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高中數學函數知識大總結

教育 更新时间:2024-10-20 10:53:45

函數是高中數學的重點和難點模塊,考察題目難度有高有低,相對來說比較抽象,也可以說是整個高中數學學習的基礎模塊,函數學不好,其他部分很難有所突破。因為函數部分内容較多,我們要分 3 課時完成整體知識樹的構建。函數(上)包括函數的概念與性質,函數(中)包括三大基本初等函數中前兩個的性質學習,基本初等函數有指數函數、對數函數、幂函數。我們先學習前兩個。函數(下)主要學習剩餘的幂函數和函數零點問題。

這節課函數(上)我們學習:1、函數的概念與性質的知識樹構建;2、如何運用知識樹解題。

函數屬于CBA 方法中的B——branch 類,高考出題可以說幾乎滲透到所有題目當中,有點隐形人的感覺,你不能非常明确地看到他, 但是他卻一直圍繞在你身邊。函數知識點中,細微的小陷阱很多,而且題目會向縱深考察知識點的運用,學習時必須開動腦筋,既注意細節又要練習深入思考,難度的确很大。準備好了嗎?Let’s go!

先來了解一下函數模塊知識的總體特點。1、“抽象又狡猾”;2、“縱深化分布”;3、“圖像為王”。

1、函數部分的知識點相對比較抽象,各個知識點之間的界限有點模糊,還經常綜合起來一起考。這就導緻做題時會“憑感覺”,因此,函數非常需要知識樹來幫助你理清思維。狡猾的意思是,學習知識點時覺得懂了,做題時候就是“想你時知識點在腦海,用你時解題方法在天涯”。知識點和解題之間聯系不上,還經常交叉使用。舉個例子,給你一把錘子,直接讓你坐個闆凳出來…我現在又給你一個螺絲刀,還是讓你做個闆凳出來…你會問剛才不是說好用錘子做闆凳的嗎?當然,錘子我也不會用。函數解題就是這個特點。

2、函數知識的分布主要是縱深式的,知識樹的每條分支都比較長,運用起來需要從知識樹的一條分支入手,不斷深入找下去,一直找到最後與解題相關的部分。很累,大腦容易“抽筋”。

3、敲黑闆!函數學習唯一的王道是:畫圖像!抽象又縱深發展的知識點非常燒腦,如何保護一下我們的大腦?當然是圖像!當一個函數圖像出現了,我們就可以看圖說話了,單調性、奇偶性、周期性等等,一目了然,圖像是把函數抽象的知識點和具體的解決方法結合

起來的利器,所以現在先提出一個要求,不管是否需要畫圖,遇到函數就嘗試着畫一畫圖像,這會讓你的解題越來越快,思維壓力也越來越小。

現在我們正式進入函數的第一部分——概念與性質。先了解一下函數概念和性質的本質,我們不談那些書本上的說辭,直接說最接地氣的。想一下什麼是函數?就是兩個量之間的關系,給出x,

給出關系式,就能求 出y 值。那麼從這裡開始,我們就要養成深入思考的能力,在這裡不隻是給出 x 才能求出y 值,如果給出 y 值一樣能求出x 值。這兩者是可以互相推算的。這也就是後面我們要提到的定義域和值域的問題。

函數性質。單調性、奇偶性、周期性、對稱性,其實就是能夠理解的你把圖像畫得準确的各種特點。這些都為圖像服務,圖像也為各種性質服務,大家相互服務,很和諧。

接下來,讓我們來看看函數的題目到底是為了求些什麼, 知道了這些,才知道你要總結什麼。總體來講,函數就是先盡量把圖像畫出來,然後,1、研究圖的各種特點,比如高、矮、胖、瘦、硬朗還是柔和、連續還是斷開等;2、研究圖像上點、線段之間的關系, 或者是他們跟坐标軸之間的關系,比如說誰大誰小,誰長誰短,還有跟x 軸有沒有交點,有幾個,這不就是零點問題了嘛

