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文檔簡介
基礎(chǔ)模塊數(shù)學(xué)2022授課教師:時(shí)間:2022年XX月(上冊)集合不等式函數(shù)指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)三角函數(shù)直線與圓的方程簡單幾何體概率與統(tǒng)計(jì)初步全套可編輯PPT課件(上下兩冊全)1.11.21.31.4集合與元素集合的表示法集合之間的關(guān)系集合的運(yùn)算第一章集合CONTENTS集合與元素1.1觀察1.1集合與元素下列事情有什么共同點(diǎn)?(1)慶祝中華人民共和國成立70周年大會(huì)上的三軍儀仗隊(duì)方隊(duì)由陸軍、海軍、空軍的儀仗隊(duì)員組成.(2)某中等職業(yè)學(xué)校一年級(jí)某班的所有學(xué)生組成一個(gè)班集體.(3)小玲和她的爺爺、奶奶、父親、母親組成一個(gè)家庭.(4)小剛昨天的晚餐由一碗米飯、一盤紅燒魚組成.上述例子的共同點(diǎn)是,三軍儀仗隊(duì)方隊(duì)、班集體、家庭、晚餐分別是由一些對(duì)象組成的整體,于是我們用集合這個(gè)詞來統(tǒng)一地表達(dá)它們.1.1集合與元素抽象集合是指一些事物組成的整體,其中每一個(gè)事物稱為這個(gè)集合的一個(gè)元素.例如,小玲的家庭是一個(gè)集合;小玲的爺爺、奶奶、父親、母親以及小玲都是這個(gè)集合的元素.說一說(1)你這個(gè)學(xué)期要學(xué)的所有課程組成一個(gè)集合,這個(gè)集合的元素有哪些?(2)你所在班級(jí)的班委會(huì)是不是一個(gè)集合?如果是,這個(gè)集合的元素有哪些?(3)你昨天晚上吃的飯和菜組成一個(gè)集合,即你昨天的晚餐,這個(gè)集合的元素有哪些?1.1集合與元素抽象集合通常用大寫英文字母A,B,C,D,…來表示;集合的元素通常用小寫英文字母a,b,c,…來表示.由所有自然數(shù)0,1,2,3,…組成的集合稱為自然數(shù)集,記作N.不為0的自然數(shù)也稱為正整數(shù).所有正整數(shù)組成的集合稱為正整數(shù)集,記作N*或N+.正整數(shù)、零和負(fù)整數(shù)統(tǒng)稱為整數(shù),所有整數(shù)組成的集合稱為整數(shù)集,記作Z.1.1集合與元素抽象整數(shù)和分?jǐn)?shù)統(tǒng)稱為有理數(shù),所有有理數(shù)組成的集合稱為有理數(shù)集,記作Q.無限不循環(huán)小數(shù)稱為無理數(shù).例如,圓周率π是無理數(shù);
,
,
都是無理數(shù).有理數(shù)和無理數(shù)統(tǒng)稱為實(shí)數(shù),所有實(shí)數(shù)組成的集合稱為實(shí)數(shù)集,記作R.組成集合的事物都是確定的.例如,你所在班級(jí)的班委會(huì),誰是班委會(huì)的成員,誰不是成員,都是明確的.如果a是集合A的元素,就說a屬于A,記作a∈A;如果b不是集合A的元素,就說b不屬于A,記作b?A.做一做你能用符號(hào)“∈”或“?”正確填寫下列空格嗎?(1)數(shù)學(xué)
你這學(xué)期要學(xué)的所有課程組成的集合;(2)你
本人你所在班級(jí)的班委會(huì);(3)8
N*,-8
N,0
N,-6
Z;(4)
Q,
Z,
Q,π
R.1.1集合與元素1.1集合與元素抽象只含有限多個(gè)元素的集合稱為有限集.自然數(shù)有無窮多個(gè),像自然數(shù)集這種含有無窮多個(gè)元素的集合稱為無限集.由小于1的正整數(shù)組成的集合是什么樣子呢?因?yàn)樽钚〉恼麛?shù)是1,所以由小于1的正整數(shù)組成的集合不含任何元素.我們把不含任何元素的集合稱為空集,記作?.集合的表示法1.21.2集合的表示法抽象我市第一職業(yè)中學(xué)參加去年市職業(yè)高中乒乓球男子團(tuán)體決賽的隊(duì)員組成的集合可以表示成:{葉錦鵬,龍復(fù)興,劉冠群}.對(duì)于有的集合,可以把它的元素一一列舉出來,寫在一個(gè)大括號(hào)內(nèi),這種表示集合的方法稱為列舉法.由一些事物組成集合時(shí),每個(gè)事物不能重復(fù)出現(xiàn).因此,用列舉法表示一個(gè)集合時(shí),每個(gè)元素只寫一次.集合是指一些事物組成的整體,因此不計(jì)較這些事物的排列次序.做一做用列舉法表示下列集合:(1)你家庭成員的名字組成的集合;(2)你這學(xué)期要學(xué)的所有課程組成的集合;(3)中國共產(chǎn)主義青年團(tuán)團(tuán)旗的顏色名稱組成的集合;(4)小于10的正整數(shù)組成的集合.1.2集合的表示法1.2集合的表示法探索如何表示大于9的所有實(shí)數(shù)組成的集合呢?大于9的實(shí)數(shù)有無數(shù)個(gè),無法一一列舉出來,得另外想辦法.我們可以把這個(gè)集合表示成:{x|x∈R且x>9},其中大括號(hào)內(nèi)豎線左邊寫這個(gè)集合的代表元素x,豎線右邊寫這個(gè)集合的元素具有的特征性質(zhì):實(shí)數(shù)且大于9.1.2集合的表示法像上述那樣,在大括號(hào)內(nèi)寫上集合的代表元素,接著畫一條豎線,在豎線右邊寫這個(gè)集合的元素具有的特征性質(zhì),這種表示集合的方法稱為描述法.一個(gè)整數(shù)如果是2的倍數(shù),就稱它為偶數(shù).所有偶數(shù)組成的集合稱為偶數(shù)集.例如,0=2×0,2=2×1,-4=2×(-2),因此,0,2,-4都是偶數(shù).由此受到啟發(fā),偶數(shù)集可以表示成:{n|n=2k,k∈Z},偶數(shù)集還可以簡潔地表示成:{2k|k∈Z},其中豎線左邊的2k是偶數(shù)的一般形式,豎線右邊指出k的取值范圍.抽象1.2集合的表示法一個(gè)整數(shù)如果被2除余數(shù)為1,就稱它為奇數(shù).所有奇數(shù)組成的集合稱為奇數(shù)集.例如3,5,-7都是奇數(shù).注意到3=2×1+1,5=2×2+1,-7=2×(-4)+1,由此受到啟發(fā),奇數(shù)集可以表示成:{n|n=2k+1,k∈Z},還可以簡潔地表示成:{2k+1|k∈Z}.抽象1.2集合的表示法解:移項(xiàng),得2x=7+5.即2x=12.兩邊除以2,得x=6.因此,原方程的解集是{6}.例1:求方程2x-5=7的解集.1.2集合的表示法解:移項(xiàng),得3x<8-2.即3x<6.兩邊除以3,得x<2.因此,原不等式的解集是{xx∈R,且x<2}.例2:求不等式3x+2<8的解集.1.2集合的表示法解:因?yàn)?2=25,(-5)2=25,所以5和-5均是25的平方根.因此,25的平方根組成的集合是{5,-5}.例3:寫出25的平方根組成的集合.1.2集合的表示法解:(1)點(diǎn)P的坐標(biāo)組成的集合是{(-1,3)};(2)點(diǎn)P、點(diǎn)Q的坐標(biāo)組成的集合是{(-1,3),(3,-5)};(3)點(diǎn)P、點(diǎn)Q、點(diǎn)M的坐標(biāo)組成的集合是{(-1,3),(3,-5),(1,6)}.例4:在平面上建立直角坐標(biāo)系xOy,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-1,3),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(3,-5),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,6).(1)寫出點(diǎn)P的坐標(biāo)組成的集合;(2)寫出點(diǎn)P、點(diǎn)Q的坐標(biāo)組成的集合;(3)寫出點(diǎn)P、點(diǎn)Q、點(diǎn)M的坐標(biāo)組成的集合.1.3集合之間的關(guān)系觀察1.3集合之間的關(guān)系下述兩個(gè)集合之間有什么關(guān)系?