集合与常用逻辑用语知识点梳理
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集合与常用逻辑用语,推理与证明,算法,复数,坐标系与参数方程知识点梳理
一.集合的概念与运算
1.集合与元素
(1)集合中元素的三个特征:____________、________、__________.
(2)元素与集合的关系是_____或_______两种,用符号____或_____表示.
(3)集合的表示法:列举法、描述法.
(4)常见数集的记法
2.
A∪B={_________}A∩B={_____________}∁A={_________}
(1)若有限集A中有n个元素,则A的子集个数为____个,非空子集个数为______个,真子集有_________个.
(2)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B.
[方法与技巧]
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.
[失误与防范]
1.解题中要明确集合中元素的特征,关注集合的代表元素(集合是点集、数集还是图形集).对可以化简的集合要先化简再研究其关系运算.
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.
二.命题及其关系。
充分条件与必要条件
1.四种命题及相互关系
2.四种命题的真假关系
(1)两个命题互为逆否命题,它们______的真假性;
(2)两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系.
3.充分条件与必要条件
(1)如果p⇒q,则p是q的_____条件,同时q是p的________条件;
(2)如果p⇒q,但q⇏p,则p是q________________条件;
(3)如果p⇒q,且q⇒p,则p是q的____________条件;
(4)如果q⇒p,且p⇏q,则p是q的______________条件;
(5)如果p⇏q,且q⇏p,则p是q的既不充分又不必要条件.
[方法与技巧]
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¬B⇒¬A;B⇒A与¬A⇒¬B;A⇔B与B⇔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真包含于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.
[失误与防范]
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.
三简单的逻辑联结词.全称量词与存在量词
1.全称量词与存在量词
(1)常见的全称量词有“所有”“每一个”“任何”“任意一条”“一切”等.
(2)常见的存在量词有“有些”“至少有一个”“有一个”“存在”等.
2.全称命题与特称命题
(1)含有全称量词的命题叫全称命题.
(2)含有存在量词的命题叫特称命题.
3.命题的否定
(1)全称命题的否定是特称命题;特称命题的否定是全称命题.
(2)p或q的否定:非p且非q;p且q的否定:非p或非q.
4.简单的逻辑联结词
(1)命题中的“且”、“或”、“非”叫作逻辑联结词.
(2)简单复合命题的真值表:
[方法与技巧]
1.把握含逻辑联结词的命题的形式,特别是字面上未出现“或”、“且”时,要结合语句的含义理解.
2.要写一个命题的否定,需先分清其是全称命题还是特称命题,再对照否定结构去写,并注意与否命题区别;否定的规律是“改量词,否结论”.
[失误与防范]
1.p或q为真命题,只需p、q有一个为真即可;p且q为真命题,必须p、q同时为真.
2.两种形式命题的否定
p或q的否定:非p且非q;p且q的否定:非p或非q.
3.命题的否定与否命题
“否命题”是对原命题“若p,则q”的条件和结论分别加以否定而得到的命题,它既否定其条件,又否定其结论;“命题的否定”即“非p”,只是否定命题p的结论.
四.归纳与类比
1.归纳推理
根据一类事物中部分事物具有某种属性,推断该类事物中每一个事物都有这种属性.我们将这种推理方式称为归纳推理.简言之,归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理.归纳推理的基本模式:a、b、c∈M且a、b、c具有某属性,
结论:任意d∈M,d也具有某属性.
2.类比推理
由于两类不同对象具有某些类似的特征,在此基础上,根据一类对象的其他特征,推断另一类对象也具有类似的其他特征,我们把这种推理过程称为类比推理.简言之,类比推理是两类事物特征之间的推理.
类比推理的基本模式:A:具有属性a,b,c,d;B:具有属性a′,b′,c′;
结论:B具有属性d′.(a,b,c,d与a′,b′,c′,d′相似或相同)
3.归纳推理和类比推理是最常见的合情推理,合情推理的结果不一定正确.
4.演绎推理是根据已知的事实和正确的结论,按照严格的逻辑法则得到新结论的推理过程.[方法与技巧]
1.合情推理的过程概括为
从具体问题出发―→观察、分析、比较、联想―→
归纳、类比―→提出猜想
2.演绎推理是根据已知的事实和正确的结论,按照严格的逻辑法则得到新结论的推理方法,是由一般到特殊的推理.数学问题的证明主要通过演绎推理来进行.
[失误与防范]
1.合情推理是从已知的结论推测未知的结论,发现与猜想的结论都要经过进一步严格证明.2.演绎推理是由一般到特殊的证明,它常用来证明和推理数学问题,注意推理过程的严密性,书写格式的规范性.
3.合情推理中运用猜想时不能凭空想象,要有猜想或拓展依据.
五.综合法与分析法。
反证法
1.综合法
(1)定义:从命题的条件出发,利用定义、公理、定理及运算法则,通过演绎推理,一步一步地接近要证明的结论,直到完成命题的证明.我们把这样的思维方法称为综合法.(2)框图表示:P⇒Q1→Q1⇒Q2→Q2⇒Q3→…→Q n⇒Q(其中P表示已知条件、已有的
定义、公理、定理等,Q表示要证明的结论).
