t 表示为 x 的函数。

(2) 如果将船停在距点 P4 kmP4 \mathrm{~km} 处, 那么从小岛到城镇要多长时间 (精确到 0.1 h0.1 \mathrm{~h})?

(1) 航线:小岛 → 海岸停船点 → 城镇。停船点距 P 为 xx km,则:

  • 海上段:小岛到停船点,斜边 =x2+22=\sqrt{x^2 + 2^2} km(勾股定理,小岛到 P 的垂直距离 2 km),用时 x2+43\frac{\sqrt{x^2 + 4}}{3} h;
  • 陆上段:停船点到城镇,12−x12 - x km(城镇在 P 正东 12 km),用时 12−x5\frac{12 - x}{5} h。

总时间

t(x)=x2+43+12−x5,x∈[0,12].t(x) = \frac{\sqrt{x^2 + 4}}{3} + \frac{12 - x}{5},\qquad x \in [0, 12].

(x=0x = 0:直接停到 P 点下船;x=12x = 12:直接开到城镇下船,陆上段为 0。)

(2) x=4x = 4 时:

t(4)=42+43+12−45=203+85≈4.4723+1.6≈1.491+1.6≈3.1 h.t(4) = \frac{\sqrt{4^2 + 4}}{3} + \frac{12 - 4}{5} = \frac{\sqrt{20}}{3} + \frac{8}{5} \approx \frac{4.472}{3} + 1.6 \approx 1.491 + 1.6 \approx 3.1\ \mathrm{h}.

自检:20=25≈4.472\sqrt{20} = 2\sqrt{5} \approx 4.472;代入后总时间约 3.1 h,精确到 0.1 h 满足题意。x∈[0,12]x \in [0, 12] 是定义域——船只能停在 P 与城镇之间的海岸线上。

习题 3.1 第 16 题

  1. 给定数集 A=RA = \mathbf{R}, B=(−∞,0]B = (-\infty, 0], 方程

u2+2v=0,u ^ {2} + 2 v = 0,

(1)任给 u∈Au \in A ,对应关系 ff 使方程①的解 vv 与 uu 对应,判断 v=f(u)v = f(u) 是否为函数;

(2) 任给 v∈Bv \in B ,对应关系 g 使方程①的解 u 与 v 对应,判断 u=g(v)u = g(v) 是否为函数.

(1) 由 u2+2v=0u^2 + 2v = 0 得

v=−u22.v = -\frac{u^2}{2}.

对 A=RA = \mathbf{R} 中的任意 uu,−u22-\frac{u^2}{2} 都有唯一确定的值与之对应(且落在 B=(−∞,0]B = (-\infty, 0] 内)。所以 v=f(u)v = f(u) 是函数。

(2) 由 u2+2v=0u^2 + 2v = 0 得

u=±−2v.u = \pm\sqrt{-2v}.

当 v<0v < 0(如 v=−2v = -2)时,−2v>0-2v > 0,方程给出两个解 u=2u = 2 与 u=−2u = -2——同一个 vv 对应两个不同的 uu,不满足”唯一确定”。所以 u=g(v)u = g(v) 不是函数。

自检:同一方程两个方向,一个成函数一个不成——函数的方向性在这里体现得很清楚:ff 是”给 uu 定 vv“(平方运算,唯一);gg 是”给 vv 定 uu“(开方,一正一负两个值)。v=0v = 0 时 u=0u = 0 唯一,但函数要求对定义域内每一个 vv 都唯一,一个反例(v<0v < 0)就足以判”不是”。

习题 3.1 第 17 题

  1. 探究是否存在函数 f(x)f(x),g(x)g(x) 满足条件:

(1) 定义域相同,值域相同,但对应关系不同;

(2) 值域相同,对应关系相同,但定义域不同.

