數學基礎 -- 基礎定義(集合、實數集、映射、函數)

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定義

  • 集合:是指具有某種特定性質的具體的或抽象的對象彙總成的集體,這些對象稱爲該集合的元素。
  • 基數: 集合中元素的個數稱爲集合的基數,又稱爲勢(記爲 |A|
  • 常見集合:

    • 自然數: N
    • 整數: Z
    • 有理數 : Q
    • 實數 : R
    • 複數:C
    • 空集:
  • 表示符號

    • 存在:
    • 任意:
    • *
  • 集合運算

    • 交集: AB=x:xAxB
    • 並集: AB=x:xAxB
    • 差集: AB=x:xAxB
  • 區間

    • 開區間: (a,b) = {x:a<x<b }
    • 閉區間: [a,b] = {x:axb }
  • 領域

    • 領域: U(a,ϵ) = {x:aϵ<x<a+ϵ }
    • 空心領域: U0(a,ϵ) = {x:aϵ<x<a+ϵxa }
  • 實數集

    • 實數集上的數和數軸上的點一一對應
    • 有理數: 在數軸上以稠密的方式存在: (a,b)Q
    • 等勢

    • ZN
    • NQ
    • (0,1)R
    • NR
  • 映射

    • f:AB : 兩個非空集合中A,B,存在法則f,使得A 中的每個元素a都能在B中找到唯一確定的元素b。b 稱爲a在映射下的象: b=f(a)
    • 單射: A元素在B上必有象
    • 滿射: B元素在A上必有原象
    • 雙射: 一一映射
  • 常用不等式

    • 三角不等式: |x+y||x|+|y|
    • 伯努利不等式: 對於x:x1,n:nZ ,則
      (1+x)n1+nx
    • 算數平均值大於等於幾何平均值:對於任意n個非負實數則有:
      x1+x2+x3++xnnx1x2x3xnn
  • 六類基本初等函數

    • 常數函數 : y=C
    • 冪函數: y=xa,a>0
    • 指數函數: y=ax,a>0 (與對數函數互爲反函數)
    • 對數函數: y=logxa,a>0,a1
    • 三角函數:y=sinx,y=conx,y=tanx,y=cotx,y=secx,y=cscx
      六角關係:順時針方向畫 sinx、cosx、cots、cscx、secx、tanx,組成的圓中間爲1
      sinx2+conx2=1,tanx2+1=secx2,1+cotx2=cscx2
      sinxcscx=1,tanxcotx=1,cosxsecx=1
      sinx=cosxcotx,cosx=cotxcscx,tanx=sinxcosx
    • 反三角函數: (三角函數的逆函數)
      arcsinx、arccosx、arccots、arccscx、arcsecx、arctanx
  • 函數奇偶性

    ** 奇函數 : 關於x軸對稱 f(x)=f(x) , e.g. sinx=sinx(x)
    ** 偶函數 : 關於y軸對稱 f(x)=f(x) , e.g. cosx=cos(x)

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