張文偉
(1)與集合概念有關(guān)問題的求解策略:①確定構(gòu)成集合的元素是什么,即確定性。②看這些元素的限制條件是什么,即元素的特征性質(zhì)。③根據(jù)元素的特征性質(zhì)求參數(shù)的值或范圍,或確定集合中元素的個數(shù),要注意檢驗(yàn)集合中的元素是否滿足互異性。(2)判斷集合間關(guān)系的常用方法:列舉法,結(jié)構(gòu)法,數(shù)軸法。(3)集合的子集、真子集的個數(shù):含有n(n∈N*)個元素的集合有2n個子集,有2n-1 個非空子集,有2n-1 個真子集,有2n-2個非空真子集。
例1設(shè)集合A={0,1,2,3},集合B={x|-x∈A,1-x?A},則集合B中元素的個數(shù)為( )。
A.1 B.2
C.3 D.4
解:若x∈B,則-x∈A,故x只可能是0,-1,-2,-3。當(dāng)0∈B時,1-0=1∈A;當(dāng)-1∈B時,1-(-1)=2∈A;當(dāng)-2∈B時,1-(-2)=3∈A;當(dāng)-3∈B時,1-(-3)=4?A。所以B={-3},故集合B中元素的個數(shù)為1。應(yīng)選A。
跟蹤訓(xùn)練1:設(shè)集合M={x|x=2m+1,m∈Z},P={y|y=2m,m∈Z},若x0∈M,y0∈P,a=x0+y0,b=x0y0,則( )。
A.a∈M,b∈P
B.a∈P,b∈M
C.a∈M,b∈M
D.a∈P,b∈P
提示:設(shè)x0=2n+1,y0=2k,n,k∈Z,則x0+y0=2n+1+2k=2(n+k)+1∈M,x0y0=2k(2n+1)=2(2nk+k)∈P,即a∈M,b∈P,應(yīng)選A。
這類問題的求解思路是:先化簡集合,再由交集、并集、補(bǔ)集的定義求解。求解的思想是:數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用,即利用數(shù)軸、Venn圖等。
例2已知集合A,B均為全集U={1,2,3,4}的子集,且?U(A∪B)={4},B={1,2},則A∩(?UB)=____。
解:由題意可知,A∪B={1,2,3}。由B={1,2},可 得?UB={3,4},所 以A∩(?UB)={3}。
跟蹤訓(xùn)練2:已知集合A={x|-2≤x<3},B={x|x<-1},則A∩(?RB)=____。
解:因?yàn)锽={x|x<-1},則?RB={x|x≥-1},所以A∩(?RB)={x|-2≤x<3}∩{x|x≥-1}={x|-1≤x<3}。
這類問題不能忽視空集的情形,當(dāng)集合中含有參數(shù)時,需要分類討論。由集合間的包含關(guān)系求參數(shù)的方法:①當(dāng)集合為不連續(xù)數(shù)集時,常根據(jù)集合包含關(guān)系的意義,建立方程求解,此時應(yīng)注意分類討論;②當(dāng)集合為連續(xù)數(shù)集時,常借助數(shù)軸來建立不等關(guān)系求解,此時應(yīng)注意端點(diǎn)處是實(shí)點(diǎn)還是虛點(diǎn)。
例3已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|1<x<m}(m>1),且B?A,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是____。
解:由B?A,結(jié)合題意,畫出數(shù)軸,如圖1所示。
圖1
由圖可知,m≤4。
因?yàn)閙>1,所以1<m≤4。
跟蹤訓(xùn)練3:已知集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},BA,求實(shí)數(shù)m的值。
以集合為背景的創(chuàng)新問題是高考命題的一個熱點(diǎn),這類題型常以問題為核心,考查考生探究、發(fā)現(xiàn)的能力,常見的命題形式有新定義、新運(yùn)算等。對于新定義問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點(diǎn),弄清新定義的性質(zhì),按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、驗(yàn)證、運(yùn)算,使問題得以解決。對于這類選擇題,可以結(jié)合選項通過驗(yàn)證,用排除、對比、特值等方法求解。
例4已知集合A={x∈N|x2-2x-3≤0},B={1,3},定義集合A,B之間的運(yùn)算“*”:A*B={x|x=x1+x2,x1∈A,x2∈B}。則A*B中的所有元素之和為( )。
A.15 B.16
C.20 D.21
解:由x2-2x-3≤0,可得-1≤x≤3。因?yàn)閤∈N,故集合A={0,1,2,3}。由A*B={x|x=x1+x2,x1∈A,x2∈B},可 得A*B中的元素有0+1=1,0+3=3,1+1=2,1+3=4,2+1=3(舍去),2+3=5,3+1=4(舍去),3+3=6,所以A*B={1,2,3,4,5,6},可得A*B中的所有元素之和為21。應(yīng)選D。
跟蹤訓(xùn)練4:定義集合M與N的新運(yùn)算:M⊕N={x|x∈M或x∈N且x?M∩N},則(M⊕N)⊕N=( )。
A.M∩NB.M∪N
C.MD.N
提示:由定義可知,M⊕N表示圖2 中的陰影部分,兩圓內(nèi)部的公共部分表示M∩N。
圖2
由于(M⊕N)⊕N表示x∈(M⊕N)或x∈N且x?(M⊕N)∩N的所有x的集合,(M⊕N)∩N表示N上的陰影部分,因此(M⊕N)⊕N=M。應(yīng)選C。