(1) 存在。 例如定义域都取 [0,1][0, 1]:

f(x)=x,g(x)=x2.f(x) = x,\qquad g(x) = x^2.

ff 的值域是 [0,1][0, 1],gg 的值域也是 [0,1][0, 1](x∈[0,1]x \in [0, 1] 时 x2x^2 从 0 到 1),但对应关系一个是一次函数、一个是二次函数,不同。✓

(2) 存在。 例如对应关系都是”取平方”:

f(x)=x2 (x∈R),g(x)=x2 (x∈[0,+∞)).f(x) = x^2\ (x \in \mathbf{R}),\qquad g(x) = x^2\ (x \in [0, +\infty)).

对应关系相同(都是 x↦x2x \mapsto x^2),值域都是 [0,+∞)[0, +\infty),但定义域一个是 R\mathbf{R}、一个是 [0,+∞)[0, +\infty),不同。✓

自检:第 (1) 问的构造思路是”同一个值域被两种不同方式填满”(xx 与 x2x^2 在 [0,1][0,1] 上殊途同归);第 (2) 问的关键是注意:定义域不同但对应关系”形式上相同”——教科书说的”对应关系相同”指的是”相同的自变量对应相同的函数值”这个规则,而 x2x^2 这个规则可以定义在不同的定义域上。这两条结论反过来印证了”同一函数 = 定义域 + 对应关系”双锁定:只满足一条不够。

习题 3.1 第 18 题

  1. 在一个展现人脑智力的综艺节目中,一位参加节目的少年能将圆周率 π\pi 准确地记忆到小数点后面200位,更神奇的是,当主持人说出小数点后面的位数时,这位少年都能准确地说出该数位上的数字。如果记圆周率 π\pi 小数点后第 nn 位上的数字为 yy,那么你认为 yy 是 nn 的函数吗?如果是,请写出函数的定义域、值域与对应关系;如果不是,请说明理由。

是函数。 圆周率 π\pi 的小数展开是确定的(π=3.14159…\pi = 3.14159\ldots),每个数位上的数字都客观存在且唯一,所以对每一个位数 nn,都有唯一确定的数字 yy 与之对应。

  • 定义域:n∈N∗n \in \mathbf{N}^{*}({1,2,3,…}\{1, 2, 3, \ldots\},小数点后第 nn 位);
  • 值域:{0,1,2,…,9}\{0, 1, 2, \ldots, 9\} 的一个子集(具体数字由 π\pi 的小数展开决定,比如 y1=1y_1 = 1,y2=4y_2 = 4,y3=1y_3 = 1,y4=5y_4 = 5,y5=9y_5 = 9,……);
  • 对应关系:”n↦πn \mapsto \pi 小数点后第 nn 位上的数字”,用语言(或查表)给出,不需要解析式。

自检:这题的考点是”对应关系不一定要解析式”(本节思考题的答案)——一个确定的规则、每个 nn 都有唯一结果,就是函数,即使这个规则只能靠记忆说出来。它和狄利克雷函数一样,是”函数概念不依赖解析式”的例证。

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  1. 求下列函数的定义域:

(1) f(x)=14x+7f(x) = \frac{1}{4x + 7}; (2) f(x)=1−x+x+3−1f(x) = \sqrt{1 - x} + \sqrt{x + 3} - 1.

  1. 已知函数 f(x)=3x3+2xf(x) = 3x^{3} + 2x,

(1) 求 f(2)f(2) , f(−2)f(-2) , f(2)+f(−2)f(2)+f(-2) 的值;

(2) 求 f(a)f(a) , f(−a)f(-a) , f(a)+f(−a)f(a)+f(-a) 的值.

  1. 判断下列各组中的函数是否为同一个函数,并说明理由:

(1)表示炮弹飞行高度 h 与时间 t 关系的函数 h=130t−5t2h=130t-5t^{2} 和二次函数 y=130x−5x2y=130x-5x^{2} ;

(2) f(x)=1f(x) = 1 和 g(x)=x0g(x) = x^0.

3.1.2 函数的表示法

我们在初中已经接触过函数的三种表示法:解析法、列表法和图象法.

解析法,就是用解析式表示两个变量之间的对应关系,如3.1.1的问题1、2.

列表法,就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系,如3.1.1的问题4.

图象法,就是用图象表示两个变量之间的对应关系,如3.1.1的问题3.

