2022年高中数学基础知识详解 .pdf
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1、学习必备欢迎下载第一章集合与简易逻辑、推理证明:一、理解集合中的有关概念1、集合中元素的特征:确定性、互异性、无序性。2、能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法、描述法)描述不同的具体问题。注意:区分集合中元素的形式。如:32|2xxyxA;32|2xxyyB;32|),(2xxyyxC3、常用数集的符号表示:自然数集N;正整数集N、N;整数集Z;有理数集Q;实数集R;复数集C4、集合与元素的关系用符号,表示。5、空集是指不含任何元素的集合。 (0、和的区别; 0 与三者间的关系 ) 二、集合间的关系及其运算(能利用数轴或韦恩图表表达集合的关系及运算。)1、符号“,”是表示元素与集合之间关系
2、的,在立体几何中的有来描述点与直线(面)的关系;符号“、”是表示集合与集合之间关系的,立体几何中的、体现面与直线 ( 面) 的关系。2、|BxAxxBA且;|BxAxxBA或;|AxUxxACU且3、 交换律:ABBA;ABBA; 结合律:)()(CBACBA;)()(CBACBA 分配律:)()()(CABACBA;)()()(CABACBA)(BAA;ABA)(;)()(BABA;BAABA;ABABA;BAUBACU)(;ABBACU)(;)()()(BACBCACUUU;)()()(BACBCACUUU三、集合中元素的个数的计算:1、若集合A中有n个元素,则集合A的所有不同的子集个数为
3、n2,所有真子集的个数是12n,所有非空真子集的个数是22n2、BA中元素的个数的计算公式为:)()(BACardCardBCardABACard;例:50 名学生做物理、 化学实验, 已知物理实验做得正确的有40 人,化学实验做得正确的有31 人,两种实验都做得错误的有41 人,问这两种实验都做对的有几人。四、全称量词: “所有的”、 “任意一个”、 “一切”、 “每一个”、 “任给”(含有全称量词的命题叫做全称命题)存在量词: “存在一个”、 “至少一个”、 “有些”、 “有一个”、 “对某些”、 “有的”(含有存在量词的命题叫做特称命题)全称命题的否定p:)(,xPMx的否定p:)(,x
4、PMx特称命题的否定p:)(,xPMx的否定p:)(,xPMx五、原命题、逆否命题、否命题、逆命题的关系如图原命题与逆否命题等价,否命题与逆命题等价否命题和命题的否定不是同一概念,如果原命题是“若p则q” ,那么命题的否定是“若p则q表示命题,即只否定结论。六、简单命题和复合命题逻辑连结词“或” 、 “且” 、 “非” ( “或” 、 “且” 、 “非”与集合的“并” 、 、 “交” 、 “补”有联系)对于“qp” 、 “qp” 、 “p”形式的复合命题用口诀: “有真或为真、两真且才真、真非假、假非真”七、充分条件、必要条件、充要条件的概念(判断步骤:“p能否推出q”以及“q能否推出p” 、
5、区分出p和q是条件还是结论)xxA|满足条件p,xxB|满足条件q,若pqqp且,则p是q的充分非必要条件(从集合与集合的关系上看BA) ;若qppq且,则p是q的必要非充分条件(从集合与集合的关系上看BA) ;若qppq且,则p是q的充要条件(从集合与集合的关系上看BA) ;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 49 页学习必备欢迎下载若qppq且,则p是q的既非充分又非必要条件(从集合与集合的关系上看ABBA且) 。八、合情推理与演绎推理1、归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理2、类比推理是由特殊到特殊的推理3、归纳
6、推理和类比推理都是根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想,再进行归纳、类比,然后提出猜想的推理,我们统称为合情推理。4、演绎推是由一般到特殊的推理(其模式是“三段论”)九、直接证明与间接证明1、综合法:执因索果2、分析法:执果索因(在使用分析法时,要注意表达“要证,只须证明”)3、在解决具问题时,分析法与综合法要结合起来使用,也就是说“两头凑”会使问题轻易解决。4、反证法:当证明“若p,则q”感到困难时,改证它的等价命题“若q则p”成立步骤:假设结论反面成立;从这个假设出发,推理论证,得出矛盾;由矛盾判断假设不成立,从而肯定结论正确。矛盾的来源:与原命题的条件矛盾;导出与假设相矛盾的命题;
