高等数学教案

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第一章 函数与极限 §1.1 映射与函数

1.直积或笛卡儿乘积: 设A ,B 是任意两个集合, }) , ({B y A x y x B A ∈∈=⨯且.

2.两个闭区间的直积表示xOy 平面上的矩形区域. 例如 , ] , [) , ({] , [] , [y b a x y x d c b a ∈∈=⨯.

3.点a 是数轴上一点,0>δ,点a 的δ邻域:

) , (δδ+-a a

或 }{δδ+<<-a x a x 或 }{δ<-a x x

记为) , (δa U .

4.点a 的去心δ邻域:

) , (a a δ-) , (δ+a a 或

}{δδ+<<<<-a x a a x a x 或 或 }0{δ<-

.

5.点a 的左δ邻域:

) , (a a δ-.

6.点a 的右δ邻域:

) , (δ+a a .

7.函数是实数集到实数集的映射f .单值函数是指对于定义域f D 内的任何实数x ,在值域

f R 中有唯一的实数y 与之对

应,记作

)(x f y =, f D x ∈, 其中x 称为自变量,y 称为因变量.

8.函数的自然定义域: 通常

指使得函数算式有意义的一切实数组成的集合.

9.绝对值函数:

⎩⎨⎧<-≥=.

0 , , 0 , x x x x x 10.符号函数:

⎪⎩

⎪⎨⎧<-=>=.0 , 1,0 , 0 ,0 , 1 )sgn(x x x x

11.取整函数:

[]

1 , +<≤=n x n n x

) , 2 , 1 , 0( ±±=n .

其中[] x 表示不超过x 的最大整数. 例如[]32.3=,[]42.3-=-,[]33=,[]05.0=.

421P ③.解: 令⎩⎨⎧≥-≠0

102x x ,得 01<≤-x 或10≤

]1 , 0()0 , 1[ -. 练习1.求函数的定义域.

3

ln 1)(-=x x f .

解: 令⎪⎩⎪⎨⎧≠-≠--≠-, 13 , 03 , 13x x x 得⎪⎩⎪⎨⎧≠≠≠, 4,

3 , 2x x x 即定义域为

)4 , 3()3 , 2()2 , ( -∞=D ) , 4(∞+ .

练习2.求函数的定义域.

2cos x y =.

解: 令0cos 2≥x ,得 2

02π≤≤x 或222ππππ+≤≤-k x k ,

即定义域为 {2

2ππ≤≤-x x 或2

222ππππ--≤≤+-k x k 或2222ππππ+≤≤-k x k )} , 2 , 1( =k .

12.函数的有界性: 设)(x f 的定义域为D ,数集D X ⊂. ①.如果存在数1K ,使得

1)(K x f ≤,

对任一X x ∈都成立,则称)(x f

在X 上有上界,而1K 为)(x f 在X 上的一个上界.

②.如果存在数2K ,使得

2)(K x f ≥,

对任一X x ∈都成立,则称)(x f 在X 上有下界,2K 为)(x f 在X 上的一个下界.

③.如果存在正数M ,使得

M x f ≤)(,

对任一X x ∈都成立,则称)(x f 在X 上有界.

④.如果对于任何正数M ,总存在X x ∈0,使得

M x f >)(0,

则称)(x f 在X 上无界.

13.函数的单调性: 设)(x f 的定义域为D ,区间D I ⊂. ①.如果对于区间I 上任意两点1x 及2x ,当21x x <时,恒有

)()(21x f x f <,

则称)(x f 在区间I 上是单调增加的.

②.如果对于区间I 上任意两点1x 及2x ,当21x x <时,恒有

)()(21x f x f >,

则称)(x f 在区间I 上是单调减少的.

14.函数的奇偶性: 设函数)(x f 的定义域D 关于原点对称,

①.如果对于任一D x ∈,

)()(x f x f -=-

恒成立,则称)(x f 为奇函数. ②.如果对于任一D x ∈,

)()(x f x f =-

恒成立,则称)(x f 为偶函数.

15.函数)(x f y =的定义域为f D ,值域为f R ,如果f 是一一

映射,则f 存在逆映射1-f : f f D R →,即对于任意f R y ∈,有唯一的f D x ∈,使得y x f =)(,

称1

-f 为f 的反函数,记作 )(1

y f x -=, f R y ∈. 16.设函数)(u f y =的定义域为f D ,值域为f R ; 函数)

(x g u =

的定义域为g D ,值域为g R ,且f g D R ⊂,则由下式确定的函数

)]([x g f y =,g D x ∈,

称为由)(x g u =与)(u f y =构成的复合函数. x 自变量,u 中间变量,y 因变量.

1422

P ④.解:2x e y = . 12021===e e y x ,e e e y x ===2

122.

17.基本初等函数:

①.幂函数μx y = (μ为实

数).

②.指数函数)1 , 0( ≠>=a a a y x ,特例x e y =.

③.对数函数)1 , 0( log ≠>=a a x y a ,

特例x x y e ln log ==.

④三角函数

sin x y =,x y cos =, x y tan =,x y cot =,

x y sec =, csc x y =.

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