这三种方法是常用的函数表示法.

例4 某种笔记本的单价是5元,买 x(x∈{1,2,3,4,5})x(x\in \{1,2,3,4,5\}) 个笔记本需要 yy 元. 试用函数的三种表示法表示函数 y=f(x)y = f(x).

解:这个函数的定义域是数集 {1,2,3,4,5}\{1,2,3,4,5\} .

用解析法可将函数 y=f(x)y=f(x) 表示为

y=5x,x∈{1,2,3,4,5}.y = 5 x, x \in \{1, 2, 3, 4, 5 \}.

用列表法可将函数 y=f(x)y=f(x) 表示为

用图象法可将函数 y=f(x)y=f(x) 表示为图 3.1-2.

函数图象既可以是连续的曲线,也可以是直线、折线、离散的点等。那么判断一个图形是不是函数图象的依据是什么?

思考

(1) 比较函数的三种表示法,它们各自的特点是什么?

(2) 所有函数都能用解析法表示吗?请你举出实例加以说明.

例 5 画出函数 y=∣x∣y=|x| 的图象.

解:由绝对值的概念,我们有

y={−x,x<0,x,x⩾0.y = \left\{ \begin{array}{l l} - x, & x < 0, \\ x, & x \geqslant 0. \end{array} \right.

所以,函数 y=∣x∣y=|x| 的图象如图 3.1-3 所示.

像例 5 中 y={−x,x<0,x,x⩾0y=\begin{cases}-x, & x<0, \\ x, & x\geqslant0\end{cases} 这样的函数称为分段函数. 生活中,有很多可以用分段函数描述的实际问题,如出租车的计费、个人所得税纳税额等.

图3.1-3

例 6 给定函数 f(x)=x+1, g(x)=(x+1)2, x∈Rf(x)=x+1,\ g(x)=(x+1)^{2},\ x\in\mathbf{R} ,

(1)在同一直角坐标系中画出函数 f(x)f(x) , g(x)g(x) 的图象;

(2) ∀x∈R\forall x \in R ,用 M(x)M(x) 表示 f(x)f(x) , g(x)g(x) 中的最大者,记为

M(x)=max⁡{f(x),g(x)}.M (x) = \max \{f (x), g (x) \}.

例如,当 x=2x = 2 时,M(2)=max⁡{f(2),g(2)}=max⁡{3,9}=9M(2) = \max \{f(2), g(2)\} = \max \{3, 9\} = 9.

请分别用图象法和解析法表示函数 M(x)M(x) .

解:(1)在同一直角坐标系中画出函数 f(x)f(x) , g(x)g(x) 的图象(图 3.1-4).

图3.1-4

图3.1-5

(2) 由图 3.1-4 中函数取值的情况,结合函数 M(x)M(x) 的定义,可得函数 M(x)M(x) 的图象(图 3.1-5).

由 (x+1)2=x+1(x+1)^{2}=x+1 ,得 x(x+1)=0x(x+1)=0 .

解得 x = -1,或 x = 0.

结合图 3.1-5,得出函数 M(x)M(x) 的解析式为

M(x)={(x+1)2,x⩽−1,x+1,−1<x⩽0,(x+1)2,x>0.M (x) = \left\{ \begin{array}{l l} (x + 1) ^ {2}, & x \leqslant - 1, \\ x + 1, & - 1 < x \leqslant 0, \\ (x + 1) ^ {2}, & x > 0. \end{array} \right.

你能用其他方法求出 M(x)M(x) 的解析式吗?

练习

  1. 如图,把直截面半径为 25 cm25 \mathrm{~cm} 的圆柱形木头锯成直截面为矩形的木料,如果矩形的一边长为 xx (单位: cm\mathrm{cm} ),面积为 yy (单位: cm2\mathrm{cm}^2 ),把 yy 表示为 xx 的函数.

  2. 画出函数 y=∣x−2∣y = |x - 2| 的图象.

