1、集合与函数概念1 1 集合集合(一)集合的有关概念定义:一般地,我们把研究对象统称为元素,一些元素组成的总体叫集合,也简称集。2.表示方法:集合通常用大括号 或大写的拉丁字母 A,B,C表示,而元素用小写的拉丁字母 a,b,c表示。3.集合相等:构成两个集合的元素完全一样。4.元素与集合的关系:(元素与集合的关系有 “属于 ”及“不属于 两种)若 a 是集合 A 中的元素,则称 a 属于集合 A,记作 a A;若 a 不是集合 A 的元素,则称 a 不属于集合 A,记作 a A。5.常用的数集及记法:非负整数集(或自然数集) ,记作 N;正整数集,记作 N*或 N+;N 内排除 0 的集.整数
2、集,记作 Z; 有理数集,记作 Q; 实数集,记作 R;6.关于集合的元素的特征确定性: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。如:“地球上的四大洋” (太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋) 。 “中国古代四大发明” (造纸,印刷,火药,指南针)可以构成集合,其元素具有确定性;而“比较大的数” , “平面点 P 周围的点”一般不构成集合,因为组成它的元素是不确定的.互异性:一个集合中的元素是互不相同的,即集合中的元素是不重复出现的。.如:方程(x-2)(x-1) 2=0 的解集表示为 1,-2 ,而不是 1,1,-2无序性:即集合中的元素无顺序,可以任意排列、调换。练 1:判断以下
3、元素的全体是否组成集合,并说明理由:大于 3 小于 11 的偶数; 我国的小河流;非负奇数; 方程 x2+1=0 的解;某校 2011 级新生; 血压很高的人;著名的数学家; 平面直角坐标系内所有第三象限的点7.元素与集合的关系:(元素与集合的关系有 “属于 ”及“不属于 ”两种)若 a 是集合 A 中的元素,则称 a 属于集合 A,记作 a A;若 a 不是集合 A 的元素,则称 a 不属于集合 A,记作 a A。例如,我们 A 表示“120 以内的所有质数”组成的集合,则有 3A,4 A,等等。练:A=2,4,8,16,则 4 A,8 A,32 A.(二)例题讲解:例 1用“”或“ ”符号
4、填空:8 N; 0 N; -3 Z; Q;22设 A 为所有亚洲国家组成的集合,则中国 A,美国 A,印度 A,英国 A。练:5 页题例 2已知集合 P 的元素为 , 若 2P 且-1 P,求实数 m 的值。21,3m练:考察下列对象是否能形成一个集合?身材高大的人 所有的一元二次方程直角坐标平面上纵横坐标相等的点 细长的矩形的全体比 2 大的几个数 的近似值的全体2所有的小正数 所有的数学难题给出下面四个关系: R,0.7 Q,0 0,0 N,其中正确的个数是:( )3A4 个 B3 个 C2 个 D1 个下面有四个命题:若-a ,则 a 若 a ,b ,则 a+b 的最小值是 2集合 N
5、中最小元素是 1 x 2+4=4x 的解集可表示为2,2其中正确命题的个数是( 由实数-a, a, , 2, - 5 为元素组成的集合中,最多有几个元素?分别为什么?求集合2a,a 2+a中元素应满足的条件?若 t,求 t 的值.t1一、集合的表示方法列举法:把集合中的元素一一列举出来, 并用花括号“ ”括起来表示集合的方法叫列举法。如:1,2,3,4,5,x 2,3x+2,5y 3-x,x 2+y2,;说明:书写时,元素与元素之间用逗号分开;一般不必考虑元素之间的顺序;在表示数列之类的特殊集合时,通常仍按惯用的次序;集合中的元素可以为数,点,代数式等;列举法可表示有限集,也可以表示无限集。当
