高一數學必修一知識點歸納總結
第一章 集合與函數概念 一、集合有關概念: 1、集合的含義:某些指定的對象集在一起就成為一個集合,其中每一個對象叫元素。 2、集合的中元素的三個特性: (1)元素的確定性; (2)元素的互異性; (3)元素的無序性 說明:(1)對于一個給定的集合,集合中的元素是確定的,任何一個對象或者是或者不是這個給定的集合的元素。 (2)任何一個給定的集合中,任何兩個元素都是不同的對象,相同的對象歸入一個集合時,僅算一個元素。 (3)集合中的元素是平等的,沒有先后順序,因此判定兩個集合是否一樣,僅需比較它們的元素是否一樣,不需考查排列順序是否一樣。 (4)集合元素的三個特性使集合本身具有了確定性和整體性。 3、集合的表示:{ … } 如{我校的籃球隊員},{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋} (1)用拉丁字母表示集合:A={我校的籃球隊員},B={1,2,3,4,5} (2)集合的表示方法:列舉法與描述法。 (Ⅰ)列舉法:把集合中的元素一一列舉出來,然后用一個大括號括上。 (Ⅱ)描述法:將集合中的元素的公共屬性描述出來,寫在大括號內表示集合的方法。用確定的條件表示某些對象是否屬于這個集合的方法。 ①語言描述法:例:{不是直角三角形的三角形} ②數學式子描述法:例:不等式x-3>2的解集是{x∈R| x-3>2}或{x| x-3>2} 4、常用數集及其記法:
5、“屬于”的概念(集合與元素的關系) 集合的元素通常用小寫的拉丁字母表示,如:a是集合A的元素,就說a屬于集合A 記作 a∈A ,相反,a不屬于集合A 記作 aA 6、集合的分類: 1.有限集 含有有限個元素的集合2.無限集 含有無限個元素的集合3.空集 不含任何元素的集合 二、集合間的基本關系 1.“包含”關系———子集 對于兩個集合A與B,如果集合A的任何一個元素都是集合B的元素,我們就說兩集合有包含關系,稱集合A為集合B的子集,記作AB 注意: 有兩種可能(1)A是B的一部分,;(2)A與B是同一集合。 集合A中有n個元素,則集合A子集個數為2n. 2.“相等”關系(5≥5,且5≤5,則5=5) 實例:設 A={x|x2-1=0} B={-1,1} “元素相同” 結論:對于兩個集合A與B,如果集合A的任何一個元素都是集合B的元素,同時,集合B的任何一個元素都是集合A的元素,我們就說集合A等于集合B,即:A=B ① 任何一個集合是它本身的子集。AA ②真子集:如果AB,且AB那就說集合A是集合B的真子集,記作AB(或BA) ③如果 AB, BC ,那么 AC ④ 如果AB 同時 BA 那么A=B 3. 不含任何元素的集合叫做空集,記為?。 規(guī)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、集合的運算 1.交集的定義:一般地,由所有屬于A且屬于B的元素所組成的集合,叫做A,B的交集. 記作A∩B(讀作:“A交B”),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}. 2、并集的定義:一般地,由所有屬于集合A或屬于集合B的元素所組成的集合,叫做A,B的并集。記作:A∪B(讀作”A并B”),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}. 3、交集與并集的性質:A∩A = A,A∩φ= φ, A∩B = B∩A,A∪A = A,A∪φ= A , A∪B = B∪A. 4、全集與補集 (1)全集:如果集合S含有我們所要研究的各個集合的全部元素,這個集合就可以看作一個全集。通常用U來表示。 (2)補集:設S是一個集合,A是S的一個子集(即AS),由S中 所有不屬于A的元素組成的集合,叫做S中子集A的補集(或余集)。 記作: CSA,即 CSA ={x | xS且 xA} (3)性質:⑴CU(C UA)=A ⑵(C UA)∩A=Φ ⑶(C UA)∪A=U (4)(C UA)∩(C UB)=C U(A∪B) (5)(C UA)∪(C UB)=CU(A∩B)
