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集合与函数的概念
1.集合
集合的含义与表示
含义
一些元素(研究对象)组成的总体叫做集合,简称为集。
集合中元素的性质:确定性、互异性、无序性。
表示
表示方法
列举法
描述法
图形法(Venn图法)
常用的数集及其记法
非负整数集(自然数集)N:全体非负整数组成的集合。
正整数集N*(或N+):所有正整数组成的集合。
整数集Z:全体整数组成的集合。
有理数集Q:全体有理数组成的集合。
实数集R:全体实数组成的集合。
集合间的基本关系
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A⊆B(或B⊇A),读作”A含于B“(或”B包含A“)。
相等:如果集合A是集合B的子集(A⊆B),且集合B是集合A的子集(B⊆A),则集合A与集合B相等。记作A=B。
真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,我们称集合A是集合B的真子集。记作A⊊B(或B⊋A),读作“A真含于B”(或“B真包含A”)。即:A⊆B,且A≠B,那么A⊊B。
空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅,并规定:空集是任何集合的子集。
【附】由n个元素组成的集合,它有2n个子集,2n-1个真子集,2n-1个非空子集,2n-2个非空真子集。
【附】发现与思考
1.任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A。
2.对于集合A、B、C,如果A⊆B,且B⊆C,那么A⊆C。
3.对于集合A、B,如果A⊆B,且B⊆A,那么A=B。
集合的基本运算
并集
一般地,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与集合B的并集,记作A∪B(读作“A并B”),即A∪B={x丨x∈A,或x∈B}。
运算性质
1.A∪A=A
2.A∪∅=A
3.A∪B=B∪A
4.A∪B∪C=A∪(B∪C)
5.若A⊆B,则A∪B=B
6.若A⊆B,A∪B=A,则A=B
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A∩B(读作“A交B”),即A∩B={x丨x∈A,且x∈B}。
1.A∩A=A
2.A∩∅=∅
3.A∩B=B∩A
4.A∩B∩C=A∩(B∩C)
5.若A⊆B,则A∩B=A
6.若A⊆B,A∩B=B,则A=B
全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作U。
补集: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∁UA={x丨x∈U,且x∉A}。
1.∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB)
2.∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB)
3.∁U(A∪B∪C)=(∁UA)∩(∁UB)∩(∁UC)
4.∁U(A∩B∩C)=(∁UA)∪(∁UB)∪(∁UC)
5.∁U(∁UA)=A
6.∁UU=∅,∁U∅=U
7.(∁UA)∪A=U
8.(∁UA)∩A=∅
阅读与思考:集合中元素的个数(用card表示有限集合A、B中的元素个数)
1.card(A∪B)=cardA+cardB-card(A∩B)
2.card(A∩B)=cardA+cardB-card(A∪B)
3.函数的基本性质
单调性与最大(小)值
单调性(增减性)
设函数f(x)的定义域为I
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x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数。区间D叫做y=f(x)的单调增区间。
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x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数。区间D叫做y=f(x)的单调减区间。
最值
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果存在实数M满足: (1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M; (2)存在x0∈I,使得f(x0)=M. 那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值。
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果存在实数M满足: (1)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M; (2)存在x0∈I,使得f(x0)=M. 那么,我们称M是函数y=f(x)的最小值。
奇偶性
偶函数
一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都 有f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数。
性质
1.定义域关于原点对称。
2.函数图像关于y轴对称。
3.关于y轴对称的两边图像呈相反的单调性。
奇函数
一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都 有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数。
2.函数图像关于原点中心对称。
3.关于原点对称的两边图像呈相同的单调性。
【附】周期性
对于函数f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内的任意一 个值时,f(x+T)=f(x)都成立,那么就把函数y=f(x)叫做周期函数。
2.函数及其表示
函数的概念
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。记作y=f(x),x∈A。
函数的三要素
如果两个函数的定义域和对应关系完全 一致,我们就称这两个函数相等。
定义域:自变量x的取值范围A叫做函数的定义域。
对应关系
值域:与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)丨x∈A}叫做函数的值域。
区间的概念(设a、b是两个实数,而且a<b)
闭区间:满足不等式a≤x≤b的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b]。
开区间:满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b)。
半开半闭区间:满足不等式a≤x<b或a<x≤b的实数x的集合叫做半开半 闭区间,分别表示为[a,b),(a,b]。
这里的实数a与b都叫做相应区间的端点。
在图中,用实心点表示包括在区域内的端点,用空心点表示不包括在区域内的端点。
实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“-∞”读作“负 无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”。
函数的表示法
解析法
图像法
列表法
映射
概念: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f,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f:A⟶B为从集合A到集合B的一个映射。
映射与函数的区别:函数是“两个数集间的一种确定的对应关系”, 将数集扩展到任意的集合时,就可以得到映射的概念。
【附】函数的类型:正比例函数,一次函数,二次函数, 反比例函数,分段函数,周期函数等。