2018年高考数学总复习教师用书全套(含解析共1011页)第1讲集合最新考纲 1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中了解全集与空集的含义;3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算.知识梳理1.元素与集合(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于,表示符号分别为∈和∉.(3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法.2.集合间的基本关系(1)子集:若对任意x∈A,都有x∈B,则A⊆B或B⊇A.(2)真子集:若A⊆B,且集合B中至少有一个元素不属于集合A,则A B或B A.(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.(4)空集的性质:∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3.集合的基本运算(1)若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个.(2)子集的传递性:A⊆B,B⊆C⇒A⊆C.(3)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B.(4)∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B),∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B).诊断自测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)(1)任何集合都有两个子集.()(2)已知集合A={x|y=x2},B={y|y=x2},C={(x,y)|y=x2},则A=B=C.()(3)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.()(4)若A∩B=A∩C,则B=C.()解析(1)错误.空集只有一个子集,就是它本身,故该说法是错误的.(2)错误.集合A是函数y=x2的定义域,即A=(-∞,+∞);集合B是函数y=x2的值域,即B=[0,+∞);集合C是抛物线y=x2上的点集.因此A,B,C不相等.(3)错误.当x=1,不满足互异性.(4)错误.当A=∅时,B,C可为任意集合.答案(1)×(2)×(3)×(4)×2.(必修1P7练习2改编)若集合A={x∈N|x≤10},a=22,则下列结论正确的是()A.{a}⊆AB.a⊆AC.{a}∈AD.a∉A解析由题意知A={0,1,2,3},由a=22,知a∉A.答案 D3.(2016·全国Ⅰ卷)设集合A={1,3,5,7},B={x|2≤x≤5},则A∩B=()A.{1,3}B.{3,5}C.{5,7}D.{1,7}解析 因为A ={1,3,5,7},而3,5∈A 且3,5∈B ,所以A ∩B ={3,5}. 答案 B4.(2017·杭州模拟)设全集U ={x |x ∈N *,x <6},集合A ={1,3},B ={3,5},则∁U (A ∪B )等于( ) A.{1,4}B.{1,5}C.{2,5}D.{2,4}解析 由题意得A ∪B ={1,3}∪{3,5}={1,3,5}.又U ={1,2,3,4,5},∴∁U (A ∪B )={2,4}. 答案 D5.(2017·绍兴调研)已知全集U =R ,集合A ={x |x ≥2},B ={x |0≤x <5},则A ∪B =________,(∁U A )∩B =________.解析 ∵A ={x |x ≥2},B ={x |0≤x <5},∴A ∪B ={x |x ≥0},(∁U A )∩B ={x |0≤x <2}. 答案 {x |x ≥0} {x |0≤x <2}6.已知集合A ={(x ,y )|x ,y ∈R ,且x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|x ,y ∈R ,且y =x },则A ∩B 的元素个数为________.解析 集合A 表示圆心在原点的单位圆,集合B 表示直线y =x ,易知直线y =x 和圆x 2+y 2=1相交,且有2个交点,故A ∩B 中有2个元素. 答案 2考点一 集合的基本概念【例1】 (1)已知集合A ={0,1,2},则集合B ={x -y |x ∈A ,y ∈A }中元素的个数是( ) A.1B.3C.5D.9(2)若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =( ) A.92B.98C.0D.0或98解析 (1)当x =0,y =0,1,2时,x -y =0,-1,-2; 当x =1,y =0,1,2时,x -y =1,0,-1; 当x =2,y =0,1,2时,x -y =2,1,0.根据集合中元素的互异性可知,B 的元素为-2,-1,0,1,2,共5个.(2)若集合A 中只有一个元素,则方程ax 2-3x +2=0只有一个实根或有两个相等实根.当a =0时,x =23,符合题意;当a ≠0时,由Δ=(-3)2-8a =0,得a =98,所以a 的取值为0或98. 答案 (1)C (2)D规律方法 (1)第(1)题易忽视集合中元素的互异性误选D.第(2)题集合A 中只有一个元素,要分a =0与a ≠0两种情况进行讨论,此题易忽视a =0的情形. (2)用描述法表示集合,先要弄清集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明确集合类型,是数集、点集还是其他的集合. 【训练1】 (1)设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,则b -a =________.(2)已知集合A ={x ∈R |ax 2+3x -2=0},若A =∅,则实数a 的取值范围为________. 解析(1)因为{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba ,b ,a ≠0, 所以a +b =0,且b =1,所以a =-1,b =1,所以b -a =2. (2)由A =∅知方程ax 2+3x -2=0无实根, 当a =0时,x =23不合题意,舍去; 当a ≠0时,Δ=9+8a <0,∴a <-98. 