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解不等式、集合表示与运算及简易逻辑

2014-10-27王健

中学生天地·高中学习版 2014年10期
关键词:空集偶函数充分条件

王健

知识要点:解不等式

解不等式是一项基础能力,广泛应用在集合运算、函数、线性规划等有关问题中.

★一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(a≠0)的解法

先求根,然后结合函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象得到结论. 求根过程中优先考虑因式分解,如有困难再求判别式.口诀:“同号两根之外,异号两根之间.”

★绝对值不等式xa)(a>0)的解法

① x

② x>ax2>a2x>a或x<-a;

③ f(x)

含有多个绝对值符号的不等式,可用“按零点分区间讨论去绝对值”的方法来解.

★一元高次不等式的解法——标根法

① 因式分解:将一元高次不等式化为:(x-x1)(x-x2)·…·(x-xn)>0(或<0)的形式,并使每一个因式中x的系数为正.

② 画出曲线:先将每一个因式的根标在数轴上,再从最大根的右上方依次通过数轴上代表各根的点画曲线.如果数值相同的根出现偶数次,则曲线到达该点后弹回,不穿过数轴;如果数值相同的根出现奇数次,则曲线可以通过该点.口诀:“奇穿过偶弹回.”

③ 写出解集:根据所绘制曲线呈现的f(x)的符号变化情况,写出不等式的解集.

★分式不等式的解法

① 移项:使不等式右边为0(标准化);

② 通分:使每一个因式中最高次项的系数为正(因式化);

③ 求解:用标根法,求解时注意分母不能为零.(注:必修不作要求)

★其他函数不等式的解法

通法:以函数定义域为前提,统一函数名,利用函数单调性求解.

【提醒】

① 解分式不等式时,不能简单地在不等式两边同时乘以分母来化简,要注意讨论分母的正负情况,如果分母为负,乘以分母时不等式符号需要改变.

② 在解函数型不等式时,首先要使得所求解函数有意义,然后利用好函数图象及其单调性求解.

③ 含有参数的一元二次不等式问题是一类非常重要的常考题型,解答时要先依据常规思路求出两根,再结合二次函数图象确定开口方向求解. 莫忘二次项系数为0时是一次函数的情况,解答结果要写成区间或集合的形式.

【自查题组】

(1) 不等式ax2-ax-1<0 的解集为R ,则实数a的取值范围为 .

(2) 不等式>1的解集为 .

(A) {xx>4}

(B) {xx>或x<-3}

(C) {xx<-3或x>4}

(D) {xx>-2或x<-3}

(3) 不等式2x-1-x<1的解集是 .

(4) 不等式log (2x-3)(x2-3)>0的解集是 .

(5) 若不存在整数x满足不等式(kx-k2-4)(x-4)<0,则实数k的取值范围是 .

知识要点: 集合的表示与运算

★集合的概念:集合中的元素具有确定性、无序性、互异性的特征

解题中要注意互异性包含的暗示,如集合{a,2}隐含条件a≠2.

★集合的表示方法:列举法、描述法

要注意描述法中代表元素的形式和意义,如{xy=},{yy=},{(x,y)y=}分别表示函数y=定义域、值域和点集的集合.

★分清两类关系

① 元素与集合的关系,用∈或表示;

② 集合与集合的关系,用(子集),?芴或?奂(真子集),=(相等)表示.

★最特殊的集合——空集“”

① 空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.

② 进行集合的交、并、补运算时,不要忘了集合本身和空集的特殊情况. 如A∩B=,要注意A=或B=这两种极端情况.

【提醒】

集合语言是高中数学的基础,近年以集合语言为基础的抽象表示、符号表示在高考考题中的分量逐年增多,应加强对这类数学语言的理解和掌握.

① 碰到用描述法表示的集合时,首先要看清集合中代表元素的形式,其次看它满足的性质,明白其表示的意义. 注意元素与集合是一种相对关系.

② 解决集合运算问题时,要善于借助数轴或韦恩图这些图示工具对集合进行分析和求解,同时不要遗漏边界值、空集等易被忽略的情况.

【自查题组】

(6) 若集合A={x+y=cc∈R},B={x2+y2=r2r>0},则集合A∩B的子集的个数是 .

(A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) 1或2或4

(7) 设A={1,2,3},B={xxA},则下列关系表述正确的是 .

(A) A∈B (B) AB (C) A?勐B (D) AB

(8) 已知集合A={-1,1},B={xmx=1},且A∪B=A,则m的值为 .