下面我們把函數的整體體系先了解一遍。說起函數,你會覺得很熟悉,數學處處皆函數,但是如果我問,函數都學了什麼呀?現在想想,能說得全嗎?我想一定不能,基本都是隻能說某幾個知識點,而且排列還非常混亂。函數知識很多,又抽象,就會造成這種現象。首先還是要明确一個原則,畫圖!畫圖!畫圖!重要的事情說三遍。整個函數學習的過程,畫圖畫得好就已經成功了一半。接下來我們來捋順一下知識樹的結構。

函數首先要學習概念和性質,其中概念就包括構成函數的三大要素,定義域,解析式,值域。其中最重要的是前兩個,定義域和解析式,定義域是他伴随産物,是有前兩者才随之産生的值域。然後我們要學習性質,單調、奇偶、周期、對稱。這些性質是什麼,聽起來很抽象,我們來翻譯一下,就是我剛才講的,這些性質就是在描述函數圖像的形狀,高了矮了胖了瘦了,上升了下降了等等。這是對函數一個整體的基本認識,也是這節課我們要全面掌握的内容。

接下來,掌握了函數這些有點抽象的性質之後,我們要看看例子了,所以函數第二大塊就是我們要見識幾個基本初等函數。函數有千千萬萬種,我們初中學過了直線、抛物線等,高中就是再多見幾個而已。因此,我們選取比較有特色的三個,指數函數、對數函數、幂函數。我們要按照概念與性質的順序,分别了解這三種函數。

最後,函數了解了概念性質、見過了經典的例子,又該籠統研究一下所有函數跟坐标軸之間的關系了,這是把函數圖像具體“釘” 在坐标軸上,我們隻要研究函數與x 軸之間的關系,這就是零點問題。零點問題在這裡,還是繼續強調,有圖像才有得解。這些都學完後,我們數學的很多章節都會有數學知識在日常生活中的應用,函數也不例外,因此我們需要了解一些函數模型在生活中的應用。這個非常廣泛, 比如市場上賣菜、比如建築上修橋修路,都會用到函數模型,高中階段我們隻簡單涉獵一點就可以,不是高考重點。但是,學而用之,應該是你學習所有知識的最終歸宿,這個習慣高中階段或許你沒有時間養成,但是到大學以後,務必時刻遵循這個原則,學完知識要知道應用在現實生活的方方面面。接下來,我們看一下函數概念與性質的總體知識樹,(這裡不必看細節)。概念與性質分區非常明顯,概念包括三大要素,定義域、解析式和值域,性質主要是 4 大性質,從考察頻率來排序就是單調性、奇偶性、周期性、對稱性,至于反函數,講的是函數關于y=x 對稱的一種特殊情況,我們在這裡一并介紹一下。總圖看起來是不是非常龐大?但是知識點并不算難,一點一點梳理之後你的大腦就會非常清晰了。

讓我們先來梳理函數的概念,剛才已經說過好幾次, 就是 3 大天王,不,是 3 大要素。定義域、解析式和值域。

先從定義域開始,我們直接上幹貨,求一個函數的定義域出題點就是圍繞 3 個符号,分數線、根号、對數。這三者出現的時候,分數分母不能為零,根号内部必須≥0,對數函數的真數必須>0。高考題不可能一種出一道題,所以最常見的就是三種符号同時出現,這時候務必細心,必須三個條件要同時滿足。所以,這裡我建議要記住個數,比如定義域要記住有 3 種符号,每次做題都要把 3 個符号過一遍,題目裡發現一個就标出一個,這樣就不會遺漏了。定義域這裡還有一個小知識點,就是抽象函數定義域求法,這裡要明确一個事,就是定義域的定義!定義域永遠是當下函數内自變量(也就是x)的取值範圍,比如 f(x)的定義域指 x 的範圍,f(2x-3) 的定義域,指的也是它裡面那個 x 的範圍。可能你做函數最怕遇到抽象問題,那麼這裡有一句口訣供你使用。抽象函數定義域問題,隻要記住:“在同一個函數法則下,小括号内的東西範圍是永遠一樣的”!舉個例子,f(x)定義域為[1,3],求 f(2x-3)的定義域,按照口訣, 這兩個函數都是f 法則,法則一樣,所以小括号内的東西範圍一緻, f(x)小括号内隻有 x,所以小括号的範圍就是[1,3],f(2x-3)呢, 小括号内的 2x-3 就應該在[1,3]内,所以 1≤2x-3≤3,解出來 x 的範圍就是f(2x-3)的定義域了。