6、元素个数比较少时用列举法比较简单;若集合中的元素较多或无限,但出现一定的规律性,在不发生误解的情况下,也可以用列举法表示。对于含有较多元素的集合,用列举法表示时,必须把元素间的规律显示清楚后方能用省略号,象自然数集用列举法表示为 1,2345,.例 1用列举法表示下列集合:(1) 小于 5 的正奇数组成的集合;(2) 能被 3 整除而且大于 4 小于 15 的自然数组成的集合;(3) 从 51 到 100 的所有整数的集合;(4) 小于 10 的所有自然数组成的集合;(5) 方程 的所有实数根组成的集合;2x 由 120 以内的所有质数组成的集合。描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法
7、,称为描述法。 。方法: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。一般格式: ()xAp如:x|x-32,(x,y)|y=x 2+1,x|直角三角形 ,;说明:描述法表示集合应注意集合的代表元素,如(x,y)|y= x2+3x+2与 y|y= x2+3x+2是不同的两个集合,只要不引起误解,集合的代表元素也可省略,例如:整数 ,即代表整数集 Z。辨析:这里的 已包含“所有”的意思,所以不必写全体整数。写法实数集 ,R也是错误的。用符号描述法表示集合时应注意:、弄清元素所具有的形式(即代表元素是什么)是数还是点、还是
8、集合、还是其他形式?、元素具有怎么的属性?当题目中用了其他字母来描述元素所具有的属性时,要去伪存真,而不能被表面的字母形式所迷惑。例 2用描述法表示下列集合:(1)由适合 x2-x-20 的所有解组成的集合;(2) 到定点距离等于定长的点的集合;(3) 方程 的所有实数根组成的集合20(4)由大于 10 小于 20 的所有整数组成的集合。说明:列举法与描述法各有优点,应该根据具体问题确定采用哪种表示法,要注意, 一般集合中元素较多或有无限个元素时,不宜采用列举法。练习:5 页 2 题1用适当的方法表示集合:大于 0 的所有奇数2集合 Ax| Z,xN,则它的元素是 。43x3.已知集合 Ax|
9、-33 ,B x|x3 ,B x|x-2,B=x|x-2x|x0,则 MN 等于 。设 A不大于 20 的质数 ,Bx|x2n+1,nN*,用列举法写出集合 AB 。6.已知集合 Mx|y=x 2-1,N=y|y=x2-1,那么 MN 等于( )A. B.N C.M D.R7、若集合 A1,3,x,B=1,x 2,AB 1,3,x,则满足条件的实数 x 的个数有()A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个8.满足条件 M11,2,3的集合 M 的个数是 。9.已知集合 Ax|-1x2,B= x|2a xa+3,且满足 AB ,则实数 a 的聚取值啊范围是 。集合的基本运算思考 1 U=全
10、班同学、A=全班参加足球队的同学、B=全班没有参加足球队的同学 ,则 U、A 、B 有何关系?集合 B 是集合 U 中除去集合 A 之后余下来的集合。 (一). 全集、补集概念及性质:全集的定义:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,记作 U,是相对于所研究问题而言的一个相对概念。补集的定义: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,叫作集合 A 相对于全集 U 的补集,记作: ,读作:A 在 U 中的补集,即UC,Cx且-2 3-1 1 2 38Venn 图表示:(阴影部分即为 A 在全集 U 中的补集)C说明:补集的概念
11、必须要有全集的限制讨论:集合 A 与 之间有什么关系?借助 Venn 图分析U,()UUACA巩固练习(口答):U=2,3,4,A=4,3,B=,则 = , = ;UB设 Ux|x0,A=1,3,5,7,9,B=1,4,7,10,且 ,试 ,XABX求 p、q;集合 A=x|x2+px-2=0,B=x|x2-x+q=0,若 A B=-2,0,1,求 p、q;A=2,3,a 2+4a+2,B=0,7,a 2+4a-2,2-a ,且 A B =3,7 ,求 B22.某班举行数、理、化三科竞赛,每人至少参加一科,已知参加数学竞赛的有 27 人,参加物理竞赛的有 25 人,参加化学竞赛的有 27 人,
