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高等数学笔记(一):映射与函数

2024/12/24 3:04:05 来源:https://blog.csdn.net/2302_82189125/article/details/139630054  浏览:    关键词:高等数学笔记(一):映射与函数

一、映射

1.1 映射的概念

存在一个法则 f ,使得对 X 中每个元素 x ,在 Y 中有唯一确定的元素 y 与之对应(X、Y 非空集)

称 f 为从 X 到 Y 的映射,如图所示

其中 y 称为元素 x(在映射 f 下)的,并记作 x ,如图所示

而元素 x 称为元素 y (在映射 f 下)的一个原像

集合 X 称为映射 f 的定义域,记作

X 中所有元素的所组成的集合称为映射 f 的值域,记作 

引用书上的案例,给出法则 f,可得出定义域和值域

Y 中任一元素 y 都是 X 中某元素的像时称 f 为 X 到 Y 上的映射满射

如果对于 X 中的任意两个不同的元素 x1 和 x2,当 x1≠x2​ 时,总有 f(x1)≠f(x2),则 f 为 X 到 Y 的单射,如图所示

若既是单射又是满射则称为双射(上面第一个案例即是)

1.2 逆映射与复合映射

接上述,f 是 X 到 Y 的映射,可定义新的映射

规定 g(y)=x,x 满足 f(x)=y 时,称 g 为 f 的逆映射,记作

其定义域和值域分别为:

注意:只有单射才满足逆映射 

现在假设有两个映射

其中 Y2 包含 Y1,那么可以得出一个 X 到 Z 对应法则,这个映射由 g 和 f 构成,称为复合映射

二、函数

2.1 函数的特性

2.1.1 有界性

一个函数 f: X ➡ Y 的有界性可以分为以下几种情况:

函数的有界性是函数的一个重要特性,具体体现在以下几点:

  • 上有界:函数值不超过某个最大值。
  • 下有界:函数值不低于某个最小值。
  • 有界:函数值在某个上下限之间。

2.1.2 单调性

单调递增

函数  f: X ➡ Y 在定义域 X 上是单调递增的,如果对于任意的 x1,x2 ∈ X,当 x1 < x2​ 时,总有 f(x1) ≤ f(x2)

单调递减

函数  f: X ➡ Y 在定义域 X 上是单调递减的,如果对于任意的 x1,x2 ∈ X,当 x1 < x2​ 时,总有 f(x1) ≥ f(x2)

2.1.3 奇偶性

偶函数:关于 Y 轴对称,即 f(x) = f(-x)

奇函数:关于原点对称,即 f(-x) = -f(x)

2.1.4 周期性

它描述了函数在某一固定间隔内重复其值的性质

一个函数 f 被称为周期函数,如果存在一个非零常数 T 使得对于定义域中的每一个 x,都有:

f(x+T) = f(x)

这个非零常数 T 被称为函数 f 的周期(通常是最小周期) 

2.2 反函数与复合函数

2.2.1 反函数

用之前的逆映射的案例,f-1 为函数 f 反函数,原来的函数称为 直接函数

反函数的性质:

2.2.2 复合函数

定义:

复合函数的性质:

2.3 函数的运算

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