高校数学ティーチャーKouのブログ

高校数学を基礎の「キ」から学ぼう!

もう知ったかぶりをやめよう!関数とは○○だ! 〜実は知らなかった関数の定義〜 (第24回)

つい先日、高校1年生から

こんな質問を受けました ↓

 

関数って何ですか?

 

y = f(x)

 

特にこのfの意味が分からない、と。

 

関数 定義

この記事では少し難しい関数の定義

まで解説します。が、

 

まずは何が分からないのか

順番に整理していきましょう。

中学校まではy = x^2のような形で

関数が表されていました。

y=x^2 グラフ

この、横軸がx縦軸がyを表している

のはいいと思います。

(だから横軸をx軸、

 縦軸をy軸というのですね)

 

でもこのグラフをy = x^2と書く

と、少しこんがらがります。

 

つまり、分からないのは

わざわざy = f(x)と表す意味

関数の定義

 

この2点です。まずは上からいきましょう。

 

わざわざy = f(x)と表す意味

 

上は簡単です。面倒だからです。

 

例えばこんなとき ↓

 

 y = \frac{x - 2}{x^2 + 5x + 3}

 

これを使った問題を作るとき

(や、横軸をx軸、縦軸をy

 にとったグラフに描くとき)、

 

毎回 y = \frac{x - 2}{x^2 + 5x + 3}のような長い式

を書くのは面倒です。

 

なので、できるだけ簡単にしたいんです。

構造 単純化

 (数学がここまで単純だったらどれほど嬉しいことか)

 

yxによって決まるのでxの関数

 

なら関数を表す魔法の記号fを使って

 f(x) = \frac{x - 2}{x^2 + 5x + 3}と簡単に表しておけば

以降はy=f(x)と書くだけですみます。

 

大問でずっと同じ関数を使ったり、

設問中に何度も出てきたりする

ときに面倒だからですね。

 

 

 

関数の定義(高校)

 

関数とは、

数の集合(定義域)から

数の集合(値域)への対応です。

 

イメージは変換器です。

 

実数xfという変換器に入れるとf(x)が出てきます。

 

このf対応の規則です。

 

関数 定義 イメージ

例えばfが入ってきた実数を2乗しろ、

という命令ならf(x) = x^2となります。

 

そしてこのf(x)x=3を代入した値

(9ですね)をf(3) =9の表します。

 

↑ はより厳密には、

f(3) = 3^2=9は、定義域(集合)から

"3"という要素を選び、値域(定義域)に送る

ときに2乗している、という意味です。

 

関数の定義(厳密)のほうは、

少し難しいのでまた今度にします。

 

 

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