第1講集合
1.集合:某些指定的物件集在一起成為集合
(1)集合中的物件稱元素,若a是集合a的元素,記作;若b不是集合a的元素,記作;
(2)集合中的元素必須滿足:確定性、互異性與無序性;
確定性:設a是乙個給定的集合,x是某乙個具體物件,則或者是a的元素,或者不是a的元素,兩種情況必有一種且只有一種成立;
互異性:乙個給定集合中的元素,指屬於這個集合的互不相同的個體(物件),因此,同一集合中不應重複出現同一元素;
無序性:集合中不同的元素之間沒有地位差異,集合不同於元素的排列順序無關;
(3)表示乙個集合可用列舉法、描述法或圖示法;
列舉法:把集合中的元素一一枚舉出來,寫在大括號內;
描述法:把集合中的元素的公共屬性描述出來,寫在大括號{}內。
具體方法:在大括號內先寫上表示這個集合元素的一般符號及取值(或變化)範圍,再畫一條豎線,在豎線後寫出這個集合中元素所具有的共同特徵。
注意:列舉法與描述法各有優點,應該根據具體問題確定採用哪種表示法,要注意,一般集合中元素較多或有無限個元素時,不宜採用列舉法。
(4)常用數集及其記法:
非負整數集(或自然數集),記作n;
正整數集,記作n*或n+;
整數集,記作z;
有理數集,記作q;
實數集,記作r。
2.集合的包含關係:
(1)集合a的任何乙個元素都是集合b的元素,則稱a是b的子集(或b包含a),記作ab(或);
集合相等:構成兩個集合的元素完全一樣。若ab且ba,則稱a等於b,記作a=b;若ab且a≠b,則稱a是b的真子集,記作a b;
(2)簡單性質:1)aa;2)a;3)若ab,bc,則ac;4)若集合a是n個元素的集合,則集合a有2n個子集(其中2n-1個真子集);
3.全集與補集:
(1)包含了我們所要研究的各個集合的全部元素的集合稱為全集,記作u;
(2)若s是乙個集合,as,則,=稱s中子集a的補集;
(3)簡單性質:1)()=a;2)s=,=s
4.交集與並集:
(1)一般地,由屬於集合a且屬於集合b的元素所組成的集合,叫做集合a與b的交集。交集。
(2)一般地,由所有屬於集合a或屬於集合b的元素所組成的集合,稱為集合a與b的並集。
注意:求集合的並、交、補是集合間的基本運算,運算結果仍然還是集合,區分交集與並集的關鍵是「且」與「或」,在處理有關交集與並集的問題時,常常從這兩個字眼出發去揭示、挖掘題設條件,結合venn圖或數軸進而用集合語言表達,增強數形結合的思想方法。
5.集合的簡單性質:
(1)(2)
(3)(4)
(5)(a∩b)=(a)∪(b),
(a∪b)=(a)∩(b)。
【典例解析】
題型1:集合的概念
例1.(2009廣東卷理)已知全集,集合和
的關係的韋恩(venn)圖如圖1所示,則陰影部分所示的集合的元素共有
a. 3個 b. 2個 c. 1個 d. 無窮多個
答案 b
解析由得,則,有2個,選b.
例2.(2009山東卷理)集合,,若,則的值為 ( )
a.0b.1c.2d.4
答案 d
解析 ∵,,∴∴,故選d.
題型2:集合的性質
例3.(2009山東卷理)集合,,若,則的值為 ( )
a.0b.1c.2d.4
答案 d
解析 ∵,,∴∴,故選d.
1.設全集u=r,a=,b=,則下圖中陰影表示的集合為
a.b.c.
2. 已知集合a=,b=,若a∩b≠φ,則實數a的取值範圍為
解:由題知可解得a=如果,則這樣的實數是否存在?若存在,求出,若不存在,說明理由
解:∵;
∴,即=0,解得
當時,,為a中元素;
當時,當時,
∴這樣的實數x存在,是或。
另法:∵
∴,∴=0且
∴或。點評:該題考察了集合間的關係以及集合的性質。分類討論的過程中「當時,」不能滿足集合中元素的互異性。此題的關鍵是理解符號是兩層含義:。
變式題:已知集合,,,求的值。
解:由可知,
(1),
或(2)
解(1)得,
解(2)得,
又因為當時,與題意不符,
所以,。
題型3:集合的運算
例5.(2023年河南省上蔡一中高三月考)已知函式的定義域集合是a,函式的定義域集合是b
(1)求集合a、b
(2)若ab=b,求實數的取值範圍.
解 (1)a=
b=(2)由ab=b得ab,因此
所以,所以實數的取值範圍是
例6.(2009寧夏海南卷理)已知集合,則( )
ab.cd.