答案 (1)2 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-98考点二 集合间的基本关系【例2】 (1)已知集合A ={x |y =1-x 2,x ∈R },B ={x |x =m 2,m ∈A },则( ) A.A BB.B AC.A ⊆BD.B =A(2)已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围是________.解析 (1)易知A ={x |-1≤x ≤1},所以B ={x |x =m 2,m ∈A }={x |0≤x ≤1}. 因此B A .(2)当B =∅时,有m +1≥2m -1,则m ≤2. 当B ≠∅时,若B ⊆A ,如图.则⎩⎨⎧m +1≥-2,2m -1≤7,m +1<2m -1,解得2<m ≤4. 综上,m 的取值范围为(-∞,4]. 答案 (1)B (2)(-∞,4]规律方法 (1)若B ⊆A ,应分B =∅和B ≠∅两种情况讨论.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn 图,化抽象为直观进行求解.【训练2】 (1)(2017·镇海中学质检)若集合A ={x |x >0},且B ⊆A ,则集合B 可能是( ) A.{1,2} B.{x |x ≤1} C.{-1,0,1}D.R(2)(2016·郑州调研)已知集合A ={x |x =x 2-2,x ∈R },B ={1,m },若A ⊆B ,则m 的值为( ) A.2 B.-1 C.-1或2D.2或2解析 (1)因为A ={x |x >0},且B ⊆A ,再根据选项A ,B ,C ,D 可知选项A 正确.(2)由x =x 2-2,得x =2,则A ={2}. 因为B ={1,m }且A ⊆B , 所以m =2. 答案 (1)A (2)A 考点三 集合的基本运算【例3】 (1)(2015·全国Ⅰ卷)已知集合A ={x |x =3n +2,n ∈N },B ={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为()A.5B.4C.3D.2(2)(2016·浙江卷)设集合P={x∈R|1≤x≤3},Q={x∈R|x2≥4},则P∪(∁R Q)=()A.[2,3]B.(-2,3]C.[1,2)D.(-∞,-2)∪[1,+∞)解析(1)集合A中元素满足x=3n+2,n∈N,即被3除余2,而集合B中满足这一要求的元素只有8和14.共2个元素.(2)易知Q={x|x≥2或x≤-2}.∴∁R Q={x|-2<x<2},又P={x|1≤x≤3},故P∪(∁R Q)={x|-2<x≤3}.答案(1)D(2)B规律方法(1)在进行集合的运算时要尽可能地借助Venn图和数轴使抽象问题直观化.(2)一般地,集合元素离散时用Venn图表示;集合元素连续时用数轴表示,用数轴表示时要注意端点值的取舍.【训练3】(1)(2017·石家庄模拟)设集合M={-1,1},N={x|x2-x<6},则下列结论正确的是()A.N⊆MB.N∩M=∅C.M⊆ND.M∩N=R(2)(2016·山东卷)设集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,3,5},B={3,4,5},则∁U(A∪B)=()A.{2,6}B.{3,6}C.{1,3,4,5}D.{1,2,4,6}解析(1)易知N=(-2,3),且M={-1,1},∴M⊆N.(2)∵A={1,3,5},B={3,4,5},∴A∪B={1,3,4,5},又全集U={1,2,3,4,5,6},因此∁U(A∪B)={2,6}.答案(1)C(2)A[思想方法]1.集合中的元素的三个特征,特别是无序性和互异性在解题时经常用到.解题后要进行检验,要重视符号语言与文字语言之间的相互转化.2.对连续数集间的运算,借助数轴的直观性,进行合理转化;对已知连续数集间的关系,求其中参数的取值范围时,要注意单独考察等号能否取到.3.对离散的数集间的运算,或抽象集合间的运算,可借助Venn图.这是数形结合思想的又一体现.[易错防范]1.集合问题解题中要认清集合中元素的属性(是数集、点集还是其他类型集合),要对集合进行化简.2.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,时刻关注对空集的讨论,防止漏解.3.解题时注意区分两大关系:一是元素与集合的从属关系;二是集合与集合的包含关系.4.Venn图图示法和数轴图示法是进行集合交、并、补运算的常用方法,其中运用数轴图示法时要特别注意端点是实心还是空心.基础巩固题组(建议用时:25分钟)一、选择题1.(2015·全国Ⅱ卷)已知集合A={1,2,3},B={2,3},则()A.A=BB.A∩B=∅C.A BD.B A解析∵A={1,2,3},B={2,3},∴2,3∈A且2,3∈B,1∈A但1∉B,∴B A.答案 D2.(2016·全国Ⅱ卷)已知集合A={1,2,3},B={x|x2<9},则A∩B=()A.{-2,-1,0,1,2,3}B.{-2,-1,0,1,2}C.{1,2,3}D.{1,2}解析由于B={x|x2<9}={x|-3<x<3},又A={1,2,3},因此A∩B={1,2}. 答案 D3.(2017·肇庆模拟)已知集合A={x|lg x>0},B={x|x≤1},则()A.A ∩B ≠∅B.A ∪B =RC.B ⊆AD.A ⊆B解析 由B ={x |x ≤1},且A ={x |lg x >0}=(1,+∞),∴A ∪B =R . 答案 B4.已知集合P ={x |x 2≤1},M ={a }.若P ∪M =P ,则a 的取值范围是( ) A.(-∞,-1] B.[1,+∞)C.[-1,1]D.(-∞,-1]∪[1,+∞)解析 因为P ∪M =P ,所以M ⊆P ,即a ∈P ,得a 2≤1,解得-1≤a ≤1,所以a 的取值范围是[-1,1]. 答案 C5.(2016·山东卷)设集合A ={y |y =2x ,x ∈R },B ={x |x 2-1<0},则A ∪B =( ) A.(-1,1) B.(0,1) C.(-1,+∞)D.(0,+∞)解析 由y =2x ,x ∈R ,知y >0,则A =(0,+∞). 又B ={x |x 2-1<0}=(-1,1). 因此A ∪B =(-1,+∞). 答案 C6.(2016·浙江卷)已知全集U ={1,2,3,4,5,6},集合P ={1,3,5},Q ={1,2,4},则(∁U P )∪Q =( ) A.{1} B.{3,5}C.{1,2,4,6}D.{1,2,3,4,5}解析 ∵U ={1,2,3,4,5,6},P ={1,3,5},∴∁U P ={2,4,6},∵Q ={1,2,4},∴(∁U P )∪Q ={1,2,4,6}. 答案 C7.