目錄第一章函式 2
第二章三角函式 28
第三章兩角和與差的三角函式 44
第四章反三角函式 50
第五章不等式(inequality) 51
第六章數列、極限、數學歸納法 57
第七章複數(complex number) 66
第八章排列、組合、二項式定理 72
第九章直線(line) 79
第十章圓錐曲線(conic) 86
第一章函式
函式是數學研究的物件,熟練掌握它的性質對我們研究經濟現象十分必要。本章在集合論基礎上展開分析。
§1.1 集合
1. 集合(set)
一般地,具有某種特點的一類物件的全體就稱為乙個集合。集合中的每個物件稱為這個集合的元素(element)。
下面是一些常用的數集及其記法。
自然數集 (the set of all non-negative integers),記作n.
非負整數集內排除0的集,也稱正整數集(the set of all positive integers),記作 n* 或n +全體整數的集合通常簡稱整數集(the set of all integers),記作z;
全體有理數的集合通常簡稱有理數集(the set of all rational numbers),記作q;
全體實數的集合通常簡稱實數集(the set of all real numbers),記作r。
集合的元素常用小寫的拉丁字母表示,如果a 是集合a 的元素,就說a 屬於(belong to )集合a ,記作a ∈ a;如果a 不是集合a 的元素,就說a 不屬於(not belong to)集合a ,記作。
集合的表示方法,常用的有列舉法和描述法。
列舉法是把集合中的元素一一枚舉出來的方法。
例如。此集合含有元素10 個。一般地,含有有限個元素的集合叫做有限集(finite set)。
描述法是用確定的條件表示某些物件是否屬於這個集合的方法。
例如,函式的定義域可以表示為。
集合的元素有無限個。一般地,含有無限多個元素地集合叫做無限集(infinite set)。
再看個例子,方程的所有實數解組成的集合,可以表示為
這個集合是沒有元素的。一般地,我們把不含任何元素的集合叫做空集(empty set),記作。
2.子集、交集、並集、補集
i.子集
集合與集合之間,存在著「包含」與「相等」的關係。
先看集合與集合之間的「包含」關係。
設a = , b =, 集合a 是集合b 的一部分,我們就說集合b 包含集合a。
我們規定:空集是任何集合的子集。
集合a 與集合b 的元素是相同的,我們就說集合a等於集合b。是集合b 的元素,同時集合b的任何乙個元素都是集合a 的元素,我們就說集合a 等於集合b,記作a=b。
我們還常常涉及「真子集」的問題。
集合a 是集合b 的真子集(proper set),記作ab (或ba).
顯然,空集是任何非空集合的子集。
ii. 全集與補集
一般地,設s是乙個集合,a是s 的乙個子集,由s中所有不屬於a的元素組成的集合,叫做s中子集a的補集(complementary set) ( 或餘集),記作,。
例如,如果s=,a=,那麼=。
iii.交集、並集
一般地,由所有屬於集合a且屬於集合b 的元素所組成的集合,叫做a與b的交集(intersection),記作a∩b(讀「a交b」),即a∩b=。
而由所有屬於集合a或屬於集合b的元素所組成的集合,叫做a與b的並集(union),
記作a∪b(讀「a並b」),即a∪b=。
例1 設a=,b= ,求a∩b 。
解: a∩b =∩=,b= ,求a∩b。
解:a∩b = ∩ =。
例3a= ,b=,求a∪b 。
解: a∪b = ∪ =。
集合中的元素是沒有重複現象的,兩個集合的並集中,原兩個集合的公共元素只能出現一次,不可寫成a∪b =。
例4 設a=,b= ,求a∪b。
解:a∪b=∪=。
例5 a = , b = ,求a∪b 。
解: a∪b = ∪ =。