二、函數的有關概念 1.函數的概念:設A、B是非空的數集,如果按照某個確定的對應關系f,使對于集合A中的任意一個數x,在集合B中都有唯一確定的數f(x)和它對應,那么就稱f:A→B為從集合A到集合B的一個函數.記作: y=f(x),x∈A.其中,x叫做自變量,x的取值范圍A叫做函數的定義域;與x的值相對應的y值叫做函數值,函數值的集合{f(x)| x∈A }叫做函數的值域. 注意:1、如果只給出解析式y(tǒng)=f(x),而沒有指明它的定義域,則函數的定義域即是指能使這個式子有意義的實數的集合; 2、函數的定義域、值域要寫成集合或區(qū)間的形式. 定義域補充: 能使函數式有意義的實數x的集合稱為函數的定義域,求函數的定義域時列不等式組的主要依據是:(1)分式的分母不等于零; (2)偶次方根的被開方數不小于零; (3)對數式的真數必須大于零; (4)指數、對數式的底必須大于零且不等于1. (5)如果函數是由一些基本函數通過四則運算結合而成的.那么,它的定義域是使各部分都有意義的x的值組成的集合. (6)指數為零底不可以等于零 (7)實際問題中的函數的定義域還要保證實際問題有意義. (注意:求出不等式組的解集即為函數的定義域。) 2、構成函數的三要素:定義域、對應關系和值域 注意:(1)構成函數三個要素是定義域、對應關系和值域.由于值域是由定義域和對應關系決定的,所以,如果兩個函數的定義域和對應關系完全一致,即稱這兩個函數相等(或為同一函數)。 (2)兩個函數相等當且僅當它們的定義域和對應關系完全一致,而與表示自變量和函數值的字母無關。 相同函數的判斷方法:①定義域一致;②表達式相同 (兩點必須同時具備) 值域補充 (1)、函數的值域取決于定義域和對應法則,不論采取什么方法求函數的值域都應先考慮其定義域. (2)、應熟悉掌握一次函數、二次函數、指數、對數函數及各三角函數的值域,它是求解復雜函數值域的基礎。 3. 函數圖象知識歸納 (1)定義:在平面直角坐標系中,以函數 y=f(x) , (x∈A)中的x為橫坐標,函數值y為縱坐標的點P(x,y)的集合C,叫做函數 y=f(x),(x ∈A)的圖象. C上每一點的坐標(x,y)均滿足函數關系y=f(x),反過來,以滿足y=f(x)的每一組有序實數對x、y為坐標的點(x,y),均在C上 . 即記為C={ P(x,y) | y= f(x) , x∈A } 圖象C一般的是一條光滑的連續(xù)曲線(或直線),也可能是由與任意平行于Y軸的直線最多只有一個交點的若干條曲線或離散點組成。 (2) 畫法: A、描點法:根據函數解析式和定義域,求出x,y的一些對應值并列表,以(x,y)為坐標在坐標系內描出相應的點P(x, y),最后用平滑的曲線將這些點連接起來. B、圖象變換法: 常用變換方法有三種,即平移變換、對稱變換和伸縮變換 Ⅰ、對稱變換: (1)將y= f(x)在x軸下方的圖象向上翻得到y(tǒng)=∣f(x)∣的圖象 (2) y= f(x)和y= f(-x)的圖象關于y軸對稱。如 (3) y= f(x)和y= -f(x)的圖象關于x軸對稱。如 Ⅱ、平移變換: 由f(x)得到f(xa) 左加右減; 由f(x)得到f(x)a 上加下減 (3)作用:A、直觀的看出函數的性質;B、利用數形結合的方法分析解題的思路;C、提高解題的速度;發(fā)現解題中的錯誤。 