已知集合 A={1,2,3,4}A = \{1, 2, 3, 4\},定义从 AA 到实数集 R\mathbb{R} 的对应关系 RR 为:对任意 x∈Ax \in A,yy 满足方程 y2−2y+1=xy^2 - 2y + 1 = x。
(1) 判断对应关系 RR 能否构成从集合 AA 到 R\mathbb{R} 的函数,并说明理由;
(2) 若将该关系中的方程修改为 y−1=xy - 1 = \sqrt{x},判断其能否构成从 AA 到 R\mathbb{R} 的函数;若能,写出其值域。

完整解法

(1)

1. 解出 $y$ 关于 $x$ 的表达式

方程 y2−2y+1=xy^2 - 2y + 1 = x 可化为 (y−1)2=x(y - 1)^2 = x,解得:
y=1±xy = 1 \pm \sqrt{x}

2. 举出反例检验对应的唯一性

取集合 AA 中的元素 x=1∈Ax = 1 \in A,代入表达式得:
y=1±1  ⟹  y=0 或 y=2y = 1 \pm \sqrt{1} \implies y = 0 \text{ 或 } y = 2
对于自变量 x=1x = 1,存在两个不同的实数值 y=0y = 0 和 y=2y = 2 与之对应。

3. 根据函数定义得出结论并说明理由

这不符合函数定义中“对于集合 AA 中的任意一个元素 xx,在集合 R\mathbb{R} 中都有唯一确定的元素 yy 与之对应”的要求,因此对应关系 RR 不能构成从集合 AA 到 R\mathbb{R} 的函数。

答案

对应关系 RR 不能构成从集合 AA 到 R\mathbb{R} 的函数,理由是存在定义域中的元素对应多个 yy 值(违反单值对应要求)。

(2)

1. 变形方程得到 $y$ 关于 $x$ 的函数关系式

由方程 y−1=xy - 1 = \sqrt{x} 移项可得:
y=1+xy = 1 + \sqrt{x}

2. 计算集合 $A$ 中每个元素对应的 $y$ 值并验证唯一性

将集合 A={1,2,3,4}A = \{1, 2, 3, 4\} 中的元素依次代入:

  • 当 x=1x = 1 时,y=1+1=2∈Ry = 1 + \sqrt{1} = 2 \in \mathbb{R};
  • 当 x=2x = 2 时,y=1+2∈Ry = 1 + \sqrt{2} \in \mathbb{R};
  • 当 x=3x = 3 时,y=1+3∈Ry = 1 + \sqrt{3} \in \mathbb{R};
  • 当 x=4x = 4 时,y=1+4=3∈Ry = 1 + \sqrt{4} = 3 \in \mathbb{R}。
    集合 AA 中每一个元素 xx 都存在唯一确定的实数 yy 与之对应,因此能够构成从 AA 到 R\mathbb{R} 的函数。

3. 写出函数的值域

由上述计算结果,收集所有 yy 的取值组成集合,可得该函数的值域为:
{2,1+2,1+3,3}\{2, 1+\sqrt{2}, 1+\sqrt{3}, 3\}

答案

修改后的关系能构成从 AA 到 R\mathbb{R} 的函数,其值域为 {2,1+2,1+3,3}\{2, 1+\sqrt{2}, 1+\sqrt{3}, 3\}。

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