(1)參加北京奧運(yùn)會(huì)的中國體育代表團(tuán);(2)參加北京奧運(yùn)會(huì)的中國體操隊(duì).參加北京奧運(yùn)會(huì)的中國體操隊(duì)的每個(gè)成員都是中國體育代表團(tuán)的成員.1.3集合之間的關(guān)系抽象對(duì)于兩個(gè)集合A,B,如果A的任意一個(gè)元素都是B的元素,那么稱A是B的子集,記作A?B(或B?A),讀作“A包含于B”(或“B包含A”).例如,集合A={1,2},集合B={1,2,3},顯然,A是B的子集,即A?B.在上述例子中,集合B有一個(gè)元素3∈A,這時(shí)把A叫作B的真子集.1.3集合之間的關(guān)系抽象如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一個(gè)元素不屬于A,那么稱A是B的真子集,記作A?B(或BA),讀作“A真包含于B”(或“B真包含A”).說一說(1)已知A={星期一,星期二,星期三,星期四,星期五},B={星期一,星期二,星期三,星期四,星期五,星期六,星期日}.集合A是不是集合B的子集?A是不是B的真子集?(2)你所在的小組是不是你所在班級(jí)的真子集?1.3集合之間的關(guān)系抽象為了形象地表示集合之間的關(guān)系,常用一條封閉曲線(例如,圓)的內(nèi)部表示一個(gè)集合.集合A是集合B的真子集,可以用圖1-1來表示.任意一個(gè)集合A是它本身的子集,即A?A.對(duì)于集合A,B,C,若A?B,且B?C,則A?C.我們規(guī)定:空集是任何集合的子集.1.3集合之間的關(guān)系解:空集?是A的子集;由一個(gè)元素組成的子集有:{1},{2},{3};由兩個(gè)元素組成的子集有:{1,2},{1,3},{2,3};例1:寫出集合A={1,2,3}的所有子集.由三個(gè)元素組成的子集有:{1,2,3},即A本身.因此,A的子集有上述8個(gè).1.3集合之間的關(guān)系抽象如果集合A與集合B的元素完全一樣,那么稱A與B相等,記作A=B.集合A與集合B的元素“完全一樣”的意思是:集合A的任意一個(gè)元素都是集合B的元素,并且集合B的任意一個(gè)元素都是集合A的元素.因此,可以說:對(duì)于兩個(gè)集合A,B,如果AB,且BA,那么稱A與B相等,記作A=B.1.3集合之間的關(guān)系(1){1,3,5}
{1,3,5,7,9};解:(1)因?yàn)榧蟵1,3,5}的元素都是集合{1,3,5,7,9}的元素,且7?{1,3,5},所以{1,3,5}?{1,3,5,7,9}.例2:選用適當(dāng)?shù)姆?hào)(
?,,=,∈,?)填空:.(2){0,2,4,6,8}
{4,0,8};解:(2)因?yàn)榧蟵4,0,8}的元素都是集合{0,2,4,6,8}的元素,且2?{4,0,8},所以{4,0,8}?{0,2,4,6,8},即{0,2,4,6,8}{4,0,8}.1.3集合之間的關(guān)系(3)8
{0,4,8};解:(3)8是{0,4,8}的一個(gè)元素,所以8∈{0,4,8}.例2:選用適當(dāng)?shù)姆?hào)(
?,,=,∈,?)填空:.(4){0,2,4,6,8}
{2k|k∈N,且k<5};解:(4)因?yàn)榧蟵2k|k∈N,且k<5}的元素為小于10的非負(fù)偶數(shù),所以{0,2,4,6,8}={2k|k∈N,且k<5}.(5){x|x2=4}
{2,-2}.(5)因?yàn)?2=4,(-2)2=4,所以方程x2=4的解集為{2,-2},即{x|x2=4}={2,-2}.1.4集合的運(yùn)算1.4集合的運(yùn)算1.4.1交集給出兩個(gè)集合A與B,由既屬于A又屬于B的所有元素組成的集合,稱為A與B的交集,記作A∩B,讀作“A交B”.集合A與B的交集A∩B可以用描述法表示成:A∩B={x|x∈A,且x∈B}.做一做(1)在1.3節(jié)的練習(xí)A組第1題中,小玲喜歡的體育運(yùn)動(dòng)與小明喜歡的體育運(yùn)動(dòng)的交集是什么?(2)寫出你星期一所學(xué)課程組成的集合,星期二所學(xué)課程組成的集合,這兩個(gè)集合的交集是什么?(3){0,2,4,6,8}∩{0,4,8}=
.(4){0,2,4,6,8}∩{1,3,5,7,9}=
.1.4集合的運(yùn)算1.4.1交集1.4集合的運(yùn)算圖1-2中,陰影部分表示集合A與集合B的交集.由交集的概念容易得出:對(duì)于任何集合A與B,有A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩?=?.1.4.1交集1.4集合的運(yùn)算解:A∩B={x|x>-1,且x<1}={x|-1<x<1}.例1:設(shè)A={x|x>-1},B={x|x<1},求A∩B.1.4.1交集1.4集合的運(yùn)算1.4.2并集給出兩個(gè)集合A與B,由屬于A或者屬于B的元素組成的集合,稱為A與B的并集,記作A∪B,讀作“A并B”.集合A與集合B的并集A∪B可以用描述法表示成:A∪B={x|x∈A,或x∈B}.1.4集合的運(yùn)算1.4.2并集集合A與集合B的并集A∪B可以用描述法表示成:A∪B={x|x∈A,或x∈B}.這里x∈A,或x∈B有三種可能的情況:(1)x∈A,但是x?B;(2)x∈B,但是x?A;(3)x∈A,且x∈B.如果用列舉法表示A∪B,那么既屬于A又屬于B的元素只寫一次.做一做(1)在1.3節(jié)的練習(xí)A組第1題中,小玲喜歡的體育運(yùn)動(dòng)與小明喜歡的體育運(yùn)動(dòng)的并集是什么?(2)在1.3節(jié)的練習(xí)B組第1題中,小剛喜歡的文藝活動(dòng)與小英喜歡的文藝活動(dòng)的并集是什么?(3)設(shè)A={0,2,4,6,8},B={0,4,8},則A∪B=
.(4)設(shè)A={0,3,6,9},B={0,2,4,6},則A∪B=
.(5)設(shè)A={10,12,14,16},B={11,13,15,17},則A∪B=
.1.4集合的運(yùn)算1.4.2并集1.4集合的運(yùn)算1.4.2并集集合A與集合B的并集A∪B,根據(jù)A,B的不同關(guān)系(參見“做一做”的(3)、(4)、(5)小題),可以分別用圖13中(1)、(2)、(3)的陰影部分表示:由并集的概念容易得出:對(duì)于任何集合A與B,有A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪?=A.1.4集合的運(yùn)算解:(1)A∪B={x|x≤-1或x≥1}.(2)由于A={6,-6},B={0,1,2,3,4,5,6,7,8},例2:在下列各小題中,求A∪B((2)小題用列舉法表示):(1)A={x|x≤-1},B={x|x≥1};(2)A={x|x2=36},B={x|x∈N,且x≤8}.1.4.2并集因此A∪B={-6,0,1,2,3,4,5,6,7,8}.1.4集合的運(yùn)算1.4.3補(bǔ)集參加北京奧運(yùn)會(huì)的中國體育代表團(tuán)有射擊隊(duì)、體操隊(duì)、跳水隊(duì)、乒乓球隊(duì)、羽毛球隊(duì)等等.用集合的語言來說,每一個(gè)隊(duì)都是中國體育代表團(tuán)這個(gè)集合的子集.這時(shí)我們很自然地把中國體育代表團(tuán)稱為全集.一般地,如果在討論的問題中,每一個(gè)集合都是某一個(gè)集合S的子集,那么稱S為全集.通常用U表示全集.一般地,如果在討論的問題中,每一個(gè)集合都是某一個(gè)集合S的子集,那么稱S為全集.通常用U表示全集.1.4集合的運(yùn)算1.4.3補(bǔ)集設(shè)U是全集,A是U的一個(gè)子集,由U中不屬于A的所有元素組成的集合,稱為A在U中的補(bǔ)集,記作讀作“A在U中的補(bǔ)”.如果從上下文可以明顯看出全集U指的是哪個(gè)集合,那么可以把U省略不寫,記作