4.區(qū)間的概念 (1)區(qū)間的分類:開區(qū)間、閉區(qū)間、半開半閉區(qū)間;(2)無窮區(qū)間;(3)區(qū)間的數軸表示. 5.映射 定義:一般地,設A、B是兩個非空的集合,如果按某一個確定的對應法則f,使對于集合A中的任意一個元素x,在集合B中都有唯一確定的元素y與之對應,那么就稱對應f:AB為從集合A到集合B的一個映射。記作“f:AB” 給定一個集合A到B的映射,如果a∈A,b∈B.且元素a和元素b對應,那么,我們把元素b叫做元素a的象,元素a叫做元素b的原象 說明:函數是一種特殊的映射,映射是一種特殊的對應,①集合A、B及對應法則f是確定的;②對應法則有“方向性”,即強調從集合A到集合B的對應,它與從B到A的對應關系一般是不同的; ③對于映射f:A→B來說,則應滿足:(Ⅰ)集合A中的每一個元素,在集合B中都有象,并且象是唯一的;(Ⅱ)集合A中不同的元素,在集合B中對應的象可以是同一個;(Ⅲ)不要求集合B中的每一個元素在集合A中都有原象。 6、函數的表示法: 常用的函數表示法及各自的優(yōu)點: 1 函數圖象既可以是連續(xù)的曲線,也可以是直線、折線、離散的點等等,注意判斷一個圖形是否是函數圖象的依據:作垂直于x軸的直線與曲線最多有一個交點。 2 解析法:必須注明函數的定義域; 3 圖象法:描點法作圖要注意:確定函數的定義域;化簡函數的解析式;觀察函數的特征; 4 列表法:選取的自變量要有代表性,應能反映定義域的特征. 注意:解析法:便于算出函數值。列表法:便于查出函數值。圖象法:便于量出函數值 補充一:分段函數 在定義域的不同部分上有不同的解析表達式的函數。在不同的范圍里求函數值時必須把自變量代入相應的表達式。分段函數的解析式不能寫成幾個不同的方程,而應寫成函數值幾種不同的表達式并用一個左大括號括起來,并分別注明各部分的自變量的取值情況.注意:(1)分段函數是一個函數,不要把它誤認為是幾個函數;(2)分段函數的定義域是各段定義域的并集,值域是各段值域的并集. 補充二:復合函數 如果y=f(u),(u∈M),u=g(x),(x∈A),則 y=f[g(x)]=F(x),(x∈A) 稱為f是g的復合函數。 7.函數單調性 (1).增函數 設函數y=f(x)的定義域為I,如果對于定義域I內的某個區(qū)間D內的任意兩個自變量x1,x2,當x1<x2時,都有f(x1)<f(x2),那么就說f(x)在區(qū)間D上是增函數。區(qū)間D稱為y=f(x)的單調增區(qū)間; 如果對于區(qū)間D上的任意兩個自變量的值x1,x2,當x1<x2時,都有f(x1)>f(x2),那么就說f(x)在這個區(qū)間上是減函數.區(qū)間D稱為y=f(x)的單調減區(qū)間. 注意:1、函數的單調性是在定義域內的某個區(qū)間上的性質,是函數的局部性質; 2、必須是對于區(qū)間D內的任意兩個自變量x1,x2;當x1<x2時,總有f(x1)<f(x2) (或f(x1)>f(x2))。 (2) 圖象的特點 如果函數y=f(x)在某個區(qū)間是增函數或減函數,那么說函數y=f(x)在這一區(qū)間上具有(嚴格的)單調性,在單調區(qū)間上增函數的圖象從左到右是上升的,減函數的圖象從左到右是下降的. (3).函數單調區(qū)間與單調性的判定方法 (A) 定義法: 1 任取x1,x2∈D,且x1<x2;2 作差f(x1)-f(x2);3 變形(通常是因式分解和配方);4 定號(即判斷差f(x1)-f(x2)的正負);5 下結論(指出函數f(x)在給定的區(qū)間D上的單調性).
