2022年高考数学考前基础知识点总结 .pdf
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1、集合与函数概念一、集合的基本概念与运算(一)元素与集合1.集合的定义一般地,我们把研究对象统称为元素。把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集 )。通常用大写字母 A, B,C, D, 表示集合,用小写拉丁字母a, b,c,表示元素。2.集合中元素的特征(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的,也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了。例如,“中国的直辖市”构成一个集合,北京、上海、天津、重庆在这个集合中,杭州、南京、广州不在这个集合中。“身材较高的人” 不能构成集合; 因为组成它的元素是不确定的。(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的(或说是互异的 ),
2、也就是说,集合中的元素是 不重复出现的。相同元素、重复元素,不论多少,只能算作该集合的一个元素。(3)无序性:在一个集合中,不考虑元素之间的顺序只要元素完全相同,就认为是同一个集合。3、集合相等只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的。4、元素与集合的关系如果 a 是集合 A 的元素,就是说 a 属于集合 A,记作 aA;如果 a 不是集合 A 中的元素,就说a 不属于集合 A,记作 a A。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 34 页 -
3、- - - - - - - - 5、常见的数集及记法全体非负整数组成的集合称为非负整数集(或自然数集),记作 N;所有正整数组成的集合称为正整数集(在自然数集中排除0 的集合) ,记作N*或 N+;全体整数组成的集合称为整数集,记作Z;全体有理数组成的集合称为有理数集,记作Q;全体实数组成的集合称为实数集,记作R。例已知的值求且yxQPxxyxQyxP,1 ,2解析, 1,2xyxy由2,1,yxyx或解得 x=y=1 这与集合中元素的互异性相矛盾。解得 x= -1 或 1(舍去) 这时 y=0 x= -1,y=0 6、集合的表示方法(1)列举法:把集合中的所有元素一一列举出来,并用花括号“”
4、括起来表示集合的方法叫做列举法。适用条件: 有限集或有规律的无限集拓展与提示:(1)无序性常常作为计算时验证的重要依据。(2)注意 N 与 N*的区别。 N*为正整数集,而N 为非负整数集,即0N 但 0N*。(3)集合的分类按元素个数素的集合叫做无限集无限集:含有无限个元素的集合叫做有限集有限集:含有有限个元按元素的特征可分为:数集,点集,形集等等。特别地,至少有一个元素的集合叫做非空集合;不含有任何元素的集合叫做空集() ,只含有一个元素的集合叫做单元素集。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -
5、 - - - - - 第 2 页,共 34 页 - - - - - - - - - 形式:naaaa,,321(2)描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法称为描述法,具体方法是:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值 (或变化 )范围;再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征。适用 条件: 一般适合于无限集,有时也可以是有限集。形式:)(xpDx,其中 x 为元素, p(x)表示特征。(3)韦恩图法:把集合中的元素写在一条封闭曲线(圆、椭圆、矩形等 )内。例 用适当的方法表示下列集合,并指出它是有限集还是无限集:(1)由所有非负奇数组成的集合;(2)由所有小于
6、 10既是奇数又是质数的自然数组成的集合;(3)平面直角坐标系内所有第三象限的点组成的集合;(4)方程 x2+x+1=0 的实数根组成的集合。解析 (1)由所有非负奇数组成的集合可表示为:NnnxxA, 12,A 是无限集。(2)满足条件的数有3,5,7,所以所求集合为:7, 5, 3B,集合B 是有限集。(3)所求集合可表示为:00),(yxyxC且,集合 C 是无限集。(4)因为方程 x2+x+1=0 的判别式的0,故无实数,所以方程 x2+x+1=0 的实根组成的集合是空集。(二)集合的基本关系拓展与提示: 如果集合中的元素的范围已经很明确,那么 xD 可以省略, 只写其元素x,如10
7、xRx可以表示为10 xx。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 34 页 - - - - - - - - - 1、子集:一般地,对于两个集合A、B,如果集合A 中任意一个无素都是集合 B 中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合 A 为集合 B 的子集,记作)(ABBA或,读作“ A 含于 B ”(或“B 包含 A”)。数学表述法可简述为:若BxAx,则集合 A 是集合 B 的子集。 (如图) 2、集 合相等:如果集合A 是集合 B 的子集)(BA,且集
8、合 B 是集合 A 的子集)(AB,此时,集合 A 与集合 B 中的元素是一样的,因此,集合A 与集合B 相等,记作 A=B。数学表述法可描述为: 对于集合 A、B,若BA,且 BA ,则集合 A、B 相等。3、真子集:若集合BA,且 AB,则集合 A 是集合 B 的真子集。4、空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为,并规定:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。(三)集合间的基本运算1、并集一般地,由所 有属于集合 A 或集合 B 的元素组成的集合,称为集合A 与 B(1)AAA,。(2) ?B(其中B 为非空集合)。(3)对于集合A ,B,C,若CACBBA则,。(4)对于集合 A
