第1讲 集合与函数(知识点串讲)(复习讲义)
展开第一讲 集合与函数
一、[体系构建]
二、知识点总览
1.集合的有关概念
(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.
(2)集合与元素的关系:若a属于集合A,记作a∈A;若b不属于集合A,记作b∉A.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
(4)常用数集的记法
集合 | 自然数集 | 正整数集 | 整数集 | 有理数集 | 实数集 |
符号 | N | N*(或N+) | Z | Q | R |
例1、(1)已知集合A={0,1,2},则集合B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是( )
A.1 B.3
C.5 D.9
(2)已知集合A={0,m,m2-3m+2},且2∈A,则实数m为( )
A.2 B.3
C.0或3 D.0,2,3均可
[跟踪训练]
1.下列命题正确的有( )
①很小的实数可以构成集合;
②集合与集合{(x,y)|y=x2-1}是同一个集合;
③1,,,,0.5这些数组成的集合有5个元素;
④集合{(x,y)|xy≤0,x,y∈R}是指第二和第四象限内的点集.
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
2.集合间的基本关系
关系 | 自然语言 | 符号语言 | Venn图 |
子集 | 集合A中所有元素都在集合B中(即若x∈A,则x∈B) | A⊆B (或B⊇A) |
|
真子集 | 集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中 | A B | |
集合 相等 | 集合A,B中的元素相同或集合A,B互为子集 | A=B |
(1)空集φ:任何集合的子集
(2)子集个数结论:
①含有n个元素的集合有2n个子集;
②含有n个元素的集合有2n-1个真子集;
③含有n个元素的集合有2n-2个非空真子集.
例2、已知集合A={x|-2≤x≤5},若A⊆B,且B={x|m-6≤x≤2m-1},求实数m的取值范围.
[跟踪训练]
变式1、把本例条件“A⊆B”改为“A=B”,求实数m的取值范围.
变式2、把本例条件“A⊆B,B={x|m-6≤x≤2m-1}”改为“B⊆A,B={m+1≤x≤2m-1}”,求实数m的取值范围.
3.集合的基本运算
运算 | 自然语言 | 符号语言 | Venn图 |
交集 | 由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合 | A∩B={x|x∈A且x∈B} | |
并集 | 由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合 | A∪B={x|x∈A或x∈B} | |
补集 | 由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合 | ∁UA={x|x∈U且x∉A} |
4.集合的运算性质
(1).A∪B=A⇔B⊆A,A∩B=A⇔A⊆B.
(2).A∩A=A,A∩∅=∅.
(3).A∪A=A,A∪∅=A.
(4).A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=U,∁U(∁UA)=A.
(5).A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔(∁UA)⊇(∁UB)⇔A∩(∁UB)=∅.
例3、设U=R,A={x|1≤x≤3},B={x|2<x<4},C={x|a≤x≤a+1},a为实数,
(1)分别求A∩B,A∪(∁UB).
(2)若B∩C=C,求a的取值范围.
[跟踪训练]
2.已知集合A={x|4≤x<8},B={x|5<x<10},C={x|x>a}.
(1)求A∪B,(∁RA)∩B;
(2)若A∩C≠∅,求a的取值范围.
5.函数的概念
两个集合A,B | A,B是两个非空数集 |
对应关系 f:A→B | 如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)与之对应 |
名称 | 称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数 |
记法 | y=f(x),x∈A |
6.函数的有关概念与表示方法
(1)函数的定义域、值域:在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.显然,值域是集合B的子集.
(2)函数的三要素:定义域、值域和对应关系.
(3)相等函数:如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,则这两个函数相等,这是判断两函数相等的依据.
(4)函数的表示法:解析法、图象法、列表法.
7.求函数定义域常见结论
(1)分式的分母不为零;
(2)偶次根式的被开方数不小于零;
(3)对数函数的真数必须大于零;
(4)指数函数和对数函数的底数大于零且不等于1;
(5)正切函数y=tan x,x≠kπ+(k∈Z);
(6)零次幂的底数不能为零;
(7)实际问题中除要考虑函数解析式有意义外,还应考虑实际问题本身的要求.
例4、求函数y=+-的定义域.
[跟踪训练]
3.函数f(x)=+(3x-1)0的定义域是( )
A. B.
C. D.∪
8.分段函数
若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应关系,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.
9.单调函数的定义
| 增函数 | 减函数 |
定义 | 一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量x1,x2 | |
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数 | 当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数 | |
图象 描述 | 自左向右看图象是上升的 | 自左向右看图象是下降的 |
10.单调区间的定义
若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
11.函数的最大值和最小值
前提 | 设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足 | |
条件 | (1)对于任意x∈I,都有f(x) ≤M; (2)存在x0∈I,使得f(x0)=M | (3)对于任意x∈I,都有f(x) ≥M; (4)存在x0∈I,使得f(x0)=M |
结论 | M为最大值 | M为最小值 |
12.函数单调性的几个常用结论
(1)函数y=-f(x)与函数y=f(x)的单调性相反;
(2)函数f(x)恒正或恒负时,函数y=与y=f(x)的单调性相反;
(3)在公共定义域内,增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数;减函数-增函数=减函数,增函数-减函数=增函数.
13.复合函数的单调性
形如y=f(v(x))的复合函数的增减性如下:
函数 | 增减情况 | |||
内函数u=v(x) | 增 | 增 | 减 | 减 |
外函数y=f(u) | 增 | 减 | 增 | 减 |
y=f(v(x)) | 增 | 减 | 减 | 增 |
14.函数的奇偶性
| 奇函数 | 偶函数 |
定义 | 一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x | |
都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数 | 都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数 | |
图象特征 | 关于原点对称 | 关于y轴对称 |
15.周期性
(1)周期函数:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
16.函数奇偶性的常用结论
(1)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(2)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
(3)在公共定义域内有:奇±奇→奇,偶±偶→偶,奇×奇→偶,偶×偶→偶,奇×偶→奇.
17.函数周期性的三个常用结论
(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2A.
(2)若f(x+a)=,则T=2A.
(3)若f(x+a)=-,则T=2A.(a>0)
例5、已知函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,且f=.
(1)确定函数f(x)的解析式;
(2)用定义证明f(x)在(-1,1)上是增函数.
[跟踪训练]
4.定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数f(x),在(0,+∞)上为增函数,当x>0时,f(x)的图象如图11所示,则不等式x[f(x)-f(-x)]<0的解集是______.
图11
18.函数的零点与方程的根的关系:
(1)方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔y=f(x)有零点.
(2)确定函数零点的个数有两个基本方法:①借助函数单调性和零点存在性定理研究图象与x轴的交点个数;②通过移项,变形转化成两个函数图象的交点个数进行判断.
19.二分法
(1)图象都在x轴同侧的函数零点不能(填“能”或“不能”)用二分法求.
(2)用二分法求零点近似解时,零点区间(a,b)始终要保持f(a)·f(b)<0;
(3)若要求精确度为0.01,则当|a-b|≤0.01时,便可判断零点近似值为a或b.
20.在同样是增函数的前提下,当自变量变得充分大之后,指数函数、对数函数、幂函数三者中增长最快的是指数函数(爆炸式增长),增长最慢的是对数函数.
例6、(1)函数f(x)=lg x-的零点所在的大致区间是( )
A.(6,7) B.(7,8)
C.(8,9) D.(9,10)
(2)函数y=|x|-m有两个零点,则m的取值范围是________.
[跟踪训练]
5.已知函数f(x)=ln x-x-2的零点为x0,则x0所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)