映射是什么?函数是什么?映射与函数的关系?
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進(jìn)入大學(xué),知道要學(xué)的課程中有門叫高等數(shù)學(xué)的,心里就吐槽到:為什么要叫高等數(shù)學(xué),難道它要比別的數(shù)學(xué)高級(jí)點(diǎn)邁?
現(xiàn)在想起當(dāng)時(shí)的想法,就一臉無法言喻的笑。
但也沒錯(cuò),高等數(shù)學(xué)是要比我們中學(xué)時(shí)期學(xué)的數(shù)學(xué)內(nèi)容要“高級(jí)”點(diǎn)。
在中學(xué)時(shí)期,我們接觸的數(shù)學(xué)內(nèi)容,被稱為初等數(shù)學(xué),就是那些四則運(yùn)算,方程,基本函數(shù),簡(jiǎn)單幾何,,,,,
而初等數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的區(qū)別,或者說不同之處,在于兩者的研究對(duì)象不同。初等數(shù)學(xué)研究的是不變的量,而高等數(shù)學(xué)研究的是變動(dòng)的量(就顯得很高級(jí),連變動(dòng)的事物都能研究出規(guī)律。)。
具體一點(diǎn),比如同樣是計(jì)算,方程算的是某個(gè)固定的量,而函數(shù)算的卻是變化的量(高中學(xué)的函數(shù)是初等函數(shù),是函數(shù)中的一些典型函數(shù)。跟大學(xué)里的函數(shù)相比,兩者像是集合與元素的關(guān)系)。
高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)是基于我們對(duì)函數(shù)的掌握開展的。
那么到底什么是函數(shù)呢?這里我們需要先知道什么是映射(由于函數(shù)是映射的一種特殊情況)。
映射,按照字面上的意思,我們可以想象出是某個(gè)物體投射到另一個(gè)物體的過程。在數(shù)學(xué)里,映射它也是一個(gè)“投射”的過程。
給出官方定義:
假設(shè)兩個(gè)非空集合X、Y,存在一個(gè)法則f,使得對(duì)X中的每個(gè)元素x,按法則f,在Y中有唯一確定的元素y與之對(duì)應(yīng),那么稱f為從X到Y(jié)的映射。
(關(guān)于定義,我們一定要進(jìn)行仔細(xì)的解讀,最好是一句一句的理解,不然之后的學(xué)習(xí)容易形成概念誤差。)
簡(jiǎn)單的來說,映射它的本質(zhì)就是一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。
既然是對(duì)應(yīng),那前提肯定是得有相互對(duì)應(yīng)的兩個(gè)事物吧?(所以定義的第一句就是要先有兩個(gè)非空集合,至于為什么必須是非空集合,你可以想想,都沒有東西,你跟啥相對(duì)應(yīng)啊?)
這里有個(gè)問題,由于我們之前是先接觸的函數(shù)內(nèi)容,所以可能會(huì)先入為主的形成一個(gè)誤區(qū)→那就是容易認(rèn)為映射的兩個(gè)非空集合都是數(shù)集。
其實(shí)不是,映射指的是所有的對(duì)應(yīng)關(guān)系,不僅僅只是數(shù)與數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
(當(dāng)然,這可能是因?yàn)閷?duì)集合的概念的理解存在偏差。集合是指具有某種特定性質(zhì)的具體的或抽象的對(duì)象匯總成的集體,比如狗可以形成一個(gè)集合,狗窩也可以形成一個(gè)集合。而單純的數(shù),則是數(shù)的集合。)
具體舉個(gè)映射例子,比如狗和狗窩,這兩者就可以形成一個(gè)居住的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
每只狗都要有一個(gè)狗窩給它居住,也可以兩只狗住同一個(gè)狗窩,卻不可能一只狗同時(shí)住兩個(gè)狗窩(畢竟它又沒有分身術(shù))。
這里把理解對(duì)應(yīng)之前給出的定義就是,
存在一個(gè)法則f(也就是對(duì)應(yīng)關(guān)系),
使得集合X中的每個(gè)元素x(集合X中不可剩余x,要求的是每一個(gè)元素。),
在集合Y中有唯一確定的元素y與之對(duì)應(yīng)(如果集合X中有x找不到與之對(duì)應(yīng)元素的y,那么就無法構(gòu)成映射)。
元素x還有個(gè)名字叫原象,與元素x對(duì)應(yīng)的元素y叫x的象(在集合Y中那些沒有x與之對(duì)應(yīng)的y不是象),集合X稱為映射f的定義域。
象的集合在函數(shù)關(guān)系中被稱為值域,是集合Y的一個(gè)子集。
要形成一個(gè)映射同時(shí)具備三個(gè)要素:
1、集合X(定義域)
2、集合Y(值域范圍)
3、對(duì)應(yīng)法則f(使得定義域中的每個(gè)元素x,有唯一確定的y與之對(duì)應(yīng))
以上,可以知道,映射就是一種對(duì)應(yīng)關(guān)系,而函數(shù)只是映射的一種(函數(shù)是實(shí)數(shù)集到實(shí)數(shù)集的映射)。
對(duì)映射有了一定概念后,我們來看一下,映射的三種特殊情況,單射、滿射、一一映射(雙射)。
(1)單射:設(shè)f是集合A到集合B的一個(gè)映射,如果對(duì)于任意a,b屬于A,當(dāng)a不等于b時(shí)有f(a)不等于f(b),則稱f是A到B內(nèi)的單映射 。
(2)滿射:如果對(duì)任意的b屬于B都有一個(gè)a屬于A使得f(a)=b,則稱f是A到B上的映射,或稱f是A到B的滿映射。
(3)一一映射,又稱雙射,即同時(shí)滿足單射和滿射。
映射除了這三種情況,還延伸出了相關(guān)內(nèi)容——逆映射和復(fù)合映射。
與我們之前接觸的反函數(shù)相似,逆映射:
復(fù)合映射:
以上是關(guān)于映射的內(nèi)容,下面我們來看看函數(shù)。
由于函數(shù)是映射的一種特殊情況,所以函數(shù)的本質(zhì)也是一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。
介于我們高中是學(xué)過基本函數(shù)的,所以相信各位對(duì)函數(shù)的性質(zhì)→奇偶性、單調(diào)性、以及周期性都是知道的,所以我就不講這幾個(gè)了,主要提一下函數(shù)的有界性。
初等函數(shù):經(jīng)過有限次的四則運(yùn)算和有限次的函數(shù)復(fù)合步驟所組成的可用一個(gè)式子表示的函數(shù)。
比如三角函數(shù),它就是基本初等函數(shù)。
余切函數(shù)與正切函數(shù)
余割函數(shù)與正弦函數(shù)
正割函數(shù)與余弦函數(shù)
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的映射是什么?函数是什么?映射与函数的关系?的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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