12、其中参加数学、物理两科的有 10 人,参加物理、化学两科的有 7人,参加数学、化学两科的有 11 人,而参加数、理、化三科的有 4 人,求全班人数。集合中元素的个数在研究集合时,经常遇到有关集合中元素的个数问题。我们把含有有限个元素的集合 A 叫做有限集,用 card(A)表示集合 A 中元素的个数。例如:集合 A=a,b,c中有三个元素,我们记作 card(A)=3. 结论:已知两个有限集合 A,B ,有:card(A B)=card(A)+card(B)-card(AB). 例 1 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
13、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? 解设 A=田径运动会参赛的学生,B=球类运动会参赛的学生 ,AB=两次运动会都参赛的学生,AB=所有参赛的学生因此 card(AB)=card(A)+card(B)-card(AB)=8+12-3=17.答:两次运动会中,这个班共有17名同学参赛.在某校高一(5)班的学生中参加物理课外小组的有 20人参加数学课外小 组的有25人,既参加数学课外小组又参加物理课外小组的有10人,既未参加物理课外小组又未参加数学课外小组的有15人,则 这个班的学生总人数是A. 70 B. 55 C. 50 D. 无法确定. 给出下列命题: 给出下列
14、命题: 若 card(A)=card(B),则 A=B; 若 card(A)=card(B), 则 card(AB)=card(AB) , 若 AB= 则 card(AB)-card(A)=card(B) 若 A= ,则 card(AB)=card(A) 若 A B,则 card(AB)=card(A) , 其中正确的命题的序号是 10高一数学必修 1 集合练习题 1一选择题1下列说法正确的是 ( )A某个村子里的年青人组成一个集合B所有小正数组成的集合C集合,和,表示同一个集合D 这些数组成的集合有五个元素136,0.5,242下面有四个命题:()集合中最小的数是否;()是自然数;() ,是
15、不大于的自然数组成的集合;() ,aNBab则 不 小 于 2其中正确的命题的个数是 ( )A个 个 个 个3给出下列关系:() ;R12() Q() 3;N() .其中正确的个数为 ( )个 个 个 个4给出下列关系:() 是空集;() ,;aN若 则()集合 210AxRx()集合 6BxQN其中正确的个数为 ( )个 个 个 个下列四个命题:()空集没有了集;()空集是任何一个集合的真子集;()空集的元素个数为零;()任何一个集合必有两个或两个以上的子集其中正确的有 ( )0 个 1 个 2 个 3 个已知集合 那么 等于 ( )5,1,AxRBxRAB , , , 15xR已知全集 集
16、合0,12.3,4I( )0,12,IMNMN则 3,41,2二填空题方程的解集为 用列举法表示为_.230,xRx用列举法表示不等式组 的整数解集合为_.711,2532xx10已知菱形 ,正方形 ,平行四边形 ,那么,之间的关系是_.11已知全集,集合 ,则 用列举法表示为_.5AxRAU三解答题12已知 230,2560,.AxBxB求13已知 246, 18,yxyNyxyNAB,求14若集合 则满足于条件的实数 的个数有 ( )21,3,11,3A且 x12个 个 个 个15设集合 ,则实数 _23,011,ABtAB若 t16 已知全集 那么5,4,3,0,2URxxPx或_,_A
17、BABPU17. 2 20, 0,1,.xpqxpqABAB且 求18设 求 a 的取值范围1,AxBxa且 AB,19试用适当的符号把 连接起来236,abR和20已知集合2 2 2430, 10,10,AxBxaCxm的值或取值范围,BCm且 求第 1 讲 1.1.1 集合的含义与表示学习目标:通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系;能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用;掌握集合的表示方法、常用数集及其记法、集合元素的三个特征.知识要点:1. 把一些元素组成的总体叫作集合(set) ,其元素具有三个特征,即确定性、