  3. 给定函数 f(x)=−x+1f(x) = -x + 1,g(x)=(x−1)2g(x) = (x - 1)^2,x∈Rx \in \mathbf{R},

(1) 画出函数 f(x)f(x) , g(x)g(x) 的图象;

(第1题)

(2) ∀x∈R\forall x \in \mathbf{R}, 用 m(x)m(x) 表示 f(x)f(x), g(x)g(x) 中的最小者, 记为 m(x)=min⁡{f(x),g(x)}m(x) = \min\{f(x), g(x)\}, 请分别用图象法和解析法表示函数 m(x)m(x).

对于一个具体的问题,如果涉及函数,那么应当学会选择恰当的方法表示问题中的函数关系.

例 7 表 3.1-4 是某校高一(1)班三名同学在高一学年度六次数学测试的成绩及班级平均分表.

请你对这三位同学在高一学年的数学学习情况做一个分析.

解:从表 3.1-4 中可以知道每位同学在每次测试中的成绩,但不太容易分析每位同学的成绩变化情况。如果将每位同学的“成绩”与“测试序号”之间的函数关系分别用图象(均为 6 个离散的点)表示出来,如图 3.1-6,那么就能直观地看到每位同学成绩变化的情况,这对我们的分析很有帮助。

从图 3.1-6 可以看到,王伟同学的数学学习成绩始终高于班级平均水平,学习情况比较稳定而且成绩优秀。张城同学的数学学习成绩不稳定,总是在班级平均水平上下波动,而且波动幅度较大。赵磊同学的数学学习成绩低于班级平均水平,但表示他成绩变化的图象呈上升趋势,表明他的数学成绩在稳步提高。

● ●

为了更容易看出一个同学的学习情况,我们将表示每位同学成绩的函数图象(离散的点)用虚线连接.

例8 依法纳税是每个公民应尽的义务,个人取得的所得应依照《中华人民共和国个人所得税法》向国家缴纳个人所得税(简称个税)。2019年1月1日起,个税税额根据应纳税所得额、税率和速算扣除数确定,计算公式为

个税税额 == 应纳税所得额 ×\times 税率一速算扣除数. ① 应纳税所得额的计算公式为

应纳税所得额 == 综合所得收入额一基本减除费用一专项扣除

一专项附加扣除一依法确定的其他扣除。②其中,“基本减除费用”(免征额)为每年60000元。税率与速算扣除数见表3.1-5。

(1)设全年应纳税所得额为 tt ,应缴纳个税税额为 yy 求 y=f(t)y = f(t) ,并画出图象;

(2)小王全年综合所得收入额为 117 600 元,假定缴纳的基本养老保险、基本医疗保险、失业保险等社会保险费和住房公积金占综合所得收入额的比例分别是 8%,2%,

● ●

“综合所得”包括工资、薪金,劳务报酬,稿酬,特许权使用费;“专项扣除”包括居民个人按照国家规定的范围和标准缴纳的基本养老保险、基本医疗保险、失业保险等社会保险费和住房公积金等;“专项附加扣除”包括子女教育、继续教育、大病医疗、住房贷款利息或者住房租金、赡养老人等支出;“其他扣除”是指除上述基本减除费用、专项扣除、专项附加扣除之外,由国务院决定以扣除方式减少纳税的优惠政策规定的费用。

1%,9%,专项附加扣除是9600元,依法确定其他扣除是560元,那么他全年应缴纳多少综合所得个税?

分析:根据个税产生办法,可按下列步骤计算应缴纳个税税额:

第一步,根据②计算出应纳税所得额 t;

第二步,由 t 的值并根据表 3.1-5 得出相应的税率与速算扣除数;

第三步,根据①计算出个税税额 y 的值.

由于不同应纳税所得额 tt 对应不同的税率与速算扣除数,所以 yy 是 tt 的分段函数.