這裡小小總結一下,函數部分我們做出知識樹,就是防止你在做題的時候還是想起來什麼用什麼,現用現想。你要知道一共有幾種情況,而題目裡出現的是哪種情況,養成這種嚴謹的思維習慣,數學才能循序漸進的提高。因為做數學題,很大程度取決于你思維的嚴謹程度,函數這塊就非常側重考察這個能力,加上知識點細小又抽象,經常把各種知識點混合在一起考,如果沒有知識樹梳理,你就會想起這個點,卻忘了那個點,永遠想不全。有沒有戳中你?哈哈,不必急着回答我,可以默默流淚。現在我把各種情況都給你了,并且梳理了, 你就沒有理由再想不全了,對不對?

接下來,我們要研究第 2 個要素,解析式。這裡圖像比較大,所以單獨放一頁。解析式仿佛沒什麼可說的,我想在學校課堂上,或許老師也都是一帶而過的。但是,這裡才是我說的“畫圖王道”的開始,我不會重點訓練你對解析式的計算,a b 啊,x y 啊, 太抽象了,越研究就越抽象,越研究也越“抽筋”。我現在要開始訓練你看着解析式畫圖的能力,因為最終解題關鍵是要歸結到圖像上面的。我們先了解幾種基本函數圖形的畫法

1、直線。直線覺得誰都會畫是不是?直線到底能怎麼畫?想過嗎?那我們就徹底歸納一下,直線到底有幾種?4 種對吧?增的,減的,斜率不存在的,斜率為 0 的。為什麼直線我要講這麼細,你可能覺得沒必要,但是等你開始解直線和圓的問題的時候,解圓錐曲線問題的時候,回想一下,多少次都被讨論直線斜率是否存在坑了?經常不知道什麼時候讨論直線斜率呢?為什麼總是忘記讨論呢?就是因為從一開始,你對直線的認知就不全面,覺得太簡單,從來沒總結過。現在我們就總結一下,直線一般有 4 種存在的形态,兩種斜的形态是最常見的,橫平和豎直是特殊情況,尤其是豎直時,斜率k 不存在。在函數這裡就養成對各類圖形全面思考的習慣,以後做大題才知道為什麼要讨論,因為我隻要遇到直線的時候,就會先想到它有 4 種形态, 再根據題目判斷,到底可以使用的是哪幾種。通常情況下 k 存在的我們歸納為一類,k 不存在的單獨為一類。這樣以後再遇到直線讨論問題,你是不會忘記的,因為你看見直線的第一眼,就在考慮它的形态可以屬于哪類。

2、抛物線。這個都非常熟悉了,y=ax² bx c,分 2 種,開口朝上(a>0)和開口朝下(a<0)。其他确定圖像位置的有對稱軸x=-b/2a,還有△=b²-4ac,△>0 則圖像與 x 軸有 2 個交點,△=0 則圖像與 x 軸有 1 個交點,△<0 則圖像與x 軸沒有交點。

3、反比例函數。這個也分 2 種情況,k>0,就是左圖,k<0 就是右圖。

4、對勾函數。f(x)=ax b(a>0,b>0),這種函數圖像也非x常常見,要按照圖例學會畫出來。

5、帶絕對值的函數。我們這裡以 y=丨x 丨為例,推演到所有外部帶絕對值的函數圖像畫法,就是把 x 軸下方的部分,對稱着翻折上去。

再總結 2 個畫圖規則

(1)f(x)與f(-x)圖像是關于y 軸對稱的。

(2)f(x)與-f(x)的圖像是關于x 軸對稱的。

最後,我們畫的很多圖像還需要左右上下移動,那麼口訣再複習一遍:上加下減,左加右減。這裡的上下移動是指對整個函數的y 值進行加減,而左右移動是指對 x 本身進行加減。不要覺得自己很熟悉, 這裡很容易掉進坑裡,舉個例子,y=ln(2-x)圖像是由y=lnx 圖像是如何移動得到的?首先 y=lnx 關于 y 軸對稱,可以得到 y=ln(-x) 圖像,那繼續怎麼挪動可以得到 y=ln(2-x)圖像呢?向左還是向右? 其實是向右對不對!y=ln(-(x-2)),隻有這樣才能得到 y= ln(2-x)。所以這些細節都是需要反複練習的地方。函數概念的第 3 個要素是值域,這個不用過多介紹,就是定義域和解析式确定了,值域自然有,畫圖更清晰~