7、导出一个恒假命题。十、数学归纳法:1、数学归纳法是用来证明关于正整数命题的一种方法,若是起始值0n,则0n是使命题成立的最小正整数。0nn2、用数学归纳法证明题目时,其步骤如下: 归纳奠基:当0nn时,验证命题成立; 归纳递推:假设当kn(0nk*Nk)时,命题成立,推证1kn时,命题也成立,从而推出对于所有0nn的正整数命题均成立。 (在证明过程中,一定要用到归纳递推,否则就不是数学归纳法例:数学归纳法证明贝努利不等式:nxxn1)1((1x、0 x,n为大于 1 的正整数)第二章函数一、映射与函数:1、映射的概念:设A、B是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中的元素,在集合B中都
8、有唯一的元素和它对应,这样的对应叫做映射,记作BAf : 映射的三要素:集合A、B,以及从A到的对应法则f,三者缺一不可。 映射是一种特殊的对应,映射中的集合A、B可以是数集也可以是点集或其它集合,这两个集合有先后次序,从A到B的映射与从B到A的映射是截然不同的。 只有“多对一”或“一对一”的对应,能够成映射,一对多对应不能构成映射。2、函数的概念:函数是由一个非空数集到另一个非空数集的映射。二、函数的三要素:定义域、值域、对应法则。1、相同函数的判断方法:相同的定义域;相同的对应法则(两点必须同时具备) 2、分段函数:在函数的定义域内,对于自变量x的不同取值区间,有着不同的对应法则,这样的函
9、数通常叫做分段函数。3、函数的表示法:图象法、列表法、解析法4、函数解析式的求法: 定义法(拼凑) ; 换元法;待定系数法;赋值法;消去法;利用函数的性质例( 1)已知xxxf21,求xf的解析式。(2)如果xf为一次函数且12xxff,求xf的解析式(3)设xf是R上的函数,满足10f,对任意实数x、y,有12yxyxfyxf,求xf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 49 页学习必备欢迎下载(4)设xf是定义在, 1上的一个函数,且有112xxfxf,求xf(5)已知函数xf是以 2 为周期的偶函数,当)1 ,0(x时,
10、1)(xxf,求xf在)2 , 1(的解析式。(6)已知函数xf是奇函数,且当0 x时,xxxf22,求当0 x时,xf的解析式。5、函数定义域的求法: 当函数xfy用解析式给出时, 函数的定义域是使解析式有意义的实数的集合:分式的分母不等于零;偶次方根的被开方数不小于零;对数的真数大于零;指数函数和对数函数的底数必须大于零且不等于1 当函数xfy用图象给出时,函数的定义域是指图象在x轴投影所覆盖的实数的集合 当函数xfy用表格给出时,函数的定义哉是指表格中实数x的集合 对于实际问题,在求出函数解析式后;必须求出其定义域,此时的定义域要根据实际意义来确定; 已知原函数的定义域求复合函数的定义域
11、; 已知复合函数的定义域求原函数的定义域; 已知一复合函数的定义域求另一复合函数的定义域; 已知函数定义域求参数的取值范围;例( 1)已知函数)(xfy的定义域是4,0,求)1()1()(xfxfx的定义域。(2)已知6lg)3(222xxxf,求)(xf的定义域(3)已知函数)3(xfy的定义域是2, 1,求函数)(log2xfy的定义域(4)已知函数313)(23axaxxxf的定义域是R,求实数a的取值范围。6、函数值域的求法: 观察法:即通过观察函数式直接得出函数的值域,此时经常需要运用如下结论:02x0 x0 x0 xa(0a)aax20 xk(0k) 其本不等式法:转化成型如:)0
12、(kxkxy,利用平均值不等式abba2求值域;例:求函数1122xxxy的值域 利用函数的单调性:若函数为单调函数,可根据函数的单调性求值域。例:求函数4522xxy的值域例:)(xf是定义R在上的函数,且满足下列两个条件:()对于任意的x、Ry,有)()()(yfxfyxf()当0 x时,0)(xf,且2) 1(f,求函数)(xf在 3 ,3上的最大值和最小值。 分离常数法:对于形如baxdcxy的函数,我们常采用将其分离出一个常数,即函数式变形为:baxBAy(A、B为常数),故函数的值域为AyRyy且|例:求函数1212xxy的值域精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