解:(1)根据表3.1-5,可得函数 y=f(t)y = f(t) 的解析式为

y={0.03t,0⩽t⩽36000,0.1t−2520,36000<t⩽144000,0.2t−16920,144000<t⩽300000,0.25t−31920,300000<t⩽420000,0.3t−52920,420000<t⩽660000,0.35t−85920,660000<t⩽960000,0.45t−181920,t>960000.(3◯)y = \left\{ \begin{array}{l} 0. 0 3 t, 0 \leqslant t \leqslant 3 6 0 0 0, \\ 0. 1 t - 2 5 2 0, 3 6 0 0 0 < t \leqslant 1 4 4 0 0 0, \\ 0. 2 t - 1 6 9 2 0, 1 4 4 0 0 0 < t \leqslant 3 0 0 0 0 0, \\ 0. 2 5 t - 3 1 9 2 0, 3 0 0 0 0 0 < t \leqslant 4 2 0 0 0 0, \\ 0. 3 t - 5 2 9 2 0, 4 2 0 0 0 0 < t \leqslant 6 6 0 0 0 0, \\ 0. 3 5 t - 8 5 9 2 0, 6 6 0 0 0 0 < t \leqslant 9 6 0 0 0 0, \\ 0. 4 5 t - 1 8 1 9 2 0, t > 9 6 0 0 0 0. \end{array} \right.\tag{\text{\textcircled{3}}}

函数图象如图 3.1-7 所示.

(2) 根据②,小王全年应纳税所得额为

t=117600−60000−117600×(8%+2%+1%+9%)−9600−560=0.8×117600−70160=23920.\begin{array}{r l} & t = 1 1 7 6 0 0 - 6 0 0 0 0 - 1 1 7 6 0 0 \times (8 \% + 2 \% + 1 \% + 9 \%) - 9 6 0 0 - 5 6 0 \\ & \quad = 0. 8 \times 1 1 7 6 0 0 - 7 0 1 6 0 \\ & \quad = 2 3 9 2 0. \end{array}

将 tt 的值代入③,得

y=0.03×23920=717.6.y = 0. 0 3 \times 2 3 9 2 0 = 7 1 7. 6.

所以,小王应缴纳的综合所得个税税额为717.6元.

练习

  1. 下图中哪几个图象与下述三件事分别吻合得最好?请你为剩下的那个图象写出一件事.

(1) 我离开家不久, 发现自己把作业本忘在家里了, 于是返回家里找到了作业本再上学;

(2) 我骑着车离开家后一路匀速行驶,只是在途中遇到一次交通堵塞,耽搁了一些时间;

(3) 我从家出发后,心情轻松,一路缓缓加速行进.

(A)

(D)

  1. 某市 “招手即停” 公共汽车的票价按下列规则制定:

(1) 5 km 以内(含 5 km),票价 2 元;

(2) 5 km 以上,每增加 5 km,票价增加 1 元(不足 5 km 的按 5 km 计算).

如果某条线路的总里程为 20 km20 \, km ,请根据题意,写出票价与里程之间的函数解析式,并画出函数的图象.

习题3.1

复习巩固

  1. 求下列函数的定义域: (1) f(x)=3xx−4f(x)=\frac{3x}{x-4} ; (2) f(x)=x2f(x)=\sqrt{x^{2}} ; (3) f(x)=6x2−3x+2f(x)=\frac{6}{x^{2}-3x+2} ; (4) f(x)=4−xx−1f(x)=\frac{\sqrt{4-x}}{x-1} .

  2. 下列哪一组中的函数 f(x)f(x) 与 g(x)g(x) 是同一个函数? (1) f(x)=x−1, g(x)=x2x−1;f(x)=x-1,\ g(x)=\frac{x^{2}}{x}-1; (2) f(x)=x2, g(x)=(x)4;f(x)=x^{2},\ g(x)=(\sqrt{x})^{4}; (3) f(x)=x2, g(x)=x63.f(x)=x^{2},\ g(x)=\sqrt[3]{x^{6}}.

  3. 画出下列函数的图象,并说出函数的定义域、值域: (1) y=3x; (2) y=8xy=\frac{8}{x} ; (3) y=−4x+5;y = -4x + 5; (4) y=x2−6x+7.y = x^{2} - 6x + 7.

