- Способы задания функции
- Способы задания функций
- Явный аналитический способ задания функции
- Интервальный способ задания функции
- Параметрический способ задания функции
- Неявный способ задания функции
- Задание функции рядом
- Табличный способ задания функции
- Графический способ задания функции
- Определение функции. Способы задания функции.
- Способы задания функции.
- Аналитический способ задания функции.
- Графический способ задания функции.
- Табличный способ задания функции.
Способы задания функции
Замечание: Функция считается заданной, если известна область определения функции и указано правило, по которому для каждого значения аргумента из области определения можно найти соответствующее значение функции.
1. Табличный способ: значения аргумента и соответствующие значения функции записаны в виде таблицы.
Достоинства: простой способ.
Недостатки: не дает полного представления о функции; не является наглядным.
Замечание: В результате экспериментального изучения какого-нибудь явления или процесса (испытание самолетов, моторов, урожайности семян) всегда устанавливается функциональная зависимость между переменными в виде таблицы.
2. Графический способ:функция задана с помощью графика.
Определение: Графиком функции называется множество точек координатной плоскости, абсциссы которых равны значениям аргумента, а ординаты – соответствующим значениям функции.
Достоинства: наглядный способ.
Недостатки: небольшая точность при определении значений функции при данных значениях аргумента; ограниченность промежутка, на котором может быть построен график функции.
Замечание: Иногда табличный и графический способы задания функции являются единственно возможными, в других случаях используются как дополнительные. Метеорологи составляют таблицы выпавших осадков.В медицине о работе сердца судят по кардиограмме, которую создает прибор – кардиограф; вибратор регистрирует колебания различных сооружений (мостов, судов, зданий).
3. Аналитический способ:функция задана с помощью формулы 
, где
–выражение с переменной х.
Достоинства: значения функции могут быть вычислены для любого значения аргумента из области определения функции.
Недостатки: не является наглядным.
Замечание:
1. Для аналитически заданной функции иногда не задают область определения явно. В таком случае область определения функции совпадает с областью определения выражения 
.
2. Одной и той же формулой можно задать различные функции, изменяя область определения.
3. Функция может быть задана различными формулами на различных промежутках области определения.
Пример:
1. Если функция задана формулой 
без указания области ее определения, то предполагается, что область определения этой функции – множество всех действительных чисел, кроме числа 3 (при х = 3 выражение 
не имеет смысла ).
2. Различными функциями являются 
, х Î R , и , х Î N .
, х Î R , – квадратичная функция;
, х Î N , – числовая последовательность вида 1; 4; 9; 16;…; п 2 ;… .
3. 
4. 
. 
– целая часть числа х, то есть наибольшее целое число, не превосходящее х. 
; 
; 
; 
.
4. Словесное описание:если формулу, задающую функцию, записать сложно или невозможно, пользуются словесным описанием способа, задающего функцию.
Пример: Функция Дирихле:
, если х – рационально; 
, если х – иррационально.
Упражнения:
- Найти область определения функции:
а) 
; б) 
; в) 
; г) 
;
д) 
; е) 
; ж) 
; з) 
.
- Дана функция
. Найти .
. Найти 
.Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 1241 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Способы задания функций
Существуют следующие способы задания функции y = f ( x ) :
- Явный аналитический способ по формуле вида y = f ( x ) .
- Интервальный.
- Параметрический: x = x ( t ) , y = y ( t ) .
- Неявный, как решение уравнения F ( x, y ) = 0 .
- В виде ряда, составленного из известных функций.
- Табличный.
- Графический.
Явный аналитический способ задания функции
При явном способе, значение функции определяется по формуле, представляющем собой уравнение y = f ( x ) . В левой части этого уравнения стоит зависимая переменная y , а в правой – выражение, составленное из независимой переменной x , постоянных, известных функций и операций сложения, вычитания, умножения и деления. Известными функциями являются элементарные функции и специальные функции, значения которых можно вычислить, используя средства вычислительной техники.
Вот несколько примеров явного задания функции с независимой переменной x и зависимой переменной y :
;
;
.
Интервальный способ задания функции
При интервальном способе задания функции, область определения разбивается на несколько интервалов, и функция задается отдельно для каждого интервала.
Вот несколько примеров интервального способа задания функции:
Параметрический способ задания функции
При параметрическом способе, вводится новая переменная, которую называют параметром. Далее задают значения x и y как функции от параметра, используя явный способ задания:
(1)
Вот примеры параметрического способа задания функции, используя параметр t :
Преимущество параметрического способа заключается в том, что одну и ту же функцию можно задать бесконечным числом способов. Например, функцию можно задать так:
А можно и так:
Такая свобода выбора, в некоторых случаях, позволяет применять этот способ для решения уравнений (см. «Дифференциальные уравнения, не содержащие одну из переменных»). Суть применения заключается в том, что мы подставляем в уравнение вместо переменных x и y две функции и . Затем задаем одну из них по собственному усмотрению, чтобы из получившегося уравнения можно было определить другую.
Также этот способ применяется для упрощения расчетов. Например, зависимость координат точек эллипса с полуосями a и b можно представить так:
.
В параметрическом виде этой зависимости можно придать более простую форму:
.
Уравнения (1) – это не единственный способ параметрического задания функции. Можно вводить не один, а несколько параметров, связав их дополнительными уравнениями. Например можно ввести два параметра и . Тогда задание функции будет выглядеть так:
Здесь появляется дополнительное уравнение , связывающее параметры. Если число параметров равно n , то должно быть n – 1 дополнительных уравнений.
Пример применения нескольких параметров изложен на странице «Дифференциальное уравнение Якоби». Там решение ищется в следующем виде:
(2) .
