特殊函数、三角函数诱导公式、基本初等函数图像的性质
首先,我们来看看几个特殊函数。
①常数函数
常值函数(constant function)指值域为一元集的函数,当它为数值函数时常以f(x)=c表示,这里的c都是constant(常数)的简写,常值函数是其值域仅含一个元素的函数。即对该函数定义域一切实数R中的一切X,都有f(x)=a,其中a是一个固定元素。
当c=0时,f(x)=0即是奇函数,又是偶函数。即关于原点对称,又关于y轴对称。
当c≠0时,f(x)=c是偶函数,关于y轴对称。
当c=2时,f(x)=2,其函数图像如图1所示:
如图1 f(x)=2的函数图像
②最简单的绝对值函数,函数表达式如下:
其图像如图2所示
图2 y=|x|的函数图像
由图像可知,绝对值|x|的定义域 x∈R,值域 y∈[0,+∞)函数图像是偶函数,关于y轴对称。函数y=|x|在(-∞,0]是单调递减,在[0,+∞)是单调递增。
③分段函数
绝对值函数也是分段函数的其中之一。
分段函数,就是对于自变量x的不同的取值范围,有着不同的解析式的函数。 它是一个函数,而不是几个函数。
分段函数的定义域是各段函数定义域的并集,值域也是各段函数值域的并集。
分段函数的应用非常广,例如:汽车按不同的路程收费、水电按用户使用的不同程度收费、收税情况等。
特殊函数很多,只考虑以上三种常见的函数。
接下来,我们来看看诱导公式。画象限角的角度方法口诀:“正逆负顺”,其含义是:如果是正角,从第一象限原点开始按逆时针画出相应的角度;如果是负角,从第四象限原点开始按顺时针画出相应的角度。
象限角函数为正的口诀:“一全二正弦三切四余弦”其含义是:第一象限的正弦值、余弦值、正切值、余切值都为正值;第二象限只有正弦为正值,其他函数值为负值;第三象限只有正切值和余切值为正值,其他函数值为负值;第四象限只有余弦函数为正值,其他函数值为负值。
诱导公式如下:
①先把a当成锐角,π+a是第三象限角。则有:
②先把a当成锐角,2kπ+a是第一象限角。则有:
③先把a当成锐角,π-a是第二象限角。则有:
④ 先把a当成锐角,-a是第四象限角。则有:
⑤先把a当成锐角,2kπ-a是第四象限角。则有:
⑥先把a当成锐角,π/2-a是第一象限角。则有:
⑦先把a当成锐角,π/2+a是第二象限角。则有:
总结,诱导公式口诀:“奇变偶不变,符号看象限。”中的“奇变偶不变”其含义是 针对于π/2的倍数,π/2的奇数倍,函数名要变;π/2的偶数倍 ,函数名不变;“符号看象限”的含义是 看该角是第几象限角,就按即象限角的正负来定。特别注意的是π/2的奇数倍时的正负是看原来的三角函数名的正负。
例如:
两角和与差的公式如下
两倍角公式如下:
半角公式如下:
最后,我们一起来来看看,几个基本初等函数及图像性质。
①幂函数
一般地,y=x^α(α为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数。
例如函数y=x^0、y=x^1、y=x^2、y=x^-1(注:y=x^-1=1/x、y=x^0时x≠0)等都是幂函数。
当α为奇数时,函数y=x^α为奇函数;当α为偶数时,y=x^α为偶函数。当α为0时,y=x^0=1是常数函数;当α<0时,函数y=x^α是分式函数;当0<α<1时,函数y=x^α是根式函数;当α=1时,y=x是正比例函数;当α=2时,y=x^2是二次函数。这些函数都有一个共同特点就是必过坐标(1,1)点。
②指数函数
一般地,y=a^x函数(a为常数且以a>0,a≠1)叫做指数函数,函数的定义域是 R ,值域是(0,+∞)。 注意,在指数函数的定义表达式中,在a^x前的系数必须是数1,自变量x必须在指数的位置上,且不能是x的其他表达式,否则,就不是指数函数。
如:
都是指数函数;注意:指数函数前系数为3,故不是指数函数,如:
当 a>1时,则指数函数单调递增;若0<a<1,则为单调递减的。都是非奇非偶函数。指数函数都必过坐标(0,1)点。
指数函数的运算,同底指数幂相乘除运算,底数不变,指数相加减(注:a>0):
③对数函数
对数函数是以幂(真数)为自变量,指数为因变量,底数为常量的函数。
如果a^x =N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作
读作以a为底N的对数,其中a叫做对数的底数,N叫做真数。一般地,函数
(a>0,且a≠1)就叫做对数函数,其中“log”是拉丁文logarithm(对数)的缩写。其中 当a=e时,y=ln x,称为自然对数,当a=10时,y=lg x,称为常用对数。
对数函数的定义域x>0.值域y∈R。非奇非偶函数。当0<a<1,函数f(x)是减函数;当a>1时,函数f(x)是增函数。
对数函数的运算:
附注:特殊函数值
次我们讨论关于极限的内容。
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