(A) 1 (B) -1 (C) 1或-1 (D) 1或-1或0

(9) 已知集合A={xx=2n-1,n∈Z},B={xx2-4x≤0},则A∩B= .

(A) {1} (B) {x1

(10) 对于集合M,N,定义M-N={xx∈M且xN},M?茌N=(M-N)∪(N-M),设A={yy=3x,x∈R},B={yy=-(x-1)2+2,x∈R},则A?茌B=

.

(A) [0,2) (B) (0,2]

(C) (-∞,0]∪(2,+∞) (D) (-∞,0)∪[2,+∞)

知识要点:简易逻辑

★命题的否定与否命题

对“pq”型命题来说,“pq”的否定是pq,否命题是pq.

非“pq”型命题无否命题概念,对于命题的否定p掌握以下常考模式即可:

① 全称命题p:?坌x∈M,p(x),p的否定p:?埚x∈M,p(x);

② 特称命题p:?埚x∈M,p(x),p的否定p:?坌x∈M,p(x);

③ 命题“p或q”的否定是“p且q”,命题“p且q”的否定是“p或q” .

★判断命题充分性与必要性的三个要点

① 首先要明确哪个作为条件、哪个作为结论,然后根据定义判断:由条件可推出结论时,则条件是结论成立的充分条件;由结论可推出条件时,则条件是结论成立的必要条件.

解题时先根据题目中的问题判断哪个是条件、哪个是结论,然后把条件放前面、结论放后面:条件结论,判断为充分条件;若条件?坩结论,则判断为必要条件.

② 很多与字母有关的判断问题,可以从找寻条件和结论的联系入手,然后结合集合间的包含关系来理解和判断.

若AB,则x∈A是x∈B的充分条件,x∈B是x∈A的必要条件;

【参考答案】

(1) {a-4

(2) C

(3) {x0

(4) {xx∈(,2)∪(2,+∞)}

(5) {k1≤k≤4} 【当k>0时,可得x-(x-4)<0,由于=k+≥4,则4

当k=0时,显然存在整数x满足题意.

当k<0时,x-(x-4)>0,由于=k+≤-4,显然也存在整数x满足题意.

综上所述,解得{k1≤k≤4}】

(6) A 【一定要清楚集合A与集合B中元素的形式和意义不同,所以交集为空集,而空集的子集仍然为空集,所以答案为A】

(7) A 【要分清集合和元素的相对性. B集合应这样理解:它的元素是A集合的子集,如{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}和空集,所以应选A】

(8) D 【不要漏掉B为空集的情况】

(9) C

(10) C

(11) C

(12) A

(13) C 【利用集合间的包含关系,找出必要条件的选项,符合条件的只有C】

(14) C 【由题意得: f=f-φ=kπ, “f(x)是偶函数”φ=kπ,所以f=f- f(x)是偶函数,答案选C】

(15) B 【“便宜没好货”即“便宜”“没好货”,它的逆否命题为:“好货”“不便宜”,据此判断,答案为B】

若BA,则x∈A是x∈B的必要条件,x∈B是x∈A的充分条件;

若A=B,则x∈A是x∈B(或x∈B是x∈A)的充要条件.

可以记为“大是小必要,小是大充分”.

③ 对于条件或结论是不等关系(或否定式)的命题,可利用原命题与逆否命题等价的性质,即ABBA来判断.

【提醒】

简易逻辑作为高中逻辑判断的理论基础,有助于我们加强对概念、定理和性质等命题的理解和认识.学习时应注意形式化的语言的书写,如写原命题、否命题、逆命题、逆否命题四种命题形式或含有全称量词、特称量词的命题的否定形式等. 命题的充分性和必要性的判断是一个重要的考点,应注意审题,找出联系,分清条件和结论,善于运用集合工具.

【自查题组】

(11) 命题“若xA则y∈B”的否命题是 .

(A) 若xA,则yB (B) 若y∈B,则xA

(C) 若x∈A,则yB (D) 若yB,则xA

(12) 已知命题p:?埚n∈N ,2n>1000,则p为 .

(A) ?坌n∈N ,2n≤1000 (B) ?坌n∈N ,2n>1000

(C) ?埚n∈N ,2n≤1000 (D) ?埚n∈N ,2n<1000

(13) “不等式x2-x+m>0在R上恒成立”的一个必要不充分条件是

.

(A) m> (B) 0

(C) m>0 (D) m>1

(14) 已知函数f(x)=cos(x+φ),则“f=f-”是“f(x)是偶函数”的 .

