【解题后的思考】像这类以集合包装的题型不仅考查集合的概念和集合的运算,更重要的是考查利用数形结合、分类讨论、方程的数学思想解决问题,如本题也可利用方程的数学思想解决集合M?N非空等价于方程组
?x2?2x?y2?0有解的问题. ??y?x?a例6:(创新题):
1. 非空集合G关于运算?满足:
(i)对任意的a,b?G都有a+b?G,(ii)存在e?G,使得对一切a?G都有:
a?e?e?a?a,此时关于运算?的集合为“融洽集”.现给出下列集合运算: (1)G={非负整数}. ?为整数的加法. (2)G={偶数} . ?为整数的乘法.
(3)G={平面向量}. ? 为平面向量的加法. (4)G={虚数}. ?为复数的乘法.
其中G关于运算?为融洽集的有哪些?并说明理由.
2. 设集合S={A0,A1,A2,A3},在集合S上定义运算:Ai?Aj?Ak,其中k是i?j被4整除的余数.(i,j?0,1,2,3),满足关系式:(X?X)?A2?A0(X?S)的集合X的个数是( )
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
【思路分析】按照题意,这两题都是新定义集合的创新试题.1. 按照新集合“融洽集”的定义逐一判断.2. 关键是理解:在集合S上定义运算法则.?X?S,故X?A0,A1,A2,A3等,然后逐一验证.
【解题过程】1. (1)由于任意的两个非负整数之和还是非负整数满足(i),同时存在e=0满足(ii),故为融洽集.
(2)任意的两个偶数之和仍是偶数满足(i),但不存在偶数e, 使a?e?e?a?a成立.故不是融洽集
(3)由于任意的两个向量的和仍是向量,满足(i),存在e?0满足条件(ii),故是融洽集. (4)由于任意两个虚数的和不一定是虚数,不满足(i),故不是融洽集. 2. 当X?A0时,0+0被4整除余数是0,故(X?X)?A2?A2不满足题意. 当X?A1时,1+1被4整除余数是2,此时满足(X?X)?A2?A0 当X?A2时,2+2被4整除余数为0,此时(X?X)?A2?A2不满足题意 当X?A3时,3+3被4整除余数为2,此时满足(X?X)?A2?A0 故本题选C.
【解题后的思考】像这类创新型的集合问题是新课标高考命题的热点,解题的关键是对已知中的自定义集合“运算”或自定义“集合”中的定义的理解.
(1)在知识点一中出现的题型大都是选择题或填空题,掌握集合的基础知识是关键.同时,要能利用数轴、Venn图等数学工具解决问题.
(2)在集合的交、并、补集的基本运算中,基本上都以填空题或选择题出现,根据考纲的要求,一般计算量不会太大.主要考查基础与能力,掌握数轴或Venn图的数学工具的应用会给解题带来很大的方便,在以集合为载体的大题中要注重数学思想方法的应用,集合的创新问题一般难度不太大,但解题的关键是理解新定义、应用新定义.同时规范的解题步骤也是得分的重要环节.
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(答题时间:60分钟,满分60分)
一、选择题(每题5分 计20分)
1. 下列命题或表达式正确的个数是( )个
(1)???.(2)0??.(3)若集合A={x|x2?1?0},则集合有2个子集. (4){x|y?x2?1}?{y|y?x2?1},(5)M={直线},N={圆},则M?N?? (6)CU(A?B)?CU(A?B). A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
2. 集合M={(x,y)|x+y=2} N={(x,y)|x-y=4},则M?N?( ) A. x=3,y=-1
B.(3,-1) D. {(3,-1)}
C. {3,-1}
*3. 设U=R,A={x|x?0},B?{x|x?1},A?CUB?( ) A.{x|0?x?1} C. {x|x?0}
B. {x|0?x?1} D. {x|x?1}
*4. 集合M={x|tanx2?1},N?{x|cos2x?0},则M,N的关系是( ) A. M?N C. M?N
二、填空题(每题5分,计15分)
*5. 集合M={(x,y)|y?k(x?1)?1},集合N={(x,y)|x2?y2?2y?0} 则M?N的子集的个数是___________.
B. N?M D. M?N??
?x?1?a26. 设集合A={x|?},若A非空,则a的取值范围是_________.
?x?4?2a*7. 从自然数1-20这20个数中,任取2个相加,得到的和作为集合M中的元素,则M的非空子集的个数是_________.