2.分析法
(1)定义:从求证的结论出发,一步一步地探索保证前一个结论成立的充分条件,直到归结为这个命题的条件,或者归结为定义、公理、定理等.我们把这样的思维方法称为分析法.(2)框图表示:Q⇐P1→P1⇐P2→P2⇐P3→…→得到一个明显成立的条件.
3.反证法
我们可以先假定命题结论的反面成立,在这个前提下,若推出的结果与定义、公理、定理相矛盾,或与命题中的已知条件相矛盾,或与假定相矛盾,从而说明命题结论的反面不可能成立,由此断定命题的结论成立.这种证明方法叫作反证法.
反证法的证题步骤是:(1)作出否定结论的假设;(2)进行推理,导出矛盾;(3)否定假设,肯定结论.
[方法与技巧]
1.分析法的特点:从未知看需知,逐步靠拢已知.
2.综合法的特点:从已知看可知,逐步推出未知.
3.分析法和综合法各有优缺点.分析法思考起来比较自然,容易寻找到解题的思路和方法,缺点是思路逆行,叙述较繁;综合法从条件推出结论,较简捷地解决问题,但不便于思考.实际证题时常常两法兼用,先用分析法探索证明途径,然后再用综合法叙述出来.
[失误与防范]
1.用分析法证明时,要注意书写格式的规范性,常常用“要证(欲证)……”“即证……”“只需证……”等,逐步分析,直至一个明显成立的结论.
2.利用反证法证明数学问题时,要假设结论错误,并用假设的命题进行推理,如果没有用假设命题推理而推出矛盾结果,其推理过程是错误的.
六数学归纳法
数学归纳法是用来证明与正整数n有关的数学命题的一种方法,它的基本步骤是:
(1)验证:当n取第一个值n0(如n0=1或2等)时,命题成立;
(2)在假设当n=k (k∈N+,k≥n0)时命题成立的前提下,推出当n=k+1时,命题成立.
根据(1)(2)可以断定命题对一切从n0开始的正整数n都成立.
[方法与技巧]
1.数学归纳法的两个步骤相互依存,缺一不可
有一无二,是不完全归纳法,结论不一定可靠;有二无一,第二步就失去了递推的基础.2.归纳假设的作用
在用数学归纳法证明问题时,对于归纳假设要注意以下两点:
(1)归纳假设就是已知条件;(2)在推证n=k+1时,必须用上归纳假设.
3.利用归纳假设的技巧
在推证n=k+1时,可以通过凑、拆、配项等方法用上归纳假设.此时既要看准目标,又要掌握n=k与n=k+1之间的关系.在推证时,分析法、综合法、反证法等方法都可以应用.
[失误与防范]
1.数学归纳法证题时初始值n0不一定是1;
2.推证n=k+1时一定要用上n=k时的假设,否则不是数学归纳法.
七算法与算法框图
1.算法的含义
算法是解决某类问题的一系列步骤或程序,只要按照这些步骤执行,都能使问题得到解决.2.算法框图
在算法设计中,算法框图(也叫程序框图)可以准确、清晰、直观地表达解决问题的思想和步骤,算法框图的三种基本结构:顺序结构、选择结构、循环结构.
3.三种基本逻辑结构
(1)顺序结构:按照步骤依次执行的一个算法,称为具有“顺序结构”的算法,或者称为算法的顺序结构.
其结构形式为
(2)选择结构:需要进行判断,判断的结果决定后面的步骤,像这样的结构通常称作选择结构.
其结构形式为
(3)循环结构:指从某处开始,按照一定条件反复执行某些步骤的情况.反复执行的处理步骤称为循环体.
其基本模式为
4.基本算法语句
任何一种程序设计语言中都包含五种基本的算法语句,它们分别是:输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句和循环语句.
5.赋值语句
(1)一般形式:变量=表达式
(2)作用:将表达式所代表的值赋给变量.
6.条件语句
(1)If—Then—Else语句的一般格式为:
(2)If—Then语句的一般格式是:
7.循环语句
(1)For语句的一般格式:
(2)Do Loop语句的一般格式:
[方法与技巧]
1.在设计一个算法的过程中要牢记它的五个特征:
概括性、逻辑性、有穷性、不唯一性、普遍性.
2.在画算法框图时首先要进行结构的选择.若所要解决的问题不需要分情况讨论,只用顺序结构就能解决;若所要解决的问题要分若干种情况讨论时,就必须引入选择结构;若所要解决的问题要进行许多重复的步骤,且这些步骤之间又有相同的规律时,就必须引入变量,
应用循环结构. [失误与防范]
1.注意起止框与处理框、判断框与循环框的不同.
2.注意选择结构与循环结构的联系:对于循环结构有重复性,选择结构具有选择性没有重复性,并且循环结构中必定包含一个选择结构,用于确定何时终止循环体.
3.循环语句有“For 语句”与“Do Loop 语句”两种,要区别两者的异同,主要解决需要反复执行的任务,用循环语句来编写程序. 4.关于赋值语句,有以下几点需要注意:
(1)赋值号左边只能是变量名字,而不是表达式,例如3=m 是错误的.