形如2n(n∈z) 整數叫做偶數,形如2n +1(n∈z) 的整數叫做奇數。全體奇數的集合簡稱奇數集(the set of all odd numbers),全體偶數的集合簡稱偶數集(the set of all even numbers)。
習題1.1
1. 下列各小題中,分別指出了乙個集合的所有元素,用適當的方法把這個集合表示出來,然後指出它是有限集還是無限集。
(1) 世界上最高的山峰;
(2) 由1,2,3 這三個數字抽出一部分或全部數字(沒有重複)組成的一切自然數;
(3) 平面內到乙個定點o的距離等於定長l(l >0)的所有的點p。
2. 寫出集合所有的子集,並指出其中那些是它的真子集。
3. (1) 解方程並把結果用集合表示出來;
(2) 解不等式3x +2<4x1,並把結果用集合表示出來。
4. (1) 設a=,b=,求a∩b ;
(2) 設a=,b=,求a∩b ;
(3) 設a=,b=,求a∪b ;
(4) 設a= ,b= ,求a∪b。
1.2函式
1. 函式
定義:設在乙個變化過程中有兩個變數x與y,如果對於x的每乙個值,y都有唯一的值與它對應,那麼就說y是x的函式(function),x叫做自變數。
記作y= f(x), x∈d。
其中,x叫做自變數(argument),x的取值範圍d叫做函式的定義域(domain);與x對應的y的值叫做函式值,函式值的集合叫做函式的值域(range)。
一次函式f(x) =ax+b(a≠0)的定義域是r。值域也是r。對於r中的任意乙個數x,在r中都有乙個數y=ax+b(a≠0)和它對應。
函式除用f (x)表示外,還常用g(x),f(x),g(x)等符號表示。而且研究函式常常用到區間(interval)的概念,如[a,b],(a,b),[a,b],(a,ba,+∞]等。
例1 求下列函式的定義域:
(1);
(2)。
分析:函式的定義域就是指能使這個式子有意義的實數x的集合。
解:(1)因為3x +2≥0,即時,根式才有意義,所以,這個函式的定義域是。
(2 使根式有意義的實數x的集合是,使分式
的實數x的集合是,所以,這個函式的定義域是[1,2]∪(2,+∞)。
例2已知函式求f (3) ,, f (a),f(a+1)。
解: f (3) = 3×325×3+2 =14 ;=;;
習題1.2
1. 畫圖表示集合a到集合b的對應(集合a,b各取4個元素),
已知:(1) a =, b = ,對應關係是「乘2」;
(2)a=, b = r,對應關係是「求算術平方根」;
(3)a=, b = r,對應關係是「求倒數」;
(4) a =,b=,對應關係是「求余弦」。
2. 已知函式f(x)=3x+5, x ∈r,求f(3), f(2), f (0) ,
f (1) , f (2) 以及函式的值域。
3. 選擇題:
下列四組中的函式f (x),g(x),表示同乙個函式的是( )
(a) f(x) =1, ;(b) f (x) =x1,;
(c),(d)
4. 畫出下列函式的圖象,並說出定義域、值域:
(1)正比例函式y = 3x ; (2)反比例函式
(3)一次函式y = 4x+5; (4)二次函式.
5. 求下列函式的定義域:
(1); (2);
(3); (4);
(5); (6)
1.3 函式的單調性(monotone)
為了研究函式的性質,按照列表、描點、連線等步驟分別畫函
數和的圖象。
函式的圖象如圖1-1,函式的圖象如圖1-2
圖1.1 圖1.2
現在研究函式的單調性。
從函式的圖象(圖1.1)出發看到:
圖象在y 軸的右側部分是上公升的,也就是說,當x在區間
[0, +∞) 上取值時,隨著x的增大,相應的y值也隨著增大,即如果取,得到那麼當時,有,這時我們就說函式在[0, +∞) 上是增函式。
圖象在y軸的左側部分是下降的,也就是說,當x在區間(∞,0)上取值時,隨著x的增大,相應的y值也隨著增大,即如果取,得到,那麼當時,有,這時我們就說函式在(∞,0)上是減函式。
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