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1、第一章 集合与函数概念一、集合1集合的含义及表示:元素:一般地,我们把研究对象统称为元素。集合:一般地,我们把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集)。 列举法:把集合的元素一一列举出来,并用大括号“”括起来表示集合的方法叫做列举法。 集合的表示方法 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。图示法:在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为Venn图。 自然语言。元素的特性:互异性,无序性,确定性。集合的分类 数集:x| 有限集:含有有限个元素的集合叫做有限集。点集:(x,y)| 无限集:含有无限个元素的集合叫做无限集。 (我们把不含任何元素的集合叫做空集,记
2、为,并规定:空集是任何集合的子集。) N:全体非负整数组成的集合成为非负整数集(或自然数集)。 N*(N+):所有正整数组成的集合称为正整数集。特殊的数集 Z:全体整数组成的集合称为整数集。 Q:全体有理数组成的集合称为有理数集。 R:全体实数组成的集合称为实数集。2集合间的关系及其运算:子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合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。如果集合,但存在元素,且,我们称集合A是集合B的真子集,记作。如果集合A是集合B的子集(),且集合B是集合A的子集(),此时,集合A与集合B中的元素是一样的,因此,集合A与
3、集合B相等,记作A=B。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。若card(A)= n,则A的子集数为2n,真子集数为(2n-1),非空真子集数为(2n-2)。一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的并集,记作AB,即AB=x|xA,或xB。取法:皆要但不重复。性质:AB=BA , A=A , AA=A ,AAB ,BAB.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A与B的交集,记作AB,即AB=x|xA,且xB。取法:取公共部分。性质:AB=BA,A=,AA=A,ABA , ABB.补集:对于一个集合A
4、,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,即。取法:U以内,A以外。性质: 摩根律:二、函数及其表示1.函数定义:一般地,我们有:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系,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和它对应,那么就称为从集合A到集合B的一个函数,记作。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,函数值的集合叫做函数的值域。2.函数的三要素:定义域,值域,对应关系。3.函数的表示方法:解析法,图像法,列表法。4.函数解析式的求证: 零点式: 待定系数法 注意:二
5、次函数解析式的设法 顶点式: 一般式: 换元法5.定义域求法:给出优先;令函数解析式有意义;根据实际问题。6.函数值域的求法:观察法;配方法;换元法;根据单调性;方程法(根据判别式);分离常数法数形结合(图像法);复合函数求值法。7.分段函数:根据自变量的不同取值范围,将函数分别用不同的形式表示出来,这种函数叫做分段函数。注意:分段函数是一个函数而不是几个函数。8.区间:设是两个实数,而且,我们规定:满足不等式的实数x的集合叫做闭区间,表示为;满足不等式的实数x的集合叫做开区间,表示为;满足不等式或的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为。这里的实数都叫做相应区间的端点。注意:实数集R可以用
6、区间表示为,“”读作“无穷大”,“”读作“负无穷大”,“”读作“正无穷大”。我们把满足的实数x的集合分别表示为。9.映射:一般地,我们有:设A,B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系,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,那么就称为从集合A到集合B的一个映射。注意:定义中的关键词“任意”、“唯一”;集合A中的元素可以多对一,不能一对多;集合A中的元素必有象,B中元素可以没原象;映射与一般是不同的;联系:函数是映射的特殊情况,映射是函数的推广。规定:若是从A到B的映射,那么与A中元素对应的B中的元素b叫做的象,叫做b的原象。A中元素在B中必有象,且有唯一
7、象;B中元素不一定有原象。规律:设A中有m个元素,B中有n个元素,则从A到B可以构成nm个映射。三、函数的基本性质1.单调性:一般地,设函数的定义域为I:增函数:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说函数在区间D上时增函数。如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说函数在区间D上时减函数。2.判断函数单调性的方法:图像法;直接法;定义法。3.求函数单调性的步骤:取值;作差;判断符号;得出结论。(注意:求单调区间时应先求定义域。)4.复合函数单调性:同增异减。5.奇偶性:一般地,对于函数的定义域内任意一个x,都有,那么函数就叫做偶函
8、数。一般地,如果对于函数的定义域内任意一个x,都有,那么函数就叫做奇函数。6.复合函数奇偶性:全奇则奇,全偶则偶。7.证明函数奇偶性的步骤:求函数定义域;求的值;比较与的关系;得出结论。8.在奇函数中,或没有意义。9.奇函数图像关于原点对称,偶函数图像关于y轴对称。10.奇函数在对称区间上是有相同的单调性,相反的最值;偶函数在对称区间上是有相反的单调性,相同的最值。11.对称性:关于直线对称;关于直线对称。 关于点对称;关于点对称。12.周期性: 周期为T 周期为2T (为常数,且) 周期为2T13.平移规则: 左加 右减 上加 下减第二章 基本初等函数()指数与指数幂的运算1一般地,如果,那
