- •Раздел 1. Алгебра и геометрия Лекция 2. Тема 1.3. Логика, множества, функции
- •1. Основные элементарные функции
- •1.1. Числовые функции и способы их задания. Классификация элементарных функций
- •1. Примеры числовых множеств
- •2. Свойства множества действительных чисел
- •1.2. Функции заданные явно и неявно и параметрически
- •2. Графики элементарных функций
- •2.1. Степенная функция
- •2.2. Показательная функция
- •2.3. Логарифмическая функция
- •2.4. Тригонометрические функции
- •2.5. Обратные тригонометрические функции
2.2. Показательная функция
Показательная функция задается следующим аналитическим выражением:
, (1)
где
и
- действительное число.
Показательная
функция с указанными ограничениями для
основания степени
определена для любых значений
(
).
Вид показательной функции существенно
зависит от основания степени
.
Если
,
то функция является убывающей (см. рис.
1). Если
,
то функция является возрастающей (см.
рис. 2).

Рис. 1. Показательная
функция
.

Рис. 2. Показательная
функция
.
Отметим, что графики
всех показательных функций проходят
через одну и ту же точку с координатами
.
2.3. Логарифмическая функция
Логарифмическая функция задается следующим аналитическим выражением:
, (1)
где
и
- действительное число. Она понимается
как число, которое должно быть степенью
числа
,
чтобы получить
.
Иначе говоря, значение функции должно
быть таким, чтобы выполнялось соотношение
.
Число
называется основанием логарифмической
функции. Поскольку любая степень
положительного числа дает также
положительное число, то областью
определения логарифмической функции
(1) является множество положительных
вещественных чисел (
).
Вид логарифмической функции существенно
зависит от величины основания логарифма
.
Если
,
то функция является убывающей (см. рис.
1). Если
,
то функция является возрастающей (см.
рис. 2).

Рис. 1. Логарифмическая
функция
.

Рис. 2. Логарифмическая
функция
.
Отметим, что графики
всех логарифмических функций проходят
через одну и ту же точку с координатами
.
2.4. Тригонометрические функции
2.4.1. Функция

Аргумент
называется углом. Угол определяется
как отношение длины дуги части окружности,
проведенной из вершины угла как из
центра, к величине радиуса окружности.
Угол является безразмерной величиной.
Однако условно его считают выраженным
в радианах. Отметим, что угол может
выражаться в градусах. Для острых углов,
т. е. для углов величиной
функция синуса определяется как отношение
противолежащего катета к гипотенузе
прямоугольного треугольника. Для
остальных значений аргумента функция
синуса определяется как ордината конца
подвижного радиуса единичной окружности.
Очевидно, что функция
имеет период, равный
.
График этой функции представлен на рис.
1.

Рис. 1. Функция
синуса
.
Областью определения
функции синуса является все множество
действительных чисел (
).
2.4.2. Функция

Для острых углов,
т. е. для углов величиной
функция косинуса определяется как
отношение прилежащего катета к гипотенузе
прямоугольного треугольника. Для
остальных значений аргумента функция
косинуса определяется как абсцисса
конца подвижного радиуса единичной
окружности. Очевидно, что функция
имеет период, равный
.
График этой функции представлен на рис.
1.

Рис. 1. Функция
косинуса
.
Областью определения
функции косинуса является все множество
действительных чисел (
).
2.4.3. Функция

Для острых углов,
т. е. для углов величиной
функция тангенса определяется как
отношение противолежащего катета к
прилежащему прямоугольного треугольника
или как отношение синуса к косинусу
. (1)
Для остальных
значений аргумента функция тангенса
определяется как отношение ординаты
конца подвижного радиуса единичной
окружности к его абсциссе или как
ордината точки пересечения подвижного
луча с прямой перпендикулярной оси
абсцисс и проходящей через точку с
координатами
.
Функция
имеет период, равный
.
График этой функции представлен на рис.
1.

Рис. 1. Функция
тангенса
.
Областью определения функции косинуса является все множество действительных чисел кроме тех, в которых функция косинуса обращается в нуль, т. е. кроме
,
где

(
).
2.4.4. Функция

Для острых углов,
т. е. для углов величиной
функция котангенса определяется как
отношение прилежащему катета
противолежащего к прямоугольного
треугольника или как отношение косинуса
к синусу
. (1)
Для остальных
значений аргумента функция тангенса
определяется как отношение абсциссы
конца подвижного радиуса единичной
окружности к его ординате или как
абсцисса точки пересечения подвижного
луча с прямой перпендикулярной оси
ординат и проходящей через точку с
координатами
.
Функция
имеет период, равный
.
График этой функции представлен на рис.
1.

Рис. 1. Функция
тангенса
.
Областью определения функции котангенса является все множество действительных чисел кроме тех, в которых функция синуса обращается в нуль, т. е. кроме
,
где

(
).
