高考总复习-集合与函数概念知识点及习题.pdf
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1、 启迪教育 第 1 页 共 56 页 第一章 集合与函数概念 知识网络 第一讲 集合 知识梳理 一:集合的含义及其关系 1.集合中的元素具有的三个性质:确定性、无序性和互异性;2.集合的 3 种表示方法:列举法、描述法、韦恩图;3.集合中元素与集合的关系:文字语言 符号语言 属于 不属于 4.常见集合的符号表示 数集 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集 复数集 符号 N N或N Z Q R C 集合 集 合 表 示 法 集 合 的 运 算 集 合 的 关 系 列 举 法 描 述 法 图 示 法 包 含 相 等 子集与真子集 交 集 并 集 补 集 函数 函数 及其表示 函数基本性质
2、单调性与最值 函数的概念 函数 的 奇偶性 函数的表示法 映射 映射的概念 集合与函数概念 启迪教育 第 2 页 共 56 页 二:集合间的基本关系 表示 关系 文字语言 符号语言 相等 集合 A 与集合 B 中的所有元素都相同 BA 且AB BA 子集 A 中任意一元素均为 B 中的元素 BA 或AB 真子集 A 中任意一元素均为 B 中的元素,且 B 中至少有一元素不是A 的元素 AB 空集 空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集 A,B(B)三:集合的基本运算 两个集合的交集:AB=x xAxB且;两个集合的并集:AB=x xAxB或;设全集是 U,集合AU,则UC A x xUx
3、A且 交 并 补|,ABx xAxB且|,ABx xAxB或 UC A x xUxA且 方法:常用数轴或韦恩图进行集合的交、并、补三种运算.重、难点突破 重点:集合元素的特征、集合的三种表示方法、集合的交、并、补三种运算。难点:正确把握集合元素的特征、进行集合的不同表示方法之间的相互转化,准确进行集合的交、并、补三种运算。重难点:1.集合的概念 掌握集合的概念的关键是把握集合元素的三大特性,要特别注意集合中元素的互异性,在解题过程中最易被忽视,因此要对结果进行检验;2集合的表示法(1)列举法要注意元素的三个特性;(2)描述法要紧紧抓住代表元素以及它所具有的性质,)(xfyx如、)(xfyy、)
4、(),(xfyyx等的差别,如果对集合中代表元素认识不清,将导致求解错误:启迪教育 第 3 页 共 56 页 问题:已知集合221,1,9432xyxyMxNy则M N=()A.;B.)2,0(),0,3(;C.3,3;D.3,2(3)Venn图是直观展示集合的很好方法,在解决集合间元素的有关问题和集合的运算时常用Venn图。3集合间的关系的几个重要结论(1)空集是任何集合的子集,即A(2)任何集合都是它本身的子集,即AA(3)子集、真子集都有传递性,即若BA,CB,则CA 4集合的运算性质(1)交集:ABBA;AAA;A;ABA,BBABAABA;(2)并集:ABBA;AAA;AA;ABA,
5、BBAABABA;(3)交、并、补集的关系 ACAU;UACAU)()()(BCACBACUUU;)()()(BCACBACUUU 热点考点题型探析 考点一:集合的定义及其关系 题型 1:集合元素的基本特征 例 1(2008 年江西理)定义集合运算:|,A Bz zxy xA yB设 1,2,0,2AB,则集合A B的所有元素之和为()A0;B2;C3;D6 题型 2:集合间的基本关系 例 2数集ZnnX,)12(与ZkkY,)14(之的关系是()AXY;BYX;CYX;DYX 新题导练 1第二十九届夏季奥林匹克运动会将于 2008 年 8 月 8 日在北京举行,若集合 A=参加北京奥运会比赛
6、的运动员,集合 B=参加北京奥运会比赛的男运动员,集合 C=参加北京奥运会比赛的女运动员,则下列关系正确的是()ABA B.CB C.CBA D.ACB 启迪教育 第 4 页 共 56 页 2 (2006 山 东改 编)定 义 集合 运 算:ByxxyyxBA,zA22,设 集 合 1,0A,3,2B,则集合BA的所有元素之和为 3(2007湖北改编)设P和Q是两个集合,定义集合QPQxPxx且,|,如果P=(0,3),1xxQ,那么QP 等于 4研究集合42xyxA,42xyyB,4),(2xyyxC之间的关系 考点二:集合的基本运算 例 3 设集合0232xxxA,0)5()1(222ax
7、axxB(1)若2BA,求实数a的值;若ABA,求实数a的取值范围 新题导练 7已知集合2),(yxyxM,4),(yxyxN,那么集合NM 为()A.1,3yx;B.)1,3(;C.1,3;D.)1,3(8集合|10Ax ax,2|320Bx xx,且ABB,求实数a的值.备选例题 1:已知1xyyM,1),(22yxyxN,则NM 中的元素个数是()A.0;B.1;C.2;D.无穷多个 抢分频道 基础巩固训练:1 设全集R,(3)0,1UAx x xBx x,则右图中阴影部分表示的集合为()A0 x x;B30 xx;C31xx ;D1x x 3.集合 1,0,1的所有非空子集个数为 4.