答案 a
解析易有,選a
題型4:**法解集合問題
例7.(2023年廣西北海九中訓練)已知集合m=,n=,則
ab.cd. 答案 c
例8.設全集,函式的定義域為a,集合,若恰好有2個元素,求a的取值集合。
解:時, ∴∴,∴
∴當時,在此區間上恰有2個偶數。
題型7:集合綜合題
例11.(1999上海,17)設集合a=,b=,若ab,求實數a的取值範圍。
解:由|x-a|<2,得a-2由<1,得<0,即-2因為ab,所以,於是0≤a≤1。
第二講函式概念與表示
1.函式的概念:
設a、b是非空的數集,如果按照某個確定的對應關係f,使對於集合a中的任意乙個數x,在集合b中都有唯一確定的數f(x)和它對應,那麼就稱f:a→b為從集合a到集合b的乙個函式。記作:
y=f(x),x∈a。其中,x叫做自變數,x的取值範圍a叫做函式的定義域;與x的值相對應的y值叫做函式值,函式值的集合叫做函式的值域。
注意:(1)「y=f(x)」是函式符號,可以用任意的字母表示,如「y=g(x)」;
(2)函式符號「y=f(x)」中的f(x)表示與x對應的函式值,乙個數,而不是f乘x
2.構成函式的三要素:定義域、對應關係和值域
(1)解決一切函式問題必須認真確定該函式的定義域,函式的定義域包含三種形式:
①自然型:指函式的解析式有意義的自變數x的取值範圍(如:分式函式的分母不為零,偶次根式函式的被開方數為非負數,對數函式的真數為正數,等等);
②限制型:指命題的條件或人為對自變數x的限制,這是函式學習中重點,往往也是難點,因為有時這種限制比較隱蔽,容易犯錯誤;
③實際型:解決函式的綜合問題與應用問題時,應認真考察自變數x的實際意義。
(2)求函式的值域是比較困難的數學問題,中學數學要求能用初等方法求一些簡單函式的值域問題
①配方法(將函式轉化為二次函式);②判別式法(將函式轉化為二次方程);③不等式法(運用不等式的各種性質);④函式法(運用基本函式性質,或抓住函式的單調性、函式圖象等)。
3.兩個函式的相等:
函式的定義含有三個要素,即定義域a、值域c和對應法則f。當函式的定義域及從定義域到值域的對應法則確定之後,函式的值域也就隨之確定。因此,定義域和對應法則為函式的兩個基本條件,當且僅當兩個函式的定義域和對應法則都分別相同時,這兩個函式才是同乙個函式。
4.區間
(1)區間的分類:開區間、閉區間、半開半閉區間;
(2)無窮區間;
(3)區間的數軸表示
5.對映的概念
一般地,設a、b是兩個非空的集合,如果按某乙個確定的對應法則f,使對於集合a中的任意乙個元素x,在集合b中都有唯一確定的元素y與之對應,那麼就稱對應f:ab為從集合a到集合b的乙個對映。記作「f:
ab」。
函式是建立在兩個非空數集間的一種對應,若將其中的條件「非空數集」弱化為「任意兩個非空集合」,按照某種法則可以建立起更為普通的元素之間的對應關係,這種的對應就叫對映。
注意:(1)這兩個集合有先後順序,a到b的射與b到a的對映是截然不同的.其中f表示具體的對應法則,可以用漢字敘述。
(2)「都有唯一」包含兩層意思:一是必有乙個;二是只有乙個,也就是說有且只有乙個的意思
6.常用的函式表示法
(1)解析法:就是把兩個變數的函式關係,用乙個等式來表示,這個等式叫做函式的解析表示式,簡稱解析式;
(2)列表法:就是列出**來表示兩個變數的函式關係;
(3)圖象法:就是用函式圖象表示兩個變數之間的關係
7.分段函式
若乙個函式的定義域分成了若干個子區間,而每個子區間的解析式不同,這種函式又稱分段函式;
8.復合函式
若y=f(u),u=g(x),x(a,b),u(m,n),那麼y=f[g(x)]稱為復合函式,u稱為中間變數,它的取值範圍是g(x)的值域
【典例解析】
題型1:函式概念
例1.21.(2009天津卷文)設函式則不等式的解集是( )
ab.c. d.
答案 a
解析由已知,函式先增後減再增
當,令解得。
當,故 ,解得
變式題:(2009北京文)已知函式若,則答案
解析本題主要考查分段函式和簡單的已知函式值求的值. 屬於基礎知識、基本運算的考查.
由,無解,故應填.
例2.(1)函式對於任意實數滿足條件,若則
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