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導(dǎo)讀:
基礎(chǔ)知識(shí)非常重要。哪些內(nèi)容屬于基礎(chǔ)知識(shí)呢?
集合的概念
集合是數(shù)學(xué)中最重要的概念,是整個(gè)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。我印象中,集合的定義是:集合是具有相同性質(zhì)的元素的集體。這個(gè)定義屬于循環(huán)定義,因?yàn)榧w就是集合。我的理解是:把一些互不相同的東西放在一起,就組成一個(gè)集合。唯一的要求是“互不相同”。集合中的元素可以是毫不相干的。元素可以是個(gè)體,也可以是一個(gè)集合, 比如1,2,{1,2}就構(gòu)成一個(gè)集合,集合中有三個(gè)元素,兩個(gè)是個(gè)體,一個(gè)是集合。元素可以是數(shù)對(duì),(x,y)是一個(gè)數(shù)對(duì),代表二維坐標(biāo)系中的一個(gè)點(diǎn)。如果集合中的元素沒有共同的特征,要完整地描述一個(gè)集合,我們被迫列出集合中的每一個(gè)元素,如{一陣風(fēng),一匹馬,一頭牛};如果存在相同的特征,描述就簡(jiǎn)單多了,如{所有正整數(shù)}、{所有英國(guó)男人}、{所有四川的下過馬駒的紅色的母馬},不用一一列舉。區(qū)間是特殊的集合,專門用來表示某些連續(xù)的實(shí)數(shù)的集合。集合在邏輯中的應(yīng)用也十分廣泛,學(xué)好了集合,數(shù)學(xué)和邏輯都能提高,起到“兩個(gè)男人并排坐在石頭上”的作用。
集合中元素的個(gè)數(shù)是集合的重要特征。如果兩個(gè)集合的元素能有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,那么這兩個(gè)集合元素的個(gè)數(shù)就是相等的。在我們平時(shí)數(shù)物品的數(shù)量時(shí),說1,2,3,4,5,一共有5個(gè),這時(shí)我們就是在把物品的集合與集合(1,2,3,4,5)建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,正是因?yàn)槲锲窋?shù)量與集合(1,2,3,4,5)的元素個(gè)數(shù)相等,所以我們才說物品共有5個(gè)。集合分為有限集合和無限集合,元素的個(gè)數(shù)一般是針對(duì)有限集合說的。對(duì)無限集合來說,有很多不同之處。比如{所有的正整數(shù)}與{所有的正偶數(shù)},后者只是前者的一個(gè)子集,但兩者存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,因此元素個(gè)數(shù)“相等”。而{所有整數(shù)}與{所有實(shí)數(shù)}則不可能建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,因?yàn)樗鼈兊臒o限的級(jí)別是不同的。對(duì)兩個(gè)無限集合,我們只強(qiáng)調(diào)是否能一一對(duì)應(yīng),不說元素個(gè)數(shù)是否相等。
兩個(gè)集合有交集和并集的關(guān)系。交集是同時(shí)在兩個(gè)集合中的所有元素的集合,例如{中國(guó)人}交{男人}={中國(guó)男人},{韓國(guó)俊男}交{韓國(guó)美女}={河利秀}。并集是在其中任一個(gè)集合中的所有元素的集合。因?yàn)榧现械脑夭荒苤貜?fù),所以取并集時(shí)要去掉重復(fù)了的元素,A并B的元素個(gè)數(shù)=A的元素個(gè)數(shù)+B的元素個(gè)數(shù)-A交B的元素個(gè)數(shù)。
函數(shù)的概念
如果集合A中的每一個(gè)元素,按照某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,在集合B中都有唯一的對(duì)應(yīng)元素,那么這種對(duì)應(yīng)關(guān)系被稱為A到B的函數(shù)。例如Y=2X,Y=X^2都建立了{全體實(shí)數(shù)}到{全體實(shí)數(shù)}的函數(shù)關(guān)系,如果用f代表對(duì)應(yīng)關(guān)系,則函數(shù)表述為:f(x)=2x, f(x)=x^2。 如果A中的某些元素,不能對(duì)應(yīng)B中唯一的元素,則不存在函數(shù)關(guān)系。比如{所有小偷}與{所有失主},因?yàn)槟承┬⊥低颠^很多不同失主的東西。
函數(shù)的定義域和值域。MBA數(shù)學(xué)只考慮實(shí)數(shù)。所有能使函數(shù)有意義的實(shí)數(shù)的集合,構(gòu)成函數(shù)的定義域,即上面的集合A。F(X)=X^(1/2)定義域?yàn)?/font>{X/ X》=0},F(X)=1/X定義域?yàn)?/font>{X/ X《》=0},F(X)=LN(X)定義域?yàn)?/font>{X/ X》0}。如果函數(shù)中同時(shí)包括幾類簡(jiǎn)單函數(shù),則定義域是各類函數(shù)定義域的交集。定義域按照對(duì)應(yīng)關(guān)系,能對(duì)應(yīng)的所有實(shí)數(shù)的集合,構(gòu)成函數(shù)的值域。定義域、對(duì)應(yīng)關(guān)系、值域,三者構(gòu)成一個(gè)函數(shù)。