18、互异性、无序性.2. 集合的表示方法有两种:列举法,即把集合的元素一一列举出来,并用花括号“ ”括起来,基本形式为 ,适用于有限集或元素间存在规律的无限集. 描述法,即用集合所含元素的共同特征来123,na表示,基本形式为 ,既要关注代表元素 x,也要把握其属性 ,适用于无限集.|()xAP ()Px3. 通常用大写拉丁字母 表示集合. 要记住一些常见数集的表示,如自然数集 N,正整数集,ABC或 ,整数集 Z,有理数集 Q,实数集 R.*N4. 元素与集合之间的关系是属于(belong to)与不属于(not belong to) ,分别用符号 、 表示,例如, .32例题精讲:【例 1】试
19、分别用列举法和描述法表示下列集合:(1)由方程 的所有实数根组成的集合;2(3)0x(2)大于 2 且小于 7 的整数.解:(1)用描述法表示为: ;2|(3)0xRx用列举法表示为 .,1(2)用描述法表示为: ;|7Z用列举法表示为 .3,456【例 2】用适当的符号填空:已知 , ,则有:|32,AxkZ|61,BxmZ17 A; 5 A; 17 B.解:由 ,解得 ,所以 ;317kkZ17由 ,解得 ,所以 ;35由 ,解得 ,所以 .6m【例 3】试选择适当的方法表示下列集合:(教材 P6 练习题 2, P13 A 组题 4)(1)一次函数 与 的图象的交点组成的集合; yx26y
20、x(2)二次函数 的函数值组成的集合;24(3)反比例函数 的自变量的值组成的集合.解:(1) .3(,)|(1,4)26yx(2) .2|4|y(3) .0xx点评:以上代表元素,分别是点、函数值、自变量. 在解题中不能把点的坐 标混淆为 ,也注意 对比(2)1,4与(3)中的两个集合,自变量的范 围和函数值的范围,有着本质上不同,分析时一定要细心.*【例 4】已知集合 ,试用列举法表示集合 A2|1xaA有 唯 一 实 数 解解:化方程 为: 应分以下三种情况:21xa()0方程有等根且不是 :由 =0,得 ,此时的解为 ,合94a12x方程有一解为 ,而另一解不是 :将 代入得 ,此时另
21、一解 ,合2xa12x方程有一解为 ,而另一解不是 :将 代入得 ,此时另一解为 ,合22 综上可知, 9,4A点评:运用分类讨论思想方法,研究出根的情况,从而列举法表示. 注意分式方程易造成增根的现象.第 2 讲 1.1.2 集合间的基本关系学习目标:理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中,了解全集与空集的含义;能利用 Venn 图表达集合间的关系.知识要点:1. 一般地,对于两个集合 A、B,如果集合 A 中的任意一个元素都是集合 B 中的元素,则说两个集合有包含关系,其中集合 A 是集合 B 的子集(subset) ,记作 (或 ) ,读作“A 含于 B”(或“
22、 B 包含 A”)B.14ABBAABABA B C D2. 如果集合 A 是集合 B 的子集( ) ,且集合 B 是集合 A 的子集( ) ,即集合 A 与集合 B 的AB元素是一样的,因此集合 A 与集合 B 相等,记作 . 3. 如果集合 ,但存在元素 ,且 ,则称集合 A 是集合 B 的真子集(proper subset) ,记作xA B(或 B A).4. 不含任何元素的集合叫作空集(empty set) ,记作 ,并规定空集是任何集合的子集.5. 性质: ;若 , ,则 ;CA若 ,则 ;若 ,则 .B例题精讲:【例 1】用适当的符号填空:(1)菱形 平行四边形; 等腰三角形 等边