若x ∈A ,则1x ∈A ,就称A 是伙伴关系集合,集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,2,3的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是( ) A.1B.3C.7D.31解析 具有伙伴关系的元素组是-1,12,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:{-1},⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,2,⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12,2. 答案 B8.已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合∁U(A∪B)=()A.{x|x≥0}B.{x|x≤1}C.{x|0≤x≤1}D.{x|0<x<1}解析∵A={x|x≤0},B={x|x≥1},∴A∪B={x|x≤0或x≥1},在数轴上表示如图.∴∁U(A∪B)={x|0<x<1}.答案 D二、填空题9.已知集合A={x|x2-2x+a>0},且1∉A,则实数a的取值范围是________.解析∵1∉{x|x2-2x+a>0},∴1∈{x|x2-2x+a≤0},即1-2+a≤0,∴a≤1.答案(-∞,1]10.(2017·宁波调研)集合A={0,|x|},B={1,0,-1},若A∪B=B,则A∩B =________;A∪B=________;∁B A=________.解析A={0,|x|},B={1,0,-1},若A∪B=B,则A⊆B,∴|x|=1,∴A∩B ={0,1},A∪B={-1,0,1},∁B A={-1}.答案{0,1}{-1,0,1}{-1}11.集合A={x|x<0},B={x|y=lg[x(x+1)]},若A-B={x|x∈A,且x∉B},则A -B=________.解析由x(x+1)>0,得x<-1或x>0,∴B=(-∞,-1)∪(0,+∞),∴A-B=[-1,0).答案[-1,0)12.(2017·湖州质检)已知集合A={x|x2-2 016x-2 017≤0},B={x|x<m+1},若A⊆B,则实数m的取值范围是________.解析由x2-2 016x-2 017≤0,得A=[-1,2 017],又B={x|x<m+1},且A⊆B,所以m+1>2 017,则m>2 016.答案(2 016,+∞)13.(2017·金华模拟)设集合A={x∈N|6x+1∈N},B={x|y=ln(x-1)},则A=________,B =________,A ∩(∁R B )=________.解析 当x =0,1,2,5时,6x +1的值分别为6,3,2,1,当x ∈N 且x ≠0,1,2,5时,6x +1∉N ,∴A ={0,1,2,5},由x -1>0,得x >1,∴B ={x |x >1},∁R B={x |x ≤1},∴A ∩(∁R B )={0,1}. 答案 {0,1,2,5} {x |x >1} {0,1}能力提升题组 (建议用时:10分钟)14.(2016·全国Ⅲ卷改编)设集合S ={x |(x -2)(x -3)≥0},T ={x |x >0},则(∁R S )∩T =( ) A.[2,3] B.(-∞,-2)∪[3,+∞) C.(2,3)D.(0,+∞)解析 易知S =(-∞,2]∪[3,+∞),∴∁R S =(2,3), 因此(∁R S )∩T =(2,3). 答案 C15.(2016·黄山模拟)集合U =R ,A ={x |x 2-x -2<0},B ={x |y = ln(1-x )},则图中阴影部分所表示的集合是( ) A.{x |x ≥1} B.{x |1≤x <2} C.{x |0<x ≤1}D.{x |x ≤1}解析 易知A =(-1,2),B =(-∞,1),∴∁U B =[1,+∞),A ∩(∁U B )=[1,2).因此阴影部分表示的集合为A ∩(∁U B )={x |1≤x <2}. 答案 B16.(2017·南昌十所省重点中学模拟)设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈N |14≤2x ≤16,B ={x |y =ln(x 2-3x )},则A ∩B 中元素的个数是________. 解析 由14≤2x ≤16,x ∈N ,∴x =0,1,2,3,4,即A ={0,1,2,3,4}. 又x 2-3x >0,知B ={x |x >3或x <0}, ∴A ∩B ={4},即A ∩B 中只有一个元素. 答案 117.已知集合A ={x ∈R ||x +2|<3},集合B ={x ∈R |(x -m )(x -2)<0},且A ∩B =(-1,n ),则m +n =________.解析 A ={x ∈R ||x +2|<3}={x ∈R |-5<x <1},由A ∩B =(-1,n )可知m <1,则B ={x |m <x <2},画出数轴,可得m =-1,n =1.所以m +n =0.答案 018.(2017·丽水质检)若三个非零且互不相等的实数a ,b ,c 满足1a +1b =2c ,则称a ,b ,c 是调和的;若满足a +c =2b ,则称a ,b ,c 是等差的,若集合P 中元素a ,b ,c 既是调和的,又是等差的,则称集合P 为“好集”,若集合M ={x ||x |≤2 014,x ∈Z },集合P ={a ,b ,c }⊆M ,则(1)“好集”P 中的元素最大值为________;(2)“好集”P 的个数为________.解析 (1)由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧1a +1b =2c ,a +c =2b⇒1a +2a +c =2c ⇒c (a +c )+2ac =2a (a +c )⇒c 2+ac -2a 2=0⇒(c +2a )(c -a )=0,∵c ≠a ,∴c =-2a ,b =a +c 2=-a 2,∴c =4b ,令-2 014≤4b ≤2 014,得-503≤b ≤503,∴P 中最大元素为4b =4×503=2 012.(2)由(1)知P ={-2b ,b ,4b }且-503≤b ≤503,所以“好集”P 的个数为2×503=1 006.答案 (1)2 012 (2)1 006第2讲命题及其关系、充分条件与必要条件最新考纲 1.理解命题的概念,了解“若p,则q”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系;2.