初高中学习函数体验随笔

从初中到高中学习函数概念的体会

初中的函数知识是从映射开始的,一个X值有且只对应一个Y值,然后提到一个线性函数,直角坐标系。从此我们得知,一个函数公式有一个函数图像,后面是二次函数和反比例函数。到了高中,提出指数函数,对数函数,幂函数。高中课程中,函数的增减和奇偶性是重点,初中学习函数从表达式开始。比如公式2a-3b,因为初中的思维是习惯常数,所以很难理解。引入方程后,似乎可以理解自变量和因变量的对应关系,尤其是映射的形式。所以根据函数图像,可以连接到函数上,建立这样的关系,有直观的感觉。但是,到了高中,函数的内容就深入多了。说到增减、奇偶、最大等概念,当然每个人都有自己的学习方法和理解方法。

函数概念的发展

一个函数在某个变化过程中有两个变量X和Y,变量Y随变量X变化并依赖于它。如果变量X取特定值,Y按一定关系取相应值,那么称Y是X的函数..这种方法是19世纪法国数学家黎曼提出的,但最早是由德国数学家Zebnitz产生的。他和牛顿是微积分的发明者。17结尾,他的文章中第一次使用了“函数”这个词。翻译成中文就是“功能”的意思。但是,它和我们今天使用的函数这个词的意思并不一样。表示幂、坐标、切线长度等概念。

直到18世纪,法国数学家达朗贝尔在他的研究中重新定义了函数。他认为所谓变量的函数,是指这些变量和常数组成的解析表达式,即函数关系用解析表达式来表示。后来瑞士数学家欧拉进一步规范了函数的定义。他认为函数是一条可以画出来的曲线。我们经常看到一次函数、二次函数、正比例函数、反比例函数等图像。,都是用形象的方法表达的。如果用达朗贝尔和欧拉的方法来表示函数关系,各有千秋,但作为函数的定义,还是有所欠缺。因为这两种方法都还是表面现象,并没有提示函数的本质。

19世纪中叶,法国数学家李进吸收了莱布尼茨、达朗贝尔和欧拉的成果,首次准确地提出了函数的定义:如果某一量依赖于另一量,以至于当后一量发生变化时,前一量也发生变化,那么前一量称为后一量的函数。黎曼定义的最大特点是突出了依赖与变化的关系,体现了函数概念的本质属性。数学家和函数

函数的概念是所有数学概念中最重要的概念之一。纵观近300年来函数概念的发展,许多数学家不断从集合、代数、对应、集合等角度赋予函数概念新的思想,从而推动了整个数学的发展。本文通过对函数概念的发展和比较的研究,探讨函数概念的教学。

1,函数概念的纵向发展

1.1函数的早期概念——几何概念下的函数

17世纪的伽利略(G.Galileo,1564-1642)在《两种新科学》一书中,几乎自始至终都包含了函数或变量之间关系的概念,并用文字和比例的语言来表达函数之间的关系。笛卡尔(法国,1596-1650)在1673年前后在他的解析几何中注意到了一个变量对另一个变量的依赖性,但他当时并没有意识到需要提炼函数的一般概念,所以直到17世纪后期牛顿和莱布尼茨才建立微积分。

1.2 18世纪函数概念——代数概念下的函数

直到1718年BernoulliJohann(瑞士,1667-1748)才在莱布尼茨函数概念的基础上明确定义了函数的概念:由任意变量和任意形式的常数组成的量,伯努利以任意方式组成变量X和常数。

18世纪中期,L. Euler(瑞士,1707-1783)给出了一个非常形象的函数符号,一直沿用至今。欧拉给出的定义是,一个变量的函数是这个变量和一些数,也就是常数,以任何方式组成的解析表达式。他把约翰·伯努利对函数的定义称为解析函数,并进一步分为代数函数(仅指自变量之间的代数运算)和超越函数(三角函数、对数函数和变量的无理幂),还考虑了“任意函数”(表示任意绘制曲线的函数)。不难看出,欧拉对函数的定义比约翰·伯努利的定义更具有普适性和更广泛的意义。

1.3 19世纪函数概念——对应下的函数。

1822傅立叶(方法,1768-1830)发现有些函数可以用曲线表示,可以用一个公式表示,也可以用多个公式表示,从而结束了函数概念是否用一个公式表示的争论,把对函数的认识推上了一个新的台阶。在1823中,柯西(method,1789-1857)从变量的定义给出了函数的定义,并指出虽然无穷级数是指定函数的有效方法,但函数不一定要有解析表达式,但他仍然认为函数关系可以用多个解析表达式来表示,这是一个大的。

在1837中,狄利克雷(德国,1805-1859)认为如何建立X和Y之间的关系是无关紧要的。他扩展了函数的概念,指出:“对于X在一定区间内的每一个确定值,Y都有一个或多个确定值,故称Y为X的函数”狄利克雷对函数的定义,避免了以往函数定义中对依赖性的所有描述,简洁准确,以完全清晰的方式被所有数学家无条件接受。至此,可以说函数的概念和函数的本质定义已经形成,也就是人们常说的经典函数定义。

康托尔(Cantor,德国,1845-1918)创立的集合论在数学中发挥重要作用后,凡勃伦(美国,1880-1960)用“集合”和“对应”。1.4现代函数概念——集合论下的函数

1914年,F. Hausdorff在集合论大纲中用“序偶”定义了函数。其优点是避免了“变量”和“对应”的模糊概念,缺点是引入了“有序偶”的模糊概念。在1921中,Kuratowski用集合的概念定义了“有序偶”,即有序偶(a,b)是集合{{a},{b}},从而使Hausdorff的定义非常严谨。在1930中,新现代函数被定义为:若总有一个由集合N确定的元素Y对应于集合M的任意元素X,则称在集合M上定义了一个函数,记为y=f(x)。元素x称为自变量,元素y称为因变量。

函数的定义历经300多年的锤炼和变化,形成了函数的现代定义形式,但这并不意味着函数概念发展的历史终结。20世纪40年代,出于物理学研究的需要,发现了一种叫做dirac-δ函数的函数,它在一点上不为零,但它在整条线上的积分等于1,这在函数和积分的原始定义下是不可思议的,但由于函数概念是广义的,因此,随着以数学为基础的其他学科的发展,函数的概念会不断扩大。