三、计算题:(25分)
*8. 设集合A={x||x?a|?2},B?{x|2x?1?1},A?B,求a的取值范围.(10分) x?2*9. 已知集合A={2,4,6,8,9},B={1,2,3,4,5,8},又知集合C是这样的一个集合:若C中的各个元素都加上2,则变为A的一个子集,若C中的各个元素都减去2,则变为B的一个子集,求集合C的个数.(5分)
**10. 已知集合A={x|x?px?q?0},B?{x|qx?px?1?0}同时满足下面的条件: (i)A?B??,(ii)A?(CRB)?{?2},(p,q?0),求p,q的值.(10分)
22
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一、选择题
1. A 解析:(1)(5)是正确的. 2. D 3. B
4. C 解析:由tanx?1?tanx??1?x?k??由cos2x?0?2x?2k?? 二、填空题
5. 4 解析:由?2?4,
?2?x?k???4,故M=N.
?y?k(x?1)?122?x?y?2y?0?(1?k2)x2?2k2x?(k2?1)?0,
?1?k2?0,??4k4?4(1?k2)(1?k2)?4?0,
?M?N中有两个元素,?M?N的子集有4个.
6.(-1,3) 解析:由已知:1?a?4?2a??1?a?3. 7. 2素.
三、计算题
8. 解:化简集合A={x|a?2?x?a?2},B?{x|?2?x?3},集合A显然非空, 利用数轴由A?B得:?372?1 解析:由已知集合M中的最小数是1+2=3,最大数是19+20=39,故集合M中共有37个元
?a?2??2?0?a?1,
a?2?3?故a的取值范围是[0,1].
9. 解:(逆向思维)A中的元素都减去2得集合D={0,2,4,6,7},B中的元素都加上2得集合E={3,4,5,6,7,10},故集合C是集合D与集合E的交集的真子集,故集合C有2?1?7个.
10. 解:设x0是集合A中的元素,则x0?px0?q?0?q?故
2311?p??1?0, 2xx001?B,即集合A,B中的元素互为倒数. x01?x0??1,又A?(CRB)?{?2}??2?A, x012由A?B??一定有:x0?故A={1,-2}或A={-1,-2}, 由此求得B?{1,?}或B?{?1,?}, 由根与系数的关系知:
12)+(-2)=?p?p?1?1?(?2)??p(-?1?p?3. 或?或????1?(?2)?q(-1)?(-2)?qq??2q?2????
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第2.1.1节 函数
?研习教材重难点
研习点1.函数的定义
1.函数的概念(重点)
函数的传统概念:在某变化过程中,有两个变量x,y,如果对于x在某个范围内的每一个确定的值,按照某个对应法则,y都有唯一确定的值和它对应,那么y就是x的函数,x叫自变量,x的取值范围叫做函数的定义域,和x的值对应的y的值叫做函数值,函数值的集合叫做值域.
从这个概念出发,我们知道可以用函数描述变量之间的依赖关系,并且这种对应关系可以描述为:对于数集A中的每一个x,按照某种对应关系f,在数集B中都有唯一确定的y与它对应,记作f:A→B.
函数的近代定义:一般地,我们有:设A、B是非空的数集,如果按照某个确定的对应关系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:A→B为从集合A到集合B的一个函数(function).记作: y=f(x),x∈A.
其中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域(domain);与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)| x∈A }叫做函数的值域(range).定义域、值域与对应关系
对函数概念的理解:
1函数的两个定义从本质上来说是一致的,只是叙述概念的出发点不同.在函数的两个定义中,传统定义是以变量的概念为基础的,○
它生动形象易于接受,所以初中采用了这个定义;近代定义是以集合和对应为基础的,把函数看成数集到数集的一种对应,突出自变量与函数值之间的对应关系,用近代定义解释各种各样的函数都很方便,从而使函数的近代定义更具有一般性.例如函数
f统称为函数的三要素.
?1(当x是有理数时),如果从运动变化的观点来解释这个函数的意义就会非常困难,但用集合、对应的观点来解释,就会十分f(x)???0(当x是无理数时)自然.
2“y=f(x)”仅仅是函数符号,f(x)表示与x对应的函数值,而不是f乘x.这里,x是自变量,它是法则所施加的对象;○
关系,它可以是一个或几个解析式,可以是图象、表格,也可以是文字描述;的
f是对应
y是自变量的函数,当x为允许的某一具体值时,相应
y的值就是与该自变量值对应的函数值,当f用解析式表示时,则解析式就是函数的解析式.在研究函数问题时,我们除了常用
f(x)表示函数外,还经常会用到g(x)、F(x)、G(x)等符号来表示.
