2022年高中数学必修一至必修五知识点总结人教版 .pdf
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1、必修 1 第一章集合与函数概念一、集合有关概念1、集合的含义:某些指定的对象集在一起就成为一个集合,其中每一个对象叫元素。2、集合的中元素的三个特性:1.元素的确定性;2.元素的互异性;3.元素的无序性说明: (1)对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素。(2)任何一个给定的集合中,任何两个元素都是不同的对象,相同的对象归入一个集合时,仅算一个元素。(3)集合中的元素是平等的,没有先后顺序,因此判定两个集合是否一样,仅需比较它们的元素是否一样,不需考查排列顺序是否一样。(4)集合元素的三个特性使集合本身具有了确定性和整体性。3、集合的表示: 如
2、我校的篮球队员 ,太平洋 ,大西洋 ,印度洋 ,北冰洋 1. 用拉丁字母表示集合:A= 我校的篮球队员,B=1,2,3,4,5 2集合的表示方法:列举法与描述法。非负整数集(即自然数集)记作:N 正整数集N* 或 N+ 整数集 Z 有理数集 Q 实数集 R 关于“属于”的概念集合的元素通常用小写的拉丁字母表示,如:a 是集合 A 的元素, 就说 a属于集合 A 记作aA ,相反, a 不属于集合A 记作aA 列举法:把集合中的元素一一列举出来,然后用一个大括号括上。描述法:将集合中的元素的公共属性描述出来,写在大括号内表示集合的方法。用确定的条件表示某些对象是否属于这个集合的方法。语言描述法:
3、例:不是直角三角形的三角形 数学式子描述法:例:不等式x-32 的解集是 x R| x-32 或x| x-32 4、集合的分类:(1) 有限集含有有限个元素的集合(2) 无限集含有无限个元素的集合(3) 空集不含任何元素的集合例: 5|2xx二、集合间的基本关系1.“包含”关系子集注意:有两种可能(1)A 是 B 的一部分,; (2)A 与 B 是同一集合。反之 : 集合 A 不包含于集合B,或集合 B 不包含集合A,记作 A B 或 B A 2 “相等”关系(55,且 55,则 5=5) 实例:设A=01|2xxB=-1,1 “元素相同”结论:对于两个集合A 与 B,如果集合A 的任何一个元
4、素都是集合B 的元素,同时 ,集合 B 的任何一个元素都是集合A 的元素,我们就说集合A 等于集合B,即: A=B 任何一个集合是它本身的子集。AA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 45 页真子集 :如果 AB,且 BA 那就说集合A 是集合 B 的真子集,记作AB(或 BA) 如果AB, BC ,那么AC 如果 AB 同时BA 那么 A=B 3. 不含任何元素的集合叫做空集,记为规定 : 空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。三、集合的运算1交集的定义:一般地,由所有属于A 且属于 B 的元素所组成的集合,
5、叫做 A,B 的交集记作 A B(读作” A 交 B”),即 A B=x|x A,且 xB 2、并集的定义:一般地,由所有属于集合A 或属于集合B 的元素所组成的集合,叫做A,B 的并集。记作: AB(读作” A 并 B”),即 AB=x|x A,或 x B 3、交集与并集的性质:AA = A, A = , AB = B A,AA = A, A = A ,A B = B A. 4、全集与补集(1)补集:设S 是一个集合, A 是 S 的一个子集(即) ,由 S 中所有不属于A 的元素组成的集合,叫做 S 中子集 A 的补集(或余集)(2) 全集:如果集合 S含有我们所要研究的各个集合的全部元素
6、,这个集合就可以看作一个全集。通常用 U 来表示。四、函数的有关概念1函数的概念:设A、B 是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系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)和它对应,那么就称 f: AB 为从集合 A 到集合 B 的一个函数 记作:y=f(x) ,xA其中, 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 叫做函数的值域注意:如果只给出解析式y=f(x) ,而没有指明它的定义域,则函数的定义域即是指能使这个式子有意义的实数的集合;函数的定义域、值域要写成集合或区间的形
7、式定义域补充能使函数式有意义的实数x 的集合称为函数的定义域,求函数的定义域时列不等式组的主要依据是:(1)分式的分母不等于零;(2)偶次方根的被开方数不小于零;(3)对数式的真数必须大于零;(4)指数、对数式的底必须大于零且不等于1. (5)如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的.那么,它的定义域是使各部分都有意义的x 的值组成的集合.( 6)指数为零底不可以等于零(6)实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义. (又注意:求出不等式组的解集即为函数的定义域。) 构成函数的三要素:定义域、对应关系和值域注意: (1)构成函数三个要素是定义域、对应关系和值域由于值域是由定义域和对
8、应关系决定的,所以,如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,即称这两个函数相等(或为同一函数)(2)两个函数相等当且仅当它们的定义域和对应关系完全一致,而与表示自变量和函数值的字母无关。相同函数的判断方法:表达式相同;定义域一致(两点必须同时具备) (见课本 21 页相关例2) 值域补充(1)、 函数的值域取决于定义域和对应法则,不论采取什么方法求函数的值域都应先考虑其定义域. (2).应熟悉掌握一次函数、二次函数、指数、对数函数及各三角函数的值域,它是求解复杂函数值域的基础。3. 函数图象知识归纳(1)定义:在平面直角坐标系中,以函数y=f(x) , (x A) 中的 x 为横坐标, 函数值
9、 y 为纵坐标的点P(x,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 45 页y)的集合 C,叫做函数y=f(x),(x A) 的图象集合 C 上每一点的坐标(x,y)均满足函数关系y=f(x) ,反过来,以满足y=f(x) 的每一组有序实数对x、y 为坐标的点 (x,y),均在 C 上 . 即记为 C= P(x,y) | y= f(x) , xA , 图象 C 一般的是一条光滑的连续曲线(或直线 ),也可能是由与任意平行与Y 轴的直线最多只有一个交点的若干条曲线或离散点组成。(2) 画法A、描点法: 根据函数解析式和定义域,求出