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义,能判断并证明命题成立的充分条件、必要条件、充要条件.知识梳理1.命题用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题,其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.2.四种命题及其相互关系(1)四种命题间的相互关系(2)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们具有相同的真假性.②两个命题为互逆命题或互否命题时,它们的真假性没有关系.3.充分条件、必要条件与充要条件的概念q1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)(1)“x2+2x-3<0”是命题.()(2)命题“若p,则q”的否命题是“若p,则綈q”.()(3)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.()(4)“若p不成立,则q不成立”等价于“若q成立,则p成立”.() 解析(1)错误.该语句不能判断真假,故该说法是错误的.(2)错误.否命题既否定条件,又否定结论.答案(1)×(2)×(3)√(4)√2.(选修2-1P6练习改编)命题“若α=π4,则tan α=1”的逆否命题是()A.若α≠π4,则tan α≠1 B.若α=π4,则tan α≠1C.若tan α≠1,则α≠π4 D.若tan α≠1,则α=π4解析命题“若p,则q”的逆否命题是“若綈q,则綈p”,显然綈q:tan α≠1,綈p:α≠π4,所以该命题的逆否命题是“若tan α≠1,则α≠π4”.答案 C3.(2016·天津卷)设x>0,y∈R,则“x>y”是“x>|y|”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析x>y x>|y|(如x=1,y=-2).但x>|y|时,能有x>y.∴“x>y”是“x>|y|”的必要不充分条件.答案 C4.命题“若a>-3,则a>-6”以及它的逆命题、否命题、逆否命题中假命题的个数为()A.1B.2C.3D.4解析原命题正确,从而其逆否命题也正确;其逆命题为“若a>-6,则a>-3”是假命题,从而其否命题也是假命题.因此四个命题中有2个假命题.答案 B5.(2017·舟山双基检测)已知函数f(x)的定义域为R,则命题p:“函数f(x)为偶函数”是命题q:“∃x0∈R,f(x0)=f(-x0)”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解析若f(x)为偶函数,则有f(x)=f(-x),所以p⇒q;若f(x)=x,当x=0时,f(0)=f(-0),而f(x)=x为奇函数,所以q p.∴“命题p”是“命题q”的充分不必要条件.答案 A6.(2017·温州调研)已知命题p:“若a2=b2,则a=b”,则命题p的否命题为________,该否命题是一个________命题(填“真”,“假”).解析由否命题的定义可知命题p的否命题为“若a2≠b2,则a≠b”.由于命题p的逆命题“若a=b,则a2=b2”是一个真命题,∴否命题是一个真命题.答案“若a2≠b2,则a≠b”真考点一四种命题的关系及其真假判断【例1】(1)命题“若x2-3x-4=0,则x=4”的逆否命题及其真假性为()A.“若x=4,则x2-3x-4=0”为真命题B.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为真命题C.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为假命题D.“若x=4,则x2-3x-4=0”为假命题(2)原命题为“若z1,z2互为共轭复数,则|z1|=|z2|”,关于其逆命题、否命题、逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是()A.真、假、真B.假、假、真C.真、真、假D.假、假、假解析(1)根据逆否命题的定义可以排除A,D;由x2-3x-4=0,得x=4或-1,所以原命题为假命题,所以其逆否命题也是假命题.(2)由共轭复数的性质,|z1|=|z2|,∴原命题为真,因此其逆否命题为真;取z1=1,z2=i,满足|z1|=|z2|,但是z1,z2不互为共轭复数,∴其逆命题为假,故其否命题也为假.答案(1)C(2)B规律方法(1)由原命题写出其他三种命题,关键要分清原命题的条件和结论,如果命题不是“若p,则q”的形式,应先改写成“若p,则q”的形式;如果命题有大前提,写其他三种命题时需保留大前提不变.(2)判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题为假命题,只需举出反例.(3)根据“原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假”这一性质,当一个命题直接判断不易进行时,可转化为判断其等价命题的真假.【训练1】已知:命题“若函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数,则m≤1”,则下列结论正确的是()A.否命题是“若函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是减函数,则m>1”,是真命题B.逆命题是“若m≤1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数”,是假命题C.逆否命题是“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是减函数”,是真命题D.逆否命题是“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上不是增函数”,是真命题解析由f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数,则f′(x)=e x-m≥0恒成立,∴m≤1. 因此原命题是真命题,所以其逆否命题“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上不是增函数”是真命题.答案 D考点二充分条件与必要条件的判定【例2】(1)函数f(x)在x=x0处导数存在.