高考數學基礎知識點集合篇:知識重在理解,別再浪費時間死記硬背

2020-12-22 數學教育學習聖殿

數學是一門理科,有需要記憶的基礎知識點,但是不是死記硬背,而是需要在充分理解知識點的基礎上自然而然地就記住了。死記硬背不但浪費時間,而且容易遺忘和混淆,運用起來更是費力;相反地,充分理解了知識點後,其實不需要花時間刻意去背,順水推舟就記住了,而且根深蒂固難以忘記,運用起來也得心應手。一個是費力不討好,一個是事半功倍,大家更喜歡哪一個應該不言而喻了吧?

應一些同學的要求,複習一下高考數學的基礎知識點,不妨從最簡單的集合開始,再次強調,重在充分理解。

一、集合的基本概念及理解

1、定義無需多說,集合是指定對象的總體,集合的元素就是集合這個總體中的每個對象。

注意反對死記硬背不是喊你什麼都不背,常用集合的符號記法必須記住。

2、元素與集合的關係只有兩種:①元素屬於集合,②元素不屬於集合。注意元素與集合的關係是單向的,一定不要說成集合屬於或不屬於元素了。

3、以集合中的元素個數為分類標準,集合分為有限集、無限集、空集。注意不含任何元素的集合為空集,即元素個數為零的集合為空集。

4、關於集合中元素的3個特性,確定性、互異性、無序性,其中確定性、無序性理解了即可,特別注意互異性,集合中的所有元素互不相同,高考中一般會以含參數的數集形式來考:

考查方式①:兩個含參數的式子,屬於給出的數集,數集的元素數字是全部確定的,求參數。

考查方式②:給出的一個、或兩個數字,屬於給出的數集,數集中有兩個或以上元素含參數,求參數。

這兩類都需要先分類討論解出參數,然後一定要記得檢驗集合中元素的互異性,即互不相等,捨去出現元素相等的參數值。

5、集合的表示法一方面主要是用來規範書寫的格式,對於求參數的取值範圍、解不等式、函數的定義域和值域等,最後的結果一定要寫成集合或區間的形式。

另一方面要能明白集合中元素表示的意義,這樣才能抓住集合的本質,否則解題時就會出錯,甚至於毫無頭緒。

比如偶數集、奇數集元素變形一下就有不同的表示形式,但是只要明白集合中元素表示的意義是偶數、奇數,就清楚不管它們怎樣變形,它們的本質始終偶數集、奇數集。再比如除以3餘1的整數集、或者除以4餘1的整數集,也都有不同的元素表示形式,變形立知其本質一樣。像實數集同樣可以換著不同的花樣表示。

變化的是形式,不變的是本質。

大家再理解一下下面這些集合中元素表示的意義

①表示方程f(x)=0的解集。

②表示三元不定方程3x+4y+12z=2020的非負整數解集。

③表示二元方程組f(x,y)=0且g(x,y)=0的解集。

④表示二元不定方程1/x+1/y=3/100的非負整數解集。

⑤表示不等式f(x)≥0的解集。

⑥表示拋物線y=2px及其上方(y軸正方向)區域。

⑦需要分類討論:

情況一、當m<0時,表示圓心(2,0),半徑∣m∣的圓面;

情況二、當m=0時,表示點(2,0)為元素的集合;

情況三、當0<m<1/2時,表示空集;

情況四、當m=1/2時,表示圓心(2,0),半徑1/2的圓;

情況五、當m>1/2時,表示圓心(2,0),半徑√(2m)/2、m之間的圓環。

⑧表示橢圓x/a+y/b=1及其內部區域。

⑨表示函數y=f(x)的定義域。

⑩表示函數y=f(x)的值域。

表示函數y=f(x)與y=g(x)的圖像的交點集。

二、集合間的關係的理解與補充講解內容的理解

(一)集合間的關係

有子集(包含於、包含)、真子集(真包含於、真包含)、相等。只需用3句話簡單理解一下即可:

1、集合A是B的子集:A的元素全在B中。

2、集合A是B的真子集:A的元素全在B中,且B中含A的元素之外的元素。

3、集合A等於B:A、B的元素全都相同。

另外,注意記住一點特殊規定,即空集是一切集合的子集,是一切非空集合的真子集。

(二)補充講解

不要死記硬背,注意理解、掌握研究問題的方法。

含n個元素的集合,有2^n個子集,2^n-1個真子集,2^n-1個非空子集,2^n-2個非空真子集。

首先,計算子集的個數。

方法一、分步計數乘法原理

對於這n個元素,每個元素都有屬於子集、不屬於子集兩種情況,依次每步確定這n個元素的其中一個元素是否屬於子集,根據分步計數乘法原理,於是子集的情況有2^n種,即它有2^n個子集。