23、三角形.(2) ; 0 0; 0; N 0.2|xR解:(1) , ;(2)=, , , .【例 2】设集合 ,则下列图形能表示 A 与 B 关系的是( 1, ,22| |nxnZZ).解:简单列举两个集合的一些元素, , ,313,0,2231,2易知 B A,故答案选 A另解:由 ,易知 B A,故答案选 A21,|nxZ【例 3】若集合 ,且 ,求实数 的值.|60,|10MNxaNMa解:由 ,因此, .2603或 2,3M(i)若 时,得 ,此时, ;aN(ii)若 时,得 . 若 ,满足 ,解得 .1aa或 123a或故所求实数 的值为 或 或 .023点评:在考察“ ”这一关系时
24、,不要忘记“ ” ,因为 时存在 . 从而需要分情况讨论. 题ABAB中讨论的主线是依据待定的元素进行.【例 4】已知集合 A=a,a+b,a+2b,B=a,ax,ax 2. 若 A=B,求实数 x 的值.解:若 a+ax2-2ax=0, 所以 a(x-1)2=0,即 a=0 或 x=1.2abx当 a=0 时,集合 B 中的元素均为 0,故舍去;当 x=1 时,集合 B 中的元素均相同,故舍去.若 2ax2-ax-a=0.b因为 a0,所以 2x2-x-1=0, 即(x-1)(2x +1)=0. 又 x1,所以只有 .12x经检验,此时 A=B 成立. 综上所述 .2点评:抓住集合相等的定义
25、,分情况 进行讨论. 融入方程组思想,结合元素的互异性确定集合.第 3 讲 1.1.3 集合的基本运算(一)学习目标:理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;能使用 Venn 图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用.知识要点:集合的基本运算有三种,即交、并、补,学习时先理解概念,并掌握符号等,再结合解题的训练,而达到掌握的层次. 下面以表格的形式归纳三种基本运算如下.并集 交集 补集概念由所有属于集合 A 或属于集合 B 的元素所组成的集合,称为集合 A 与 B 的并集(union set)由属于
26、集合 A 且属于集合 B的元素所组成的集合,称为集合 A 与 B 的交集(intersection set)对于集合 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(complementary set)记号 (读作 “A 并 B”)(读作 “A 交 B”)(读作 “A 的补集” )符号 |,x或 |,x且 |,Ux且图形表示例题精讲:【例 1】设集合 .,|15,|39,()UURAxBxAB求 解:在数轴上表示出集合 A、B,如右图所示:,|35ABx,(),9UC或【例 2】设 , ,求:|6Zx1,23,456C(1) ; (2) .()A解:
27、 .6,54,3,0,45,6(1)又 , ;BB(2)又 ,1,6C得 .()21,A .,5430【例 3】已知集合 , ,且 ,求实数 m 的取值范围.|x|BxmAB解:由 ,可得 .BA在数轴上表示集合 A 与集合 B,如右图所示:由图形可知, .4m点评:研究不等式所表示的集合问题,常常由集合之 间的关系,得到各端点之间的关系,特别要注意是否含端点的 问题.【例 4】已知全集 , , ,求 ,*|10,UxN且 2,458A1,358B()UCAB, , ,并比较它们的关系. ()UCAB()CB()UCB解:由 ,则 .,2345,8)6,79由 ,则 ,3A由 , ,1,679
28、U2U则 ,(),.34,CAB由计算结果可以知道, ,()()UUCBA.()UA另解:作出 Venn 图,如右图所示,由图形可以直接观察出来结果.点评:可用 Venn 图研究 与 ,在理解的基 础记住()()C()()UUCBA此结论,有助于今后迅速解决一些集合问题.UA-2 4 m xB A 4 m xA B-1 3 5 9 x16第 4 讲 1.1.3 集合的基本运算(二)学习目标:掌握集合、交集、并集、补集的有关性质,运行性质解决一些简单的问题;掌握集合运算中的一些数学思想方法.知识要点:1. 含两个集合的 Venn 图有四个区域,分别对应着这两个集合运算的结果. 我们需通过 Ven