(2)赋值号左右不能对换,赋值语句是将赋值号右边的表达式的值赋给赋值号左边的变量,例如Y =x ,表示用x 的值替代变量Y 的原先的取值,不能改写为x =Y .因为后者表示用Y 的值替代变量x 的值.
(3)在一个赋值语句中只能给一个变量赋值,不能出现多个“=”. 八.复数
1.复数的有关概念
(1)定义:形如a +b i(a ,b 是实数,i 是虚数单位)的数叫作复数,其中a 叫作实部,b 叫作虚部. (2)分类:
(3)⇔a =c 且b =d ((4)共轭复数:a +b i 与c +d i 共轭⇔a =c ,b =-d (a ,b ,c ,d ∈R ).
(5)模:向量OZ →
的模叫作复数z =a +b i 的模,记作|z |,即|z |=a 2+b 2(a ,b ∈R ). 2.复数的几何意义
复数z =a +b i 与复平面内的点Z (a ,b )及平面向量OZ →
=(a ,b )(a ,b ∈R )是一一对应关系. 3.复数的运算
(1)运算法则:设z 1=a +b i ,z 2=c +d i ,a ,b ,c ,d ∈R
(2)几何意义:复数加减法可按向量的平行四边形或三角形法则进行.
如图给出的平行四边形OZ 1ZZ 2可以直观地反映出复数加减法的几何意义,即OZ →=OZ 1→+OZ 2→
,Z 1Z 2→=OZ 2→-OZ 1→.
[方法与技巧]
1.复数的代数形式的运算主要有加、减、乘、除及求低次方根.除法实际上是分母实数化的过程.
2.复数z =a +b i(a ,b ∈R )是由它的实部和虚部唯一确定的,两个复数相等的充要条件是复数问题转化为实数问题的主要方法.对于一个复数z =a +b i(a ,b ∈R ),既要从整体的角度去认识它,把复数看成一个整体,又要从实部、虚部的角度分解成两部分去认识. 3.在复数的几何意义中,加法和减法对应向量的三角形法则,其方向是应注意的问题,平移往往和加法、减法相结合. [失误与防范]
1.判定复数是实数,仅注重虚部等于0是不够的,还需考虑它的实部是否有意义. 2.两个虚数不能比较大小.
3.注意复数的虚部是指在a +b i(a ,b ∈R )中的实数b ,即虚部是一个实数
九.坐标系与参数方程 1.平面直角坐标系
设点P (x ,y )是平面直角坐标系中的任意一点,在变换φ:⎩
⎪⎨⎪⎧
x ′=λ·x (λ>0),
y ′=μ·y (μ>0)的作用下,
点P (x ,y )对应到点P ′(x ′,y ′),称φ为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换,简称伸缩变换. 2.极坐标系
(1)极坐标与极坐标系的概念
在平面内取一个定点O ,叫作极点,从O 点引一条射线Ox ,叫作极轴,选定一个单位长度和角的正方向(通常取逆时针方向).这样就确定了一个平面极坐标系,简称为极坐标系. 对于平面内任意一点M ,用ρ表示线段OM 的长,θ表示以Ox 为始边、OM 为终边的角度,ρ叫作点M 的极径,θ叫作点M 的极角,有序实数对(ρ,θ)叫做点Μ的极坐标,记作M (ρ,θ).
当点M 在极点时,它的极径ρ=0,极角θ可以取任意值.
(2)极坐标与直角坐标的互化
设M 为平面内的任意一点,它的直角坐标是(x ,y ),极坐标是(ρ,θ).由图可知下面关系式成立:
⎩⎪⎨⎪⎧
x =ρcos θ,y =ρsin θ或⎩
⎪⎨⎪⎧
ρ2=x 2+y 2,tan θ=y x (x ≠0). 这就是极坐标与直角坐标的互化公式. 3.常见曲线的极坐标方程
4.参数方程和普通方程的互化
(1)曲线的参数方程和普通方程是曲线方程的不同形式.一般地,可以通过消去参数从参数方程得到普通方程.
(2)一般地,在取定的坐标系中,如果曲线上任意一点的坐标(x ,y )都是某个变数t 的函数
⎩⎪⎨⎪⎧
x =f (t ),y =g (t ),
并且对于t 取的每一个允许值,由方程组所确定的点P (x ,y )都在这条曲线上,那么方程组就叫作这条曲线的参数方程,联系x ,y 之间关系的变数t 叫作参变数,简称参数.
相对于参数方程,我们把直接用坐标(x ,y )表示的曲线方程f (x ,y )=0叫作曲线的普通方程. 2.常见曲线的参数方程和普通方程
对方程所表示的曲线的认识,从而达到化陌生为熟悉的目的,这是转化与化归思想的应用.1.将参数方程化为普通方程是解决问题的一般思路,体现了化归思想.
2.将参数方程化为普通方程时,要注意两种方程的等价性,不要增解;确定曲线的参数方程时,一定要根据实际问题的要求确定参数的取值范围,必要时通过限制参数的范围去掉多余的解.。