(A) 充分不必要条件 (B) 必要不充分条件

(C) 充要条件 (D) 既不充分也不必要条件

(15) 人们常说“便宜没好货”,这句话的意思是:“不便宜”是“好货”的 .

(A) 充分条件 (B) 必要条件

(C) 充分必要条件 (D) 既非充分也非必要条件

(C) (-∞,0]∪(2,+∞) (D) (-∞,0)∪[2,+∞)

知识要点:简易逻辑

★命题的否定与否命题

对“pq”型命题来说,“pq”的否定是pq,否命题是pq.

非“pq”型命题无否命题概念,对于命题的否定p掌握以下常考模式即可:

① 全称命题p:?坌x∈M,p(x),p的否定p:?埚x∈M,p(x);

② 特称命题p:?埚x∈M,p(x),p的否定p:?坌x∈M,p(x);

③ 命题“p或q”的否定是“p且q”,命题“p且q”的否定是“p或q” .

★判断命题充分性与必要性的三个要点

① 首先要明确哪个作为条件、哪个作为结论,然后根据定义判断:由条件可推出结论时,则条件是结论成立的充分条件;由结论可推出条件时,则条件是结论成立的必要条件.

解题时先根据题目中的问题判断哪个是条件、哪个是结论,然后把条件放前面、结论放后面:条件结论,判断为充分条件;若条件?坩结论,则判断为必要条件.

② 很多与字母有关的判断问题,可以从找寻条件和结论的联系入手,然后结合集合间的包含关系来理解和判断.

若AB,则x∈A是x∈B的充分条件,x∈B是x∈A的必要条件;

【参考答案】

(1) {a-4

(2) C

(3) {x0

(4) {xx∈(,2)∪(2,+∞)}

(5) {k1≤k≤4} 【当k>0时,可得x-(x-4)<0,由于=k+≥4,则4

当k=0时,显然存在整数x满足题意.

当k<0时,x-(x-4)>0,由于=k+≤-4,显然也存在整数x满足题意.

综上所述,解得{k1≤k≤4}】

(6) A 【一定要清楚集合A与集合B中元素的形式和意义不同,所以交集为空集,而空集的子集仍然为空集,所以答案为A】

(7) A 【要分清集合和元素的相对性. B集合应这样理解:它的元素是A集合的子集,如{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}和空集,所以应选A】

(8) D 【不要漏掉B为空集的情况】

(9) C

(10) C

(11) C

(12) A

(13) C 【利用集合间的包含关系,找出必要条件的选项,符合条件的只有C】

(14) C 【由题意得: f=f-φ=kπ, “f(x)是偶函数”φ=kπ,所以f=f- f(x)是偶函数,答案选C】

(15) B 【“便宜没好货”即“便宜”“没好货”,它的逆否命题为:“好货”“不便宜”,据此判断,答案为B】

若BA,则x∈A是x∈B的必要条件,x∈B是x∈A的充分条件;

若A=B,则x∈A是x∈B(或x∈B是x∈A)的充要条件.

可以记为“大是小必要,小是大充分”.

③ 对于条件或结论是不等关系(或否定式)的命题,可利用原命题与逆否命题等价的性质,即ABBA来判断.

【提醒】

简易逻辑作为高中逻辑判断的理论基础,有助于我们加强对概念、定理和性质等命题的理解和认识.学习时应注意形式化的语言的书写,如写原命题、否命题、逆命题、逆否命题四种命题形式或含有全称量词、特称量词的命题的否定形式等. 命题的充分性和必要性的判断是一个重要的考点,应注意审题,找出联系,分清条件和结论,善于运用集合工具.

【自查题组】

(11) 命题“若xA则y∈B”的否命题是 .

(A) 若xA,则yB (B) 若y∈B,则xA

(C) 若x∈A,则yB (D) 若yB,则xA

(12) 已知命题p:?埚n∈N ,2n>1000,则p为 .

(A) ?坌n∈N ,2n≤1000 (B) ?坌n∈N ,2n>1000

(C) ?埚n∈N ,2n≤1000 (D) ?埚n∈N ,2n<1000

(13) “不等式x2-x+m>0在R上恒成立”的一个必要不充分条件是

.

(A) m> (B) 0

(C) m>0 (D) m>1

(14) 已知函数f(x)=cos(x+φ),则“f=f-”是“f(x)是偶函数”的 .

(A) 充分不必要条件 (B) 必要不充分条件

(C) 充要条件 (D) 既不充分也不必要条件

(15) 人们常说“便宜没好货”,这句话的意思是:“不便宜”是“好货”的 .

