如何理解映射的概念

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现实世界中许多量之间有依赖关系,一个量变化时,另一个量随着起变化.函数是研究各个量之间确定性依赖关系的数学模型.函数是高中的重要概念,也是高中数学的一个线索。而函数是映射的特例。映射可以让我们站在函数之上看函数的一个观念。接下来我们来学习这个概念。

观察

(1)同学们进入新的学校学习,开学初要分配座位:给一个班的每一位同学指定这个班的教室里唯一一把椅子.
(2)住校的同学还要分配宿舍:给全校的每一位住校生指定学生宿舍区里唯一
一个房间.

分析

(1) 两个集合:
A={一个班的学生},
B=这个班的教室里的椅子};
一个对应法则:使得集合A的每一个元素,有集合B的唯一确定的元素与它对应。
(2)两个集合:
C={一个学校的住校生},
D={这个学校的学生宿舍区的房间};
一个对应法则,使得集合C的每一个元素,有集合D的唯一确定的元素与它对应.

抽象

从上述这种类型的例子我们引出下述概念.
定义 设A和B是两个集合,如果存在一个对应法则f,使得集合A中每一个元素a,都有集合B中唯一确定的元素b与它对应,则称f是A到B的一个映射(map,mapping),记作
f : A \rightarrow B
其中b称为a在f下的像(image),a称为b在f下的一个原像(preimage).a在f下的像用符号f(a)表示,于是映射f也可以记成
f(a)=b, a \in A

说一说

上述第一个例子中,分配座位(用f表示)是集合A到集合B的一个映射.如果李明同学的座位是第三排第5号,那么李明在f下的像是___;第三排第5号那把椅子在f下的一个原像是___,有___个原像

上述第二个例子中,分配宿舍(用g表示)是集合C到集合D的一个映射.如果李明同学分到102号房间,那么李明在g下的像是___;102号房间在g下的一个原像是___.如果102号房间住了6个同学,那么102号房间在g下有___个原像.

练习

1.设
A={开,关},B={0,1},你能建立集合A到集合B的一个映射吗?
2.一个饭店里有4位顾客坐在一张餐桌周围,服务员小王用茶盘端来4杯茶,小王应该怎样摆放这4杯茶才正确?用A表示这4位顾客组成的集合,用B表示这4杯茶组成的集合,正确摆放这4杯茶是不是集合A到集合B的一个映射?

说明:
1.我是根据丘维声老师的中专数学教材来写这个教程的,可以说是摘抄丘老师的教材,丘老师对数学思维的观点对我影响颇深,虽然我没有上过他的课,但他是我敬重的老师。


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2.以前读过一位韩国人写的《千万别恨数学》书中提到骨架式学习,我也很赞同。


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3.我也想用漫画+图解的方式来写这个教程,但是现在力有不逮。这个想法源于下面的这本书

7天搞定微积分
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作者: 石山平 /大上丈彦

作者说:数学讲解的不是词汇、不是旋律,而是概念。我觉得说出了数学的真谛,学数学一定要重视概念。

用时:48分钟

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