(B)圖象法(從圖象上看升降) (C)復合函數的單調性:復合函數f[g(x)]的單調性與構成它的函數u=g(x),y=f(u)的單調性密切相關,其規(guī)律如下: 復合函數單調性:口訣:同增異減 注意:1、函數的單調區(qū)間只能是其定義域的子區(qū)間 ,不能把單調性相同的區(qū)間和在一起寫成其并集. (4)判斷函數的單調性常用的結論 ①函數與的單調性相反; ②當函數恒為正或恒有負時,與函數的單調性相反; ③函數與函數(C為常數)的單調性相同; ④當C > 0(C為常數)時,與的單調性相同; 當C < 0(C為常數)時,與的單調性相反; ⑤函數、都是增(減)函數,則仍是增(減)函數; ⑥若且與都是增(減)函數,則也是增(減)函數; 若且與都是增(減)函數,則也是減(增)函數; ⑦設,若在定義域上是增函數,則、、都是增函數,而是減函數. 8.函數的奇偶性 (1)偶函數 一般地,對于函數f(x)的定義域內的任意一個x,都有f(-x)=f(x),那么f(x)就叫做偶函數. (2)奇函數 一般地,對于函數f(x)的定義域內的任意一個x,都有f(-x)=—f(x),那么f(x)就叫做奇函數. 注意:1、 函數是奇函數或是偶函數稱為函數的奇偶性,函數的奇偶性是函數的整體性質; 函數可能沒有奇偶性,也可能既是奇函數又是偶函數。 2、 由函數的奇偶性定義可知,函數具有奇偶性的一個必要條件是,對于定義域內的任意一個x,則-x也一定是定義域內的一個自變量(即定義域關于原點對稱). (3)具有奇偶性的函數的圖象的特征 偶函數的圖象關于y軸對稱;奇函數的圖象關于原點對稱. 總結:利用定義判斷函數奇偶性的格式步驟:1 首先確定函數的定義域,并判斷其定義域是否關于原點對稱;2 確定f(-x)與f(x)的關系;3 作出相應結論:若f(-x) = f(x) 或 f(-x)-f(x) = 0,則f(x)是偶函數;若f(-x) =-f(x) 或 f(-x)+f(x) = 0,則f(x)是奇函數. 注意:函數定義域關于原點對稱是函數具有奇偶性的必要條件.首先看函數的定義域是否關于原點對稱,若不對稱則函數是非奇非偶函數.若對稱,(1)再根據定義判定; (2)有時判定f(-x)=±f(x)比較困難,可考慮根據是否有f(-x)±f(x)=0或f(x)/f(-x)=±1來判定; (3)利用定理,或借助函數的圖象判定 . 函數奇偶性的性質 ①奇函數在關于原點對稱的區(qū)間上若有單調性,則其單調性完全相同; 偶函數在關于原點對稱的區(qū)間上若有單調性,則其單調性恰恰相反. ②奇函數的圖象關于原點對稱,偶函數的圖象關于軸對稱. ③若為偶函數,則. ④若奇函數定義域中含有0,則必有. ⑤定義在關于原點對稱區(qū)間上的任意一個函數,都可表示成“一個奇函數與一個偶函數的和(或差)”.如設是定義域為R的任一函數, 則,. ⑥復合函數的奇偶性特點是:“內偶則偶,內奇同外”. ⑦既奇又偶函數有無窮多個(,定義域是關于原點對稱的任意一個數集). 9、函數的解析表達式 (1)函數的解析式是函數的一種表示方法,要求兩個變量之間的函數關系時,一是要求出它們之間的對應法則,二是要求出函數的定義域. (2)求函數的解析式的主要方法有:待定系數法、換元法、消參法等,A、如果已知函數解析式的構造時,可用待定系數法;B、已知復合函數f[g(x)]的表達式時,可用換元法,這時要注意元的取值范圍;當已知表達式較簡單時,也可用湊配法;C、若已知抽象函數表達式,則常用解方程組消參的方法求出f(x) 10.函數最大(小)值(定義見課本p30頁) (1) 利用二次函數的性質(配方法)求函數的最大(?。┲?; (2) 利用圖象求函數的最大(?。┲?; (3) 利用函數單調性的判斷函數的最大(?。┲担喝绻瘮祔=f(x)在區(qū)間[a,b]上單調遞增,在區(qū)間[b,c]上單調遞減則函數y=f(x)在x=b處有最大值f(b);如果函數y=f(x)在區(qū)間[a,b]上單調遞減,在區(qū)間[b,c]上單調遞增則函數y=f(x)在x=b處有最小值f(b); 第二章 基本初等函數 一、指數函數 (一)指數與指數冪的運算 1.根式的概念: 負數沒有偶次方根;0的任何次方根都是0,記作=0。 注意:(1) (2)當 n是奇數時, ,當 n是偶數時, 2.分數指數冪 正數的正分數指數冪的意義,規(guī)定: 正數的正分數指數冪的意義: 0的正分數指數冪等于0,0的負分數指數冪沒有意義 3.實數指數冪的運算性質 (1) (2) (3) 注意:在化簡過程中,偶數不能輕易約分;如 (二)指數函數及其性質 1、指數函數的概念:一般地,函數 叫做指數函數,其中x是自變量,函數的定義域為R. 注意:指數函數的底數的取值范圍,底數不能是負數、零和1.即 a>0且a≠1 2、指數函數的圖象和性質