,讀作“A的補(bǔ)”.做一做在空格上填寫適當(dāng)?shù)募希?1)設(shè)全集U是小明所在班的所有同學(xué)組成的集合,A是這個(gè)班級(jí)的所有男同學(xué)組成的集合,則=
;(2)設(shè)全集U是你這學(xué)期要學(xué)的所有課程組成的集合,A是星期一要學(xué)的課程組成的集合,則=
;(3)設(shè)全集U是你所在的小組,A是這個(gè)小組里年齡滿16周歲的同學(xué)組成的集合,則=
;1.4集合的運(yùn)算1.4.3補(bǔ)集做一做在空格上填寫適當(dāng)?shù)募希?4)設(shè)全集U={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},A={0,2,4,6,8},則=
;(5)設(shè)Z是全集,A={2k|k∈Z},則=
.1.4集合的運(yùn)算1.4.3補(bǔ)集1.4集合的運(yùn)算1.4.3補(bǔ)集全集U通常用一個(gè)矩形的內(nèi)部表示,則子集A的補(bǔ)集
可以用圖1-4的陰影部分(包括圓周)表示.設(shè)U是全集,子集A的補(bǔ)集可以用描述法表示成:從補(bǔ)集的概念容易得出,對(duì)于U的任意子集A,有其中
表示
的補(bǔ)集1.4集合的運(yùn)算解:例3:設(shè)全集U={2,3,4,5,6,7,8,9},A={2,3,5,7},求
1.4.3補(bǔ)集1.4集合的運(yùn)算解:例4:設(shè)R是全集,A={x|x≤-2},B={x|x≥2},求
1.4.3補(bǔ)集基礎(chǔ)模塊數(shù)學(xué)授課教師:時(shí)間:2022年XX月(上冊)THANKS基礎(chǔ)模塊數(shù)學(xué)2022授課教師:時(shí)間:2022年XX月(上冊)2.12.22.32.4比較實(shí)數(shù)大小的方法不等式的基本性質(zhì)區(qū)間一元二次不等式的解法第二章不等式CONTENTS2.52.6不等式的應(yīng)用含有絕對(duì)值的不等式比較實(shí)數(shù)大小的方法2.1觀察2.1比較實(shí)數(shù)大小的方法小張的體重45kg,小李的體重40kg.45-40=5>0,小張的體重大于小李的體重.小王的體重48kg,45-48=-3<0,小張的體重小于小王的體重.定義對(duì)于實(shí)數(shù)a,b,如果a-b>0,那么稱a大于b(或者稱b小于a),記作a>b(或者b<a).抽象2.1比較實(shí)數(shù)大小的方法抽象這個(gè)定義表明,對(duì)于實(shí)數(shù)a,b,如果a-b>0,那么a>b,這時(shí)稱“a-b>0推出a>b”,記作a-b>0?a>b;(1)如果a>b,那么a-b>0,這時(shí)稱“a>b推出a-b>0”,記作a>b?a-b>0.(2)把(1)式和(2)式合起來寫成a-b>0?a>b.(3)2.1比較實(shí)數(shù)大小的方法抽象從(3)式得出a-b<0?a<b.(4)(3)式和(4)式表明,我們可以通過作差來比較實(shí)數(shù)的大?。喝鬭-b>0,則a>b;若a-b<0,則a<b.顯然有a-b=0?a=b.2.1比較實(shí)數(shù)大小的方法解:例1:比較
和
的大小.解:例2:比較
和
的大小.不等式的基本性質(zhì)2.22.2不等式的基本性質(zhì)同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了不等式的基本性質(zhì),現(xiàn)在我們來證明這些基本性質(zhì).即,如果a>b,且c∈R,那么a+c>b+c.性質(zhì)1
不等式兩邊加上(或減去)同一個(gè)實(shí)數(shù),不等號(hào)的方向不變.于是(a+c)-(b+c)=a-b>0.證明a>b?a-b>0.因此a+c>b+c.2.2不等式的基本性質(zhì)推論1
對(duì)于不等式可以移項(xiàng),即把它的任何一項(xiàng)改變符號(hào)后移到另一邊,也就是,如果a+b>c,那么a>c-b.a+b+(-b)>c+(-b).證明根據(jù)性質(zhì)1,在a+b>c兩邊加上-b得由此得出a>c-b.2.2不等式的基本性質(zhì)性質(zhì)2不等式兩邊同乘一個(gè)正數(shù),不等號(hào)的方向不變;同乘一個(gè)負(fù)數(shù),不等號(hào)的方向改變.即如果a>b,且c>0,那么ac>bc;如果a>b,且c<0,那么ac<bc.證明a>b?a-b>0.當(dāng)c>0時(shí),有ac-bc=(a-b)c>0,因此ac>bc.當(dāng)c<0時(shí),有ac-bc=(a-b)c<0,因此ac<bc.2.2不等式的基本性質(zhì)性質(zhì)3如果a>b且b>c,那么a>c(傳遞性).證明
a>b?a-b>0.b>c?b-c>0.于是a-c=(a-b)+(b-c)>0.因此a>c.2.2不等式的基本性質(zhì)推論2
如果a>b>0,且c>d>0,那么ac>bd.即兩個(gè)兩邊都是正數(shù)的同向不等式,把它們的兩邊分別相乘,所得不等式與原不等式同向.ac>bd.證明根據(jù)性質(zhì)2,得a>b且c>0?ac>bc,c>d且b>0?bc>bd.根據(jù)性質(zhì)3,得2.2不等式的基本性質(zhì)解:對(duì)于a>b>0和a>b>0用推論2得a2>b2.由于b>0,因此b2>0.對(duì)于a2>b2>0和a>b>0用推論2得a3>b3.例:證明:如果a>b>0,那么a2>b2,a3>b3.2.3區(qū)間觀察2.3區(qū)間設(shè)集合A={x|x≥1},B={x|x≤4},則A∩B={x|1≤x≤4}.如何在數(shù)軸上直觀且簡潔地表示上述實(shí)數(shù)集R的子集A∩B呢?探索2.3區(qū)間實(shí)數(shù)集R的子集{x|1≤x≤4}可以用數(shù)軸上的一條線段表示,包含兩個(gè)端點(diǎn)(用實(shí)心點(diǎn)表示),記作[1,4],稱它為以1,4為端點(diǎn)的閉區(qū)間,如圖2-1所示.探索2.3區(qū)間R的子集{x|1<x<4}可以用數(shù)軸上的一條不包含兩個(gè)端點(diǎn)(用空心點(diǎn)表示)的線段表示,記作(1,4),稱它為以1,4為端點(diǎn)的開區(qū)間,如圖2-2所示.探索2.3區(qū)間R的子集{x|x≥3}是由大于或等于3的一切實(shí)數(shù)組成的,我們用+∞表示“正無窮大”,把集合{x|x≥3}記成[3,+∞),也稱為區(qū)間,如圖2-3所示.探索2.3區(qū)間R的子集{x|x<1}是由小于1的一切實(shí)數(shù)組成的,我們用-∞表示“負(fù)無窮大”,把集合{x|x<1}記成(-∞,1),也稱為區(qū)間,如圖2-4所示.探索實(shí)數(shù)集R本身可以記成區(qū)間(-∞,+∞).2.3區(qū)間解:(1){x|-2≤x≤3}可以記成[-2,3];(2){x|-2<x<3}可以記成(-2,3);(3){x|-2<x≤3}可以記成(-2,3];例1:(1){x|-2≤x≤3};(2){x|-2<x<3};(3){x|-2<x≤3};(4){x|-2≤x<3};(5){x|x≤-2};(6){x|x<-2};(7){x|x≥5};(8){x|x>5};(9){x|x≥-1}∩{x|x≤1}.(4){x|-2≤x<3}可以記成[-2,3);(5){x|x≤-2}可以記成(-∞,-2];2.3區(qū)間解:(6){x|x<-2}可以記成(-∞,-2);(7){x|x≥5}可以記成[5,+∞);(8){x|x>5}可以記成(5,+∞);例1:(1){x|-2≤x≤3};(2){x|-2<x<3};(3){x|-2<x≤3};(4){x|-2≤x<3};(5){x|x≤-2};(6){x|x<-2};(7){x|x≥5};(8){x|x>5};(9){x|x≥-1}∩{x|x≤1}.