8、(09 年无锡市高三第一次月考)集合A中的代表元素设为x,集合B中的代表元素设为y,若Bx且Ay,则A与B的关系是 解析AB 或AB;由子集和交集的定义即可得到结论 5(2008 年天津)设集合RTSaxaxTxxS,8|,32|,则a的取值范围是()A13a;B13a C3a或1a;D3a或1a U B A 启迪教育 第 5 页 共 56 页 解析A;5132|xxxxxS或,8|axaxT,RTS 所以581aa,从而得13a 综合提高训练:601mmP,恒成立对于任意实数xmxmxRmQ0442 则下列关系中立的是()APQ;BQP;CQP;DQP 解析A;当0m时,有0)4(4)4(0
9、2mmm,即 01mRmQ;当0m时,0442 mxmx也恒成立,故 01mRmQ,所以PQ 7.设)(12)(Nnnnf,5,4,3,2,1P,7,6,5,4,3Q,记 PnfNnP)(,QnfNnQ)(,则)()(PCQQCPNN()A.3,0;B.2,1;C.5,4,3;D.7,6,2,1 解析 A;依题意得2,1,0P,3,2,1Q,所以0)(QCPN,3)(PCQN,故应选A 8(09 届惠州第一次调研考)设 A、B 是非空集合,定义 A Bx xABxAB且,已知 A=2|2x yxx,B=|2,0 xy yx,则 AB 等于()A0,;B 0,12,;C0,12,;D 0,1(2
10、,)解析D;22002xxx,A=0,2,021xx,B=(1,),AB=0,),AB=(1,2,则 AB 0,1(2,)第 2 讲 函数与映射的概念 知识梳理 1函数的概念(1)函数的定义:设BA、是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f,对于集合A中的每一个数x,在集合B中都有唯一确定的数和它对应,那么这样的对应叫做从A到B的一个函数,通常记为 启迪教育 第 6 页 共 56 页 Axxfy),(2)函数的定义域、值域 在函数Axxfy),(中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做)(xfy 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)(称为函数)(xfy 的值域。(2)函
11、数的三要素:定义域、值域和对应法则 2映射的概念 设BA、是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中的任意元素,在集合B中都有唯一确定的元素与之对应,那么这样的单值对应叫做从A到B的映射,通常记为BAf:重、难点突破 重点:掌握映射的概念、函数的概念,会求函数的定义域、值域 难点:求函数的值域和求抽象函数的定义域 重难点:1关于抽象函数的定义域 求抽象函数的定义域,如果没有弄清所给函数之间的关系,求解容易出错误 问题 1:已知函数)(xfy 的定义域为ba,求)2(xfy的定义域 误解因为函数)(xfy 的定义域为ba,所以bxa,从而222bxa 故)2(xfy的定义域是2,2ba 正
12、解因为)(xfy 的定义域为ba,所以在函数)2(xfy中,bxa2,从而22bxa,故)2(xfy的定义域是2,2ba 即本题的实质是求bxa2中x的范围 问题 2:已知)2(xfy的定义域是ba,求函数)(xfy 的定义域 误解因为函数)2(xfy的定义域是ba,所以得到bxa2,从而 22bxa,所以函数)(xfy 的定义域是2,2ba 正解因为函数)2(xfy的定义域是ba,则bxa,从而222bxa 所以函数)(xfy 的定义域是2,2ba 即本题的实质是由bxa求2x的范围 即)(xf与)2(xf中x含义不同 启迪教育 第 7 页 共 56 页 2 求值域的几种常用方法(1)配 方
13、 法:对 于(可 化 为)“二 次 函 数 型”的 函 数 常 用 配 方 法,如 求 函 数4cos2sin2xxy,可变为2)1(cos4cos2sin22xxxy解决(2)基本函数法:一些由基本函数复合而成的函数可以利用基本函数的值域来求,如函数)32(log221xxy就是利用函数uy21log和322xxu的值域来求。(3)判别式法:通过对二次方程的实根的判别求值域。如求函数22122xxxy的值域 由22122xxxy得012)1(22yxyyx,若0y,则得21x,所以0y是函 数 值 域 中 的 一 个 值;若0y,则 由0)12(4)1(22yyy得021332133yy且,
