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集合与函数是高中数学的基础,同时也是重难点,大家在学习时一定要夯实基础,把握重点,突破难点。
一、集合
从对近五年来的高考数学试卷分析来看,集合的考查题设稳定,难度较低,均以集合的运算为主,其中有两次结合一元二次不等式进行考查,所以集合的运算是大家要重点掌握的内容。在解答集合运算的问题时,要做到“一看、二化、三画”:一看,即看元素构成,比如是点集还是数集,是连续的还是离散的;二化,即对集合进行化简(有时注意定义域的限制),使得元素更具体、更清晰,以方便解题;三画,即利用数形结合思想画出数轴或韦恩( Venn)图。
例1 (201 6年全国卷工)设集合人一{x|x2-4x+30),则A∩B=( )。
A.(-3,-3/2)
B.(-3,3/2)
c.(1,3/2)
D.(3/2,3)
解析 一看:集合中的元素是实数集,是连续的。二化:元素没有直接具体体现,需要进行化简,A={x2-4x+3<0}一{x|l
二、函数
根据对近五年来的高考数学试卷的分析统计,我们发现:函数知识中函数的奇偶性每年必考;函数与方程考查了四次,主要考查函数的零点;函数图像考查了四次;指数、对数函数考查了三次;分段函数考查了三次,主要以分段函数考查函数的性质;二次函数考查了三次;函数的单调性考查了两次;函数模型及综合应用考查了两次;函数概念(定义域)考查了一次;幂函数考查了一次。由此可见,函数在高中数学中具有举足轻重的作用,也反映出函数的重难点,即函数性质、函数图像、函数与方程。
1.函数性质:函数的单调性、奇偶性是必考内容,通常与函数的图像、零点等结合在一起进行考查,考查了数形结合思想,既是难点也是重点,同学们必须熟练掌握。
例2 (2017年全国卷Ⅰ)函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数。若f(1)=-1,则满足-l≤f(x-2)≤1的x的取值范围是( )。
A.[-2,2]
B.[ -1,1]
C.[o,4]
D.[1,3]
解法1:根据题目的条件,容易联系到函数f(x)=-x,且此函数满足题目给出的所有条件。因为是选择题,所以可以用特值法进行解答。令f(x)=-x,则f(x-2)=2-x,故-1≤f(x-2)≤1的解可转化为 1≤2 、r≤1的解,由此解得1≤x≤3。故选D。
解法2:利用所给函数的单调性求解。因为f(x)为奇函数,所以f(-1)=-f(1)=1。于是-l≤f(x-2)≤1等价于f(1)≤f(x-2)≤f(-1)。又因为f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,所以 1≤x-2≤1,解得l≤x≤3。故选D。
解法3:根据数形结合的思想,画出符合条件的图像,如图2所示,即可得出答案为D。
解析 本题的解题思路比较多,题目条件可以灵活转变,例如,“函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减”可以用“函数.f(x)在其定义域中任取x1”﹤0代替,“函数f(x)为奇函数”用“函数f(x)在其定义域中任取x都有f(x)+f(-x) =o”代替等。对不熟悉函数奇偶性和单调性的考生来说,这道题就成为一道难题了。
2.函数图像:从对近五年来的高考数学试卷的分析统计,我们发现函数图像是高考的热点,主要考查对函数图像的识别,本来是易、中难度的试题,但很多同学却拿不到分数。实际上,函数图像是函数的一种表示,所以图像的差别就是函数的差别,函数的差别就是函数性质的差别,只需从函数的差别人手进行解答,就会使问题得到解决。而函数的差别在哪里呢?就在于定义域、值域、单调性、奇偶性和周期性上的差别,当然还有“特殊点”对应的函数值的差别。所以解答这类问题的策略是一点(特殊点)、两域(定义域、值域)、三性(单调性、奇偶性、周期性)。
例3 (2018年新课标卷Ⅱ)函数的图像大致为()。
解析
这是一道典型的函数图像识别题,所给函数,f(x)对大家来说是复杂陌生的函数,如果没有方向是很难解答出来的。用定义域不能排除错误的选项,但可以证明函数的奇偶性,因为x≠0,f(-x)=
=-f(x),所以f(x)为奇函数,排除A项。通过特殊值进行排除,由f(1)=e- e-1>0,排除D项。根据指数增值率与二次函数增值率的快慢和极限思想,排除C项。故选B。
3.函数与方程:由对近五年来的高考数学试卷分析统计,我们发现函数与方程是一个考查热点,尤其在考查函数的零点、方程的根时,一般会与函数的图像、性质结合在一起考查,综合性较强,一般以选择题、填空题的形式出现。从理论上来说可以结合函数与方程的关系,解方程來求解,若不易求解,可以用数形结合的方法进行解答。解答函数零点问题的策略:利用函数与方程的关系,求出零点个数;直接画出函数的图像,找成零点个数;转化为熟悉的函数,运用数形结合法求出交点个数。
例4 已知函数f(x)=6/x-log2x,则f(x)的零点个数是_____。
解法1:利用零点存在性定理和函数的单渊性即可解答。因为f(2)=3log22=2>0,f(4)=6/4-log24=3/2-2<0,可知函数f(x)存在零点。又易知函数f(x)是单调递减函数,所以函数f(x)有一个零点。
解法2:不易直接画出函数f(x)的图像,但是可以转化成熟悉的,h(x)=6/x与g(x)=log2x两个函数的交点个数问题,根据两个函数的图像(图略)容易得出交点个数为l。