3○
f(x)与f(a)的既有联系又有区别,一般而言,f(a)表示当x?a时函数f(x)的值,是一个常量;而f(x)是自变量x的函
f(a)仅仅是f(x)的一个特殊值,例如一次函数f(x)?3x?4,当x?8时,
数,在一般情况下,它是一个变量,
f(8)?3?8?4?28是一个常数.
4对应关系○
f是核心,它是对自变量x进行“操作”的“程序”或者“方法”,是连接自变量x与变量y的纽带.按照这一“程
序”或“方法”,从集合A任取一个x,可得集合{y|y?f(x),x?A}中唯一的y与之对应.同一个f可以“操作”于不同的形式
的变量,例如
,f(2x?3)是对2x?3进行的“操作”,同样,f(2)是对2进行的“操作”等. f(x2)是对x2进行的“操作”
5其实由于函数是一种特殊的对应,要检验给定的两个变量之间是否具有函数关系,只需要检验:(1)定义域和对应关系是否给○
出;(2)根据给出的对应关系,自变量在其定义域中的每一个值,是否都有唯一确定的函数值【辨析·比较】 对应
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y.
对应和集合一样,也是一个不加定义的数学概念,《现代汉语词典》中对“对应”的解释是:一个系统中某一项在性质、作用、位置或数量上与另一系统中某一项相当.在数学中,对应是两个集合A与B之间的某种关系,对于A中的每一个元素来说,有以下三种情况:(1)B中有唯一元素与之对应;(2)B中没有元素与之对应;(3)B中不止一个元素与之对应.对于B中的每一个元素,也有上述类似情况.
典例1.下列对应关系是集合P上的函数是有 .
(1)P?Z,Q?; N*,对应关系f:“对集合P中的元素取绝对值与集合Q中的元素相对应”
1,4},对应关系:(2)P?{?1,1,?2,2},Q?{(3)Pf:x→y?x2,x?P,y?Q;
” ?{三角形},Q?{x|x?0},对应关系f:“对P中三角形求面积与集合Q中元素对应.
【研析】由于(1)中集合P中元素0在集合Q中没有对应元素,并且(3)中集合P不是数集,从而知只有(2)正确.
2.函数的定义域(重点)
定义域是自变量x的取值范围,它是函数的一个不可缺少的组成部分,定义域不同而解析式相同的函数,应看作是两个不同的函数.在中学阶段所研究的函数通常都是能够用解析式表示的.如果没有特别说明,函数的定义域就是指能使这个式子有意义的所有实数x的集合.在实际问题中,还必须考虑自变量所代表的具体的量的允许取值范围问题.忽视函数的定义域,我们将“寸步难行”,由此,我们也往往将函数的定义域称之为函数的“灵魂”.函数的定义域,就是使给出的解析式有意义的自变量的取值集合,具体来说有以下几种情况: (1)若(2)若(3)若
f(x)是整式,则其定义域为全体实数集R;
f(x)是分式,则其定义域是使分母不为零的全体实数组成的集合;
f(x)是偶次根式,则其定义域是使被开方数非负(即不小于零)的实数的取值集合;
(4)如果函数是由一些基本初等函数通过四则运算结合而成的,那么它的定义域是各基本初等函数定义域的交集; (5)对于复合函数集合.○2如果函数
f[g(x)]而言:○1如果函数f(x)的定义域为A,则f[g(x)]的定义域是使得函数g(x)?A的自变量x的取值
f[g(x)]的定义域为A,则f(x)的定义域是函数g(x)的值域;
(6)由实际问题列出的函数式的定义域问题,由自变量的实际意义给出. 【梳理·总结】 求函数定义域的几种常见题型
对函数的定义域的考查主要体现在以下六个方面:(1)求已知函数的定义域;(2)已知原函数的定义域求复合函数的定义域;(3)已知复合函数的定义域求原函数的定义域;(4)已知一复合函数
f[g(x)]的定义域,求另一方面一复合函数f[?(x)]的定义域;(5)求实
际问题或几何问题的定义域;(6)已知函数的定义域求参数的取值范围.
典例2.求下列函数定义域
(1)
f(x)?4?x?2x;(2)f(x)?111?x;(3)f(x)?1?x1?x
【研析】(1)由题意知4?x?0,?x??4,故f(x)的定义域是{x|x??4}.
(2)由x?0且1?1?0,得x?0且x??1,故f(x)的定义域是{x|x?0且x??1}. xx?0,得x?1且x??1,故f(x)的定义域是{x|x?1且x??1}.
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(3)由1?x?0且1?