若p:f′(x0)=0;q:x=x0是f(x)的极值点,则()A.p是q的充分必要条件B.p是q的充分条件,但不是q的必要条件C.p是q的必要条件,但不是q的充分条件D.p既不是q的充分要件,也不是q的必要条件(2)(2017·衡阳一模)“a=1”是“直线ax+y+1=0与直线(a+2)x-3y-2=0垂直”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析(1)由极值的定义,q⇒p,但p⇒/q.例如f(x)=x3,在x=0处f′(0)=0,f(x)=x3是增函数,x=0不是函数f(x)=x3的极值点.因此p是q的必要不充分条件.(2)直线ax+y+1=0与直线(a+2)x-3y-2=0垂直的充要条件为a(a+2)+1×(-3)=0,解得a=1或-3,故“a=1”是“直线ax+y+1=0与直线(a+2)x -3y-2=0垂直”的充分不必要条件.答案(1)C(2)B规律方法充要条件的三种判断方法(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.(2)集合法:根据使p,q成立的对象的集合之间的包含关系进行判断.(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题,如“xy≠1”是“x≠1或y≠1”的何种条件,即可转化为判断“x=1且y=1”是“xy=1”的何种条件.【训练2】(2016·山东卷)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”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解析由题意知a⊂α,b⊂β,若a,b相交,则a,b有公共点,从而α,β有公共点,可得出α,β相交;反之,若α,β相交,则a,b的位置关系可能为平行、相交或异面.因此“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件. 答案 A考点三充分条件、必要条件的应用(典例迁移)【例3】(经典母题)已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要条件,求m的取值范围.解由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,∴P={x|-2≤x≤10}.∵x∈P是x∈S的必要条件,则S⊆P.∴⎩⎨⎧1-m ≥-2,1+m ≤10,解得m ≤3. 又∵S 为非空集合,∴1-m ≤1+m ,解得m ≥0,综上,可知0≤m ≤3时,x ∈P 是x ∈S 的必要条件.【迁移探究1】 本例条件不变,问是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件?解 由例题知P ={x |-2≤x ≤10}.若x ∈P 是x ∈S 的充要条件,则P =S ,∴⎩⎨⎧1-m =-2,1+m =10,∴⎩⎨⎧m =3,m =9, 这样的m 不存在.【迁移探究2】 本例条件不变,若綈P 是綈S 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.解 由例题知P ={x |-2≤x ≤10}.∵綈P 是綈S 的必要不充分条件,∴P 是S 的充分不必要条件,∴P ⇒S 且S P .∴[-2,10][1-m ,1+m ].∴⎩⎨⎧1-m ≤-2,1+m >10或⎩⎨⎧1-m <-2,1+m ≥10,∴m ≥9,则m 的取值范围是[9,+∞).规律方法 充分条件、必要条件的应用,一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意:(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(或不等式组)求解;(2)要注意区间端点值的检验.【训练3】 ax 2+2x +1=0只有负实根的充要条件是________.解析 当a =0时,原方程为一元一次方程2x +1=0,有一个负实根x =-12.当a ≠0时,原方程为一元二次方程,又ax 2+2x +1=0只有负实根,所以有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4-4a ≥0,-2a<0,1a >0,即0<a ≤1. 综上,方程只有负根的充要条件是0≤a ≤1.答案 0≤a ≤1[思想方法]1.写出一个命题的逆命题、否命题及逆否命题的关键是分清原命题的条件和结论,然后按定义来写;在判断原命题、逆命题、否命题以及逆否命题的真假时,要借助原命题与其逆否命题同真或同假,逆命题与否命题同真或同假来判定.2.充要条件的几种判断方法(1)定义法:直接判断若p 则q 、若q 则p 的真假.(2)等价法:即利用A ⇒B 与綈B ⇒綈A ;B ⇒A 与綈A ⇒綈B ;A ⇔B 与綈B ⇔綈A 的等价关系,对于条件或结论是否定形式的命题,一般运用等价法.(3)利用集合间的包含关系判断:设A ={x |p (x )},B ={x |q (x )};若A ⊆B ,则p 是q 的充分条件或q 是p 的必要条件;若A B ,则p 是q 的充分不必要条件,若A =B ,则p 是q 的充要条件.[易错防范]1.当一个命题有大前提而要写出其他三种命题时,必须保留大前提.2.判断命题的真假及写四种命题时,一定要明确命题的结构,可以先把命题改写成“若p ,则q ”的形式.3.判断条件之间的关系要注意条件之间关系的方向,正确理解“p 的一个充分而不必要条件是q ”等语言.基础巩固题组(建议用时:25分钟)一、选择题1.(2015·山东卷)设m∈R, 命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是()A.若方程x2+x-m=0有实根,则m>0B.若方程x2+x-m=0有实根,则m≤0C.若方程x2+x-m=0没有实根,则m>0D.若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0解析根据逆否命题的定义,命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是“若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0”.答案 D2.“x=1”是“x2-2x+1=0”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析因为x2-2x+1=0有两个相等的实数根为x=1,所以“x=1”是“x2-2x+1=0”的充要条件.答案 A3.