注意: 指數增長模型:y=N(1+p)x 指數型函數: y=kax 3 考點:(1)ab=N, 當b>0時,a,N在1的同側;當b<0時,a,N在1的 異側。 (2)指數函數的單調性由底數決定的,底數不明確的時候要進行討論。掌握利用單調性比較冪的大小,同底找對應的指數函數,底數不同指數也不同插進1(=a0)進行傳遞或者利用(1)的知識。 (3)求指數型函數的定義域可將底數去掉只看指數的式子,值域求法用單調性。 (4)分辨不同底的指數函數圖象利用a1=a,用x=1去截圖象得到對應的底數。 (5)指數型函數:y=N(1+p)x 簡寫:y=kax 二、對數函數 (一)對數 1.對數的概念:一般地,如果 ,那么數x 叫做以a 為底N 的對數,記作: ( a— 底數, N— 真數,— 對數式) 說明:1. 注意底數的限制,a>0且a≠1;2. 真數N>0 3. 注意對數的書寫格式. 2、兩個重要對數: (1)常用對數:以10為底的對數, ; (2)自然對數:以無理數e 為底的對數的對數 , . 3、對數式與指數式的互化 對數式 指數式 對數底數← a → 冪底數 對數← x → 指數 真數← N → 冪 結論:(1)負數和零沒有對數 (2)logaa=1, loga1=0 特別地, lg10=1, lg1=0 , lne=1, ln1=0 (3) 對數恒等式: (二)對數的運算性質 如果 a > 0,a 1 1,M > 0, N > 0 有: 1、 兩個正數的積的對數等于這兩個正數的對數和 2 、 兩個正數的商的對數等于這兩個正數的對數差 3 、 一個正數的n次方的對數等于這個正數的對數n倍 說明: 1) 簡易語言表達:”積的對數=對數的和”…… 2) 有時可逆向運用公式 3) 真數的取值必須是(0,+∞) 4) 特別注意:
注意:換底公式 利用換底公式推導下面的結論 ① ②③ (二)對數函數 1、對數函數的概念:函數 (a>0,且a≠1) 叫做對數函數,其中x是自變量,函數的定義域是(0,+∞). 注意:(1) 對數函數的定義與指數函數類似,都是形式定義,注意辨別。 如:, 都不是對數函數,而只能稱其為對數型函數. (2) 對數函數對底數的限制:a>0,且a≠1
2、對數函數的圖像與性質:對數函數(a>0,且a≠1)
重要結論:在logab中,當a ,b 同在(0,1)或(1,+∞)內時,有l(wèi)ogab>0; 當a,b不同在(0,1) 內,或不同在(1,+∞) 內時,有l(wèi)ogab<0. 口訣:底真同大于0(底真不同小于0). (其中,底指底數,真指真數,大于0指logab的值) 3、如圖,底數 a對函數 的影響。 規(guī)律: 底大枝頭低, 頭低尾巴翹。 4考點: Ⅰ、logab, 當a,b在1的同側時, logab >0;當a,b在1的異側時, logab <0 Ⅱ、對數函數的單調性由底數決定的,底數不明確的時候要進行討論。掌握利用單調性比較對數的大小,同底找對應的對數函數,底數不同真數也不同利用(1)的知識不能解決的插進1(=logaa)進行傳遞。 Ⅲ、求指數型函數的定義域要求真數>0,值域求法用單調性。 Ⅳ、分辨不同底的對數函數圖象利用1=logaa ,用y=1去截圖象得到對應的底數。 Ⅴ、y=ax(a>0且a ≠1)與y=logax(a>0且a ≠1) 互為反函數,圖象關于y=x對稱。 5 比較兩個冪的形式的數大小的方法: (1) 對于底數相同指數不同的兩個冪的大小比較,可以利用指數函數的單調性來判斷. (2) 對于底數不同指數相同的兩個冪的大小比較,可以利用比商法來判斷. (3) 對于底數不同也指數不同的兩個冪的大小比較,則應通過中間值來判斷.