9、么x叫做的次方根,其中,且2 n为奇数:的次方根有一个。记作.为负数 n为偶数:负数没有偶次方根。 n为奇数:的次方根有一个。记作.为正数 n为偶数:的次方根有两个。记作.0的次方根为0.记作=0.3根式的性质:为奇数时, 为偶数时, 4正数的正分数指数幂的意义:.正数的负分数指数幂的意义:.0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义。5有理数指数幂的运算性质:;.指数函数1一般地,函数y=ax(a0,且a1)叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是R。2一般地,指数函数y=ax(a0,且a1)的图像和性质如下表所示。0a1a1图 像定义域R值 域(0,+)性 质过定点(0,1),即
10、x=0时,y=1在R上是减函数在R上是增函数当x0时,y1当x0时,0y1当x0时,0y1当x0时,y13判断指数函数的底数大小的方法:在第一象限内,从x轴开始,逆时针方向查找,先看到的图像底数最小,最后看到的图像底数最大。4注意:指数函数只能为一个自变量的形式;底数必须大于零且不等于一;幂的系数只能为一。5规定a0,且a1的原因:当a0时,如a=-2,x=1/2时,则该式无意义;当a=0时,0x中当x0时,该式无意义;当a=1时,1x=1没有研究价值。对数与对数的运算1 一般地,如果ax=N(a0,且a1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作:logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数。2
11、 通常我们将以10为底的对数叫做常用对数,并把log10N记为lg N.在科学技术中常使用以无理数e=2.71828为底的对数,以e为底的对数称为自然对数,并且把logeN记为ln N.3 零和负数没有对数。对数的性质 loga1=0 logaa=14 对数与指数间的关系:当a0,a1时,ax=Nx= logaN5名称辨别:式 子名 称abc指数式ab=N底数指数幂对数式b=logaN底数对数真数5 对数的运算性质:如果a0,且a1,M0,N0,那么: loga(MN)=logaM+logaN =logaM-logaN =nlogaM (nR) =logab =N logaaN=N logab
12、= (c0,且c1)6 引申:logablogbclogcdlogde=logaelogablogba=1logab +log=0logab =对数函数1 一般地,我们把函数y=logax(a0,且a1)叫做对数函数。其中x是自变量,函数的定义域是(0,+)。2 一般地对数函数y=logax(a0,且a1)的图像和性质如下表所示。0a1a1图像定义域(0,+)值域R性质过定点(1,0),即x=1时y=0在(0,+)上是减函数在(0,+)上是增函数当0x1时,y0当x1时,y0当0x1时,y0当x1时,y03 补充:关于x轴对称点(a,-b)M(a,b) 关于y轴对称点(-a,b)关于原点对称点
13、(-a,-b)关于直线y=x对称点(b,a)4 当底数相同时,指数函数与对数函数互为 反函数 反函数。互为反函数的两个函数图像关于直线y=x对称。幂函数1 一般地,函数y=x叫做幂函数。其中x是自变量,是常数。2 规定:=1或2或3或1/2或-13 所有幂函数在区间(0,+)上都有意义,并且函数图像都过点(1,1)。幂函数y=x的性质 若0,幂函数图像都过点(0,0),(1,1),并且在区间0,+)上是增函数。 若0,幂函数在(0,+)上是减函数,当x从右方趋向于0时,图像在y轴右方无限逼近y轴,当x轴趋向于+时,图像在x轴上方无限逼近x轴。4.y=xy=x2y=x3y=x-1定义域RRR0,
14、+)(-,0)(0,+)值 域R0,+)R0,+)(-,0)(0,+)奇偶性奇函数偶函数奇函数非奇非偶函数奇函数单调性增函数(-,0减函数0,+)增函数增函数增函数减函数(-,0)(0,+)公共点均过点(1,1),且前四个图像还均过点(0,0)5.图像.y=x1 y=x2y=x3y=x-1第三章 函数与方程一、方程的根与函数的零点1.关于x的实系数一元二次方程,设, 方程有根的等价条件是x0;恒成立的等价条件是 ;恒成立的等价条件是 ;一根为正,一根为负的等价条件是 ;两根为正的等价条件是 ;两根为负的等价条件是 ;一根为正,一根为零的等价条件是 ;一根为负,一根为零的等价条件是 ;两根均大于
15、m的等价条件是 ;两根均小于m的等价条件是 。2.设判别式,则有:当时,一元二次方程有两个不等的实数根,相应的二次函数的图像与x轴有两个交点;当时,一元二次方程有两个相等的实数根,相应的二次函数的图像与x轴有唯一的交点;当时,一元二次方程没有实数根,相应的二次函数的图像与x轴没有交点。3.零点:对于函数,我们把使的实数x叫做函数的零点。4.方程有实数根函数的图像与x轴有交点函数有零点。5.求函数零点的方法:代数法(解方程);几何法(图像法);6.求函数零点的步骤:令;解方程;写出零点。7.一般地,我们有:如果函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在,使得
16、,这个c也就是方程的根。二、用二分法求方程的近似解1.二分法:对于在区间上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法。2.给定精确度,用二分法求函数零点近似值的步骤如下:确定区间,验证,给定精确度;求区间的中点c;计算;若,则c就是函数的零点;若,则令(此时零点);若,则令(此时零点)。判断是否达到精确度:即若,则得到零点近似值(或b);否则重复第步。三、函数模型及其应用1.常数函数不增长;2.一次函数匀速增长;3. 函数增长,增长速度因的不同而不同;4. 函数增长,增长速度越来越快,最后成爆炸式增长;5.函数增长,增长速度越来越慢,最后几乎不增长。6.当时,总会存在一个,当时,有。7.当时,总会存在一个,当时,有。8.利用现有函数模型解决实际问题;建立确定的函数模型解决问题;建立拟合函数模型解决问题。