当前课程知识点:微积分——极限理论与一元函数 > 第一章 实数与函数 > 第三节 函数的运算 > 函数的四则运算与复合运算
前面我们介绍了函数的概念
接下来我们复习一下
我们常见的函数运算
也就是函数的四则运算
和复合运算
这是我们第一章第三节的内容
我们先看一下四则运算
关于四则运算
我们在中学就知道它的定义是说这样子的
如果f(x)它的定义域是D1
g(x)它的定义域是D2
而且D1 D2的交集不等于空集
这个时候我们就可以定义
这两个函数的加减乘除运算
比如说它们的加法运算
指的是
f(x)和g(x)的和函数
它在x这点的值就是f(x)加上g(x)
其中x是属于这两个函数定义域的交集
类似的f(x)和g(x)的差函数
在x这点的值就应该等于f(x)-g(x)
然后它的乘积
也就是f(x)与g(x)这个乘积函数
在x这点的值
就定义成f(x)乘上g(x)
x仍然是在定义域的交集中取值
如果g(x)不等于0时
我们还可以定义f(x)和g(x)这个商函数
在x这点的值
也就等于f(x)/g(x)的值
这是在g(x)不等于0的条件下能够作的除法运算
实际上关于函数的四则运算
只是提醒大家注意两件事情
一个就是说
只有当两个函数在你考虑的点都有定义时
我们才可以作它们的加减乘除运算
然后第二个事情就是说
在相应的点的函数值
它实际上就是利用我们数的加减乘除运算来定义的
所以这样
我们就把所谓的和差积商函数的定义域是什么
它的函数值是什么
这样就弄清楚了
所以这个就给出了
就是
函数加减乘除运算的定义
比如我们举个例子
我们有个函数是f(x)=x加上根下x
比如说我们g(x)=x减掉根下x
那么这两个函数的定义域都应该是
0到正无穷这个半无穷区间
但是我们作它的和函数
也就是f(x)+g(x)它在x这点的值
应该就等于两倍x
但是作为一个函数来说
你一定要知道它的定义域是什么
那么尽管它在x这点的值是2x
但是我们知道这个x的取值范围
仍然应该只是0到正无穷
而不能取成负无穷到正无穷
这是关于函数四则运算的定义
接下来我们来看一下
常见的函数的另外一种运算
也就是所谓的复合运算
复合运算
有时候我们也会说
是两个函数的复合
或者叫复合函数
我们简单解释一下
什么时候我们会碰到
所谓函数的复合运算
比如说
我们现在这里有一个函数
是g
它是从它的定义域
我们用Dg来表示
它的值域
是用Zg来表示
我们还有另外一个函数f
它的定义域我们用Df来表示
而值域咱们用Zf来表示
如果我们g(x)的值域
正好被包含在f(x)的定义域里面
这个时候
那么对于
g(x)的定义域中的任何一个点x来说
通过g(x)这个函数关系
我们就会得到一个函数值
这个函数值
是它的值域中的值
而它的值域是包含在f(x)的定义域里面
那么
这是f定义域中的一个数
那么利用f这个关系
我们就会得到唯一的一个实数
也就是f在g(x)这点的函数值
这样我们就知道
在Dg这个集合里面
随便给了一个x
然后我们通过这两个函数
就会找到了唯一的一个实数
与这个x对应
根据函数的概念
这是从Dg到Zf的一个函数关系
那这个函数关系
我们就称为是f和g的复合
所以说
关于复合函数的定义
我们可以这样来说
假设g(x)的定义域是Dg
值域是Zg
f的定义域是Df
它的值域是Zf
如果Zg是包含在Df里面
那么任给Dg中的一个x
我们就会得到唯一的实数g(x)
属于Zg也属于Df
从而我们就会得到一个唯一的实数
f(g(x))
这个从x到f(g(x))的这个函数对应关系
就称为是原来两个函数g和f的复合
我们记作y=f(g(x))
然后如果表示它的复合关系的时候
我们有时候也会记作
就是fg它在x这点的值
实际上就等于我们刚才写出来的f(g(x))
就是这一个
这是两个函数复合的运算符号
一般我们就读f和g的复合
而这个运算符
应该是一个居中的我们的句号
或者是说一个居中的小圆圈
就是这个只是一个特定的运算符号
大家用的时候一定要注意一些
我想这是关于函数复合这个基本的想法
接下来
我们在这个定义里面
作了一个限制
也就是限定
内层函数g的值域包含在外层函数定义域里面
实际上大家知道
这个并不是我们定义复合函数的必要条件
从函数关系来说
我们知道
只要Zg交上Df不等于空集
那么这两个函数就应该能作复合
所以我们平时说两个函数能不能作复合的时候
我们主要就是看
内层函数的值域与外层函数的定义域交集
是不是非空
如果是非空
它就能作复合
你比如说
我们这个函数
说y=根下u
比如说u=1+x^2
这就是两个具体的函数关系
这两个具体的函数关系
我们就能得到一个复合函数
也就是y=根下(1+x^2)
因为1+x^2是大于等于1的开方运算
当然有意义
所以说
这样我们就能够说
比如说我们又有这两个函数
y=arcsin(u)
而u=2+x^2
因为我们知道2+x^2是大于等于2的
而这个在反正弦里面
它的定义域只能是正弦函数的值域
所以它应该是u的绝对值小于等于1
那这样的时候
我们自然不能写这样的复合
也就是说
这样的复合是没有意义的
y=arcsin(2+x^2)
那这个是没有意义的
我想这是关于复合函数它的概念
以及什么样的两个函数能作复合
还有有了两个具体函数之后
它的复合关系
或者复合函数的表达式是什么
我想这是我们关于
在微积分里面
作函数运算时
最常见到的两种运算
就是加减乘除运算
以及函数复合运算
关于就是它的一些具体的运算性质
我们在后面碰到具体问题时
会逐渐逐渐接触到
-序言
--序言
-第一节 实数集的界与确界
--实数集的界
--实数集的确界
-第一节思考与练习
--思考题
--练习题
-第二节 函数的概念
--分段函数与隐函数
-第二节思考与练习
--思考题
--练习题
-第三节 函数的运算
--函数的反函数
-第三节思考与练习
--思考题
--练习题
-第四节 函数的初等性质
--函数的凸性
-第四节思考与练习
--思考题
--练习题
-第五节 初等函数
--初等函数
-第五节思考与练习
--思考题
--练习题
-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线
-第一节 数列极限的概念与性质
--无穷大量