常用1和0. 6 比較大小的方法 (1) 利用函數單調性(同底數);(2) 利用中間值(如:0,1.);(3) 變形后比較;(4) 作差比較 (三)冪函數 1、冪函數定義:一般地,形如的函數稱為冪函數,其中x是自變量,α為常數. 2、冪函數性質歸納. (1)所有的冪函數在(0,+∞)都有定義,并且圖象都過點(1,1); (2)α>0 時,冪函數的圖象通過原點,并且在[0,+ ∞)上是增函數.特別地,當α>1時,冪函數的圖象下凸;當0<α<1時,冪函數的圖象上凸; (3)α<0 時,冪函數的圖象在(0,+∞)上是減函數.在第一象限內,當x從右邊趨向原點時,圖象在y軸右方無限地逼近y軸正半軸,當x趨于+∞時,圖象在x軸上方無限地逼近x軸正半軸. 第三章 函數的應用 一、方程的根與函數的零點 1、函數零點的概念:對于函數y=f(x),使f(x)=0 的實數x叫做函數的零點。(實質上是函數y=f(x)與x軸交點的橫坐標) 2、函數零點的意義:方程f(x)=0有實數根?函數y=f(x)的圖象與x軸有交點?函數y=f(x)有零點 3、零點定理:函數y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的,并且有f(a)f(b)<0,那么函數y=f(x)在區(qū)間(a,b)至少有一個零點c,使得f( c)=0,此時c也是方程 f(x)=0 的根。 4、函數零點的求法:求函數y=f(x)的零點: (1) (代數法)求方程f(x)=0 的實數根; (2) (幾何法)對于不能用求根公式的方程,可以將它與函數y=f(x)的圖象聯(lián)系起來,并利用函數的性質找出零點. 5、二次函數的零點:二次函數f(x)=ax2+bx+c(a≠0). 1)△>0,方程f(x)=0有兩不等實根,二次函數的圖象與x軸有兩個交點,二次函數有兩個零點. 2)△=0,方程f(x)=0有兩相等實根(二重根),二次函數的圖象與x軸有一個交點,二次函數有一個二重零點或二階零點. 3)△<0,方程f(x)=0無實根,二次函數的圖象與x軸無交點,二次函數無零點. 二、二分法 1、概念:對于在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷且f(a)f(b)<0的函數y=f(x),通過不斷地把函數f(x)的零點所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個端點逐步逼近零點,進而得到零點近似值的方法叫做二分法。 2、用二分法求方程近似解的步驟: ⑴確定區(qū)間[a,b],驗證f(a)f(b)<0,給定精確度ε; ⑵求區(qū)間(a,b)的中點c; ⑶計算f(c), ①若f(c)=0,則c就是函數的零點; ②若f(a)f(c)<0,則令b=c(此時零點x0∈(a,c)) ③若f(c)f(b)<0,則令a=c(此時零點x0∈(c,b)) (4)判斷是否達到精確度ε:即若|a-b|<ε,則得到零點近似值為a(或b);否則重復⑵~⑷ 三、函數的應用: (1)評價模型: 給定模型利用學過的知識解模型驗證是否符合實際情況。 (2)幾個增長函數模型:一次函數:y=ax+b(a>0) 指數函數:y=ax(a>1) 指數型函數: y=kax(k>0,a>1) 冪函數:y=xn( n?N*) 對數函數:y=logax(a>1) 二次函數:y=ax2+bx+c(a>0) 增長快慢:V(ax)>V(xn)>V(logax) 解不等式 (1) log2x< 2x < x2 (2) log2x< x2 < 2x (3)分段函數的應用:注意端點不能重復取,求函數值先判斷自變量所在的區(qū)間。 (4)二次函數模型: y=ax2+bx+c(a≠0) 先求函數的定義域,在求函數的對稱軸,看它在不在定義域內,在的話代進求出最值,不在的話,將定義域內離對稱軸最近的點代進求最值。 (5)數學建模: (6)一元二次方程ax2+bx+c=0 (a>0)的 根的分布
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