函数图形

✍ dations ◷ 2025-04-24 20:34:59 #函数图形

在数学中，函数 f 的图形（或图像）指的是所有有序对(x, f(x))组成的集合具体而言，如果x为实数，则函数图形在平面直角坐标系上呈现为一条曲线。如果函数自变量x为两个实数组成的有序对(x1, x2)，则图形就是所有三重序(x1, x2, f(x1, x2))组成的集合，呈现为曲面（参见三维计算机图形）。实函数的图形拥有其唯一的图像。而对于一般的函数，其图形形式无法应用，图形的正式定义取决于数学表述的需要，例如泛函分析中的闭图像定理。函数图形的概念由二元关系图形推广而来。需要注意的是，尽管一个函数与其图像通常是一一对应的，但二者并不可混淆。两个函数可能拥有相同的图像，却有不同的上域。例如，对于下文提到的三次多项式，当其上域为实数时函数即为满射，而若其上域为复数则不然。通过垂线测试可以判断一条曲线是否为一个函数，而通过水平线测试可以判断函数是否为单射且是否存在反函数。如果反函数存在，则其图像可以通过将原函数图像以直线y=x为轴进行对称得到。形如的图像为：在平面直角坐标系中，该图像为一条直线。这是因为，该函数的导数为常数 k {displaystyle k} 。对于二次或更高次的多项式函数，或者其他的非线性函数，其图像则会呈现为一条曲线。这是因为其导函数不是常数函数。例如，三次函数的图像为如果将这个图像绘制在平面直角坐标系中，则会得到一条三次曲线（见右图）。三角学中的函数的图像为如果这个图像绘制在了三维坐标系中，则会得到一个曲面（见图）。

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