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数理基础微积分(Calculus) · 10讲1/10 · 配套练习模块导览 →
练习

第1讲 函数和集合(Functions&Sets) · 练习

计算集合的交并差,判断映射能否定义函数,并检查复合函数定义域、单调性与奇偶分解过程。

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本文目录 · 3

练习题#

  1. 集合运算:设A={2,4,6,8}A = \{2,4,6,8\}B={xN  x<7}B = \{x \in \mathbb{N} \ | \ x < 7\},求:

    • ABA \cup B

    • ABA \cap B

    • BAB \setminus A

  2. 区间转换:将集合{xR  3<x5}\{x \in \mathbb{R} \ | \ -3 < x \leq 5\}用区间符号表示

  3. 函数定义判断:判断下列关系是否构成函数:

    • f:RRf: \mathbb{R} \to \mathbb{R}f(x)=±x2+1f(x) = \pm\sqrt{x^2+1}

    • g:ZZg: \mathbb{Z} \to \mathbb{Z}g(n)=2n1g(n) = 2n-1

  4. 定义域确定:求函数h(x)=4x+1x21h(x) = \sqrt{4-x} + \frac{1}{x^2-1}的自然定义域

  5. 函数运算:设f(x)=x+2f(x) = \sqrt{x+2}g(x)=1xg(x) = \frac{1}{x},求:

    • (f+g)(x)(f+g)(x)及其定义域

    • (fg)(x)(fg)(x)及其定义域

  6. 函数类型判断:分类下列函数:

    • f(x)=x32xx2+1f(x) = \frac{x^3-2x}{x^2+1}

    • g(x)=x+1x3g(x) = \sqrt{x} + \frac{1}{\sqrt[3]{x}}

    • h(x)=x+cosxh(x) = |x| + \cos x

  7. 单调性分析:证明f(x)=x3+2xf(x) = x^3 + 2xR\mathbb{R}上严格递增

  8. 奇偶性判断

    • 验证f(x)=x43x2f(x) = x^4 - 3x^2是偶函数

    • 证明g(x)=sinx+x3g(x) = \sin x + x^3是奇函数

  9. 函数分解:将f(x)=2x34xf(x) = 2x^3 - 4x分解为奇函数与偶函数之和

  10. 幂函数分析:当nn为何值时f(x)=xnf(x) = x^n满足:

    • [0,+)[0,+\infty)上严格递增

    • 图像关于原点对称


查看答案
    • B={1,2,3,4,5,6}B = \{1,2,3,4,5,6\}

    • AB={1,2,3,4,5,6,8}A \cup B = \{1,2,3,4,5,6,8\}

    • AB={2,4,6}A \cap B = \{2,4,6\}

    • BA={1,3,5}B \setminus A = \{1,3,5\}

  1. (3,5](-3, 5]

    • 不是函数(单输入对应多输出)

    • 是函数(每个整数对应唯一整数)

    • 4x0x44-x \geq 0 \Rightarrow x \leq 4

    • x210x±1x^2-1 \neq 0 \Rightarrow x \neq \pm1

    • 定义域:(,1)(1,1)(1,4](-\infty, -1) \cup (-1,1) \cup (1,4]

    • (f+g)(x)=x+2+1x(f+g)(x) = \sqrt{x+2} + \frac{1}{x}

    定义域:x0x \neq 0x2x \geq -2[2,0)(0,+)[-2,0) \cup (0,+\infty)

    • (fg)(x)=x+2x(fg)(x) = \frac{\sqrt{x+2}}{x} 定义域: x0x \neq 0x2x \geq -2[2,0)(0,+)[-2,0) \cup (0,+\infty)
    • 有理函数(多项式之比)

    • 代数函数(含根式)

    • 非代数函数(含三角函数)

  2. 证明

f(x)=3x2+2>0xRf(x)R上严格递增f'(x) = 3x^2 + 2 > 0 \quad \forall x \in \mathbb{R} \\ \Rightarrow f(x) \text{在}\mathbb{R}\text{上严格递增}
    • f(x)=(x)43(x)2=x43x2=f(x)f(-x) = (-x)^4 -3(-x)^2 = x^4 -3x^2 = f(x)

    • g(x)=sin(x)+(x)3=sinxx3=g(x)g(-x) = \sin(-x) + (-x)^3 = -\sin x -x^3 = -g(x)

奇部=f(x)f(x)2=2x34x,偶部=f(x)+f(x)2=0\text{奇部} = \frac{f(x)-f(-x)}{2}=2x^3-4x,\qquad \text{偶部} = \frac{f(x)+f(-x)}{2}=0

因此 ff 本身是纯奇函数。

    • n>0n > 0(如n=3n=3时严格递增)

    • nn为奇数(如n=5n=5时图像关于原点对称)

学习建议#

  1. 用不同颜色标记集合运算的Venn图区域

  2. 制作函数性质判断流程图(先检查定义域对称性再验证等式)

  3. 练习用导数法证明函数单调性

  4. 绘制不同指数幂函数的图像对比观察

完成练习后,自评一次

建议先独立作答,再展开参考答案进行核对。