(A) 充分条件 (B) 必要条件

(C) 充分必要条件 (D) 既非充分也非必要条件

(C) (-∞,0]∪(2,+∞) (D) (-∞,0)∪[2,+∞)

知识要点:简易逻辑

★命题的否定与否命题

对“pq”型命题来说,“pq”的否定是pq,否命题是pq.

非“pq”型命题无否命题概念,对于命题的否定p掌握以下常考模式即可:

① 全称命题p:?坌x∈M,p(x),p的否定p:?埚x∈M,p(x);

② 特称命题p:?埚x∈M,p(x),p的否定p:?坌x∈M,p(x);

③ 命题“p或q”的否定是“p且q”,命题“p且q”的否定是“p或q” .

★判断命题充分性与必要性的三个要点

① 首先要明确哪个作为条件、哪个作为结论,然后根据定义判断:由条件可推出结论时,则条件是结论成立的充分条件;由结论可推出条件时,则条件是结论成立的必要条件.

解题时先根据题目中的问题判断哪个是条件、哪个是结论,然后把条件放前面、结论放后面:条件结论,判断为充分条件;若条件?坩结论,则判断为必要条件.

② 很多与字母有关的判断问题,可以从找寻条件和结论的联系入手,然后结合集合间的包含关系来理解和判断.

若AB,则x∈A是x∈B的充分条件,x∈B是x∈A的必要条件;

【参考答案】

(1) {a-4

(2) C

(3) {x0

(4) {xx∈(,2)∪(2,+∞)}

(5) {k1≤k≤4} 【当k>0时,可得x-(x-4)<0,由于=k+≥4,则4

当k=0时,显然存在整数x满足题意.

当k<0时,x-(x-4)>0,由于=k+≤-4,显然也存在整数x满足题意.

综上所述,解得{k1≤k≤4}】

(6) A 【一定要清楚集合A与集合B中元素的形式和意义不同,所以交集为空集,而空集的子集仍然为空集,所以答案为A】

(7) A 【要分清集合和元素的相对性. B集合应这样理解:它的元素是A集合的子集,如{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}和空集,所以应选A】

(8) D 【不要漏掉B为空集的情况】

(9) C

(10) C

(11) C

(12) A

(13) C 【利用集合间的包含关系,找出必要条件的选项,符合条件的只有C】

(14) C 【由题意得: f=f-φ=kπ, “f(x)是偶函数”φ=kπ,所以f=f- f(x)是偶函数,答案选C】

(15) B 【“便宜没好货”即“便宜”“没好货”,它的逆否命题为:“好货”“不便宜”,据此判断,答案为B】

若BA,则x∈A是x∈B的必要条件,x∈B是x∈A的充分条件;

若A=B,则x∈A是x∈B(或x∈B是x∈A)的充要条件.

可以记为“大是小必要,小是大充分”.

③ 对于条件或结论是不等关系(或否定式)的命题,可利用原命题与逆否命题等价的性质,即ABBA来判断.

【提醒】

简易逻辑作为高中逻辑判断的理论基础,有助于我们加强对概念、定理和性质等命题的理解和认识.学习时应注意形式化的语言的书写,如写原命题、否命题、逆命题、逆否命题四种命题形式或含有全称量词、特称量词的命题的否定形式等. 命题的充分性和必要性的判断是一个重要的考点,应注意审题,找出联系,分清条件和结论,善于运用集合工具.

【自查题组】

(11) 命题“若xA则y∈B”的否命题是 .

(A) 若xA,则yB (B) 若y∈B,则xA

(C) 若x∈A,则yB (D) 若yB,则xA

(12) 已知命题p:?埚n∈N ,2n>1000,则p为 .

(A) ?坌n∈N ,2n≤1000 (B) ?坌n∈N ,2n>1000

(C) ?埚n∈N ,2n≤1000 (D) ?埚n∈N ,2n<1000

(13) “不等式x2-x+m>0在R上恒成立”的一个必要不充分条件是

.

(A) m> (B) 0

(C) m>0 (D) m>1

(14) 已知函数f(x)=cos(x+φ),则“f=f-”是“f(x)是偶函数”的 .

(A) 充分不必要条件 (B) 必要不充分条件

(C) 充要条件 (D) 既不充分也不必要条件

(15) 人们常说“便宜没好货”,这句话的意思是:“不便宜”是“好货”的 .

(A) 充分条件 (B) 必要条件

(C) 充分必要条件 (D) 既非充分也非必要条件

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