9、,B,若BAABBA则且,。(6)含 n 元素的集合的全部子集个数为2n个,真子集有2n-1 个,非空子集有2n-1 个,非空真子集有2n-2 个。(7)AaAa与是不同的,前者为包含关系,后者为属于关系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 34 页 - - - - - - - - - 的并集,记作 AB (读作“ A 并 B”),即BxAxxBA或,可用 Venn图表示为2、交集一般地,由属于集合A 且属于集合 B 的所有 元素组成的集合,称为集合A与 B
10、的交集,记作BA(读作“ A 交 B”),即BxAxxBA且,。可用 Venn图表示为3、全集与补集(1)全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作U。(2)补集:对于一个集合A,由全集 U 中不属于集合 A 的所有元素组成的集合 称 为 集 合A 相 对 于 全 集 U 的 补 集 , 简 称 为 集 合 A的 补 集 , 记 作,uAx xUxA且e。拓展与提示:对于任意集合A、B,有(1);,AAAAA(2)ABBA; (3)(),(BABBAA;(4)BAABA。拓展与提示:对于任意集合A、B,有(1);, AAAA(2)ABBA;
11、(3)BBAABA)( ,)(;(4)BAABA;(5)()(BABA。拓展与提示: (1)A ()uAe=, A()uAe, =U;(2)()uuA痧=A,uUe=,ue=U;(3) ()u ABe=()()uAuB痧,()u ABe=()()uAuB痧。(4)下图中的 分别表示为A()uBe,()uAeB , AB ,()()uAuB痧名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 34 页 - - - - - - - - - 例设集合9,1 ,5,4, 12,2xx
12、BxxA,若 AB=9,求 AB。解析由 A B=9得,9A。x2=9 或 2x-1=9 由 x2=9 得,x=3。当 x=3 时,9,2,2,4, 5, 9BA,与元素的互异性矛盾。当 x=-3 时,9,4, 8,4,7,9BA,此时,.9,4,4, 7, 8BA由 2x-1=9 得 x=5. 当 x=5 时,9,4, 0,4, 9,25BA,此时,9,4BA,与题设矛盾。综上所述,.9,4,4, 7,8BA4、集合中元素的个数:(不做要求)在研究集合时,经常遇到有关集合元素的个数问题,我们把含有限个元素的集合A 叫做有限集,用card 来表示有限集合A 中元素的个数。例如:3)(,Acar
13、dcbaA则. 一般地,对任意两个有限集A,B,有 card(AB)=card(A)+card(B)-card(AB). 当时仅当 AB=时,card(AB)=card(A)+card(B). 解与集合中元素个数有关的问题时,常用venn 图。例 学校先举办了一次田径运动会,某班有8 名同学参赛,又举办了一次球类运动会,这个班有12 名同学参赛,两次运动会都参赛的有3 人,两次运动会中,这个班共有多少名同学参赛?解析 设田径运动会参赛的学生A,球类运动会参赛的学生B,那么所有参赛的学生,两次运动会都参赛学生BABA,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
14、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 34 页 - - - - - - - - - Card(AB)=card(A)+card(B)-card(A B) =8+12-3=17 答:两次运动会中,这个班共有17 名同学参赛名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 34 页 - - - - - - - - - 二、函数及其表示(一)函数的概念1、定义一般地,我们说:设 A,B 是非空的数集,如果按照某种确定的对应关
15、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 为集合 A 到集合 B 的一个函数,记作Axxfy),(其中,x 叫做自变量, x 的取值范围 A 叫函数的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合Axxf)(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(1)函数的三要素是指定义域、对应关系和值域。(2)由于值域是由定义域和对应关系决定的,所以,如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,我们就称这两个函数相等。3、区间。设 a,b 是两个实数,而且ab,我们规定:(1)满足不等式 axb 的实数 x
16、的集合叫做闭区间,表示为a,b ;(2)满足不等式 axb 的实数 x 的集合叫做开区间,表示为(a,b);(3)满足不等式 axb 或 axb 的实数 x 的集合叫做半开半闭区间,分别表示为baba,这里的实数 a与 b 都叫做相应区间的端点。拓展与提示:(1)函数符号 y=f(x) 是由德国数学家莱布尼兹在18 世纪引入的。(2)注意区别f(a)和 f(x) ,f(x) 是指函数解析式,f(a)是指自变量为a 时的函数值。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共
17、 34 页 - - - - - - - - - 定义名称符号数轴表示bxax|闭区间a,bbxax|开区间(a, b) bxax|半开半闭区间ba,实数集常用区间表示为, “”读作“无穷大”。“”读作“负无穷大”, “+”读作“正无穷大”集合符号数轴表示axx|,aaxx|,abxx |(, )bbxx|b,例 1 求下列函数的定义域xxy211解析要使xxy211有意义,则必须210201xxxx,即 x-1 且 x2,拓展与提示: (1)在数轴上,用实心点表示包括在区间内的端点,用空心点表示不包括在区间内的端点。(2)求函数定义域,主要通过下列途径实现。若 f(x)是整式,则定义域为R;若
