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新高一第二篇:函数 —— 高中数学的核心篇章(二)

第二篇:函数 —— 高中数学的核心篇章

在西安 25 年新高一上学期数学里,函数绝对是重中之重。它贯穿整个高中数学学习,是后续诸多知识的基础。

函数的概念与表示

函数,就像是一个 “数字加工厂”,对于给定集合 A 中的每一个数 x,通过特定的对应法则 f,在集合 B 中都能找到唯一确定的数 y 与之对应,这就构成了从集合 A 到集合 B 的函数,记作 y = f (x) 。这里集合 A 是定义域,函数值 y 的集合就是值域。比如函数 y = 2x + 1,当 x 在实数范围内取值时,这就是定义域,通过计算得到的 y 值全体就是值域。

函数的表示方法有解析法,像刚才的 y = 2x + 1;列表法,例如某商店一周每天的销售额,用表格呈现日期与销售额的对应关系;还有图象法,将函数关系用图形展示,能直观看到函数变化趋势。

函数的基本性质

  1. 单调性:这描述了函数的增减情况。对于函数 f (x) ,在定义域的某个区间内,如果当 x < x时,都有 f (x) < f (x) ,那函数在这个区间就是增函数;反之,若 f (x) > f (x) ,则是减函数。比如函数 y = x^2 ,在区间 (-∞, 0) 上是减函数,在 (0, +∞) 上是增函数。判断单调性可以通过定义法,设 x 、x在区间内,比较 f (x) 与 f (x) 大小;也可以根据函数图象直观判断。
  1. 奇偶性:若对于函数 f (x) 定义域内任意 x,都有 f (-x) = f (x) ,函数就是偶函数,其图象关于 y 轴对称,如 y = x^2 ;若 f (-x) = -f (x) ,则是奇函数,图象关于原点对称,像 y = x^3 。判断奇偶性先看定义域是否关于原点对称,再验证 f (-x) 与 f (x) 的关系。

学习方法技巧

理解函数概念时,多结合生活实例,比如出租车计费与行驶里程的关系就是函数关系。学习函数性质,通过画图,对比不同函数图象的特点,加深对单调性、奇偶性的理解。对于复杂函数,可以拆分成简单函数来分析性质。还可以建立错题本,把关于函数性质判断错误的题目整理下来,分析原因,强化记忆。

原题解析

已知函数 f (x) = x^3 - 3x ,判断其奇偶性并求单调区间。

首先判断奇偶性,f (-x) = (-x)^3 - 3 (-x) = -x^3 + 3x = - (x^3 - 3x) = -f (x) ,且定义域为 R 关于原点对称,所以 f (x) 是奇函数。

求单调区间,对 f (x) 求导得 f'(x) = 3x^2 - 3 ,令 f'(x) = 0 ,即 3x^2 - 3 = 0 ,解得 x = ±1 。当 x < -1 或 x > 1 时,f'(x) > 0 ,函数单调递增;当 -1 < x < 1 时,f'(x) < 0 ,函数单调递减。所以单调递增区间是 (-∞, -1) 和 (1, +∞) ,单调递减区间是 (-1, 1) 。这道题综合考查函数奇偶性判断和单调性求解。

第三篇:基本初等函数 —— 开启函数世界的多样大门

基本初等函数包括指数函数、对数函数和幂函数,它们各具特色,是新高一上学期数学的重要内容。

指数函数

函数 y = a (a > 0 且 a ≠ 1)就是指数函数。当 a > 1 时,函数单调递增,如 y = 2 ,随着 x 增大,y 值增长速度越来越快;当 0 <a < 1 时,函数单调递减,像 y = (1/2) ,x 增大时,y 值逐渐减小趋近于 0 。指数函数的图象恒过点 (0, 1) 。要牢记指数运算法则,如 a × a = a ,(a) = a等,这对解决指数函数相关问题很关键。

