高一数学 第一章末整合提升 师

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名称 高一数学 第一章末整合提升 师
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资源类型 试卷
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2021-08-05 15:47:02

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章末整合提升
1.集合元素的互异性
在集合运算中,常利用元素的互异性检验所得的结论是否正确,因互异性易被忽略,在解决含参数集合问题时应格外注意.
2.集合与集合之间的关系
集合与集合之间的关系主要有包含、真包含和相等.判断集合与集合之间的关系的本质是判断元素与集合的关系,包含关系的传递性是推理的重要依据.空集比较特殊,它不包含任何元素,是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集.解题时,已知条件中出现A?B时,不要遗漏A=?.
3.集合与集合之间的运算
并、交、补是集合间的基本运算,Venn图与数轴是集合运算的重要工具.注意集合之间的运算与集合之间关系的转化,如A?B?A∩B=A?A∪B=B.
4.函数的单调性
函数的单调性是在定义域内讨论的,若要证明f(x)在区间[a,b]上是增函数或减函数,必须证明对[a,b]上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1f(x2)成立;若要证明f(x)在区间[a,b]上不是单调函数,只要举出反例,即只要找到两个特殊的x1,x2,不满足定义即可.单调函数具有下面性质:设函数f(x)定义在区间I上,且x1,x2∈I,则
(1)若函数f(x)在区间I上是单调函数,则x1=x2?f(x1)=f(x2).
(2)若函数f(x)在区间I上是单调函数,则方程f(x)=0在区间I上至多有一个实数根.
(3)若函数f(x)与g(x)在同一区间的单调性相同,则在此区间内,函数f(x)+g(x)亦与它们的单调性相同.
函数单调性的判断方法:①定义法;②图象法.
5.函数的奇偶性
判定函数奇偶性,一是用其定义判断,即先看函数f(x)的定义域是否关于原点对称,再检验f(-x)与f(x)的关系;二是用其图象判断,考查函数的图象是否关于原点或y轴对称去判断,但必须注意它是函数这一大前提.
专题一 ?集合学习中的注意点剖析
集合主要考查同学们对集合基本概念的认识和理解,以及对集合语言和集合思想的运用.由于集合中的概念较多,逻辑性强,关系复杂,联系广泛,因而同学们在学习过程中常会不知不觉地出错,下面对集合学习中的注意点进行剖析.
1.注意正确理解、运用集合语言
典例1 (1)设集合A={x|y=x2},B={(x,y)|y=x2},则A∩B=__?__;
(2)设集合M={y|y=x2+1,x∈R},N={y|y=x+1,x∈R},则M∩N=( D )
A.(0,1),(0,2)   
B.{(0,1),(0,2)}
C.{y|y=1或y=2}
D.{y|y≥1}
[分析] 首先分析两个问题中集合中的元素特征,再求交集.
[解析] (1)集合A中的元素为数,即表示二次函数y=x2自变量的取值集合;集合B中的元素为点,即表示抛物线y=x2上的点的集合.这两个集合不可能有相同的元素,故A∩B=?.
(2)集合M,N的元素都是数,即分别表示定义域为实数集R时,函数y=x2+1与y=x+1的值域,不是数对或点,故选项A,B错误.而M={y|y=x2+1,x∈R}={y|y≥1},N={y|y∈R},所以M∩N=M.故选D.
『规律方法』 学习集合知识,要加强对集合中元素的认识与识别,注意区分数集与点集,知道集合的元素是什么是进行集合运算的前提.另外,集合语言的表达和转化是必须掌握的.
2.注意元素的互异性
典例2 已知1∈{a+2,(a+1)2,a2+3a+3},求实数a的值.
[解析] 由题意a+2=1,或(a+1)2=1,或a2+3a+3=1,解得a=-1,或a=-2,或a=0.
当a=-2时,(a+1)2=a2+3a+3=1,不符合元素的互异性这一特点,故a≠-2.
同理a≠-1.故a=0.∴实数a的值为0.
『规律方法』 集合中的元素具有确定性、互异性、无序性.在解含有参数的集合问题时,忽视元素(或参数)的特性,往往容易出现错误,要注意解题后的代入检验.