  1. 已知函数 f(x)=3x2−5x+2f(x) = 3x^{2} - 5x + 2,求 f(−2)f(-\sqrt{2}),f(−a)f(-a),f(a+3)f(a + 3),f(a)+f(3)f(a) + f(3) 的值。

  2. 已知函数 f(x)=x+2x−6f(x) = \frac{x + 2}{x - 6},(1)点(3,14)在 f(x)f(x) 的图象上吗?(2)当 x=4x = 4 时,求 f(x)f(x) 的值。(3)当 f(x)=2f(x) = 2 时,求 xx 的值.

  3. 若 f(x)=x2+bx+cf(x) = x^{2} + bx + c,且 f(1)=0f(1) = 0,f(3)=0f(3) = 0,求 f(−1)f(-1) 的值.

  4. 画出下列函数的图象: (1) f(x)={0,x⩽0,1,x>0;f(x)=\begin{cases}0,&x\leqslant0,\\1,&x>0;\end{cases}

(2) G(n)=3n+1, n∈{1,2,3}G(n)=3n+1,\ n\in\{1,2,3\} .

综合运用

  1. 如图,矩形的面积为 10. 如果矩形的长为 xx,宽为 yy,对角线为 dd,周长为 ll,那么你能获得关于这些量的哪些函数?

  1. 一个圆柱形容器的底部直径是 d cmd \mathrm{~cm}, 高是 h cmh \mathrm{~cm}. 现在向容器内每秒注入某种溶液 v cm3v \mathrm{~cm}^{3}. 求容器内溶液的高度 xx (单位: cm\mathrm{cm}) 关于注入溶液的时间 tt (单位: s\mathrm{s}) 的函数解析式, 并写出函数的定义域和值域.

(第8题)

  1. 一个老师用5分制对数学作业评分. 一次作业中, 第一小组同学按座位序号1, 2, 3, 4, 5, 6的次序, 得分依次是5, 3, 4, 2, 4, 5. 你会怎样表示这次作业的得分情况? 用 xx, yy 分别表示序号和对应的得分, yy 是 xx 的函数吗? 如果是, 那么它的定义域、值域和对应关系各是什么?

  2. 函数 r=f(p)r = f(p) 的图象如图所示,(1)函数 r=f(p)r = f(p) 的定义域、值域各是什么?(2)rr 取何值时,只有唯一的 pp 值与之对应?

(第11题)

● ●

图中,曲线 ll 与直线 mm 无限接近,但永不相交.

  1. 画出定义域为 {x∣−3⩽x⩽8\{x\mid-3\leqslant x\leqslant8 ,且 x≠5}x\neq5\} ,值域为 {y∣−1⩽y⩽2,y≠0}\{y\mid-1\leqslant y\leqslant2,y\neq0\} 的一个函数的图象. (1) 将你的图象和其他同学的相比较,有什么差别吗? (2) 如果平面直角坐标系中点 P(x,y)P(x, y) 的坐标满足 −3⩽x⩽8,−1⩽y⩽2-3 \leqslant x \leqslant 8, -1 \leqslant y \leqslant 2 ,那么其中哪些点不能在图象上?
  1. 函数 f(x)=[x]f(x) = [x] 的函数值表示不超过 xx 的最大整数,例如, [−3.5]=−4[-3.5] = -4 , [2.1]=2.[2.1] = 2. 当 x∈(−2.5,3]x \in (-2.5, 3] 时,写出函数 f(x)f(x) 的解析式,并画出函数的图象.

  2. 构建一个问题情境,使其中的变量关系能用解析式 y=12ax2(a>0)y=\frac{1}{2}ax^{2}(a>0) 来描述.

拓广探索

  1. 如图所示,一座小岛距离海岸线上最近的点 P 的距离是 2 km,从点 P 沿海岸正东 12 km 处有一个城镇.

(1) 假设一个人驾驶的小船的平均速度为 3 km/h3 \, km/h ,步行的速度是 5 km/h5 \, km/h ,t(单位:h)表示他从小岛到城镇的时间,x(单位:km)表示此人将船停在海岸处距点 P 的距离。请将 t 表示为 x 的函数。

(2) 如果将船停在距点 P4 kmP4 \mathrm{~km} 处, 那么从小岛到城镇要多长时间 (精确到 0.1 h0.1 \mathrm{~h})?

