(A2)初識微積分和函數
這次我們來說反函數和單調函數。
介紹反函數之前,我們必須要了解一一對應關系,我們都知道,函數就是有一個具體x值能對應到一個具體y值,但是如果有好幾個x值都對應到一個具體的y值,那麼這個函數就不是一一對應關系了。
反函數簡單的來說,就是一個具體的y值對應到一個具體的x值。舉個例子,如果知道你的生日,以某個日期為自變量x,你的年齡為因變量y,這時候形成一個函數y=f(x),即給出一個日期,我們就能夠知道該日期時你的具體年齡。那如果還是這種情況,給出你的年齡,那麼我們也能夠算出你在這個歲數時具體為什麼日期,後一種情況就形成了一個新的函數x=g(y),這個函數就是y=f(x)的反函數。數學上我們用類似于-1次方來表示反函數,如下圖:
Wolframalpha小貼士:在WA中求解反函數十分方便,隻需要在待求函數前加上英文inverse或者inverse function即可,如下圖,求解y=x^3的反函數,結果中還将原函數和反函數都畫了出來,很明顯,函數y=f(x)和其反函數y=f-1(x)是關于y=x對稱的。
那是不是所有函數都有反函數呢?當然不是,我們剛講過一一對應,隻有一一對應的函數才具有反函數。這時候問題又來了,函數是否一一對應我們又怎麼能夠知道呢?是不是得有一個判斷的方法?有,隻要函數是嚴格單調函數,則一定有反函數。
現在我們先來了解下什麼是單調函數。簡單來說,單調說明缺少變化,就是要麼函數值一直增加(遞增函數),要麼函數值一直減少(遞減函數)的函數就叫做單調函數,如果同時任意兩個函數值都不等,那麼就叫做嚴格單調函數。通過計算方式驗證,大家中學都學過了,這次來點高端的,其實也就是WA。
Wolframalpha小貼士:在WA中輸入Monotonicity of x^2,意思是y=x^2的單調性怎麼樣啊?,如下圖,聰明的WA告訴我們,小于0是遞減,大于0是遞增,導函數是y=2x,臨界點為x=0,定義域為全體實數R,并且把圖也畫出來了。
下篇将對幾種主要的函數進行下介紹,學習微積分必須知道這幾種函數,包括圖形、定義域、值域等,可以說這些是微積分處理對象的基礎。
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(A4)必須了解的六大基本函數
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