(9){x|x≥-1}∩{x|x≤1}可以記成[-1,1].2.4一元二次不等式的解法2.4一元二次不等式的解法同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了解一元二次方程.對(duì)于一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),當(dāng)b2-4ac≥0時(shí)它的求根公式是當(dāng)b2-4ac>0時(shí),方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,當(dāng)b2-4ac=0時(shí),方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根.例如,方程x2-x-2=0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根:回顧2.4一元二次不等式的解法同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了二次函數(shù)的圖像與性質(zhì),二次函數(shù)的一般形式是y=ax2+bx+c(a,b,c是常數(shù),a≠0).二次函數(shù)的圖像是拋物線,當(dāng)a>0時(shí),它的開口向上;當(dāng)a<0時(shí),它的開口向下.拋物線y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)坐標(biāo)是,對(duì)稱軸的方程是.回顧2.4一元二次不等式的解法同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了二次函數(shù)與一元二次方程的關(guān)系.當(dāng)二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸相交時(shí),交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是一元二次方程ax2+bx+c=0的實(shí)數(shù)根.例如,二次函數(shù)y=x2-x-2的圖像與x軸有兩個(gè)交點(diǎn),交點(diǎn)的橫坐標(biāo)是方程x2-x-2=0的兩個(gè)根:2,-1.于是可以大致畫出二次函數(shù)y=x2-x-2的圖像,如圖2-5所示.回顧2.4一元二次不等式的解法只含一個(gè)未知數(shù),且未知數(shù)的最高次數(shù)是2的不等式稱為一元二次不等式,它可以寫成以下標(biāo)準(zhǔn)形式:ax2+bx+c>0,或ax2+bx+c≥0,或ax2+bx+c<0,或ax2+bx+c≤0,其中a>0.回顧2.4一元二次不等式的解法如何解一元二次不等式x2-x-2≤0?點(diǎn)M(x,y)在y=x2-x-2的圖像上,則點(diǎn)M的縱坐標(biāo)y=x2-x-2.于是,x2-x-2≤0?圖像上的點(diǎn)M的縱坐標(biāo)y≤0探索求出一元二次方程x2-x-2=0的兩個(gè)根:-1,2.大致畫出二次函數(shù)y=x2-x-2的圖像,如圖2-5所示.?圖像上的點(diǎn)M的橫坐標(biāo)x滿足-1≤x≤2?x2-x-2≤0的解集是{x|-1≤x≤2}=[-1,2].這樣就得到了解一元二次不等式的一種方法,稱為圖像法.2.4一元二次不等式的解法解:方程x2-x-6=0的兩個(gè)根是x1=-2,x2=3.二次函數(shù)y=x2-x-6的圖像開口向上,于是可以大致畫出它的圖像,如圖2-6所示.例1:解一元二次不等式x2-x-6>0.因此x2-x-6>0的解集是{x|x<-2}∪{x|x>3},即(-∞,-2)∪(3,+∞).2.4一元二次不等式的解法解:根據(jù)不等式的基本性質(zhì)2得-x2+3x+10≥0?x2-3x-10≤0.方程x2-3x-10=0的兩個(gè)根是x1=-2,x2=5.由于二次函數(shù)y=x2-3x-10的圖像開口向上,因此x2-3x-10≤0的解集是{x|-2≤x≤5},即[-2,5],從而-x2+3x+10≥0的解集是[-2,5].例2:解一元二次不等式-x2+3x+10≥0.2.4一元二次不等式的解法解:根據(jù)不等式的基本性質(zhì)2得2x2-4x+2≥0?x2-2x+1≥0.方程x2-2x+1=0的兩個(gè)根是x1=x2=1.二次函數(shù)y=x2-2x+1的圖像開口向上,于是可以大致畫出它的圖像,如圖2-7所示.例3:解一元二次不等式2x2-4x+2≥0.因此x2-2x+1≥0的解集是實(shí)數(shù)集,即(-∞,+∞),從而2x2-4x+2≥0的解集是(-∞,+∞).2.4一元二次不等式的解法解:根據(jù)不等式的基本性質(zhì)2得-2x2+4x-2>0?x2-2x+1<0.從二次函數(shù)y=x2-2x+1的圖像(即圖2-7)可以看出,對(duì)于任意實(shí)數(shù)x都有x2-2x+1≥0,于是x2-2x+1<0無解,因此x2-2x+1<0的解集是?,從而-2x2+4x-2>0的解集是?.例4:解一元二次不等式-2x2+4x-2>0.2.4一元二次不等式的解法解:方程2x2-4x+3=0的判別式Δ=(-4)2-4×2×3=-8<0,因此它沒有實(shí)數(shù)根.從而二次函數(shù)y=2x2-4x+3的圖像與x軸沒有交點(diǎn).例5:解一元二次不等式2x2-4x+3>0.又由于圖像開口向上,頂點(diǎn)坐標(biāo)是=(1,1),因此可以大致畫出它的圖像,如圖2-8所示.從圖2-8看到,二次函數(shù)y=2x2-4x+3的圖像在x軸的上方.于是對(duì)于任意實(shí)數(shù)x都有2x2-4x+3>0,因此2x2-4x+3>0的解集是實(shí)數(shù)集,即(-∞,+∞).2.4一元二次不等式的解法從例1至例5,我們可以總結(jié)出用圖像法解一元二次不等式的步驟:首先運(yùn)用不等式的基本性質(zhì)2把不等式化成以下形式:ax2+bx+c>0,或ax2+bx+c<0,或ax2+bx+c≥0,或ax2+bx+c≤0,其中a>0.然后計(jì)算一元二次方程ax2+bx+c=0的判別式Δ=b2-4ac.2.4一元二次不等式的解法情形1Δ>0,此時(shí)方程ax2+bx+c=0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根x1,x2(不妨設(shè)x1<x2).由于二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像開口向上,因此ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),ax2+bx+c≥0的解集是(-∞,x1]∪[x2,+∞),ax2+bx+c<0的解集是(x1,x2),ax2+bx+c≤0的解集是[x1,x2].2.4一元二次不等式的解法情形2Δ=0,此時(shí)方程ax2+bx+c=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根x1=x2=x0.由于二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像開口向上,因此ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x0)∪(x0,+∞),ax2+bx+c≥0的解集是(-∞,+∞),ax2+bx+c<0的解集是?,ax2+bx+c≤0的解集是{x0}.2.4一元二次不等式的解法情形3Δ<0,此時(shí)方程ax2+bx+c=0沒有實(shí)數(shù)根,因此二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖像與x軸沒有交點(diǎn).又由于它的圖像開口向上,因此這個(gè)二次函數(shù)的圖像在x軸的上方,從而對(duì)于任意實(shí)數(shù)x都有ax2+bx+c>0.因此ax2+bx+c>0的解集是(-∞,+∞),ax2+bx+c≥0的解集是(-∞,+∞),ax2+bx+c<0的解集是?,ax2+bx+c≤0的解集是?.同學(xué)們可以按照這里總結(jié)的結(jié)論,去解一元二次不等式,不用再畫出二次函數(shù)的圖像.2.5不等式的應(yīng)用2.5不等式的應(yīng)用如圖2-9,在邊長為5cm的正方形鐵皮的中間剪一個(gè)正方形小孔,使小孔的面積小于9cm2.試問:小孔的每條邊與鐵皮的對(duì)應(yīng)邊相距多少厘米?設(shè)小孔的每條邊與鐵皮的對(duì)應(yīng)邊相距xcm,則小孔的邊長為(5-2x)cm,從而小孔的面積為(5-2x)2cm2.根據(jù)題設(shè)要求得(5-2x)2<9.其中x還要滿足2x<5,即x<2.5.探索2.5不等式的應(yīng)用解法一