3.注意空集的特殊性
典例3 已知全集U={1,2,3,4,5},A={x|x2-4x+p=0},求?UA.
[分析] 符号?UA隐含了A?U,注意不要忘记A=?的情形.
[解析] 当A=?时,方程x2-4x+p=0无实数解.
此时Δ=16-4p<0,∴p>4,
∴?UA=?U?=U={1,2,3,4,5}.
当A≠?时,方程x2-4x+p=0的两个根x1,x2(x1<x2),必须来自于U.
由于x1+x2=4,所以x1=x2=2或x1=1,x2=3.
当x1=x2=2时,p=4,此时A={2},?UA={1,3,4,5};
当x1=1,x2=3时,p=3,此时A={1,3},?UA={2,4,5}.
综上所述,当p>4时,?UA={1,2,3,4,5};
当p=4时,?UA={1,3,4,5};
当p=3时,?UA={2,4,5}.
『规律方法』 求集合的补集时,不要忘记?的情形.分类讨论是重要的数学思想方法之一,在集合的有关问题中常常用到.
专题二 ?函数概念与性质
1.求函数定义域的类型与方法
(1)已给出函数解析式:函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合.
(2)实际问题:求函数的定义域既要考虑解析式有意义,还应考虑使实际问题有意义.
(3)复合函数问题:
①若f(x)的定义域为[a,b],f[g(x)]的定义域应由a≤g(x)≤b解出;
②若f[g(x)]的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在[a,b]上的值域.
[注意] ①f(x)中的x与f[g(x)]中的g(x)地位相同;②定义域是自变量x的允许取值范围.
典例4 (1)函数f(x)=+(x-3)0的定义域是( D )
A.(-1,+∞)     
B.(-1,3)
C.(3,+∞)
D.(-1,3)∪(3,+∞)
(2)已知函数f(x)的定义域为(-1,0),则函数f(2x+1)的定义域为( B )
A.(-1,1)
B.(-1,-)
C.(-1,0)
D.(,1)
[解析] (1)由题意得,,解得x>-1且x≠3.
∴f(x)的定义域为(-1,3)∪(3,+∞).
(2)∵函数f(x)的定义域为(-1,0),∴-1<2x+1<0,解得-12.二次函数的单调性
二次函数的单调性关键在于开口方向和对称轴与区间的位置关系.
典例5 已知f(x)=x2+2(a-1)x-a+2,分别求下列条件下a的取值范围.
(1)函数f(x)的减区间为(-∞,-1];
(2)函数f(x)在(-∞,-1]上递减;
(3)函数f(x)在[-1,2]上单调.
[分析] 此题关键在于对单调区间的理解,主要由对称轴与区间的位置决定.
[解析] 函数f(x)=x2+2(a-1)x-a+2的对称轴为x=1-a.
(1)由于减区间为(-∞,-1],因此,1-a=-1,
∴a=2.
(2)由于函数在(-∞,-1]上递减,应满足1-a≥-1,∴a≤2.
(3)由于函数在[-1,2]上单调,应满足1-a≤-1或1-a≥2,∴a≥2或a≤-1.
3.二次函数的区间最值
解决二次函数的区间最值问题的思路是:抓住“三点一轴”,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴.结合配方法,根据函数的单调性及分类整合思想即可解决问题.下面通过例题详细分析此类问题的解法.
(1)轴定区间定
典例6 当-2≤x≤2时,求函数y=x2-2x-3的最大值和最小值.
[分析] 作出函数图象在所给范围的草图(画出对称轴),观察图象的最高点和最低点,由此得到函数的最大值、最小值及函数取到最值时相应自变量x的值.
[解析] y=x2-2x-3=(x-1)2-4,作出函数的图象如图.
∵-2≤x≤2,∴当x=1时,ymin=-4,当x=-2时,ymax=9-4=5.
[点评] 本题已知二次函数在自变量x的给定区间[m,n]上的图象是抛物线的一段,那么最高点的纵坐标即为函数的最大值,最低点的纵坐标即为函数的最小值.