设α,β是两个不同的平面,m是直线且m⊂α,则“m∥β”是“α∥β”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析m⊂α,m∥β⇒/α∥β,但m⊂α,α∥β⇒m∥β,∴“m∥β”是“α∥β”的必要不充分条件.答案 B4.(2017·安徽江南十校联考)“a=0”是“函数f(x)=sin x-1x+a为奇函数”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解析显然a=0时,f(x)=sin x-1x为奇函数;当f(x)为奇函数时,f(-x)+f(x)=0.又f(-x)+f(x)=sin(-x)-1-x+a+sin x-1x+a=0.因此2a=0,故a=0.所以“a=0”是“函数f(x)为奇函数”的充要条件.答案 C5.下列结论错误的是()A.命题“若x2-3x-4=0,则x=4”的逆否命题为“若x≠4,则x2-3x-4≠0”B.“x=4”是“x2-3x-4=0”的充分条件C.命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆命题为真命题D.命题“若m2+n2=0,则m=0且n=0”的否命题是“若m2+n2≠0,则m≠0或n≠0”解析C项命题的逆命题为“若方程x2+x-m=0有实根,则m>0”.若方程有实根,则Δ=1+4m≥0,即m≥-14,不能推出m>0.所以不是真命题.答案 C6.设x∈R,则“1<x<2”是“|x-2|<1”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解析由|x-2|<1,得1<x<3,所以1<x<2⇒1<x<3;但1<x<3 ⇒1<x<2.所以“1<x<2”是“|x-2|<1”的充分不必要条件.答案 A7.已知命题p:x2+2x-3>0;命题q:x>a,且綈q的一个充分不必要条件是綈p,则a的取值范围是()A.[1,+∞)B.(-∞,1]C.[-1,+∞)D.(-∞,-3]解析由x2+2x-3>0,得x<-3或x>1,由綈q的一个充分不必要条件是綈p,可知綈p是綈q的充分不必要条件,等价于q是p的充分不必要条件.故a≥1. 答案 A8.(2017·台州模拟)已知a,b都是实数,那么“a>b”是“ln a>ln b”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当a =1,b =0时,满足a >b ,但ln b 无意义,所以ln a >ln b 不成立,故充分性不成立. 答案 B 二、填空题9.(2017·杭州调研)已知λ是实数,a 是向量,若λa =0,则λ=________或a =________(使命题为真命题). 解析 ∵λa =0,∴λ=0或a =0. 答案 0 010.(2017·丽水月考)命题“若x 2-3x +2=0,则x =1”的逆命题为________,否命题为________,逆否命题为________.解析 “若x 2-3x +2=0,则x =1”的逆命题为“若x =1,则x 2-3x +2=0”;否命题为“若x 2-3x +2≠0,则x ≠1”;逆否命题为“若x ≠1,则x 2-3x +2≠0”.答案 若x =1,则x 2-3x +2=0 若x 2-3x +2≠0,则x ≠1 若x ≠1,则x 2-3x +2≠011.“sin α=cos α”是“cos 2α=0”的________条件. 解析 cos 2α=0等价于cos 2α-sin 2α=0, 即cos α=±sin α.由cos α=sin α得到cos 2α=0;反之不成立.∴“sin α=cos α”是“cos 2α=0”的充分不必要条件. 答案 充分不必要12.已知命题p :a ≤x ≤a +1,命题q :x 2-4x <0,若p 是q 的充分不必要条件,则a 的取值范围是________.解析 令M ={x |a ≤x ≤a +1},N ={x |x 2-4x <0}={x |0<x <4}. ∵p 是q 的充分不必要条件,∴M N , ∴⎩⎨⎧a >0,a +1<4,解得0<a <3. 答案 (0,3) 13.有下列几个命题:①“若a >b ,则a 2>b 2”的否命题;②“若x +y =0,则x ,y 互为相反数”的逆命题;③“若x 2<4,则-2<x <2”的逆否命题. 其中真命题的序号是________.解析 ①原命题的否命题为“若a ≤b ,则a 2≤b 2”错误.②原命题的逆命题为:“若x ,y 互为相反数,则x +y =0”正确.③原命题的逆否命题为“若x ≥2或x ≤-2,则x 2≥4”正确. 答案 ②③能力提升题组 (建议用时:15分钟)14.(2016·四川卷)设p :实数x ,y 满足x >1且y >1,q :实数x ,y 满足x +y >2,则p 是q 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解析 若x >1且y >1,则x +y >2.所以p ⇒q ;反之x +y >2 x >1且y =1,例如x=3,y =0,所以qp .因此p 是q 的充分不必要条件. 答案 A15.(2017·南昌十所省重点中学联考)已知m ∈R ,“函数y =2x +m -1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”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解析 由y =2x +m -1=0,得m =1-2x ,则m <1. 由于函数y =log m x 在(0,+∞)上是减函数, 所以0<m <1.因此“函数y =2x +m -1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”的必要不充分条件. 答案 B16.已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪12<2x <8,x ∈R ,B ={x |-1<x <m +1,x ∈R },若x ∈B 成立的一个充分不必要的条件是x ∈A ,则实数m 的取值范围是________.解析 A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪12<2x <8,x ∈R ={x |-1<x <3},∵x ∈B 成立的一个充分不必要条件是x ∈A , ∴A B ,∴m +1>3,即m >2. 答案 (2,+∞)17.(2017·绍兴调研)把下面不完整的命题补充完整,并使之成为真命题. 若函数f (x )=3+log 2x 的图象与g (x )的图象关于________对称,则函数g (x )=________(注:填上你认为可以成为真命题的一种情形即可,不必考虑所有可能的情形).