(2x-5)2<9?4x2-20x+25<9
?4x2-20x+16<0
?x2-5x+4<0.方程x2-5x+4=0的兩個(gè)根是x1=1,x2=4.由于二次函數(shù)y=x2-5x+4的圖像開口向上,因此x2-5x+4<0的解集是{x|1<x<4},即(1,4).根據(jù)實(shí)際問題的要求,x<2.5,因此這個(gè)小孔的每條邊與鐵皮的對(duì)應(yīng)邊的距離(單位:cm)應(yīng)在區(qū)間(1,2.5)之內(nèi).探索2.5不等式的應(yīng)用解法二(2x-5)2<9?(2x-5)2-9<0?(2x-5)2-32<0?(2x-5+3)(2x-5-3)<0?(2x-2)(2x-8)<0?(x-1)(x-4)<0
?1<x<4.因此(2x-5)2<9的解集是{x|1<x<4},即(1,4).根據(jù)實(shí)際問題的要求,x<2.5,因此這個(gè)小孔的每條邊與鐵皮的對(duì)應(yīng)邊的距離(單位:cm)應(yīng)在區(qū)間(1,2.5)之內(nèi).探索2.5不等式的應(yīng)用一個(gè)矩形的長為a,寬為b,畫一個(gè)正方形使得它的面積與這個(gè)矩形的面積相等,這個(gè)正方形的邊長應(yīng)當(dāng)是多少?設(shè)正方形的邊長為x(x>0),要使它的面積與上述矩形的面積相等,則x2=ab,從而觀察2.5不等式的應(yīng)用對(duì)于兩個(gè)正實(shí)數(shù)a,b,我們把
叫作a與b的幾何平均數(shù).對(duì)于兩個(gè)實(shí)數(shù)a,b,我們把
叫作a與b的算術(shù)平均數(shù).抽象2.5不等式的應(yīng)用對(duì)于任意正實(shí)數(shù)a,b,a與b的幾何平均數(shù)與它們的算術(shù)平均數(shù)哪個(gè)大?由于探索因此等號(hào)成立2.5不等式的應(yīng)用這樣就證明了下述重要結(jié)論:探索定理兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)大于或等于它們的幾何平均數(shù),即對(duì)于兩個(gè)正實(shí)數(shù)a,b,有等號(hào)成立?a=b.2.5不等式的應(yīng)用解:設(shè)矩形的長與寬分別為xcm,ycm.由于鐵絲的長為32cm,因此x+y==16.根據(jù)定理可得例1:用一根長為32cm的鐵絲,圍成一個(gè)矩形小框,長與寬各為多少時(shí),面積最大?等號(hào)成立?x=y==8.此時(shí)xy達(dá)到最大值8,從而xy達(dá)到最大值82=64.因此矩形的長與寬都等于8cm時(shí),面積達(dá)到最大值64cm2.2.5不等式的應(yīng)用解:設(shè)圍成的矩形的長與寬分別為xcm,ycm.根據(jù)已知條件得xy=36.根據(jù)定理可得例2:為了圍成一個(gè)面積為36cm2的矩形小框,至少要用多長的鐵絲?等號(hào)成立?x=y==6.此時(shí)x+y達(dá)到最小值12,從而2(x+y)達(dá)到最小值2×12=24.因此至少要用24cm長的鐵絲.2.6含有絕對(duì)值的不等式2.6含有絕對(duì)值的不等式同學(xué)們在七年級(jí)學(xué)習(xí)了數(shù)軸的概念和一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值的概念,一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值等于數(shù)軸上表示這個(gè)數(shù)的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離.例如,圖2-10所示的數(shù)軸上,|5|等于表示5的點(diǎn)A與原點(diǎn)O的距離5,|-5|等于表示-5的點(diǎn)B與原點(diǎn)O的距離5.回顧2.6含有絕對(duì)值的不等式不等式|x|≤5的解集是什么?探索c屬于|x|≤5的解集?|c|≤5
?表示c的點(diǎn)C與原點(diǎn)的距離小于或等于5
?c∈[-5,5].因此,|x|≤5的解集是[-5,5].2.65含有絕對(duì)值的不等式一般地,對(duì)于正實(shí)數(shù)a,有|x|≤a?-a≤x≤a
?x∈[-a,a].(1)探索不等式x>5的解集是什么?d屬于|x|>5的解集?|d|>5
?表示d的點(diǎn)D與原點(diǎn)的距離大于5?d<-5或d>5
?d∈(-∞,-5)∪(5,+∞).因此,|x|>5的解集是(-∞,-5)∪(5,+∞).2.6含有絕對(duì)值的不等式一般地,對(duì)于正實(shí)數(shù)a,有|x|>a?x<-a或x>a?x∈(-∞,-a)∪(a,+∞).(2)探索設(shè)c是正實(shí)數(shù),|ax+b|>c,|ax+b|≥c,|ax+b|<c,|ax+b|≤c這些不等式都稱為含有絕對(duì)值的不等式.解這種不等式的根據(jù)是公式(1)和(2),并且要運(yùn)用不等式的基本性質(zhì).2.6含有絕對(duì)值的不等式解:|x-1|≤6?-6≤x-1≤6
?-5≤x≤7.例1:解不等式|x-1|≤6.因此,|x-1|≤6的解集是[-5,7].2.6含有絕對(duì)值的不等式解:|3x-1|≤2?-2≤3x-1≤2
?-2≤3x-1≤2例2:解不等式|3x-1|≤2.因此,|3x-1|≤2的解集是2.6含有絕對(duì)值的不等式解:|2x+5|>4?2x+5<-4或2x+5>4
?2x<-9或2x>-1例3:解不等式|2x+5|>4.因此,|2x+5|>4的解集是基礎(chǔ)模塊數(shù)學(xué)授課教師:時(shí)間:2022年XX月(上冊)THANKS基礎(chǔ)模塊數(shù)學(xué)2022授課教師:時(shí)間:2022年XX月(上冊)3.13.23.33.4函數(shù)的概念函數(shù)的三種表示法函數(shù)的單調(diào)性函數(shù)的奇偶性第三章函數(shù)CONTENTS3.53.6一元二次函數(shù)的性質(zhì)與圖像函數(shù)的應(yīng)用舉例函數(shù)的概念3.1觀察3.1函數(shù)的概念在初中,我們已經(jīng)學(xué)過一些函數(shù)的知識(shí).A城加油站92號(hào)汽油的單價(jià)是6.56元/升,某人支付的汽油費(fèi)y(元)與加油量x(升)之間滿足函數(shù)關(guān)系嗎?支付的汽油費(fèi)y與加油量x的數(shù)量關(guān)系可以表示為y=6.56x.我們把x叫作自變量,把y叫作因變量,稱y是x的函數(shù).這是從變量的依賴關(guān)系的角度給出的函數(shù)概念.本節(jié)我們要從另外一個(gè)角度給出函數(shù)的概念.例如,在上述例子中:加油量為10升時(shí),支付的汽油費(fèi)為65.6元;加油量為20升時(shí),支付的汽油費(fèi)為131.2元;……由此看出,函數(shù)y=6.56x把10對(duì)應(yīng)到65.6,把20對(duì)應(yīng)到131.2,等等.3.1函數(shù)的概念抽象定義1