(1)常見函數(shù)定義域的基本要求:分式函數(shù)中分母不等于0,偶次根式函數(shù)的被開方數(shù)大于或等于0,y=x0的定義域是{x|x≠0}。(2)求抽象函數(shù)的定義域的策略:若已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閇a,b],則復(fù)合函數(shù)f[g(x)]的定義域由不等式a≤g(x)≤b求出;若已知函數(shù)f[g(x)]的定義域?yàn)閇a,b],則f(x)的定義域?yàn)間(x)在x∈[a,b]上的值域。(3)求函數(shù)定義域應(yīng)注意的問題:不要對解析式進(jìn)行化簡變形,以免定義域發(fā)生變化;定義域是一個集合,要用集合或區(qū)間表示,若用區(qū)間表示數(shù)集,不能用“或”連接,而應(yīng)該用并集符號“∪”連接。
已知函數(shù)的定義域求參數(shù)問題的解題步驟:①調(diào)整思維方向,根據(jù)已知函數(shù),將給出的定義域問題轉(zhuǎn)化為方程或不等式的解集問題;②根據(jù)方程或不等式的解集情況確定參數(shù)的取值或范圍。
函數(shù)的表示方法有三種,即解析法、列表法和圖像法。同一個函數(shù)可以用不同的方法表示。
分段函數(shù)雖由幾個部分組成,但它表示的是一個函數(shù)。分段函數(shù)的定義域等于各段函數(shù)的定義域的并集,值域等于各段函數(shù)的值域的并集。
函數(shù)最值存在的兩個結(jié)論:①閉區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)一定存在最大值和最小值,當(dāng)函數(shù)在閉區(qū)間上單調(diào)時最值一定在端點(diǎn)處取得;②開區(qū)間上的“單峰”函數(shù)一定存在最大值或最小值。求函數(shù)最值的常用方法:f(x)≥a恒成立?f(x)min≥a,f(x)≤a恒成立?f(x)max≤a,解題時,要務(wù)必注意“=”的取舍。
函數(shù)奇偶性的四個重要結(jié)論:①如果一個奇函數(shù)f(x)在原點(diǎn)處有定義,即f(0)有意義,那么一定有f(0)=0;②如果函數(shù)f(x)是偶函數(shù),那么f(x)=f(|x|);③既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)的函數(shù)只有一種類型,即f(x)=0,x∈D,其中定義域D是關(guān)于原點(diǎn)對稱的非空數(shù)集;④奇函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相同的單調(diào)性,偶函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相反的單調(diào)性。與函數(shù)奇偶性有關(guān)的幾個對稱性的結(jié)論:若函數(shù)y=f(x+a)為偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關(guān)于x=a對稱;若函數(shù)y=f(x+a)為奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(diǎn)(a,0)對稱;若f(x)=f(2a-x),則函數(shù)f(x)關(guān)于x=a對稱;若f(x)+f(2a-x)=2b,則函數(shù)f(x)關(guān)于點(diǎn)(a,b)對稱。
例10已知函數(shù)f(x)為偶函數(shù),且當(dāng)x<0 時,f(x)=x+1,則 當(dāng)x>0 時,f(x)=____。
解:當(dāng)x>0時,-x<0,可得f(-x)=-x+1。又f(x)為偶函數(shù),所以f(x)=-x+1。
跟蹤訓(xùn)練10:已知f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),那么a+b的值是_____。
函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用的常見題型有:判斷函數(shù)的單調(diào)性、求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;利用函數(shù)的單調(diào)性比較大?。唤夂瘮?shù)不等式;求參數(shù)的取值范圍。
判斷函數(shù)奇偶性常見的三種方法:①定義法,先確定定義域,再計算f(-x),最后確定f(x)與f(-x)的關(guān)系。②圖像法,由f(x)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對稱,可知f(x)為奇函數(shù),由f(x)的圖像關(guān)于y對稱,可知f(x)為偶函數(shù)。③性質(zhì)法,設(shè)f(x),g(x)的定義域分別是D1,D2,那么在它們的公共定義域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇。
B.f(80)<f(11)<f(-25)
C.f(11)<f(80)<f(-25)
D.f(-25)<f(80)<f(11)
提示:因?yàn)槠婧瘮?shù)f(x)在區(qū)間[0,2]上是增函數(shù),所以f(x)在區(qū)間[-2,0]上也是增函數(shù)。又因?yàn)楹瘮?shù)f(x)滿足f(x-4)=-f(x),所 以f(x-8)=-f(x-4)=f(x),所以函數(shù)f(x)為周期函數(shù),且周期為8。因此f(-25)=f(-1)<f(0)=f(80)<f(11)=f(3)=-f(-1)=f(1)。應(yīng)選D。
函數(shù)的奇偶性、周期性以及單調(diào)性是函數(shù)的三大性質(zhì),在高考中常將它們綜合在一起命題,其中奇偶性多與單調(diào)性相結(jié)合,而周期性常與抽象函數(shù)相結(jié)合,并以結(jié)合奇偶性求函數(shù)值為主。這類問題多以選擇題、填空題的形式出現(xiàn)。