对数函数

对数函数 y = logx (a > 0 且 a ≠ 1)与指数函数互为反函数。当 a > 1 时,函数在 (0, +∞) 上单调递增;当 0 < a < 1 时,在 (0, +∞) 上单调递减。图象恒过点 (1, 0) 。对数运算也有法则,如 log(MN) = logM + logN ,log(M/N) = logM - logN 等。像 log8 ,因为 2^3 = 8 ,所以 log8 = 3 。

幂函数

一般形式是 y = x ,a 为常数。当 a > 0 时,函数在 (0, +∞) 上单调递增;当 a < 0 时,在 (0, +∞) 上单调递减。比如 y = x^2 ,y = x^1 = 1/x 等都是幂函数。不同幂函数图象在第一象限有不同特征,要熟悉常见幂函数图象。

学习方法技巧

学习这三类函数,对比它们的定义、图象和性质,找出异同点。制作函数图象变化的动画,观察 a 值变化时函数图象如何改变,加深理解。多做关于函数运算和性质应用的题目,熟练掌握运算法则。可以利用记忆口诀,如 “同底对数相加,真数相乘” 来记对数运算法则。

原题解析

已知函数 y = log(x^2 - 2x - 3) ,求其定义域和单调区间。

求定义域,令 x^2 - 2x - 3 > 0 ,因式分解得 (x - 3)(x + 1) > 0 ,解得 x < -1 或 x > 3 ,所以定义域是 (-∞, -1) ∪(3, +∞) 。

求单调区间,令 t = x^2 - 2x - 3 ,则 y = logt 。函数 y = logt 在 (0, +∞) 上单调递增,对于 t = x^2 - 2x - 3 ,其对称轴为 x = 1 ,在 (-∞, -1) 上单调递减,在 (3, +∞) 上单调递增。根据复合函数 “同增异减” 原则,函数 y = log(x^2 - 2x - 3) 在 (-∞, -1) 上单调递减,在 (3, +∞) 上单调递增。这题考查对数函数定义域和复合函数单调性。

第四篇:三角函数 —— 刻画周期现象的有力工具

三角函数在新高一上学期数学中,为同学们打开了研究周期变化的大门,它在物理、工程等领域都有广泛应用。

任意角和弧度制

角不再局限于 0° 到 360° ,可以是任意大小。正角按逆时针方向旋转形成,负角顺时针旋转形成。弧度制是另一种度量角的方式,1 弧度的角是长度等于半径的弧所对的圆心角。角度与弧度可以相互转换,180° = π 弧度。比如 30° 转换为弧度是 30° ×(π/180°) = π/6 弧度。

三角函数的定义

在平面直角坐标系中,设角 α 终边上一点 P (x, y) ,r = √(x^2 + y^2) ,正弦函数 sinα = y/r ,余弦函数 cosα = x/r ,正切函数 tanα = y/x (x ≠ 0)。这是三角函数最基础的定义,基于此可以推出很多性质和公式。

三角函数的图象与性质

  1. 正弦函数 y = sinx:图象是波浪线,周期是 2π ,值域是 [-1, 1] ,在 [-π/2 + 2kπ, π/2 + 2kπ] (k ∈Z)上单调递增,在 [π/2 + 2kπ, 3π/2 + 2kπ] (k ∈Z)上单调递减。图象关于点 (kπ, 0) 对称,对称轴是 x = π/2 + kπ (k ∈Z)。
  1. 余弦函数 y = cosx:图象类似正弦函数,周期也是 2π ,值域 [-1, 1] ,在 [2kπ, π + 2kπ] (k ∈Z)上单调递减,在 [π + 2kπ, 2π + 2kπ] (k ∈Z)上单调递增。图象关于点 (π/2 + kπ, 0) 对称,对称轴是 x = kπ (k ∈Z)。
  1. 正切函数 y = tanx:周期是 π ,定义域是 {x|x ≠ π/2 + kπ, k ∈Z} ,值域是 R ,在 (-π/2 + kπ, π/2 + kπ) (k ∈Z)上单调递增。图象关于点 (kπ/2, 0) 对称。