13、归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 49 页学习必备欢迎下载 配方法:对于含二次三项式的函数,利用二次函数的特征来求值;常转化为型如:cbxaxxf2)(),(nmx的形式来求值域。例: (1)求函数642xxy5 , 1x的值域;(2)求函数245xxy的值域 换元法: 对一些无理函数或超越函数,通过代换把它化成有理函数,然后利用有理函数求值域的一些方法可间接地把原函数的值域求出。 (实质上是通过变量代换转化为能求值域的函数,采用化归思想)例:42xxy的值域 三角有界法:转化为只含正弦、余弦的函数,运用三角函数有界性来求值域;例:求函数1sincos3cos2xxxy的值域
14、 方程法(判别式法) :利用一元二次方程根的判别式求函数值域的方法。我们知道函数的值域是由函数的定义域与对应法则所确定的,根据这一道理,我们可将函数式看作关于x的方程,再由方程有解的条件求出y的范围;或解出x再由函数的定义对x的限制条件,建立关于y的不等式,从而可求出函数的值域,这种方法称之为方程法。例:求函数5438222xxxxy的值域 数形结合:根据函数的几何图形,利用数形结合的方法来求值域。例( 1)求函数222222xxxxy的值域。(2)实数x、y满足,014222yxyx,求2xy及xy 导函数法:例:求函数241)1ln()(xxxf(2,0 x)的值域 已知函数值域求参数取值
15、范围例:已知函数322xxy在区间,0m上有最大值3,最小值 2,则m的取值范围例:已知函数 1)1() 1lg(22xaxay,()若函数的定义域为R,求实数a的取值范围。()若函数的值域为R,求实数a的取值范围。三、函数的性质:函数的单调性、奇偶性、周期性1、单调性:(注意定义是相对于某个具体的区间而言。) 定义:如果对于属于定义域内某个区间上的任意两个变量1x、2x,当21xx时,都有21xfxf,则称xf在这个区间上是增函数。如果对于属于定义域内某个区间上的任意两个变量1x、2x,当21xx时,都有21xfxf,则称xf在这个区间上是减函数。 函数xf在区间,nm上是单调递增函数,且)
16、()(afbf,则nabm函数xf在区间,nm上是单调递减函数,且)()(afbf,则nbam 判定方法有:()定义法(作差比较和作商比较)步骤:取值作差变形定号判断精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 49 页学习必备欢迎下载例:证明xxxf22在区间), 1(内是增函数()导数法例:试讨论函数xbaxxf(0a、0b)的单调性()复合函数法(同增异减)例:求函数)82lg()(2xxxf的单调减区间()对于函数)()(xgxfxF的单调性:增 +增=增,减 +减=减()图像法。例:如果奇函数)(xf在区间,ba(0ab)上
17、是增函数,且最小值为m,那么)(xf在区间,ab上是()A. 增函数且最小值为mB. 增函数且最大值为mC. 减函数且最小值为mD. 减函数且最大值为m2、奇偶性:(注意先判别定义域是否关于原点对称,后再考察xf与)( xf的关系。) 定义:如果对于函数xf的定义域内任意一个x,都有xfxf,则函数xf就叫偶函数。(图象关于y轴对称)如果对于函数xf的定义域内任意一个x,都有xfxf,则函数xf就叫奇函数。 (图象关于原点对称)xf为偶函数,则0)( xfxf;函数xf为奇函数,则0)( xfxf 奇函数在关于原点对称的两区间),(ab和),(ba上的单调性相同, (图象关于原点对称);偶函数
18、在关于原点对称的两区间),(ab和),(ba上的单调性相反(图象关于y轴对称) 如果奇函数在0 x处有定义,则00f 奇函数 +奇函数仍是奇函数,奇函数奇函数是偶函数,偶函数+偶函数是偶函数、偶函数偶函数是偶函数 构造奇(偶)函数的简单方法:设xf是定义域关于原点对称的函数,则)(21)(1xfxfxF是偶函数,而)(21)(2xfxfxF是奇函数。 判别方法:()定义法:步骤:先考查定义域是否关于原点对称,后判断xfxf或xfxf是否成立。()图像法()复合函数法例:判断下列函数的奇偶性:(1)11xxeey(2)11lgxxy(3))1lg(2xxy(4)2) 1ln(xeyx(5)221
19、1xxxf(6))2lg()2lg()(xxxf(7))21131(1)(xxxf(8)2|2|1)(2xxxf(9))0()0()0(11011)(xxxxxxxxf3、周期性: 定义:若函数xf对定义域内的任意x满足:)()(xfTxf, 则T为函数xf的周期。 若函数xf对定义域内的任意x满足:)()(bxfaxf, 则ba为函数xf的周期。(区分:函数对定义域内的任意x满足)()(xbfaxf,则其图象关于直线2bax对称)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 49 页学习必备欢迎下载 若函数xf在定义域内对任意x满足