(2)轴动区间定
典例7 已知函数f(x)=x2+2ax+2,求f(x)在[-5,5]上的最大值与最小值.
[分析] 区间定,对称轴不定时,一般解法为:分别把对称轴平移至定区间的左侧、右侧及之间进行讨论,从而确定最值是在端点处取得还是在顶点处取得.本题中函数的对称轴为直线x=-a,位置不确定,所以应按对称轴与区间[-5,5]的相对位置进行分类讨论.
[解析] f(x)=x2+2ax+2=(x+a)2+2-a2,x∈[-5,5],对称轴为直线x=-a.
(1)当-a<-5,即a>5时,函数f(x)在[-5,5]上单调递增,如图(1),
∴f(x)max=f(5)=52+2a×5+2=27+10a,
f(x)min=f(-5)=(-5)2+2a×(-5)+2=27-10a.
(2)当-5≤-a<0,即0<a≤5时,如图(2).
∴f(x)max=f(5)=52+2a×5+2=27+10a,
f(x)min=f(-a)=2-a2.
(3)当0≤-a≤5,即-5≤a≤0时,如图(3),
∴f(x)max=f(-5)=(-5)2+2a×(-5)+2=27-10a,
f(x)min=f(-a)=2-a2.
(4)当-a>5,即a<-5时,如图(4),
∴f(x)max=f(-5)=(-5)2+2a×(-5)+2=27-10a,
f(x)min=f(5)=27+10a.
综上知,f(x)max=.
f(x)min=.
『规律方法』 (1)函数f(x)在[a,b]上单调递增时,f(x)max=f(b);函数f(x)在[a,b]上单调递减时,f(x)max=f(a);函数f(x)在[a,b]上不是单调函数时,找出图象上最高点的纵坐标,即为函数f(x)的最大值,图象上最低点的纵坐标,即为函数f(x)的最小值.
(2)二次函数在给定区间[m,n]上的最值求解,常见的有以下四种情况:
①对称轴与区间[m,n]均是确定的;
②动轴定区间,即对称轴不确定,区间[m,n]是确定的;
③定轴动区间,即对称轴是确定的,区间[m,n]不确定;
④动轴动区间,即对称轴不确定,区间[m,n]也不确定.
以上四种情况,对于①可数形结合,较易解决.对于②和③,应按对称轴在区间的左侧、内部、右侧分三类,结合其图象特征分别求解.④可让区间不动,按对称轴在区间左侧、内部、右侧进行讨论,有时在区间内部还可分为两种情况:m≤x≤和<x≤n进行讨论.
(3)轴定区间动
典例8 二次函数f(x)=x2-2x+2,当x∈[t,t+1]时,求f(x)的最小值g(t).
[分析] 因为对称轴固定,区间不定,此题可从三个方面进行讨论:①区间在对称轴左侧;②区间在对称轴右侧;③对称轴在区间内.
[解析] 二次函数f(x)=x2-2x+2的图象开口向上,对称轴为直线x=1.
当t>1时,f(x)在[t,t+1]上单调递增,则g(t)=f(t)=t2-2t+2;
当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,则g(t)=f(1)=1-2+2=1;
当t+1<1,即t<0时,f(x)在[t,t+1]上单调递减,则g(t)=f(t+1)=t2+1.
综上所述,f(x)min=g(t)=.
『规律方法』 对称轴确定,区间不确定时,可以把区间看成可移动的,分别移至对称轴的不同位置进行讨论.
4.抽象函数问题
抽象函数是相对具体的函数而言的,是指没有给出具体的函数解析式或对应关系,只是给出函数所满足的一些条件或性质的一类函数.
抽象函数问题一般是由所给的条件或性质,讨论函数的其他性质,如单调性、奇偶性,或是求函数值、解析式等.下面对抽象函数的单调性、奇偶性问题举例说明.
典例9 设函数f(x)对任意实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y),且x>0时,f(x)<0,f(1)=-2.
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)求f(x)在[-3,3]上的最大值与最小值.
[解析] (1)证明:令x=y=0,得f(0)+f(0)=f(0),
∴f(0)=0.