14、故所求值域是2133,2133(4)分离常数法:常用来求“分式型”函数的值域。如求函数1cos3cos2xxy的值域,因为 1cos521cos3cos2xxxy,而2,0(1cosx,所以25,(1cos5x,故 21,(y(5)利用基本不等式求值域:如求函数432xxy的值域 当0 x时,0y;当0 x时,xxy43,若0 x,则4424xxxx 若0 x,则4)4()(2)4(4xxxxxx,从而得所求值域是43,43(6)利用函数的单调性求求值域:如求函数)2,1(2224xxxy的值域 因)14(22823xxxxy,故函数)2,1(2224xxxy在)21,1(上递减、在)0,21
15、(上递增、在)21,0(上递减、在)2,21(上递增,从而可得所求值域为30,815(7)图象法:如果函数的图象比较容易作出,则可根据图象直观地得出函数的值域(求某些分段函数的值域常用此法)。热点考点题型探析 考点一:判断两函数是否为同一个函数 例 1 试判断以下各组函数是否表示同一函数?启迪教育 第 8 页 共 56 页(1)2)(xxf,33)(xxg;(2)xxxf)(,;01,01)(xxxg(3)1212)(nnxxf,1212)()(nnxxg(nN*);(4)xxf)(1x,xxxg2)(;(5)12)(2xxxf,12)(2tttg 解题思路要判断两个函数是否表示同一个函数,就
16、要考查函数的三要素。解析(1)由于xxxf2)(,xxxg33)(,故它们的值域及对应法则都不相同,所以它们不是同一函数.(2)由于函数xxxf)(的定义域为),0()0,(,而;01,01)(xxxg的定义域为 R,所以它们不是同一函数.(3)由于当 nN*时,2n1 为奇数,xxxfnn1212)(,xxxgnn1212)()(,它们的定义域、值域及对应法则都相同,所以它们是同一函数.(4)由于函数xxf)(1x的定义域为0 xx,而xxxg2)(的定义域为10 xxx或,它们的定义域不同,所以它们不是同一函数.(5)函数的定义域、值域和对应法则都相同,所以它们是同一函数.答案(1)、(2
17、)、(4)不是;(3)、(5)是同一函数【名师指引】构成函数的三个要素是定义域、对应关系和值域由于值域是由定义域和对应关系确定的,所以,如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,即称这两个函数为同一函数。第(5)小题易错判断成它们是不同的函数。原因是对函数的概念理解不透,在函数的定义域及对应法则 f 不变的条件下,自变量变换字母对于函数本身并无影响,比如1)(2 xxf,1)(2 ttf,1)1()1(2uuf都可视为同一函数.新题导练 1(2009佛山)下列函数中与函数xy 相同的是()A.y=(x)2;B.y=33t;C.y=2x;D.y=xx2 解析 B;因为 y=33tt,所以应选择 B
18、 2(09 年重庆南开中学)与函数)12lg(1.0 xy的图象相同的函数是()启迪教育 第 9 页 共 56 页 A.)21(12xxy;B.121xy;C.)21(121xxy;D.|121|xy 解析 C;根据对数恒等式得121101.0121lg)12lg(xyxx,且函数)12lg(1.0 xy的定义域为),21(,故应选择 C 考点二:求函数的定义域、值域 题型 1:求有解析式的函数的定义域 例 2.(08 年湖北)函数)(xf)4323ln(122xxxxx的定义域为()A.),2)4,(;B.)1,0()0,4(;C.1,0()0,4,;D.)1,0()0,4,解题思路函数的定
19、义域应是使得函数表达式的各个部分都有意义的自变量的取值范围。解析欲使函数)(xf有意义,必须并且只需 0043230430232222xxxxxxxxx)1,0()0,4 x,故应选择D 【名师指引】如没有标明定义域,则认为定义域为使得函数解析式有意义的x的取值范围,实际操作时要注意:分母不能为 0;对数的真数必须为正;偶次根式中被开方数应为非负数;零指数幂中,底数不等于 0;负分数指数幂中,底数应大于 0;若解析式由几个部分组成,则定义域为各个部分相应集合的交集;如果涉及实际问题,还应使得实际问题有意义,而且注意:研究函数的有关问题一定要注意定义域优先原则,实际问题的定义域不要漏写。题型 2