解析 ①∵点P (x 0,y 0)关于x 轴对称的点P ′(x 0,-y 0),∴f (x )=3+log 2x 关于x 轴对称的函数解析式为g (x )=-3-log 2x ;②点M (x 0,y 0)关于y 轴对称的点是M ′(-x 0,y 0),故f (x )=3+log 2x 关于y 轴对称的函数解析式为g (x )=3+log 2(-x ).其他情形,类似可得.答案 (不唯一)如①x 轴 -3-log 2x ;②y 轴 3+log 2(-x );③原点 -3-log 2(-x );④直线y =x 2x -3等18.已知a +b ≠0,证明a 2+b 2-a -b +2ab =0成立的充要条件是a +b =1. 证明 先证充分性:若a +b =1, 则b =1-a ,所以a 2+b 2-a -b +2ab=a 2+(1-a )2-a -(1-a )+2a (1-a ) =a 2+1-2a +a 2-a -1+a +2a -2a 2 =0.即a 2+b 2-a -b +2ab =0,充分性得证, 再证必要性:若a 2+b 2-a -b +2ab =0, 即(a +b )2-(a +b )=0, (a +b -1)(a +b )=0, 因为a +b ≠0, 所以a +b -1=0, 即a +b =1,必要性得证,综上可得,a 2+b 2-a -b +2ab =0成立的充要条件是a +b =1.第1讲 函数及其表示最新考纲 1.了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域,了解映射的概念;2.在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数;3.了解简单的分段函数,并能简单地应用(函数分段不超过三段).知 识 梳 理1.函数与映射的概念(1)在函数y =f (x ),x ∈A 中,x 叫做自变量,x 的取值范围A 叫做函数的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合{f (x )|x ∈A }叫做函数的值域. (2)如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,则这两个函数为相等函数.3.函数的表示法表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法. 4.分段函数(1)若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.(2)分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集,分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.诊 断 自 测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”) (1)函数y =1与y =x 0是同一个函数.( )(2)与x 轴垂直的直线和一个函数的图象至多有一个交点.( ) (3)函数y =x 2+1-1的值域是{y |y ≥1}.( )(4)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数相等.( )解析 (1)函数y =1的定义域为R ,而y =x 0的定义域为{x |x ≠0},其定义域不同,故不是同一函数.(3)由于x 2+1≥1,故y =x 2+1-1≥0,故函数y =x 2+1-1的值域是{y |y ≥0}. (4)若两个函数的定义域、对应法则均对应相同时,才是相等函数. 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×2.(必修1P25B2改编)若函数y =f (x )的定义域为M ={x |-2≤x ≤2},值域为N ={y |0≤y ≤2},则函数y =f (x )的图象可能是( )解析 A 中函数定义域不是[-2,2],C 中图象不表示函数,D 中函数值域不是[0,2]. 答案 B3.(2017·舟山一模)函数y =1-x 22x 2-3x -2的定义域为( )A.(-∞,1]B.[-1,1]C.[1,2)∪(2,+∞)D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,-12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,1 解析 由题意,得⎩⎨⎧1-x 2≥0,2x 2-3x -2≠0.解之得-1≤x ≤1且x ≠-12.答案 D4.(2015·陕西卷)设f (x )=⎩⎨⎧1-x ,x ≥0,2x ,x <0,则f (f (-2))等于( )A.-1B.14C.12D.32解析 因为-2<0,所以f (-2)=2-2=14>0,所以f (f (-2))=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=1-14=1-12=12,故选C. 答案 C5.(2015·全国Ⅱ卷)已知函数f (x )=ax 3-2x 的图象过点(-1,4),则a =________. 解析 由题意知点(-1,4)在函数f (x )=ax 3-2x 的图象上,所以4=-a +2,则a =-2. 答案 -26.(2017·丽水调研)设函数f (x )=⎩⎨⎧-2x 2+1 (x ≥1),log 2(1-x ) (x <1),设函数f (f (4))=________.若f (a )=-1,则a =________.解析 ∵f (x )=⎩⎨⎧-2x 2+1 (x ≥1),log 2(1-x ) (x <1),∴f (4)=-2×42+1=-31,f (f (4))=f (-31)=log 232=5;当a ≥1时,由f (a )=-2a 2+1=-1,得a =1(a =-1舍去);当a <1时,由f (a )=log 2(1-a )=-1,得1-a =12,即a =12. 答案 5 1或12考点一 求函数的定义域【例1】 (1)(2017·杭州调研)函数f (x )=ln xx -1+x 12的定义域为( )A.(0,+∞)B.(1,+∞)C.(0,1)D.(0,1)∪(1,+∞)(2)若函数y =f (x )的定义域是[1,2 017],则函数g (x )=f (x +1)x -1的定义域是____________.解析 (1)要使函数f (x )有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧x x -1>0,x ≥0,解得x >1,故函数f (x )=ln x x -1+x 12的定义域为(1,+∞).