概念清晰之後,我們來看看函數的 4 大重要性質吧。第一個單調性。這是函數最最重要和高頻使用的性質了,我們

按照三步走來思考如何求一個函數單調性。首先拿來一個函數,第一步你一定會想這個函數我是否熟悉,是不是簡單函數,比如直線,抛物線,他們的單調性你都不需要多想,圖像非常熟悉,在腦海裡就畫出來了,然後直接說出單調性。這裡二次函數的單調性要強調一下, 二次函數的單調性問題主要看對稱軸在要求的區間裡面還是外面,如果對稱軸在給出的區間内部,則這個區間内函數不單調,如果對稱軸在給出的區間外,則函數在這個區間内就單調。這就是我們常說的動軸定區間和定軸動區間的問題。另外,還有一個小結論務必記住,有一類題目是求在某個區間内,二次函數的函數值≥0 或者≤0,這時候不要考慮對稱軸和△了,直接讓端點的函數值同正或者同負即可求出你想要的參數範圍。

第二步,就是研究稍微複雜一點點的複合函數,比如兩個簡單函數要加減乘除等等,這時候回憶一下口訣:負号會完全改變一個函數的單調性,-減=增,-增=減。如果遇到加減乘除的情況,隻有增 增=增,減 減=減,這兩個公式可以直接使用。這裡如果是增-減呢? 那就可以轉化為增 增,所以仍為增函數。嵌套式 f(g(x))口訣是:同增異減。就是裡層和外層函數單調性如果相同,那整體就是增函數, 如果裡外不同,那整體就是減函數。第三步,如果是更複雜的函數, 那上面的口訣也用不了了,該怎麼判斷單調性呢?這時候就引出了我們最強大的單調性武器——導數。這裡就變成導數問題了,我們會在導數部分具體講解。不過這裡你要有個基本的印象,導數是為了服務函數而産生的工具。

第二奇偶性。從這裡開始,口訣和公式就越來越少。基本特點: 奇函數-f(x)=f(-x),圖像關于原點對稱,而且 f(0)=0。偶函數f(x)=f(-x),圖像關于 y 軸對稱。複合函數奇偶性呢?還是記住幾句口訣,1、系數不改變函數的奇偶性,比如一個奇函數乘 3 還是½,這并不改變它本身的對稱性,所以還是奇函數。2、奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇±偶無法直接判斷奇偶性。3、f(x)g(x)或者fx),這gx)種乘除形式記住同偶異奇。就是兩者奇偶性相同,整體就是偶函數, 兩者奇偶性不同,整體就是奇函數。4、嵌套式f(g(x))口訣是:嵌套遇偶則偶。就是裡層或外層,隻要有一個是偶函數,整體就是偶函數。這幾句口訣務必記住。

第三周期性。周期性隻需要記住這裡展示的最基礎公式,我知道你還學過很多關于周期性的公式,這裡有個好消息,不要背那些了, 因為背也背不準,準了也未必直接用。隻要記得,出現感覺像是周期性的公式,隻要去試裡面出現的常數a 的 2 倍即可,大部分情況下, 最終的周期很可能 2a。舉例-f(x)=f(x 4),給出這個條件,我們猜周期大概會是 8,那就想辦法構造 f(x 8),我們在等式裡面把 x全部換成 x 4,原式就會變成-f(x 4)=f(x 8),而根據原始,-f(x 4)=f(x),所以就得出 f(x)=f(x 8)。周期的确驗證為 8。我們隻需要掌握到這種程度就可以了。

第四對稱性。對稱性更是一個非常抽象的東西。依然隻需要掌握圖中給出的基礎公式,另外掌握一個對稱點的求法,如果求某點關于直線的對稱點,知道有 2 個條件可用,一是兩點連線與直線垂直, 二是兩點的中點在直線上。

高中數學函數知識大總結(高考數學第4講函數學)1

函數的概念與性質

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