又令y=-x,得f(0)=f(x)+f(-x)=0,
∴f(-x)=-f(x),∴f(x)是奇函数.
(2)解:在取x1,x2∈R,且x10,
于是f(x2)-f(x1)=f(x2)+f(-x1)
=f(x2-x1)<0,
∴f(x1)>f(x2),∴f(x)在R上是减函数,
∴f(x)的最大值为f(-3)=-f(3)=-3f(1)
=(-3)×(-2)=6,
f(x)的最小值为f(3)=-f(-3)=-6.
专题三 ?数学思想方法
1.数形结合思想
数形结合思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图形结合起来,使抽象思维与形象思维相结合,使问题化难为易、化抽象为具体.
典例10 已知函数f(x)=x2-2|x|-1(-3≤x≤3).
(1)求证:f(x)是偶函数;
(2)画出这个函数的图象;
(3)指出函数f(x)的单调区间,并说明在各个单调区间上f(x)的单调性;
(4)求函数f(x)的值域.
[解析] (1)证明:∵函数定义域[-3,3]关于原点对称,且f(-x)=(-x)2-2|-x|-1=x2-2|x|-1=f(x),
∴f(x)为偶函数.
(2)当x≥0时,f(x)=x2-2x-1=(x-1)2-2;
当x<0时,f(x)=x2+2x-1=(x+1)2-2.
即f(x)=
根据分段函数的作图方法,可得函数图象如上图所示.
(3)函数f(x)的单调区间为[-3,-1),[-1,0),[0,1),[1,3].
f(x)在[-3,-1),[0,1)上为减函数;在[-1,0),[1,3]上为增函数.
(4)f(x)图象在y轴上的纵投影为[-2,2],
故函数f(x)的值域为[-2,2].
『规律方法』 (1)含绝对值符号的函数图象的画法:
①根据绝对值定义去掉绝对值符号,将原函数化为分段函数;
②依次作每一段的图象.
(2)注意事项:
①若原函数具有奇偶性,可利用奇(偶)函数的对称性作图象;
②通常令绝对值号内的式子等于0,以求得讨论的分界点.
2.分类讨论思想
分类讨论问题的实质是:把整体问题化为部分来解决,从而增加了题设条件,这也是解决分类问题的指导思想,根据题意,要适当划分讨论的层次.
解分类讨论问题的步骤是:
(1)确定分类讨论的对象,即对哪个参数进行讨论;
(2)对所讨论的对象要进行合理的分类(分类时要做到不重复、不遗漏,标准要统一,分层不越级);
(3)逐类讨论,即对各类问题逐类讨论,逐个解决;
(4)归纳总结,即对各类问题总结归纳,得出结论.
典例11 设a为实数,函数f(x)=x2+|x-a|+1,x∈R.
(1)讨论f(x)的奇偶性;
(2)求f(x)的最小值.
[分析] (1)根据函数奇偶性的定义知,判断某函数是否具有奇偶性,应先判断其定义域是否关于原点对称,再看是否有f(-x)±f(x)=0;若要证明某函数不具有奇偶性,则只需举出反例即可;(2)求f(x)的最小值,首先去掉绝对值符号,然后根据对称轴与所研究区间的相对位置关系进行讨论.
[解析] (1)当a=0时,函数f(-x)=(-x)2+|-x|+1=f(x),此时f(x)为偶函数.
当a≠0时,f(a)=a2+1,f(-a)=a2+2|a|+1,-f(a)=-a2-1,f(-a)≠f(a),f(-a)≠-f(a),此时f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(2)①当x≤a时,函数f(x)=x2-x+a+1=(x-)2+a+.
若a≤,则函数f(x)在(-∞,a]上单调递减,
从而函数f(x)在(-∞,a]上的最小值为f(a)=a2+1;
若a>,则函数f(x)在(-∞,a]上最小值为f()=+a.
②当x≥a时,函数f(x)=x2+x-a+1=(x+)2-a+.