定義域中的每一個(gè)元素,與其在值域中對(duì)應(yīng)的元素,組成一個(gè)數(shù)對(duì),由二維坐標(biāo)系中的一個(gè)點(diǎn)來表示。所有這樣的點(diǎn)形成了函數(shù)的圖象。圖象能直觀地表現(xiàn)函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,大家應(yīng)該熟悉冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)的基本圖象。要求高的同學(xué)可以進(jìn)一步掌握?qǐng)D象的平移、反射、旋轉(zhuǎn)。
奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義不說了,要注意的是奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義域必須關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱。F(X)=X,X為任意實(shí)數(shù) 是奇函數(shù),如果限定X屬于[-3,5],那函數(shù)就不是奇函數(shù)了。
反函數(shù)。如果集合A中的每一個(gè)元素,按照某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,在集合B中都有唯一的對(duì)應(yīng)元素;而B中的每一個(gè)元素,在A中都有唯一的元素與之對(duì)應(yīng)。則A到B的對(duì)應(yīng)關(guān)系是可逆的,A到B的對(duì)應(yīng)關(guān)系是原函數(shù),B到A的對(duì)應(yīng)關(guān)系是反函數(shù)。對(duì)于連續(xù)的函數(shù)來說,只有絕對(duì)增函數(shù)或絕對(duì)減函數(shù),才存在反函數(shù),否則A中必有兩個(gè)元素,在B中對(duì)應(yīng)同一元素。對(duì)于不連續(xù)的函數(shù)則沒有上述限制。
復(fù)合函數(shù)。集合A中的元素,按一種函數(shù)對(duì)應(yīng)到集合B,B中的相應(yīng)元素,再按另一種函數(shù)對(duì)應(yīng)到集合C,最后形成集合A到集合C的對(duì)應(yīng)關(guān)系,稱為復(fù)合函數(shù)。
數(shù)列的概念
數(shù)列是一種特殊的函數(shù),其定義域?yàn)槿w或部分自然數(shù)。數(shù)列的通項(xiàng)公式A(N)就是一個(gè)函數(shù),求出通項(xiàng)公式,等于求出了數(shù)列的任一項(xiàng)。數(shù)列的前N項(xiàng)和S(N)(N=1,2,。。。)構(gòu)成了一個(gè)新的數(shù)列,知道S(N)的公式,通過A(1)=S(1),A(N)=S(N)-S(N-1)就能求出原數(shù)列的通項(xiàng)公式。
MBA數(shù)學(xué)主要考察等差數(shù)列和等比數(shù)列。有些數(shù)列不是等差數(shù)列或等比數(shù)列,但經(jīng)過改造后可構(gòu)造出等差數(shù)列或等比數(shù)列,如A(1)=1,A(N+1)=2A(N)+1。這個(gè)數(shù)列的每一項(xiàng)都加上1,就成為等比數(shù)列了,通項(xiàng)公式為2^N,因此原數(shù)列通項(xiàng)公式為:A(N)=2^N-1
其他常見的數(shù)列包括A(N)=N^3, A(N)=N!/(N-K)!,A(N)=1/[N(N-1)]等,都有相應(yīng)的辦法能處理。
排列、組合、概率的概念
排列、組合、概率都與集合密切相關(guān)。排列和組合都是求集合元素的個(gè)數(shù),概率是求子集元素個(gè)數(shù)與全集元素個(gè)數(shù)的比值。
以最常見的全排列為例,用S(A)表示集合A的元素個(gè)數(shù)。用1、2、3、4、5、6、7、8、9組成數(shù)字不重復(fù)的九位數(shù),則每一個(gè)九位數(shù)都是集合A的一個(gè)元素,集合A中共有9!個(gè)元素,即S(A)=9!
如果集合A可以分為若干個(gè)不相交的子集,則A的元素等于各子集元素之和。把A分成各子集,可以把復(fù)雜的問題化為若干簡(jiǎn)單的問題分別解決,但我們要詳細(xì)分析各子集之間是否確無公共元素,否則會(huì)重復(fù)計(jì)算。
集合的對(duì)應(yīng)關(guān)系
兩個(gè)集合之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系(以前學(xué)的函數(shù)的概念就是集合的對(duì)應(yīng)關(guān)系)。如果集合A與集合B存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,則S(A)=S(B)。如果集合B中每個(gè)元素對(duì)應(yīng)集合A中N個(gè)元素,則集合A的元素個(gè)數(shù)是B的N倍(嚴(yán)格的定義是把集合A分為若干個(gè)子集,各子集沒有共同元素,且每個(gè)子集元素個(gè)數(shù)為N,這時(shí)子集成為集合A的元素,而B的元素與A的子集有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,則S(A)=S(B)*N
例如:從1、2、3、4、5、6、7、8、9中任取六個(gè)數(shù),問能組成多少個(gè)數(shù)字不重復(fù)的六位數(shù)。
集合A為數(shù)字不重復(fù)的九位數(shù)的集合,S(A)=9!
集合B為數(shù)字不重復(fù)的六位數(shù)的集合。