10、x,y 的一些对应值并列表,以 (x,y)为坐标在坐标系内描出相应的点 P(x, y) ,最后用平滑的曲线将这些点连接起来. B、图象变换法(请参考必修4 三角函数)常用变换方法有三种,即平移变换、伸缩变换和对称变换(3)作用:1、直观的看出函数的性质;2、利用数形结合的方法分析解题的思路。提高解题的速度。发现解题中的错误。4了解区间的概念(1)区间的分类:开区间、闭区间、半开半闭区间;(2)无穷区间; (3)区间的数轴表示5什么叫做映射一般地,设A、B 是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应法则f,使对于集合A 中的任意一个元素 x,在集合B 中都有唯一确定的元素y 与之对应,那么就称对应
11、f: A B 为从集合A 到集合 B 的一个映射。记作“f:A B”给定一个集合A 到 B 的映射,如果aA,b B.且元素 a 和元素 b 对应,那么,我们把元素b 叫做元素 a 的象,元素a 叫做元素b 的原象说明:函数是一种特殊的映射,映射是一种特殊的对应,集合A、B 及对应法则f 是确定的;对应法则有“方向性” ,即强调从集合A 到集合 B 的对应,它与从B 到 A 的对应关系一般是不同的;对于映射 f:AB 来说,则应满足:()集合 A 中的每一个元素,在集合 B 中都有象, 并且象是唯一的; ()集合 A 中不同的元素,在集合B 中对应的象可以是同一个;()不要求集合B 中的每一个
12、元素在集合A中都有原象。常用的函数表示法及各自的优点:1 函数图象既可以是连续的曲线,也可以是直线、折线、离散的点等等,注意判断一个图形是否是函数图象的依据;2 解析法:必须注明函数的定义域;3 图象法:描点法作图要注意:确定函数的定义域;化简函数的解析式;观察函数的特征;4 列表法:选取的自变量要有代表性,应能反映定义域的特征解析法:便于算出函数值。列表法:便于查出函数值。图象法:便于量出函数值. 补充一:分段函数在定义域的不同部分上有不同的解析表达式的函数。在不同的范围里求函数值时必须把自变量代入相应的表达式。分段函数的解析式不能写成几个不同的方程,而就写函数值几种不同的表达式并用一个左大
13、括号括起来,并分别注明各部分的自变量的取值情况(1)分段函数是一个函数,不要把它误认为是几个函数;(2)分段函数的定义域是各段定义域的并集,值域是各段值域的并集补充二:复合函数如果 y=f(u),(u M),u=g(x),(x A),则 y=fg(x)=F(x) ,(xA) 称为 f、g 的复合函数。例如 : y=2sinx y=2cos(2x+1) 7函数单调性(1) 增函数设函数 y=f(x) 的定义域为I,如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量a,b,当 ab 时,都有 f(a)f(b) ,那么就说f(x) 在区间 D 上是增函数。区间D 称为 y=f(x) 的单调增区间(
14、睇清楚课本单调区精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 45 页间的概念)如果对于区间D 上的任意两个自变量的值a,b,当 ab 时,都有f(a)f(b) ,那么就说f(x) 在这个区间上是减函数.区间 D 称为 y=f(x) 的单调减区间. 注意: 1 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;2 必须是对于区间D 内的任意两个自变量a,b;当 ab 时,总有f(a)f(b) 。(2) 图象的特点如果函数y=f(x) 在某个区间是增函数或减函数,那么说函数y=f(x) 在这一区间上具有(严格的 )单调性,在
15、单调区间上增函数的图象从左到右是上升的,减函数的图象从左到右是下降的. (3).函数单调区间与单调性的判定方法(A) 定义法: 任取 a,bD,且 a1,且nN*当n是奇数时,正数的n次方根是一个正数,负数的n次方根是一个负数此时,a的n次方根用符号na表示式子na叫做根式( radical) ,这里n叫做根指数(radical exponent) ,a叫做被开方数( radicand) 当n是偶数时,正数的n次方根有两个,这两个数互为相反数此时,正数a的正的n次方根用符号na表示,负的n次方根用符号na表示正的n次方根与负的n次方根可以合并成na(a0) 由此可得:负数没有偶次方根;0 的任
16、何次方根都是0,记作00n。注意:当n是奇数时,aann,当n是偶数时,)0()0(|aaaaaann2分数指数幂正数的分数指数幂的意义,规定:)1,0(*nNnmaaanmnm,) 1,0(11*nNnmaaaanmnmnm0 的正分数指数幂等于0,0 的负分数指数幂没有意义指出:规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数,那么整数指数幂的运算性质也同样可以推广到有理数指数幂3实数指数幂的运算性质(1)rasrraa),0(Rsra;(2)rssraa )(),0(Rsra;(3)srraaab)(), 0(Rsra(二)指数函数及其性质1、指数函数的概念:一般地,函
17、数)1,0(aaayx且叫做指数函数(exponential function ) ,其中 x 是自变量,函数的定义域为R注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和12、指数函数的图象和性质a1 0a1 0a L AB公理 1作用:判断直线是否在平面内. (2)公理 2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。符号表示为: A、B、C 三点不共线= 有且只有一个平面,使 A、 B、 C。公理 2作用:确定一个平面的依据。(3)公理 3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线。符号表示为: P= =L ,且 PL 公理 3作用:判定两个平面是否相交的依
18、据. 2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系1 空间的两条直线有如下三种关系:相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点。2 公理 4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。符号表示为:设a、b、c 是三条直线a b c b 强调:公理4 实质上是说平行具有传递性,在平面、空间这个性质都适用。公理 4作用:判断空间两条直线平行的依据。3 等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补. 4 注意点: a与 b所成的角的大小只由a、b 的相互位置来确定,与O 的选择无关,为了简便,点O一般取在两直