学习方法技巧

理解任意角和弧度制概念时,结合时钟指针旋转等实例。记忆三角函数定义和性质,可以通过画图,多画几遍正弦、余弦、正切函数图象,在图上标注关键点、周期、单调区间等,强化记忆。利用单位圆来理解三角函数值在不同象限的正负情况。制作三角函数性质对比表格,清晰呈现正弦、余弦、正切函数的异同。

原题解析

已知函数 y = 2sin (2x + π/3) ,求其周期、值域、单调区间。

周期 T = 2π/ω (ω 是 x 前面的系数),这里 ω = 2 ,所以 T = π 。

因为正弦函数值域是 [-1, 1] ,所以 2sin (2x + π/3) 的值域是 [-2, 2] 。

求单调区间,令 -π/2 + 2kπ ≤ 2x + π/3 ≤ π/2 + 2kπ (k ∈Z),解不等式得 -5π/12 + kπ ≤ x ≤ π/12 + kπ (k ∈Z),这是单调递增区间;令 π/2 + 2kπ ≤ 2x + π/3 ≤ 3π/2 + 2kπ (k ∈Z),解得 π/12 + kπ ≤ x ≤ 7π/12 + kπ (k ∈Z),这是单调递减区间。本题考查三角函数性质的综合应用。

第五篇:综合提升 —— 攻克重难点,灵活运用知识

到了学期末,需要对新高一上学期数学知识进行综合梳理,攻克重难点,学会知识的灵活运用。

知识综合梳理

集合与函数结合,比如已知函数定义域是一个集合,通过集合运算求相关范围。函数与不等式结合,像求函数值域时可能会用到不等式知识。三角函数与其他函数也可能在综合题目中出现,例如在一个物理模型中,既有匀速直线运动(一次函数模型),又有简谐振动(三角函数模型)。

重难点突破

  1. 函数综合问题:涉及多个函数性质或者函数与其他知识结合的题目较难。突破方法是把复杂问题拆解,分别分析每个函数性质,再找到它们之间的联系。例如函数 y = f (x) 与 y = g (x) 的交点问题,可以转化为方程 f (x) = g (x) 求解,通过分析两个函数单调性、值域等性质来确定交点个数。
  1. 三角函数应用:在解决实际问题时,如何建立合适的三角函数模型是难点。要仔细分析题目中周期变化的规律,确定振幅、周期、初相。比如单摆运动,根据摆动幅度确定振幅,摆动周期确定 ω 值。

学习方法技巧

做综合练习题,从简单到复杂,逐步提升能力。建立知识网络,用思维导图把各章节知识联系起来,清晰呈现知识脉络。遇到难题多和同学讨论,或者向老师请教,学习不同的解题思路。定期复习错题,总结解题方法和易错点。

原题解析

已知集合 A = {x|x^2 - 4x + 3 ≤ 0} ,函数 f (x) = 2 ,x ∈A ,求函数 f (x) 的值域。

先求解集合 A ,解不等式 x^2 - 4x + 3 ≤ 0 ,因式分解得 (x - 1)(x - 3) ≤ 0 ,解得 1 ≤ x ≤ 3 ,所以 A = [1, 3] 。

函数 f (x) = 2在定义域内单调递增,当 x = 1 时,f (1) = 2^1 = 2 ;当 x = 3 时,f (3) = 2^3 = 8 。所以函数 f (x) 在 x ∈A 时的值域是 [2, 8] 。这道题综合考查集合运算和指数函数值域求解。

通过对西安 25 年新高一上学期数学各知识点的梳理、学习方法介绍、重难点分析及原题解析,希望同学们能在高中数学学习中打下坚实基础,取得优异成绩。

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