29、n 图理解和掌握各区域的集合运算表示,解决一类可用列举法表示的集合运算. 通过图形,我们还可以发现一些集合性质:, .()()UUCABCB()()UUACB2. 集合元素个数公式: .(nnA3. 在研究集合问题时,常常用到分类讨论思想、数形结合思想等. 也常由新的定义考查创新思维.例题精讲:【例 1】设集合 ,若 ,求实数 的值.24,1,9,51aa 9a解:由于 ,且 ,则有:2ABB当 解得 ,此时 ,不合题意,故舍去;29 a 时 , 5 =4, =9, 04A , 当 时,解得 . 3 或 不合题意,故舍去;3 =4, 9,2 时 , , ,合题意.7 8, , , , 所以,
30、.a 【例 2】设集合 , ,求 , .(教材 P14 |(3)0,AxaR|(4)10BxABB 组题 2)解: .1,4当 时, ,则 , ;3a1,4BA当 时, ,则 , ;,31当 时, ,则 , ;A,4B当 且 且 时, ,则 , .14aa,3aAB点评:集合 A 含有参数 a,需要 对参数 a 进行分情况讨论. 罗列参数 a 的各种情况时,需依据集合的性 质和影响运算结果的可能而进行分析,不多不少是分 类的原则 .【例 3】设集合 A = | , B = | , ,若 A B=B,求实数x20x22(1)0xR的值a解:先化简集合 A= . 由 A B=B,则 B A,可知集
31、合 B 可为 ,或为0 ,或 4,或 .4,4,0(i)若 B= ,则 ,解得 ;2(1)()aa(ii)若 B,代入得 =0 =1 或 = ,01当 =1 时,B=A,符合题意;a当 = 时,B=0 A,也符合题意1(iii)若 4 B,代入得 =7 或 =1,2870aa当 =1 时,已经讨论,符合题意;当 =7 时,B= 12,4,不符合题意综上可得, =1 或 1点评:此题考查分类讨论的思想,以及集合 间的关系的应用. 通过深刻理解集合表示法的转换,及集合之间的关系,可以把相关问题化归为 解方程的问题, 这是数学中的化 归思想,是重要数学思想方法解 该题时,特别容易出现的错误是遗漏了
32、A=B 和 B= 的情形,从而造成错误这需要在解题过程中要全方位、多角度 审视问题. 【例 4】对集合 A 与 B,若定义 ,当集合 ,集合|,xAB且 *|8,AxN时,有 = . (由教材 P12 补集定义“集合 A 相对于全集 U 的补|(2)5(6)0Bxx集为 ”而拓展)|,UC且解:根据题意可知, ,1,2345,6780,256由定义 ,则|x且.1,3478A点评:运用新定义解题是学习能力的发展,也是一种 创新思维的训练,关 键是理解定义的实质性内涵,这里新定义的含义是从 A 中排除 B 的元素. 如果再给定全集 U,则 也相当于 .AB()UCB第 5 讲 1.2.1 函数的
33、概念学习目标:通过丰富实例,进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型,在此基础上学习用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用;了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域.知识要点:1. 设 A、B 是非空的数集,如果按某个确定的对应关系 ,使对于集合 A 中的任意一个数 ,在集合 Bf x中都有唯一确定的数 和它对应,那么就称 :AB 为从集合 A 到集合 B 的一个函数(function ) ,记作 =yf y, 其中,x 叫自变量,x 的取值范围 A 叫作定义域(domain) ,与 x 的值对应的 y 值叫函数值,()f函数值的集合 叫值域(r