若a≤-,则函数f(x)在[a,+∞)上的最小值为f(-)=-a;
若a>-,则函数f(x)在[a,+∞)上单调递增,
从而函数f(x)在[a,+∞)上的最小值为f(a)=a2+1.
综上,当a≤-时,函数f(x)的最小值是-a;
当-当a>时,函数f(x)的最小值是+a.
3.转化与化归思想
为了解决问题的方便,我们经常把所给问题进行形式上的变化,把要解决的问题转化为已经解决的问题.这种解决问题的思想就是转化与化归思想.
典例12 对任意x∈[1,+∞),不等式x2+2x-a>0恒成立.求实数a的取值范围.
[解析] 由已知x∈[1,+∞),x2+2x-a>0恒成立,
即a令g(x)=x2+2x,x∈[1,+∞),
则原问题可转化为a小于g(x)在[1,+∞)上的最小值问题.
∵g(x)=(x+1)2-1的图象的对称轴为x=-1,
∴函数g(x)在[1,+∞)上是增函数.
∴当x=1时,g(x)取最小值,g(1)=3.∴a<3.
∴实数a的取值范围为{a|a<3}.
『规律方法』 aA级 基础巩固
一、选择题
1.下列集合中,不同于另外三个集合的是( B )
A.{x|x=1}      
B.{x|x2=1}
C.{1}
D.{y|(y-1)2=0}
[解析] {x|x2=1}={-1,1},另外三个集合都是集合{1},故选B.
2.(2019·山东济宁市高一期末测试)已知集合A={x|-2A.{-2,-1,0,1}
B.{-2,-1,0}
C.{-1,0,1}
D.{-1,0}
[解析] A∩B={x|-23.(2019·山东莒县一中高一期末测试)已知函数f(x)=,则f[f(1)]等于( B )
A.2
B.3
C.4
D.5
[解析] ∵x<2时,f(x)=2x+1,
∴f(1)=2×1+1=3,
又∵x≥2时,
f(x)=x2-2x,
∴f[f(1)]=f(3)=32-2×3=3.
4.设f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x+b,则f(-1)等于( C )
A.0
B.2
C.-2
D.1
[解析] ∵x≥0时,f(x)=2x+b,且f(x)为奇函数,
∴f(0)=0,∴b=0.
∴f(x)=2x,∴f(-1)=-f(1)=-2.
5.已知二次函数y=ax2+bx+c满足a>b>c且a+b+c=0,那么它的图象可能是图中的( A )
[解析] ∵a>b>c,a+b+c=0,
∴a>0,c<0,∴图象开口向上,与y轴交于负半轴,故排除B、C.
∵当x=1时,y=0,∴A正确.
6.若函数f(x)=是定义在R上的减函数,则a的取值范围为( A )
A.[,)
B.(0,)
C.[,+∞)
D.(-∞,]∪[,+∞)
[解析] 由f(x)=是R上的减函数知,
解得≤a<.
二、填空题
7.(2019·安徽太和中学高一期中测试)已知集合A={0,3,4m-4},集合B={3,m2},若B?A,则实数m=__0或2__.
[解析] ∵B?A,∴m2=0或m2=4m-4,
当m2=0时,m=0,A={-4,0,3},B={0,3},满足B?A.
当m2=4m-4时,m2-4m+4=0,m=2,A={0,3,4},B={3,4}满足B?A.
综上可知m=0或2.
8.若函数f(x)满足f(2x+1)=3-2x,则f(x)的解析式为__f(x)=4-x__.
[解析] 设2x+1=t,则x=,
∴f(t)=3-2×=3-t+1=4-t.
∴f(x)=4-x.
三、解答题
9.已知全集为实数集R,集合A={x|1≤x≤7},B={x|-2m+1(1)若m=5,求A∪B,(?RA)∩B;
(2)若A∩B=A,求m的取值范围.
[解析] (1)∵m=5,∴B={x|-9∴A∪B={x|-9又?RA={x|x<1或x>7},
∴(?RA)∩B={x|-9(2)∵A∩B=A,∴A?B,
∴,即,解得m>7.
∴m的取值范围是{m|m>7}.