18、 f(x)为分式,则定义域为使分母不为零的全体实数;若 f(x)为偶次根式,则定义域为使被开方数为非负数的全体实数;若 f(x)的定义域为 a,b ,则 fg(x)的定义域是 ag(x)b的解集;若 fg(x)的定义域为a,b ,则 f(x)的定义域是 g(x)在bax,下的值域。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 34 页 - - - - - - - - - 故所求函 数的定义域为21|xxx且例 2 (1)已知函数 f(x)的定义域是-1,3 ,求 f(x
19、+1)和 f(x2)的定义域(2)已 知函数 f(2x+3)的定义域为2, 1,求 f(x-1)的定义域解析 (1)f(x)的定义域为 -1,3 ,f(x+1)的定义域由 -1x+13 确定,即 -2x2,f(x+1)的定义域为 -2,2. f(x2)的定义域由 -1x23 确定,即33xf(x2)的定义域为 33, (2)函数 f(2x+3)的定义域为2, 1,2x+3 中的 x 满足-1x2,12x+37. 令 t=2x+3,则 f(t)的定义域为7, 1. 又 1x-17,2x8 f(x-1) 的定义域为8,24、反函数式子 y=f(x)表示 y 是自变量 x 的函数,设它的定义域为A,
20、值域为 C,我们从式子 y=f(x)中解出 x 得到 x=g(y),如果对于 y 在 C 中的任何一个值通过式子x=g(y),x 在 A 中都有唯一确定的值和它对应,那么式子x=g(y)表示 y 是自变量 x的函数,这样的函数x=g(y)叫做 y=f(x) 的反函数,记作)(1yfx,一般写成)(1xfy. 拓展与提示:(1)函数 y=f(x)的定义域和值域分别是它的反函数的值域和定义域;(2)函数 y=f(x)的图象和它的反函数)(1xfy的图象关于直线 y=x 对称。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整
21、理 - - - - - - - 第 10 页,共 34 页 - - - - - - - - - (二)函数的表示法1、函数的三种表示法解析法,就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系。图象法,就是用图象表示两个变量之间的对应关系。列表法,就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系。2、分段函数若函数在定义域的不同子集上对应关系不同,可用几个式子来表示函数, 这种形式的函数叫分段函数,它是一类重要函数,形式是:nnDxxfDxxfDxxfxf)()()()(2211分段函数是一个函数,而不是几个函数,对于分段函数必须分段处理,其定义域为 D1D2 Dn. 例中国移动通信已于 2006 年 3 月
22、 21 日开始在所属 18个省、市移动公司陆续推出“全球通”移动电话资费“套餐”,这个套餐的最大特点是针对不同用户采用了不同的收费方法,具体方案如下:方案代号基本月租 (元) 免费时间 (分钟) 超过免费时间话费 (元/分钟) 1 30 48 0.60 2 98 170 0.60 拓展与提示: (1)函数用列表法表示时,其定义域是表中自变量所取值的全体,其值域是表中对应函数值的全体。(2)函数用图象法表示时,其定义域是图象投射到x 轴上的区域范围,其值域是图象投射到 y 轴上的区域范围。拓展与提示:分段函数中,分段函数的定义域的交集为空集。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
23、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 34 页 - - - - - - - - - 3 168 330 0.50 4 268 600 0.45 5 388 1000 0.40 请问: “套餐”中第 3 种收费方式 的月话费 y 与月通话量 t(月通话量是指一个月内每次通话用时之和)的函数关系式。解析“套餐”中第 3 种收费函数为1168,0330,1680.5(330),330.tytt3、复合函数若 y 是 u 的函数, u 又是 x 的函数,即 y=f(u),u=g(x),x (a,b),u(m,n),那么
24、y 关于 x 的函数 y=fg(x) ,x(a,b)叫做 f 和 g 的复合函数,u 叫做中间变量,u 的取值范围是 g(x)的值域。4、映射设 A,B 是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A 中的任何一个元素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 f:AB 为从集合 A 到集合 B 的一个映射。5、函数解析式的求法待定系数法。 若已知函数类型, 可设出所求函数的解析式, 然后利用已知条件列方程或方程组,再求系数。换元法。若已知函数)(xfy的解析式,可令)(xt, 并由此求出 x=g(t),然后代入解析式求得y=f(t)的解析式,要注意 t 的
25、取值范围为所求函数的定义域。拓展与提示: (1)映射包括集合 A、B 以及从 A 到 B 的对应法则 f,三者缺一不可,且 A、B 必须非空。(2)A 中的元素在 B 中都能找到唯一的元素和它对应,而B 中的元素却不一定在 A 中找到对应元素,即使有,也不一定只有一个。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 34 页 - - - - - - - - - 赋值法:可令解析式中的自变量等于某些特殊值求解。列方程 (组)法求解。若所给式子中含有f(x),xf1或 f(
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