34、ange).()|f2. 设 a、b 是两个实数,且 a1, 3 f( )=( )3+( )-3=2+ = ,即 ff(0)= .22552【例 3】画出下列函数的图象:(1) ; (教材 P26 练习题 3)|yx(2) . 14|解:(1)由绝对值的概念,有 .2,|xy所以,函数 的图象如右图所示.|2|yx(2) ,3,1|1|4|52,x所以,函数 的图象如右图所示. |yx点评:含有绝对值的函数式,可以采用分零点 讨论去绝对值的方法,将函数式化为分段函数,然后根据定义 域的分段情况, 选择相应的解析式作出函数 图象.【例 4】函数 的函数值表示不超过 x 的最大整数,例如()f,
35、,当 时,写出 的解析式,并作出函数的3.52.1(2.5,3x()f图象. 解: . 函数图象如右:3,2.5110(),23,xfxx点评:解题关键是理解符号 的概念,抓住分段函数的 对应函数式.m第 7 讲 1.3.1 函数的单调性学习目标:通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性及其几何意义;学会运用函数图像理解和研究函数的性质. 理解增区间、减区间等概念,掌握增(减)函数的证明和判别.知识要点: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 x1,x 2,当 x1x2 时,都有 f(x1)f(x2),那么就说 f(x
36、)在区间 D 上是增函数( increasing function). 仿照增函数的定义可定义减函数.2. 如果函数 f(x)在某个区间 D 上是增函数或减函数,就说 f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间 D 叫 f(x)的单调区间. 在单调区间上,增函数的图象是从左向右是上升的(如右图 1) ,减函数的图象从左向右是下降的(如右图 2). 由此,可以直观观察函数图象上升与下降的变化趋势,得到函数的单调区间及单调性.3. 判断单调性的步骤:设 x 、x 给定区间,且 x x ;计算 f(x )f(x ) 判断符号下结论.121212例题精讲:【例 1】试用函数单调性的定义判断函数 在
37、区间(0,1)上的单调性.()f解:任取 (0,1),且 . 则 .2,x12x2211211()xxx 由于 , , , ,故 ,即 . 100()0ff12()fxf所以,函数 在(0,1)上是减函数. ()fx【例 2】求二次函数 的单调区间及单调性.2()(0)fabxca解:设任意 ,且 . 则 12,R1.21()fxf2112()()xbx1212()()xab若 ,当 时,有 , ,即 ,从而0a12xa1xa0,即 ,所以 在 上单调递增. 同理可得 在 上单12()fxf 2()ff()f,2()fx,)a调递减.【例 3】求下列函数的单调区间:(1) ;(2) .|1|4
38、|yx2|3yx解:(1) ,其图象如右. 3,1|5,x由图可知,函数在 上是增函数,在 上是减函数.2,)(,2(2) ,其图象如右.22 3,0|3xxyx由图可知,函数在 、 上是增函数,在 、 上是减函数.(,10,1,)点评:函数式中含有绝对值,可以采用分零点 讨论去绝对值的方法,将函数式化 为分段函数. 第 2 小题也20可以由偶函数的对称性,先作 y 轴右侧的图象,并把 y 轴右侧 的图象对折到左侧,得到 的图象. 由图象(|)fx研究单调性,关键在于正确作出函数 图象.【例 4】已知 ,指出 的单调区间.31()2xf()fx解: ,5x 把 的图象沿 x 轴方向向左平移 2
39、 个单位,再沿 y 轴向上平移 3 个单位,()g得到 的图象,如图所示.fx由图象得 在 单调递增,在 上单调递增.()f,2)(,)点评:变形后结合平移知识,由平移 变换得到一类分式函数的图象. 需知 平移变换规律. ()fxab第 8 讲 1.3.1 函数最大(小)值学习目标:通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的最大(小)值及其几何意义;学会运用函数图像理解和研究函数的性质. 能利用单调性求函数的最大(小)值.知识要点:1. 定义最大值:设函数 的定义域为 I,如果存在实数 M 满足:对于任意的 xI,都有()yfxM ;存在 x0I ,使得 = M. 那么,称 M 是函数 的最大