点评 在解答函数与方程的问题时,尤其是涉及函数零点、方程根的问题,要根据题目的特点选择适当的解法,这样有利于提高解题效率。
一、集合
从对近五年来的高考数学试卷分析来看,集合的考查题设稳定,难度较低,均以集合的运算为主,其中有两次结合一元二次不等式进行考查,所以集合的运算是大家要重点掌握的内容。在解答集合运算的问题时,要做到“一看、二化、三画”:一看,即看元素构成,比如是点集还是数集,是连续的还是离散的;二化,即对集合进行化简(有时注意定义域的限制),使得元素更具体、更清晰,以方便解题;三画,即利用数形结合思想画出数轴或韦恩( Venn)图。
例1 (201 6年全国卷工)设集合人一{x|x2-4x+30),则A∩B=( )。
A.(-3,-3/2)
B.(-3,3/2)
c.(1,3/2)
D.(3/2,3)
解析 一看:集合中的元素是实数集,是连续的。二化:元素没有直接具体体现,需要进行化简,A={x2-4x+3<0}一{x|l
二、函数
根据对近五年来的高考数学试卷的分析统计,我们发现:函数知识中函数的奇偶性每年必考;函数与方程考查了四次,主要考查函数的零点;函数图像考查了四次;指数、对数函数考查了三次;分段函数考查了三次,主要以分段函数考查函数的性质;二次函数考查了三次;函数的单调性考查了两次;函数模型及综合应用考查了两次;函数概念(定义域)考查了一次;幂函数考查了一次。由此可见,函数在高中数学中具有举足轻重的作用,也反映出函数的重难点,即函数性质、函数图像、函数与方程。
1.函数性质:函数的单调性、奇偶性是必考内容,通常与函数的图像、零点等结合在一起进行考查,考查了数形结合思想,既是难点也是重点,同学们必须熟练掌握。
例2 (2017年全国卷Ⅰ)函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数。若f(1)=-1,则满足-l≤f(x-2)≤1的x的取值范围是( )。
A.[-2,2]
B.[ -1,1]
C.[o,4]
D.[1,3]
解法1:根据题目的条件,容易联系到函数f(x)=-x,且此函数满足题目给出的所有条件。因为是选择题,所以可以用特值法进行解答。令f(x)=-x,则f(x-2)=2-x,故-1≤f(x-2)≤1的解可转化为 1≤2 、r≤1的解,由此解得1≤x≤3。故选D。
解法2:利用所给函数的单调性求解。因为f(x)为奇函数,所以f(-1)=-f(1)=1。于是-l≤f(x-2)≤1等价于f(1)≤f(x-2)≤f(-1)。又因为f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,所以 1≤x-2≤1,解得l≤x≤3。故选D。
解法3:根据数形结合的思想,画出符合条件的图像,如图2所示,即可得出答案为D。
解析 本题的解题思路比较多,题目条件可以灵活转变,例如,“函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减”可以用“函数.f(x)在其定义域中任取x1”﹤0代替,“函数f(x)为奇函数”用“函数f(x)在其定义域中任取x都有f(x)+f(-x) =o”代替等。对不熟悉函数奇偶性和单调性的考生来说,这道题就成为一道难题了。
2.函数图像:从对近五年来的高考数学试卷的分析统计,我们发现函数图像是高考的热点,主要考查对函数图像的识别,本来是易、中难度的试题,但很多同学却拿不到分数。实际上,函数图像是函数的一种表示,所以图像的差别就是函数的差别,函数的差别就是函数性质的差别,只需从函数的差别人手进行解答,就会使问题得到解决。而函数的差别在哪里呢?就在于定义域、值域、单调性、奇偶性和周期性上的差别,当然还有“特殊点”对应的函数值的差别。所以解答这类问题的策略是一点(特殊点)、两域(定义域、值域)、三性(单调性、奇偶性、周期性)。
例3 (2018年新课标卷Ⅱ)函数的图像大致为()。
解析
这是一道典型的函数图像识别题,所给函数,f(x)对大家来说是复杂陌生的函数,如果没有方向是很难解答出来的。用定义域不能排除错误的选项,但可以证明函数的奇偶性,因为x≠0,f(-x)=
=-f(x),所以f(x)为奇函数,排除A项。通过特殊值进行排除,由f(1)=e- e-1>0,排除D项。根据指数增值率与二次函数增值率的快慢和极限思想,排除C项。故选B。
3.函数与方程:由对近五年来的高考数学试卷分析统计,我们发现函数与方程是一个考查热点,尤其在考查函数的零点、方程的根时,一般会与函数的图像、性质结合在一起考查,综合性较强,一般以选择题、填空题的形式出现。从理论上来说可以结合函数与方程的关系,解方程來求解,若不易求解,可以用数形结合的方法进行解答。解答函数零点问题的策略:利用函数与方程的关系,求出零点个数;直接画出函数的图像,找成零点个数;转化为熟悉的函数,运用数形结合法求出交点个数。
例4 已知函数f(x)=6/x-log2x,则f(x)的零点个数是_____。
解法1:利用零点存在性定理和函数的单渊性即可解答。因为f(2)=3log22=2>0,f(4)=6/4-log24=3/2-2<0,可知函数f(x)存在零点。又易知函数f(x)是单调递减函数,所以函数f(x)有一个零点。
解法2:不易直接画出函数f(x)的图像,但是可以转化成熟悉的,h(x)=6/x与g(x)=log2x两个函数的交点个数问题,根据两个函数的图像(图略)容易得出交点个数为l。
点评 在解答函数与方程的问题时,尤其是涉及函数零点、方程根的问题,要根据题目的特点选择适当的解法,这样有利于提高解题效率。