В результате получается система уравнений. Чтобы ее решить, вводят четвертый параметр t . После решения системы получается три уравнения, связывающие четыре параметра и .
Неявный способ задания функции
При неявном способе, значения функции определяется из решения уравнения .
Например, уравнение эллипса имеет вид:
(3) .
Это простое уравнение. Если мы рассматриваем только верхнюю часть эллипса, , то можно выразить переменную y как функцию от x явным способом:
(4) .
Но даже если можно свести (3) к явному способу задания функции (4), последней формулой не всегда удобно пользоваться. Например, чтобы найти производную , удобно дифференцировать уравнение (3), а не (4):
;
.
Задание функции рядом
Исключительно важным способом задания функции является ее представление в виде ряда, составленного из известных функций. Этот способ позволяет исследовать функцию математическими методами и вычислять ее значения для прикладных задач.
Самым распространенным представлением является задание функции с помощью степенного ряда. При этом используется ряд функций:
.
Также применяется ряд и с отрицательными степенями:
.
Например, функция синус имеет следующее разложение:
(5) .
Подобные разложения широко применяются в вычислительной технике, поскольку они позволяют свести вычисления к арифметическим операциям.
В качестве иллюстрации, вычислим значение синуса от 30°, используя разложение (5).
Переводим градусы в радианы:
.
Подставляем в (5):
.
В математике, на ряду со степенными рядами, широко применяются разложения в тригонометрические ряды по функциям и , а также по другим специальным функциям. С помощью рядов можно производить приближенные вычисления интегралов, уравнений (дифференциальных, интегральных, в частных производных) и исследовать их решения.
Табличный способ задания функции
При табличном способе задания функции мы имеем таблицу, которая содержит значения независимой переменной x и соответствующие им значения зависимой переменной y . Независимая и зависимая переменные могут иметь разные обозначения, но мы здесь используем x и y . Чтобы определить значение функции при заданном значении x , мы по таблице, находим значение x , наиболее близкое к нашему. После этого определяем соответствующее значение зависимой переменной y .
Для более точного определения значения функции, мы считаем, что функция между двумя соседними значениями x линейна, то есть имеет следующий вид:
.
Здесь – значения функции, найденные из таблицы, при соответствующих им значениях аргументов .
Рассмотрим пример. Пусть нам нужно найти значение функции при . Из таблицы находим:
.
Тогда
.
Точное значение:
.
Из этого примера видно, что применение линейной аппроксимации привело к повышению точности в определении значения функции.
Табличный способ применяется в прикладных науках. До развития вычислительной техники, он широко применялся в инженерных и других расчетах. Сейчас табличный способ применяется в статистике и экспериментальных науках для сбора и анализа экспериментальных данных.
Графический способ задания функции
При графическом способе, значение функции определяется из графика, по оси абсцисс которого откладываются значения независимой переменной, а по оси ординат – зависимой.
Графический способ дает наглядное представление о поведении функции. Результаты исследования функции часто иллюстрируют ее графиком. Из графика можно определить приближенное значение функции. Это позволяет использовать графический способ в прикладных и инженерных расчетах.
Автор: Олег Одинцов . Опубликовано: 18-04-2018
Источник
Определение функции. Способы задания функции.
Что значить задать функцию? Какими способами можно задать функцию? Что такое определение функции?
Задать функцию — это значит указать правило, при задании любого значения аргумента x вы найдете значение функции y.
Функция y=f(x) – зависимость переменной y от переменной x. Когда задаем значение аргумента x, получаем единственное значение функции y.
Способы задания функции.
В данной статье рассмотрим 3 способа задания функции. На самом деле их больше, в школьной программе чаще всего разбирают эти способы задания функции.
Аналитический способ задания функции.
Чаще всего в школьной программе правило задают в виде формулы y=f(x), x∈X или нескольких формул. Такой способ задания функции называется аналитическим.
Примеры аналитического задания функции:
Графический способ задания функции.
Также если по формуле построить график функции, то данный способ задания функции будет называться графическим. Не всегда вам будут давать график совместно с формулой. Иногда вам в заданиях будут давать только график функции, по которому вы должны будете найти определенные данные. По графику функции можно восстановить его формулу, но это не всегда легко сделать, все зависит от начерченного графика. В школьной программе вам будут задавать графики, по которым вы сможете рассчитать формулу.
Примеры, графического задания функции:
Табличный способ задания функции.
Табличный способ задания функции.Следующий способ задания функции применяется чаще всего на практике называется табличный.
Все данные представлены в виде таблице. У этого способа имеется конечное множество значений аргумента. Такими таблицами вы уже пользовались в алгебре, например, таблица квадратов, таблица корней и т.д.
Примеры, табличного задания функции:
| x | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| y | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 | 36 | 49 | 64 | 81 |
Рассмотрим примеры по теме «Способы задания функции»:
Пример №1:
Является ли графическим заданием какой-либо функции фигура?
Сколько бы мы не проводили вертикальных линий, всегда будет одно пересечение с графиком. Следовательно, изображенная фигура является графиком функции.
Пример №2:
Является ли графическим заданием какой-либо функции фигура?
Сколько бы мы не проводили вертикальных линий, всегда будет одно пересечение с графиком. Следовательно, изображенная фигура является графиком функции.
Пример №3:
Является ли графическим заданием какой-либо функции фигура?
При проведении вертикальных линий у нас имеется два пересечения. То есть у одной вертикальной линии два пересечения с фигурой. По определению переменной x должно соответствовать только одно значение переменной y, а у нас два пересечения фигуры. Следовательно, данная фигура не является графиком функции.
Источник