(第 15 题)

  1. 给定数集 A=RA = \mathbf{R}, B=(−∞,0]B = (-\infty, 0], 方程

u2+2v=0,u ^ {2} + 2 v = 0,

(1)任给 u∈Au \in A ,对应关系 ff 使方程①的解 vv 与 uu 对应,判断 v=f(u)v = f(u) 是否为函数;

(2) 任给 v∈Bv \in B ,对应关系 g 使方程①的解 u 与 v 对应,判断 u=g(v)u = g(v) 是否为函数.

  1. 探究是否存在函数 f(x)f(x),g(x)g(x) 满足条件:

(1) 定义域相同,值域相同,但对应关系不同;

(2) 值域相同,对应关系相同,但定义域不同.

  1. 在一个展现人脑智力的综艺节目中,一位参加节目的少年能将圆周率 π\pi 准确地记忆到小数点后面200位,更神奇的是,当主持人说出小数点后面的位数时,这位少年都能准确地说出该数位上的数字。如果记圆周率 π\pi 小数点后第 nn 位上的数字为 yy,那么你认为 yy 是 nn 的函数吗?如果是,请写出函数的定义域、值域与对应关系;如果不是,请说明理由。

? 阅读与思考

函数概念的发展历程

17 世纪, 科学家们致力于运动的研究, 如计算天体的位置, 远距离航海中对经度和纬度的测量, 炮弹的速度对于高度和射程的影响等. 诸如此类的问题都需要探究两个变量之间的关系, 并根据这种关系对事物的变化规律作出判断, 如根据炮弹的发射角和初速度推测它能达到的高度和射程. 这正是函数概念产生和发展的背景.

“function”一词最初由德国数学家莱布尼茨(G.W.Leibniz,1646—1716)使用。在中国,清代数学家李善兰(1811—1882)在1859年和英国传教士伟烈亚力合译的《代微积拾级》中首次将“function”译作“函数”。

《代微积拾级》

莱布尼茨用“函数”表示随曲线的变化而改变的

几何量,如坐标、切线等。1718年,他的学生、瑞士数学家约翰·伯努利(J. Bernoulli,1667—1748)强调函数要用式子表示。后来,数学家认为这不是判断函数的标准。只要一些变量变化,另一些变量随之变化就可以了。所以,1755年,瑞士数学家欧拉(L. Euler,1707—1783)将函数定义为“如果某些变量,以一种方式依赖于另一些变量,我们将前面的变量称为后面变量的函数”。

当时很多数学家对于不用式子表示函数很不习惯,甚至抱怀疑态度。函数的概念仍然是比较模糊的。

随着对微积分研究的深入, 18 世纪末 19 世纪初, 人们对函数的认识向前推进了. 德国数学家狄利克雷 (P. G. L. Dirichlet, 1805-1859) 在 1837 年时提出: “如果对于 xx 的每一个值, yy 总有一个完全确定的值与之对应, 那么 yy 是 xx 的函数.” 这个定义较清楚地说明了函数的内涵. 只要有一个法则, 使得取值范围中的每一个 xx, 有一个确定的 yy 和它对应就行了, 不管这个法则是用解析式还是用图象、表格等形式表示. 例如, 狄利克雷函数, 即: 当自变量取有理数时, 函数值为 1; 当自变量取无理数时, 函数值为 0. 它只能用对应的语言予以表达. 19 世纪 70 年代以后, 随着集合概念的出现, 函数概念又进而用更加严谨的集合和对应语言表述, 这就是本节学习的函数概念.

综上所述可知,函数概念的发展与生产、生活以及科学技术的实际需要紧密相关,而且随着研究的深入,函数概念不断得到严谨化、精确化的表达,这与我们学习函数的过程是一样的。

你能以函数概念的发展为背景,谈谈从初中到高中学习函数概念的体会吗?