40、值(Maximum Value). 仿照最()fx0()fx ()yfx大值定义,可以给出最小值(Minimum Value)的定义.2. 配方法:研究二次函数 的最大(小)值,先配方成20)abca后,当 时,函数取最小值为 ;当 时,函数取最大值 .224()bacyaxa424acb3. 单调法:一些函数的单调性,比较容易观察出来,或者可以先证明出函数的单调性,再利用函数的单调性求函数的最大值或最小值.4. 图象法:先作出其函数图象后,然后观察图象得到函数的最大值或最小值.例题精讲:【例 1】求函数 的最大值.261yx解:配方为 ,由 ,得 .23()423()4x260813()4x
41、所以函数的最大值为 8.【例 2】某商人如果将进货单价为 8 元的商品按每件 10 元售出时,每天可售出 100 件. 现在他采用提高售出价,减少进货量的办法增加利润,已知这种商品每件提价 1 元,其销售量就要减少 10 件,问他将售出价定为多少元时,才能使每天所赚得的利润最大?并求出最大利润. 解:设他将售出价定为 x 元,则提高了 元,减少了 件,所赚得的利润为(10)x0()xA.(8)10(10)yxA即 . 当 时, .2 264364max36y所以,他将售出价定为 14 元时,才能使每天所赚得的利润最大, 最大利润为 360 元.【例 3】求函数 的最小值.yx解:此函数的定义域
42、为 ,且函数在定义域上是增函数,1,所以当 时, ,函数的最小值为 2.min2点评:形如 的函数最大值或最小值,可以用单调性法研究,yaxbcd也可以用换元法研究.【另解】令 ,则 , ,所以 ,在1t021xt2215()48ytt时是增函数,当 时, ,故函数的最小值为 2.0tminy【例 4】求下列函数的最大值和最小值:(1) ; (2) .2533,yx|1|2|yx解:(1)二次函数 的对称轴为 ,即 .yxba1x画出函数的图象,由图可知,当 时, ; 当 时, . 1mx4y32min94y所以函数 的最大值为 4,最小值为 .2533,yx9(2) .(2)|1|1x作出函
43、数的图象,由图可知, . 所以函数的最大值为 3, 最小值为-3.3,y点评:二次函数在闭区间上的最大值或最小值,常根据 闭区间与对称轴的关系, 结合图象进行分析. 含绝对值的函数,常分零点讨论去绝对值, 转化为分段函数进行研究. 分段函数的图象注意分段作出.第 9 讲 1.3.2 函数的奇偶性学习目标:结合具体函数,了解奇偶性的含义;学会运用函数图像理解和研究函数的性质. 理解奇函数、偶函数的几何意义,能熟练判别函数的奇偶性.知识要点:1. 定义:一般地,对于函数 定义域内的任意一个 x,都有 ,那么函数 叫偶函数()fx()fxf()fx(even function). 如果对于函数定义域
44、内的任意一个 x,都有 ) ,那么函数 叫奇函数(odd function) .2. 具有奇偶性的函数其定义域关于原点对称,奇函数的图象关于原点中心对称,偶函数图象关于 y 轴轴对称.3. 判别方法:先考察定义域是否关于原点对称,再用比较法、计算和差、比商法等判别 与()fx的关系.()fx例题精讲:【例 1】判别下列函数的奇偶性:(1) ; (2) ;(3) .3()fx()|1|fxx23()fx解:(1)原函数定义域为 ,对于定义域的每一个 x,都有|0, 所以为奇函数.331()()(f fx(2)原函数定义域为 R,对于定义域的每一个 x,都有,所以为偶函数.|1|)fx f(3)由于 ,所以原函数为非奇非偶函数.23()()f【例 2】已知 是奇函数, 是偶函数,且 ,求 、 .fgx1()fxg()fxg解: 是奇函数, 是偶函数, ()x() , . ff则 ,即 .1()gfxx 1()fxgx两式相减,解得 ;两式相加,解得 .2(1f21()g【例 3】已