20、:求抽象函数的定义域 例 3(2006湖北)设 xxxf22lg,则xfxf22的定义域为()A.4,00,4;B.4,11,4;C.2,11,2;D.4,22,4 解题思路要求复合函数xfxf22的定义域,应先求)(xf的定义域。解析由202xx得,()f x的定义域为22x,故22,2222.xx 解得 4,11,4x。故xfxf22的定义域为 4,11,4.选 B.【名师指引】求复合函数定义域,即已知函数()f x的定义为,a b,则函数()f g x的定义域 启迪教育 第 10 页 共 56 页 是满足不等式()ag xb的 x 的取值范围;一般地,若函数()f g x的定义域是,a
21、b,指的是,xa b,要求()f x的定义域就是,xa b时()g x的值域。题型 3;求函数的值域 例 4已知函数)(6242Raaaxxy,若0y恒成立,求32)(aaaf的值域 解题思路应先由已知条件确定a取值范围,然后再将)(af中的绝对值化去之后求值域 解析依题意,0y恒成立,则0)62(4162aa,解得231a,所以417)23()3(2)(2aaaaf,从而4)1()(max faf,419)23()(min faf,所以)(af的值域是4,419【名师指引】求函数的值域也是高考热点,往往都要依据函数的单调性求函数的最值。新题导练 3.(2008 安徽文、理)函数221()lo
22、g(1)xf xx的定义域为 解析 3,);由11,01012xxx解得3x 4定义在R上的函数()yf x的值域为,a b,则函数(1)yf x的值域为()A1,1ab;B,a b;C1,1ab;D无法确定 解析 B;函数(1)yf x的图象可以视为函数()yf x的图象向右平移一个单位而得到,所以,它们的值域是一样的 5(2008 江西改)若函数()yf x的定义域是3,1,则函数(2)()1fxg xx的定义域是 解析 23,1()1,21;因为()f x的定义域为3,1,所以对()g x,321 x但1x 故23,1()1,21x 6(2008 江西理改)若函数()yf x的值域是3,
23、32,则函数 1()F xf xf x的值域 是 解析 310,2;)(xF可以视为以)(xf为变量的函数,令)(xft,则)332(1tttF 2222)1)(1(111ttttttF,所以,ttF1在 1,32上是减函数,在3,1 上是增函数,故)(xF的最大值是310,最小值是 2 启迪教育 第 11 页 共 56 页 考点三:映射的概念 例 5(06 陕西)为确保信息安全,信息需加密传输,发送方由明文密文(加密),接收方由密文明文(解密),已知加密规则为:明文,a b c d对应密文2,2,23,4.abbccdd例如,明文1,2,3,4对应密文5,7,18,16.当接收方收到密文14
24、,9,23,28时,则解密得到的明文为()A7,6,1,4;B6,4,1,7;C4,6,1,7;D1,6,4,7 解题思路 密文与明文之间是有对应规则的,只要按照对应规则进行对应即可。解析 当接收方收到密文 14,9,23,28 时,有214292323428abbccdd,解得6417abcd,解密得到的明文为 C【名师指引】理解映射的概念,应注意以下几点:(1)集合 A、B 及对应法则 f 是确定的,是一个整体系统;(2)对应法则有“方向性”,即强调从集合 A 到集合 B 的对应,它与从集合 B 到集合 A 的对应关系一般是不同的;(3)集合 A 中每一个元素,在集合 B 中都有象,并且象
25、是唯一的,这是映射区别于一般对应的本质特征;(4)集合 A 中不同元素,在集合 B 中对应的象可以是同一个;(5)不要求集合 B 中的每一个元素在集合 A 中都有原象.新题导练 7集合 A=3,4,B=5,6,7,那么可建立从 A 到 B 的映射个数是_,从 B 到 A 的映射个数是_.解析 9,8;从 A 到 B 可分两步进行:第一步 A 中的元素 3 可有 3 种对应方法(可对应 5或 6 或 7),第二步 A 中的元素 4 也有这 3 种对应方法.由乘法原理,不同的映射种数 N1339.反之从 B 到 A,道理相同,有 N22228 种不同映射.8若 f:y=3x+1 是从集合 A=1,
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