20、:)(1)(xfaxf,则xf是周期函数,且a2为函数xf的周期 若函数xf)(Rx满足)()(xfaxf)0(a,则xf是周期函数,且a2是它的一个周期 若函数xf)(Rx的图象关于直线ax、bx都对称,则xf是周期函数,且|2ab是它的一个周期特例:偶函数xf)(Rx的图象关于直线ax对称,则xf是周期函数,且a2是它的一个周期 若函数xf)(Rx的图象既关于ax,又关于点),(cb对称,则xf是周期函数,且|4ba是它的一个周期特例:奇函数xf)(Rx的图象关于直线ax对称,则xf是周期函数,且a4是它的一个周期 若函数xf)(Rx满足)()()(axfaxfxf)0(a,则xf是周期函
21、数,且a6是它的一个周期4、抽象函数的单调性和奇偶性、周期性问题。例:定义在R上的函数xf,对任意的a、Rb,有)()()(bfafbaf,且00f,当0 x时,1)(xf,()证明:1)0(f()证明:对任意的Rx,恒有0)(xf()证明:xfy是R上的增函数()若1)2()(2xxfxf,求x的取值范围。例:定义在实数集上的函数xf,对任意a、Rb,有)()(2)()(bfafbafbaf,且0)0(f。(1)求证:1)0(f;(2)求证:)(xfy是偶函数例:设xf是定义在R上的偶函数,其图象关于直线1x对称,对任意21,021xx 、都有)()()(2121xfxfxxf,且0)1(a
22、f,(1)求)21(f、)41(f; (2)证明xf是周期函数,并求出它的一个周期。四、图形变换:对函数图像变换要求掌握常见基本函数的图像,掌握函数图像变换的一般规律;注意平移变化能够用向量的语言解释。1、平移变换: 将)(xfy的图象沿x轴向左平移a个单位(0a)得到函数)(axfy的图象(用ax代替x) 将)(xfy的图象沿x轴向右平移a个单位(0a)得到函数)(axfy的图象(用ax代替x) 将)(xfy的图象沿y轴向上平移b个单位(0b)得到函数bxfy)(的图象(用by代替y) 将)(xfy的图象沿y轴向下平移b个单位(0b)得到函数bxfy)(的图象(用by代替y)注意:()有系数
23、,要先提取系数。如:把函数)2( xfy经过_得到函数)42( xfy的图象。()会结合向量的平移,理解按照向量),(kha平移的意义。 udg2、对称变换: 函数)(xfy的图象关于y轴对称的图象是函数)(xfy(用x代替x) 函数)(xfy的图象关于x轴对称的图象是函数)(xfy(用y代替y) 函数)(xfy的图象关于原点轴对称的图象是函数)( xfy(用x代替x、用y代替y) 函数)(xfy的图象关于直线xy对称的图象是函数)(1xfy(交换x、y,反解) 涉及反函数,了解即可 函数)(xfy的图象关于直线mx对称的图象是函数)2(xmfy(用xm2代替x) 函数)(xfy的图象关于点)
24、,(ba对称的图象是函数)2(2xafyb(用xa2代替x、yb2代替y) 若函数)(xfy满足bxafxf)()(,则)(xfy的图象关于点)2,2(ba对称3、翻折变换精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 49 页学习必备欢迎下载 函数|)(|xfy的图象是将函数)(xfy的图象x轴及x轴上方的图象保留,x轴下方的图象关于x轴对称 函数|)(| xfy的图象是将函数)(xfy的图象y轴及y轴右边的图象保留,并且将y轴右边部分关于y轴对称4、伸缩变换: 将)(xfy的图象上各点的纵坐标变为原来的a(0a)倍,而横坐标不变,
25、得到函数)(xfay的图象 (用ay代替y) 将)(xfy的图象上各点的横坐标变原来的b(0b)倍,而纵坐标不变,得到函数)(bxfy的图象(用bx代替x))(xfAy的图象可由)(xfy经伸缩及平移得到,具体参照三角函数的图象变换。五、反函数: (了解即可)指数函数xay(0a且1a)与对数函数xyalog(0a且1a)互为反函数;它们的图象关于直线xy对称;具有相同的单调性;指数函数xay的定义域与值域分别是对数函数xyalog的值域与定义域。六、常用的初等函数:1、一元一次函数:baxxf)(0a),当0a时,是增函数;当0a时,是减函数。为使baxxf)(在区间,nm上的值恒为正,则只
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