(2)∵y =f (x )的定义域为[1,2 017], ∴g (x )有意义,应满足⎩⎨⎧1≤x +1≤2 017,x -1≠0.∴0≤x ≤2 016,且x ≠1.因此g (x )的定义域为{x |0≤x ≤2 016,且x ≠1}. 答案 (1)B (2){x |0≤x ≤2 016,且x ≠1} 规律方法 求函数定义域的类型及求法(1)已知函数的解析式,则构造使解析式有意义的不等式(组)求解. (2)对实际问题:由实际意义及使解析式有意义构成的不等式(组)求解.(3)若已知f (x )的定义域为[a ,b ],则f (g (x ))的定义域可由a ≤g (x )≤b 求出;若已知f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域. 【训练1】 (1)(2015·湖北卷)函数f (x )=4-|x |+lg x 2-5x +6x -3的定义域为( )A.(2,3)B.(2,4]C.(2,3)∪(3,4]D.(-1,3)∪(3,6](2)若函数f (x )=2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围为________. 解析(1)要使函数f (x )有意义,应满足⎩⎨⎧4-|x |≥0,x 2-5x +6x -3>0,∴⎩⎨⎧|x |≤4,x -2>0且x ≠3,则2<x ≤4,且x ≠3. 所以f (x )的定义域为(2,3)∪(3,4].(2)因为函数f (x )的定义域为R ,所以2x 2+2ax -a -1≥0对x ∈R 恒成立,则x 2+2ax -a ≥0恒成立.因此有Δ=(2a )2+4a ≤0,解得-1≤a ≤0. 答案 (1)C (2)[-1,0] 考点二 求函数的解析式【例2】 (1)已知f⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1=lg x ,则f (x )=________;(2)已知f (x )是二次函数且f (0)=2,f (x +1)-f (x )=x -1,则f (x )=________; (3)已知函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f (x )=2f⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·x -1,则f (x )=________.解析 (1)令t =2x +1(t >1),则x =2t -1,∴f (t )=lg2t -1,即f (x )=lg 2x -1(x >1). (2)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=2,得c =2,f (x +1)-f (x )=a (x +1)2+b (x +1)+2-ax 2-bx -2=x -1, 则2ax +a +b =x -1, ∴⎩⎨⎧2a =1,a +b =-1,即⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-32.∴f (x )=12x 2-32x +2. (3)在f (x )=2f⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·x -1中,将x 换成1x ,则1x 换成x ,得f⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =2f (x )·1x -1,由⎩⎪⎨⎪⎧f (x )=2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·x -1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =2f (x )·1x -1,解得f (x )=23x +13. 答案 (1)lg2x -1(x >1) (2)12x 2-32x +2 (3)23x +13 规律方法 求函数解析式的常用方法(1)待定系数法:若已知函数的类型,可用待定系数法.(2)换元法:已知复合函数f (g (x ))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.(3)构造法:已知关于f (x )与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 或f (-x )的表达式,可根据已知条件再构造出另外一个等式,通过解方程组求出f (x ).(4)配凑法:由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的表达式.【训练2】 (1)已知f (x +1)=x +2x ,则f (x )=________.(2)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +1)=2f (x ).若当0≤x ≤1时,f (x )=x (1-x ),则当-1≤x ≤0时,f (x )=________.(3)定义在(-1,1)内的函数f (x )满足2f (x )-f (-x )=lg(x +1),则f (x )=__________. 解析 (1)令x +1=t ,则x =(t -1)2(t ≥1),代入原式得 f (t )=(t -1)2+2(t -1)=t 2-1, 所以f (x )=x 2-1(x ≥1).(2)当-1≤x ≤0时,0≤x +1≤1, 由已知f (x )=12f (x +1)=-12x (x +1). (3)当x ∈(-1,1)时, 有2f (x )-f (-x )=lg(x +1).① 将x 换成-x ,则-x 换成x , 得2f (-x )-f (x )=lg(-x +1).② 由①②消去f (-x )得,f (x )=23lg(x +1)+13lg(1-x ),x ∈(-1,1). 答案 (1)x 2-1(x ≥1) (2)-12x (x +1) (3)23lg(x +1)+13lg(1-x )(-1<x <1) 考点三 分段函数(多维探究) 命题角度一 求分段函数的函数值【例3-1】 (2015·全国Ⅱ卷)设函数f (x )=⎩⎨⎧1+log 2(2-x ),x <1,2x -1,x ≥1,则f (-2)+f (log 212)=( ) A.3B.6C.9D.12解析 根据分段函数的意义,f (-2)=1+log 2(2+2)=1+2=3.又log 212>1 ∴f (log 212)=2(log 212-1)=2log 26=6,。