-第一节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第一节思考与练习
-第二节 数列极限存在的充分条件
--单调有界收敛定理
-第二节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第二节思考与练习
-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则
-第三节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第三节思考与练习
-第四节 函数极限的概念与性质
--函数极限的概念
--函数极限的性质
-第四节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第四节思考与练习
-第五节 函数极限的运算
-第五节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第五节思考与练习
-第六节 无穷小量及其(阶的)比较
--无穷小量的比较
-第六节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第六节思考与练习
-第一节 连续函数的概念与性质
--间断点的分类
--连续函数的性质
-第一节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第一节 思考与练习
-第二节 闭区间上连续函数的性质
-第二节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第二节 思考与练习
-第三节 函数的一致连续性
--一致连续的概念
-第三节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第三节 思考与练习
-第一节 导数与微分的概念
--导数的概念
--导数的几何意义
--微分概念
-第一节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习
-第二节 导数与微分的运算
--导数的四则运算
--反函数求导法
-第二节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习
-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数
--高阶导数
-第三节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习
-第一节 微分中值定理
--Fermat定理
--Rolle定理
-第一节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第一节 思考与练习
-第二节 L'Hospital 法则
--0/0型不定式
--∞/∞型不定式
--其他形式的不定式
-第二节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第二节 思考与练习
-第三节 函数的单调性与极值
--函数的单调性
--函数的极值
--函数最值的求法
-第三节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第三节 思考与练习
-第四节 函数的凸性与拐点
--函数凸性的判别法
--拐点
--曲线的渐近性
-第四节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第四节 思考与练习
-第五节 Taylor 公式
-第五节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第五节 思考与练习
-第一节 概念与性质
--原函数的概念
--6-1视频纠正
-第一节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习
-第二节 换元积分法
--第一换元法
--第二换元法
-第二节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习
-第三节 分部积分法
--分步积分法
-第四节 有理函数的积分
--html
--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习
-第五节 简单无理式的积分
--无理函数的有理化
--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习
-第一节 积分概念与积分存在条件
--定积分的概念
-- 函数的可积性
--第七章 定积分--第一节思考与练习
-第二节 定积分的性质
--定积分的性质
--定积分性质的应用
-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式
--变上限积分
--复合变限积分
--定积分的计算
--第七章 定积分--第三节思考与练习
-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法
--第七章 定积分--第四节思考与练习
-第五节 定积分的几何应用
--平面区域的面积
--曲线的弧长
--平面曲线的曲率
--第七章 定积分--第五节思考与练习
-第六节 定积分的物理应用
--物理应用简介
-第七节 反常积分
--反常积分
--其他无穷积分
--第七章 定积分--第七节思考与练习
-第一节 数项级数的概念与性质
--第八章 级数--第一节 思考与练习
-第二节 正项级数的收敛判别法
--第八章 级数--第二节 思考与练习
-第三节 任意项级数
--交错项级数
--绝对值判敛法
--第八章 级数--第三节 思考与练习
-第四节 函数级数
--第八章 级数--第四节 思考与练习
-第五节 幂级数
--Abel判别法
--收敛半径与收敛域
--幂级数的分析性质
--幂级数求和
--第八章 级数--第五节思考与练习
-第六节 傅里叶级数
--三角函数的正交性
--第八章 级数--第六节思考与练习