B级 素养提升
一、选择题
1.已知集合A={y|y=x2-1,x∈R},B={y|y=-x2+2,x∈R},则A∪B等于( A )
A.R
B.{y|-2≤y≤2}
C.{y|y≤-1或y≥2}
D.以上都不对
[解析] A={y|y=x2-1,x∈R}={y|y≥-1},
B={y|y=-x2+2,x∈R}={y|y≤2},
∴A∪B={y|y≥-1}∪{y|y≤2}=R.
2.函数f(x2)=x10+1,则函数f(x)的解析式为( B )
A.f(x)=x5+1
B.f(x)=x5+1(x≥0)
C.f(x)=x5+1(x≥1)
D.f(x)=x+1(x≥1)
[解析] 令t=x2,∴t≥0,∴x10=t5,
∴f(t)=t5+1,∴f(x)=x5+1(x≥0),故选B.
3.已知函数f(x)的定义域为[-2,1],函数g(x)=,则g(x)的定义域为( A )
A.(-,2]
B.(-1,+∞)
C.(-,0)∪(0,2)
D.(-,2)
[解析] 由题意,得,∴-4.甲乙两种商品在过去一段时间的价格走势如图所示.假设某人持有资金120万元,他可以在t1至t4的任意时刻买卖这两种商品,且买卖能够立即成交(其他费用忽略不计),那么他持有的资金最多可变为( D )
A.120万元
B.160万元
C.220万元
D.240万元
[解析] 甲在6元时,全部买入,可以买120÷6=20(万)份,
在t2时刻全部卖出,此时获利20×2=40万,
乙在4元时买入,可以买(120+40)÷4=40(万)份,
在t4时刻全部卖出,此时获利40×2=80万,共获利40+80=120万,即最多可变为120+120=240(万元).
二、填空题
5.已知f(x)=,若f(x)=-2,则x=__或4__.
[解析] 当x≤2时,2x-3=-2,∴x=;当x>2时,-x+2=-2,∴x=4.综上可知x=或4.
6.设函数y=f(x)对任意正实数x,y都有f(x·y)=f(x)+f(y),已知f(8)=3,则f()=____.
[解析] ∵对任意正实数x,y都有f(x·y)=f(x)+f(y),
∴f(8)=f(2×4)=f(2)+f(4),
又f(4)=f(2×2)=f(2)+f(2),
∴f(8)=3f(2)=3,∴f(2)=1.
∴f(2)=f(×)=f()+f()=1,
∴f()=.
三、解答题
7.(2019·天津和平区高一期中测试)已知函数f(x)=.
(1)求f(2)的值;
(2)求f(x)的定义域和值域.
[解析] (1)∵f(x)=,
∴f(2)==-.
(2)要使f(x)有意义,应满足x+2≠0,∴x≠-2.
∴f(x)的定义域为{x|x≠-2}.
f(x)===1-,
∵≠0,∴1-≠1,
∴f(x)的值域为(-∞,1)∪(1,+∞).
8.已知定义在R上的函数y=f(x)满足f(-x)=-f(x),它在(0,+∞)上是增函数,且f(x)<0,问F(x)=在(-∞,0)上是增函数还是减函数?证明你的结论.
[解析] 由已知可得,F(x)在(-∞,0)上是减函数.
证明如下:
任取x1,x2∈(-∞,0),且x1-x2>0.
∵y=f(x)在(0,+∞)上是增函数,且f(x)<0,
∴f(-x2)又∵f(-x)=-f(x),②
∴f(-x2)=-f(x2),f(-x1)=-f(x1)③
由①②③,得f(x2)>f(x1)>0.F(x1)-F(x2)=>0,即F(x1)>F(x2).
∴F(x)=>0在(-∞,0)上是减函数.
9.定义在(-8,8)上的函数f(x)既为减函数,又为奇函数,解关于a的不等式f(7-a)+f(5-a)<0.
[解析] ∵f(x)为奇函数,f(7-a)+f(5-a)<0,
∴f(7-a)<-f(5-a)=f(a-5).
又由f(x)在(-8,8)上为减函数,
可得,
∴解得-1∴原不等式的解集为(-1,6).
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