方法二、分類計數加法原理+二項式定理

含n個元素的集合它的子集的元素的個數有0、1、2、…、n這n+1類情況。

子集的元素的個數為0的子集個數:從n個元素中取0個元素,即不取,子集個數組合數Cn0。

子集的元素的個數為1的子集個數:從n個元素中取1個元素,子集個數組合數Cn1。

子集的元素的個數為k的子集個數:從n個元素中取k個元素,子集個數組合數Cnk。

根據分類計數加法原理,子集的元素的個數為0、1、2、…、n這n+1類情況的每一類情況子集個數相加,再由二項式定理,即得有2^n個子集。

然後,計算真子集、非空子集、非空真子集的個數。

排除法

上面已經求得子集個數,對於真子集,子集排除含n個元素的子集(等於原集合);對於非空子集,子集排除空集;對於非空真子集,排除上述兩個。

三、集合的運算及其性質,同樣只需理解

(一)集合的交、並、補運算及其性質的理解

交、並、補運算也只需3句話簡單理解即可。

1、交集取共同部分

2、併集為全部,合併消重

3、補集為全集排除參與運算的子集剩下的部分。

對於集合的運算性質,全部理解了即可,注意一下摩根律(有時候可以使運算簡潔),和後面補充的交集、併集的兩個簡單性質(也不需要即,理解即可,主要在求參數的時候用到)。

對於集合的簡單運算性質的理解(一個也不需要記):

①A、B的交集是A的子集,也是B的子集:交集取共同部分,A、B的共同部分當然就既包含於A,也包含於B了。

②A交A等於A:共同部分就是它們本身。A交空等於空:沒有共同部分。

③A交B等於B交A:多個集合相交也一樣,共同部分始終一樣,交換順序無影響。

④A、B是A、B的併集的子集:A、B的併集是A、B的全部合併消重,當然包含A、B了。

⑤A並A等於A:它們的全部就是它們本身。A並等於A:它們的全部就是A了。

⑥全集中一個集合的補集的補集是它本身:全集中一個集合的補集,即全集排除這個集合剩下的部分,再全集來排除這部分,這不就排除回去了,轉個圈回到起點。

⑦全集中全集的補集為空集:全部排除完,當然就是空集了。

⑧一個集合與全集中它的補集的交集是空集:全集排除這個集合剩下的部分,再交這個集合,當然就沒共同部分了。

⑨一個集合與全集中它的補集的併集是全集:全集排除這個集合剩下的部分,再與這個集合合併,把排除掉的再並回來,它們的全部當然又變回全集了,轉個圈回到起點。

常用的兩個性質:

A交B等於A,等價於A是B的子集。

A、B的共同部分是A,不言而喻。

A並B等於A,等價於B是A的子集。

A、B的全部是A,同樣不言而喻。

這兩個性質主要在求參數的時候用到,當然也不需要記,理解了遇到相應的題自然就能運用。

(二)補充講解:

注意一下摩根律,有時候能夠使得運算簡潔一些。

1、交集的補集=補集的併集

全集U中A、B的交集的補集,即全集U排除A、B的共同部分所剩下的部分。

全集U中A的補集,即全集U排除A剩下的部分,相對於排除A、B的共同部分,多排除了A、B的共同部分之外的A中的部分,但是注意並沒有排除A、B的共同部分之外的B中的部分。

全集U中B的補集,即全集U排除B剩下的部分,相對於排除A、B的共同部分,多排除了A、B的共同部分之外的B中的部分,但是注意並沒有排除A、B的共同部分之外的A中的部分。

於是,補集的併集就剛好把多排除的部分相互「互補」回來。

2、併集的補集=補集的交集

全集U中A、B的併集的補集,即全集U排除A、B的全部所剩下的部分。

全集U中A的補集,即全集U排除A剩下的部分,相對於排除A、B的全部,少排除了B中有、A中沒有的部分。

全集U中B的補集,即全集U排除B剩下的部分,相對於排除A、B的全部,少排除了A中有、B中沒有的部分。

於是,補集的交集就剛好把少排除的部分,即B中有、A中沒有的部分,和A中有、B中沒有的部分,再排除掉。

(三)補充講解二:

容斥原理,集合的元素個數的關係。

A、B併集的元素個數=A的元素個數+B的元素個數-A、B交集的元素個數

本質就是合併消重,A、B併集即A、B的全部合併消重,消重消的就是A、B的共同部分(交集)。A的元素個數+B的元素個數,就多加了一次共同部分的元素個數,減去即可。

四、注意高考數學中有時候集合可能僅僅作為形式和載體

如下的一道高考真題,和一道上海交通大學的自主招生試題,都是非常經典的好題。

他們都只是以集合作為外殼,核心是其它板塊知識點、方法和中學基本數學思想的綜合運用。當然大家首先需要一眼就明白集合所表示的意義是什麼。

五、簡單小結

集合的知識點大多數只需要充分理解一遍就足夠了,上面基本上已經為大家詳解地複習理解了一遍,一些注意點一定不要忽略,那常常是高考試題中可能出現的坑。

當然絕大多數次高考,集合只是放在第1或第2題,作為最簡單的送分題(江蘇附加題最後一題除外),稍微拐點忽略不計的彎的也就加進參數來考,只要你不忽略需要注意的特殊點,同樣不可能出錯,高考集合送分題必然秒殺萬無一失。

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