19、线中的一条上; 两条异面直线所成的角(0,); 当两条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记作a b; 两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形; 计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。2.1.3 2.1.4 空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系1、直线与平面有三种位置关系:(1)直线在平面内有无数个公共点(2)直线与平面相交有且只有一个公共点(3)直线在平面平行没有公共点指出:直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a 来表示LA C B A P L共面直线=ac2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
20、结 - - - - - - -第 11 页,共 45 页a a =A a2.2.直线、平面平行的判定及其性质2.2.1 直线与平面平行的判定1、直线与平面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。简记为:线线平行,则线面平行。符号表示:a b = aa b 2.2.2 平面与平面平行的判定1、两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。符号表示:a b a b = P =ab2、判断两平面平行的方法有三种:(1)用定义;(2)判定定理;(3)垂直于同一条直线的两个平面平行。2.2.3 2.2.4 直线与平面、平面与平面平
21、行的性质1、直线与平面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。简记为:线面平行则线线平行。符号表示:a a = ab = b 作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。2、两个平面平行的性质定理:如果两个平行的平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。符号表示: = a = ab = b 作用:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行2.3 直线、平面垂直的判定及其性质2.3.1 直线与平面垂直的判定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 45 页1、定义:如果直线L 与平面内
22、的任意一条直线都垂直,我们就说直线L 与平面互相垂直,记作L,直线L 叫做平面的垂线,平面叫做直线L 的垂面。如图,直线与平面垂直时,它们唯一公共点P 叫做垂足。P a L 2、直线与平面垂直的判定定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。注意点:a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视;b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想。2.3.2 平面与平面垂直的判定1、二面角的概念:表示从空间一直线出发的两个半平面所组成的图形A 梭 l B 2、二面角的记法:二面角-l-或 -AB- 3、两个平面互相垂直的判定定理:一个平面过另一个平面
23、的垂线,则这两个平面垂直。2.3.3 2.3.4 直线与平面、平面与平面垂直的性质1、直线与平面垂直的性质定理:垂直于同一个平面的两条直线平行。2、两个平面垂直的性质定理:两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。第三章 直线与方程(1)直线的倾斜角定义: x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0 度。因此,倾斜角的取值范围是0 180(2)直线的斜率定义:倾斜角不是90的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。直线的斜率常用k 表示。即tank。斜率反映直线与轴的倾斜程度。当直线 l 与 x 轴平行或重
24、合时, =0, k = tan0=0; 当直线 l 与 x 轴垂直时 , = 90, k 不存在 . 当90,0时,0k;当180,90时,0k;当90时,k不存在。过两点的直线的斜率公式:)(211212xxxxyyk( P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1 x2)注意下面四点:(1)当21xx时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90;(2)k 与 P1、P2的顺序无关;(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得;(4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。(3)直线方程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
25、 - - -第 13 页,共 45 页点斜式:)(11xxkyy直线斜率k,且过点11,yx注意:当直线的斜率为0时, k=0,直线的方程是y=y1。当直线的斜率为90时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示但因l 上每一点的横坐标都等于 x1,所以它的方程是x=x1。斜截式:bkxy,直线斜率为k,直线在y 轴上的截距为b 两点式:112121yyxxyyxx(1212,xxyy)直线两点11, yx,22, yx截矩式:1xyab其中直线l与x轴交于点( ,0)a,与y轴交于点(0, )b,即l与x轴、y轴的截距分别为,a b。一般式:0CByAx(A,B 不全为 0)注意: 1 各
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