設(shè)A是實(shí)數(shù)集R的一個(gè)非空子集,如果有一個(gè)對(duì)應(yīng)法則f,使得對(duì)于A中的每一個(gè)數(shù)x,都有唯一的一個(gè)實(shí)數(shù)y與它對(duì)應(yīng),那么稱f是A上的一個(gè)函數(shù),記作y=f(x),x∈A,把x叫作自變量,把f(x)稱為f在x處的函數(shù)值,把A稱為函數(shù)f的定義域.例如,上述例子中,y=6.56x是定義域?yàn)镽+(正實(shí)數(shù)集)的一個(gè)函數(shù).從定義1看到,函數(shù)的概念包含兩個(gè)要素:定義域和對(duì)應(yīng)法則.3.1函數(shù)的概念抽象定義2
如果兩個(gè)函數(shù)y=f(x)與y=g(x)的定義域相等,并且對(duì)應(yīng)法則相同(即對(duì)于定義域中的每一個(gè)元素a都有f(a)=g(a)),那么稱f(x)與g(x)相等,記作f(x)=g(x).定義3
設(shè)f是定義域?yàn)锳的一個(gè)函數(shù),由所有函數(shù)值組成的集合{f(x)|x∈A}稱為函數(shù)f的值域,記作f(A).由定義1和定義3立即得到,函數(shù)f的值域f(A)是實(shí)數(shù)集R的一個(gè)非空子集.3.1函數(shù)的概念解:
(1)f(-1)=3×-1-5=-8,f(2)=3×2-5=1.例:求下列函數(shù)在指定處的函數(shù)值:(1)f(x)=3x-5分別在x=-1,x=2處的函數(shù)值;(2)g(x)=x2+x-分別在x=-1,x=3處的函數(shù)值.3.1函數(shù)的概念若函數(shù)y=3x-5把a(bǔ)對(duì)應(yīng)到b,則b=3a-5.我們把這個(gè)結(jié)論記作函數(shù)y=3x-5把a(bǔ)對(duì)應(yīng)到b?b=3a-5.反之,若b=3a-5,則函數(shù)y=3x-5把a(bǔ)對(duì)應(yīng)到b,我們把這個(gè)結(jié)論記作b=3a-5?函數(shù)y=3x-5把a(bǔ)對(duì)應(yīng)到b.把(1)式和(2)式合起來寫成函數(shù)y=3x-5把a(bǔ)對(duì)應(yīng)到b?b=3a-5.(1)(2)(3)函數(shù)的三種表示法3.23.2函數(shù)的三種表示法根據(jù)《2018年世界空氣質(zhì)量報(bào)告》,以及中國新聞網(wǎng)的報(bào)道《北京2020年治霾成績?nèi)绾危俊?,北京市近幾年空氣質(zhì)量優(yōu)良的天數(shù)如下表:用A表示集合{2013年,2014年,2015年,2016年,2017年,2018年,2019年,2020年},則北京市全年空氣質(zhì)量優(yōu)良的天數(shù)是定義域?yàn)锳的一個(gè)函數(shù).像這樣用表格來表示函數(shù)的方法叫作列表法.觀察抽象觀察3.2函數(shù)的三種表示法1.圓的面積S是半徑r的函數(shù):S=πr2,r∈R+.2.北京市鼓勵(lì)居民節(jié)約用水,對(duì)自來水費(fèi)實(shí)行階梯水價(jià).2020年,對(duì)于5人(含)以下的家庭,單位水價(jià)y元/m3是一年累計(jì)用水量x(m3)的函數(shù):(1)(2)觀察3.2函數(shù)的三種表示法(2)(2)式的意思如下:第一階梯:用水量在區(qū)間[0,180]內(nèi),按2.07元/m3收費(fèi);第二階梯:用水量在區(qū)間(180,260]內(nèi),按4.07元/m3收費(fèi);第三階梯:用水量超過260m3,按6.07元/m3收費(fèi).觀察3.2函數(shù)的三種表示法例如,一個(gè)家庭有5口人,一年6次收費(fèi)時(shí)用水量如下表:前3次收費(fèi)時(shí),水價(jià)都為2.07元/m3.第4次收費(fèi)時(shí),其中有49m3的用水按照2.07元/m3收費(fèi),有4m3的用水按照4.07元/m3收費(fèi).第5次收費(fèi)時(shí),水價(jià)為4.07元/m3.第6次收費(fèi)時(shí),其中有23m3的用水按照4.07元/m3收費(fèi),有13m3的用水按照6.07元/m3收費(fèi).3.2函數(shù)的三種表示法用一個(gè)或幾個(gè)等式表示函數(shù)的對(duì)應(yīng)法則,這種表示函數(shù)的方法叫作公式法.這一個(gè)或幾個(gè)等式叫作這個(gè)函數(shù)的解析表達(dá)式,簡稱為解析式.如果函數(shù)的解析式有不止一個(gè)等式,那么這種函數(shù)稱為分段函數(shù).例如,在上述例子中,自來水單位水價(jià)y是一年累計(jì)用水量x的分段函數(shù).抽象有時(shí)在寫出函數(shù)的解析式時(shí),函數(shù)的定義域也標(biāo)明出來了,例如,上述(1)式和(2)式.有時(shí)在給出函數(shù)的解析式時(shí)沒有標(biāo)明定義域,我們約定函數(shù)fx的定義域是指所有使解析式有意義的實(shí)數(shù)x組成的集合.此外,在實(shí)際問題中,還需注意結(jié)合問題的實(shí)際意義來確定自變量x的取值范圍.3.2函數(shù)的三種表示法一次函數(shù)y=kx+b的定義域是實(shí)數(shù)集R.二次函數(shù)y=ax2+bx+c的定義域是實(shí)數(shù)集R.反比例函數(shù)
的定義域是非零實(shí)數(shù)集R*,即(-∞,0)∪(0,+∞).函數(shù)
的定義域是非負(fù)實(shí)數(shù)集,即[0,+∞).函數(shù)y=x3的定義域是實(shí)數(shù)集R.抽象3.2函數(shù)的三種表示法解:(1)f(x)的解析式有意義?x-3≠0?x≠3.因此f(x)的定義域是(-∞,3)∪(3,+∞).例1:求下列函數(shù)的定義域:(2)g(x)的解析式有意義?2x-1≥0?x≥.因此g(x)的定義域是3.2函數(shù)的三種表示法同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)過表示函數(shù)的方法還有圖像法,如一次函數(shù)y=kx+b的圖像是一條直線.抽象設(shè)y=f(x)是定義域?yàn)锳的一個(gè)函數(shù),在平面直角坐標(biāo)系xOy里,以自變量x取的一個(gè)值a為橫坐標(biāo),相應(yīng)的函數(shù)值f(a)為縱坐標(biāo),描出點(diǎn)M(a,f(a)).當(dāng)a取遍A的所有元素時(shí),坐標(biāo)為(a,f(a))的點(diǎn)組成的集合稱為函數(shù)y=f(x)的圖像,如圖3-1所示.3.2函數(shù)的三種表示法從函數(shù)y=f(x)的圖像的上述定義得出:設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳,若點(diǎn)M(a,b)在y=f(x)的圖像上,則點(diǎn)M的橫坐標(biāo)a∈A,縱坐標(biāo)b=f(a);反之,若點(diǎn)M(a,b)的橫坐標(biāo)a∈A,縱坐標(biāo)b=f(a),則點(diǎn)M在y=f(x)的圖像上.這個(gè)結(jié)論可寫成:點(diǎn)M(a,b)在定義域?yàn)锳的函數(shù)y=f(x)的圖像上?a∈A且b=f(a).例如,點(diǎn)M(a,b)在函數(shù)y=x2的圖像上?b=a2.點(diǎn)M(a,b)在函數(shù)
的圖像上?a∈[0,+∞)且抽象3.2函數(shù)的三種表示法解:根據(jù)實(shí)數(shù)的絕對(duì)值的定義,函數(shù)y=|x|可以寫成分段函數(shù):分別畫出y=x,x∈[0,+∞)的圖像和y=-x,x∈(-∞,0)的圖像,它們組成y=|x|的圖像,如圖3-2.例2:畫出函數(shù)y=|x|的圖像.3.2函數(shù)的三種表示法解:函數(shù)y=2的定義域是(-∞,+∞).自變量x取任一實(shí)數(shù)a,相應(yīng)的函數(shù)值都是2.因此y=2的圖像是經(jīng)過點(diǎn)M(0,2)且平行于x軸的一條直線,如圖3-3.無論自變量x取什么實(shí)數(shù),函數(shù)值總等于同一個(gè)數(shù),這樣的函數(shù)叫作常值函數(shù).例如,y=2是常值函數(shù).例3:畫出函數(shù)y=2的圖像.3.3函數(shù)的單調(diào)性觀察3.3函數(shù)的單調(diào)性圖3-4是一個(gè)氣象站用自動(dòng)溫度記錄儀描出的某一天氣溫T隨著時(shí)間t變化的圖像.從圖3-4看出,氣象站所在地區(qū)那一天從凌晨0點(diǎn)到凌晨4點(diǎn),氣溫逐漸降低;從凌晨4點(diǎn)到下午2點(diǎn)(即14時(shí)),氣溫逐漸升高;從下午2點(diǎn)到深夜12點(diǎn)(即24時(shí)),氣溫又逐漸降低.3.3函數(shù)的單調(diào)性定義設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳,區(qū)間I?A.如果對(duì)于任意的x1,x2∈I,當(dāng)x1<x2時(shí)都有f(x1)<f(x2),那么稱函數(shù)y=f(x)在區(qū)間I上是增函數(shù),稱區(qū)間I是y=y=f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間,如圖35-(1).抽象3.3函數(shù)的單調(diào)性如果對(duì)于任意的x1,x2∈I,當(dāng)x1<x2時(shí)都有f(x1)>f(x2),那么稱y=f(x)在區(qū)間I上是減函數(shù),稱區(qū)間I是單調(diào)遞減區(qū)間,如圖35-(2).抽象3.3函數(shù)的單調(diào)性函數(shù)y=f(x)如果在定義域上是增函數(shù),那么稱函數(shù)y=f(x)是增函數(shù).y=f(x)如果在定義域上是減函數(shù),那么稱y=f(x)是減函數(shù).函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上是增函數(shù)或減函數(shù)的性質(zhì)統(tǒng)稱為函數(shù)的單調(diào)性.抽象3.3函數(shù)的單調(diào)性解:任取x1,x2∈(-∞,+∞),且x1<x2,有f(x1)-f(x2)=(kx1+b)-(kx2+b)=kx1-kx2=k(x1-x2).由x1<x2,得x1-x2<0.所以①當(dāng)k>0時(shí),k(x1-x2)<0.于是f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).因此,當(dāng)k>0時(shí),f(x)=kx+b是增函數(shù).例1:討論一次函數(shù)f(x)=kx+b是增函數(shù)還是減函數(shù).3.3函數(shù)的單調(diào)性②當(dāng)k<0時(shí),k(x1-x2)>0.于是f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).因此,當(dāng)k<0時(shí),f(x)=kx+b是減函數(shù).例1:討論一次函數(shù)f(x)=kx+b是增函數(shù)還是減函數(shù).3.3函數(shù)的單調(diào)性解:f(x)=的定義域是(-∞,0)∪(0,+∞).任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,有由x1<x2,得x2-x1>0.又有x1x2>0,因此例2:討論反比例函數(shù)f(x)=分別在(0,+∞),(-∞,0)上的單調(diào)性.即f(x1)>f(x2).所以f(x)=在(0,+∞)上是減函數(shù).3.3函數(shù)的單調(diào)性例2:討論反比例函數(shù)f(x)=分別在(0,+∞),(-∞,0)上的單調(diào)性.任取x3,x4∈(-∞,0),且x3<x4,有由x3<x4,得x4-x3>0.又有x3x4>0,因此即f(x3)>f(x4).所以f(x)=在(-∞,0)上是減函數(shù).3.3函數(shù)的單調(diào)性例3:畫出反比例函數(shù)y=的圖像.解:首先畫y=,x∈(0,+∞)的圖像.第一步:列表.第二步:建立直角坐標(biāo)系xOy,根據(jù)所列的表,描出各點(diǎn).3.3函數(shù)的單調(diào)性例3:畫出反比例函數(shù)y=的圖像.第三步:在例2中已指出y=在(0,+∞)上是減函數(shù),因此就可以把描出的各點(diǎn)用一條光滑曲線順次連接起來,如圖3-6所示.3.3函數(shù)的單調(diào)性例3:畫出反比例函數(shù)y=的圖像.其次畫y=,x∈(-∞,0)的圖像.第一步:列表.第二步:描點(diǎn).在直角坐標(biāo)系xOy中,根據(jù)所列的表,描出各點(diǎn).3.3函數(shù)的單調(diào)性例3:畫出反比例函數(shù)y=的圖像.第三步:在例2中已指出y=在(-∞,0)上是減函數(shù),因此就可以把描出的各點(diǎn)用一條光滑曲線順次連接起來,如圖3-6所示.3.4函數(shù)的奇偶性3.4函數(shù)的奇偶性同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了軸對(duì)稱圖形.平面上一個(gè)圖形E,如果它的每一個(gè)點(diǎn)關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)仍在圖形E上,那么稱圖形E關(guān)于直線l對(duì)稱,稱直線l為圖形E的對(duì)稱軸.同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了二次函數(shù)
的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱,如圖3-7所示:回顧3.4函數(shù)的奇偶性平面上建立直角坐標(biāo)系xOy,平面上任一點(diǎn)Pa,b關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)是Q,則點(diǎn)Q的坐標(biāo)是什么?如圖3-8,由于y軸是線段PQ的垂直平分線,因此點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(-a,b).觀察3.4函數(shù)的奇偶性設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳,它的圖像為E,如圖3-9.y=f(x)的圖像E關(guān)于y軸對(duì)稱探索試問:在什么條件下,y=f(x)的圖像E關(guān)于y軸對(duì)稱?根據(jù)圖形E關(guān)于y軸對(duì)稱的定義和3.2節(jié)中關(guān)于點(diǎn)M(a,b)在y=f(x)的圖像上的結(jié)論得?E上每一個(gè)點(diǎn)P(a,f(a))關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)Q(-a,f(a))仍在E上?-a∈A,且f(-a)=f(a),對(duì)于一切a∈A.3.4函數(shù)的奇偶性從上述探索得到的結(jié)論,我們引出下述概念,并且得到下面的定理1:那么稱y=f(x)是偶函數(shù).探索定義1
設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳.如果對(duì)于任意的a∈A都有-a∈A,且
f(-a)=f(a),(1)定理1
函數(shù)y=f(x)是偶函數(shù)?y=f(x)的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱.3.4函數(shù)的奇偶性解:(1)f(x)的定義域是R.對(duì)于任意x∈R,都有例1:下列函數(shù)哪些是偶函數(shù),哪些不是偶函數(shù)?(1)f(x)=x2-3;(2)g(x)=x3;(3)h(x)=|x|;(4)p(x)=2.因此f(x)=x2-3是偶函數(shù).(2)g(x)的定義域是R.由于g(-1)=(-1)3=-1,g(1)=13=1,因此g(-1)≠g(1),從而g(x)=x3不是偶函數(shù).2.4函數(shù)的奇偶性(3)解法一h(x)的定義域是R.對(duì)于任意x∈R,都有h(-x)=|-x|=|x|=h(x),例1:下列函數(shù)哪些是偶函數(shù),哪些不是偶函數(shù)?(1)f(x)=x2-3;(2)g(x)=x3;(3)h(x)=|x|;(4)p(x)=2.因此h(x)=|x|是偶函數(shù).解法二3.2節(jié)的例2畫出的h(x)=|x|的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱,因此h(x)=x是偶函數(shù).3.4函數(shù)的奇偶性(4)解法一p(x)的定義域是R.對(duì)于任意x∈R,都有p(-x)=2=p(x),例1:下列函數(shù)哪些是偶函數(shù),哪些不是偶函數(shù)?(1)f(x)=x2-3;(2)g(x)=x3;(3)h(x)=|x|;(4)p(x)=2.因此p(x)=2是偶函數(shù).解法二由3.2節(jié)的例3可知,p(x)=2的圖像是經(jīng)過點(diǎn)M(0,2)且平行于x軸的一條直線,這條直線關(guān)于y軸對(duì)稱,因此p(x)=2是偶函數(shù).3.4函數(shù)的奇偶性同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了中心對(duì)稱圖形,在平面內(nèi),如果一個(gè)圖形G繞一個(gè)點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)180°,所得到的圖形與原來的圖形G互相重合,那么圖形G叫作中心對(duì)稱圖形,點(diǎn)O叫作圖形G的對(duì)稱中心,此時(shí)也稱圖形G關(guān)于點(diǎn)O對(duì)稱.圖3-10中的圖形F由同一個(gè)圓的兩段圓弧組成,把右上方的圓弧繞圓心O旋轉(zhuǎn)180°,與左下方的圓弧完全重合,因此圖形F關(guān)于點(diǎn)O對(duì)稱.回顧3.4函數(shù)的奇偶性平面上建立直角坐標(biāo)系xOy,平面上任一點(diǎn)Pa,b關(guān)于原點(diǎn)O的對(duì)稱點(diǎn)Q的坐標(biāo)是什么?如圖3-11,由于點(diǎn)O是線段PQ的中點(diǎn),因此點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(-a,-b).觀察3.4函數(shù)的奇偶性設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳,它的圖像為F,如圖3-12.?F上每一個(gè)點(diǎn)P(a,f(a))關(guān)于原點(diǎn)O的對(duì)稱點(diǎn)Q(-a,-f(a))仍在F上探索試問:在什么條件下,y=fx的圖像F關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱?函數(shù)y=f(x)的圖像F關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱?-a∈A,且f(-a)=f(a),對(duì)于一切a∈A.3.4函數(shù)的奇偶性從上述探索得出的結(jié)論,我們引出下述概念,并且得到下面的定理2:那么稱y=f(x)是奇函數(shù).探索定義2
設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)锳.如果對(duì)于任意的a∈A都有-a∈A,且
f(-a)=-f(a),(2)定理2
函數(shù)y=f(x)是奇函數(shù)?y=f(x)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.3.4函數(shù)的奇偶性解(1)f(x)的定義域是R.對(duì)于任意x∈R,有f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x),例2:下列函數(shù)哪些是奇函數(shù),哪些不是奇函數(shù)?(1)f(x)=x3;(2)g(x)=-2x;(3)h(x)=2x+1;(4)p(x)=.因此f(x)是奇函數(shù).(2)g(x)的定義域是R.對(duì)于任意x∈R,有g(shù)(-x)=-2(-x)=2x=-(-2x)=-g(x),因此g(x)是奇函數(shù).3.4函數(shù)的奇偶性(3)h(x)的定義域是R.由于h(-1)=2·(-1)+1=-1,h(1)=2·1+1=3,例2:下列函數(shù)哪些是奇函數(shù),哪些不是奇函數(shù)?(1)f(x)=x3;(2)g(x)=-2x;(3)h(x)=2x+1;(4)p(x)=.因此h(-1)≠-h(1),從而h(x)不是奇函數(shù).(4)p(x)的定義域是(-∞,0)∪(0,+∞).對(duì)于任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),都有-x∈(-∞,0)∪(0,+∞),并且因此p(x)是奇函數(shù).3.4函數(shù)的奇偶性解:y=x3的定義域是(-∞,+∞),根據(jù)例2(1),y=x3是奇函數(shù),從而它的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.因此首先畫出y=x3,x∈(0,+∞)的圖像.例3:畫出y=x3的圖像.第一步:列表.第二步:建立直角坐標(biāo)系xOy,按照上述表格描點(diǎn).3.4函數(shù)的奇偶性第三步:任給x1,x2∈0,+∞,且x1<x2.根據(jù)2.2節(jié)的例題得因此y=x3在(0,+∞)上是增函數(shù),從而可以把描出的各點(diǎn)用一條光滑曲線順次連接起來,如圖3-13.例3:畫出y=x3的圖像.第四步:利用y=x3的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,畫出y=x3,x∈(-∞,0)的圖像.這樣就得到了y=x3的圖像,如圖3-13.從例3看到,利用函數(shù)的奇偶性可以減少畫函數(shù)圖像的工作量.3.5一元二次函數(shù)的性質(zhì)與圖像3.5一元二次函數(shù)的性質(zhì)與圖像我們在2.3節(jié)介紹了解一元二次不等式的圖像法,其中用到同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)的二次函數(shù)的圖像與性質(zhì).現(xiàn)在我們利用函數(shù)的單調(diào)性和圖像關(guān)于直線的對(duì)稱性得出一元二次函數(shù)的性質(zhì),從而可以簡潔、正確地畫出一元二次函數(shù)的圖像.回顧觀察在平面上建立直角坐標(biāo)系xOy,直線l經(jīng)過點(diǎn)D(d,0)并且與y軸平行,如圖3-14.3.5一元二次函數(shù)的性質(zhì)與圖像點(diǎn)M(x,y)在直線l上x=d,我們把x=d稱為直線l的方程.點(diǎn)P(a,b)關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)Q的坐標(biāo)是什么?由于直線l是線段PQ的垂直平分線,因此點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)是a-2a-d=2d-a,觀察
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