函数基本性质

教学过程

一、知识讲解

考点1.奇偶性

(1)定义:如果对于函数f (x ) 定义域内的任意x 都有f (-x )=-f (x ) ,则称f (x ) 为奇函数;如果对于函数f (x ) 定义域内的任意x 都有f (-x )=f (x ) ,则称f (x ) 为偶函数.

如果函数f (x ) 不具有上述性质,则f (x ) 不具有奇偶性. 如果函数同时具有上述两条性质,则f (x ) 既是奇函数,又是偶函数.

注意:

● 函数是奇函数或是偶函数称为函数的奇偶性,函数的奇偶性是函数的整体性质; ● 由函数的奇偶性定义可知,函数具有奇偶性的一个必要条件是,对于定义域内的任

意一个x ,则-x 也一定是定义域内的一个自变量(即定义域关于原点对称).

(2)利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:

● 首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称; ● 确定f (-x ) 与f (x ) 的关系; ● 作出相应结论:

若f (-x ) = f (x ) 或 f (-x ) -f (x ) = 0,则f (x ) 是偶函数; 若f (-x ) =-f (x ) 或 f (-x ) +f (x ) = 0,则f (x ) 是奇函数. (3)简单性质:

①图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴对称;

②设f (x ) ,g (x ) 的定义域分别是D 1, D 2,那么在它们的公共定义域上: 奇+奇=奇,奇⨯奇=偶,偶+偶=偶,偶⨯偶=偶,奇⨯偶=奇 考点2.单调性

(1)定义:一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为I , 如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1f (x 2) ),那么就说f (x ) 在区间D 上是增函数(减函数);

注意:

● 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;

● 必须是对于区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2;当x 1

(3)设复合函数y = f[g(x )],其中u =g(x ) , A 是y = f[g(x )]定义域的某个区间,B 是映射g : x→u =g(x ) 的象集:

①若u =g(x ) 在 A 上是增(或减)函数,y = f(u ) 在B 上也是增(或减)函数,则函数y = f[g(x )]在A 上是增函数;

②若u =g(x ) 在A 上是增(或减)函数,而y = f(u ) 在B 上是减(或增)函数,则函数y = f[g(x )]在A 上是减函数.

内外层函数的单调性具有同增异减的特点 (4)判断函数单调性的方法步骤

利用定义证明函数f (x ) 在给定的区间D 上的单调性的一般步骤:

● 任取x 1,x 2∈D ,且x 1

● 变形(通常是因式分解和配方); ● 定号(即判断差f (x 1) -f (x 2) 的正负);

● 下结论(即指出函数f (x ) 在给定的区间D 上的单调性). (5)简单性质

①奇函数在其对称区间上的单调性相同; ②偶函数在其对称区间上的单调性相反; ③在公共定义域内:

增函数f (x ) +增函数g (x ) 是增函数;

减函数f (x ) +减函数g (x ) 是减函数; 增函数f (x ) - 减函数g (x ) 是增函数; 减函数f (x ) - 增函数g (x ) 是减函数.

考点3.最值

(1)定义:

最大值:一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x ) ≤M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M.那么,称M 是函数y =f (x ) 的最大值.

最小值:一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x ) ≥M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M.那么,称M 是函数y =f (x ) 的最大值. 注意:

● 函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M;

● 函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f (x )

≤M (f (x ) ≥M ).

(2)利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法:

● 利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值; ● 利用图象求函数的最大(小)值;

● 利用函数单调性的判断函数的最大(小)值:

如果函数y =f (x ) 在区间[a ,b ]上单调递增,在区间[b ,c ]上单调递减则函数y =f (x ) 在x =b 处有最大值f (b ) ;

如果函数y =f (x ) 在区间[a ,b ]上单调递减,在区间[b ,c ]上单调递增则函数y =f (x ) 在x =b 处有最小值f (b ) ; 考点4.周期性

(1)定义:如果存在一个非零常数T ,使得对于函数定义域内的任意x ,都有f (x+T)= f (x ) ,则称f (x ) 为周期函数;

骣T 骣T

(2)性质:①f (x+T)= f(x ) 常常写作f 琪若f (x ) 的所有周期中,存在x +=f 琪x -琪琪

22桫桫

一个最小的正数,则称它为f (x ) 的最小正周期;②若周期函数f (x ) 的周期为T ,则f (ωx ) (ω≠0)是周期函数,且周期为

T | |

.

二、例题精析

【例题1】.

【题干】讨论下述函数的奇偶性:

(1)f (x ) =ì1n x >0) ïï

(2)f (x ) =í0(x =0) ;

ïïî1n x

1);

(4)f (x ) 常数a 0);

【例题2】.

【题干】已知定义在R 上的函数y = f(x ) 满足f (2+x )= f(2-x ) ,且f (x ) 是偶函数,当x ∈[0,2]时,f (x )=2x -1,求x ∈[-4,0]时f (x ) 的表达式.

【例题3】.

e x a

+是R 上的偶函数. 【题干】设a >0,f (x ) =

a e x

(1)求a 的值;(2)证明f (x ) 在(0,+ ) 上为增函数

【例题4】.

【题干】已知f (x ) 是定义在R 上的增函数,对x ∈R 有f (x )>0,且f (5)=1,设F (x )=

f (x )+

1

,讨论F (x ) 的单调性,并证明你的结论 f (x )

【例题5】.

【题干】设函数f (x )=

x +a

(a >b >0),求f (x )的单调区间,并证明f (x )在其单x +b

调区间上的单调性.

三、课堂运用

【基础】

1. 设函数f (x )在(-∞,+∞)内有定义,下列函数:

2

①y =-|f (x )|;②y =xf (x );③y =-f (-x );④y =f (x )-f (-x ). 必为奇函数的有_____(要求填写正确答案的序号)

a b

和x =(b >a ) 对称,则f (x ) 的一个周期为( ) 22

a +b b -a A . B.2(b -a ) C . D .4(b -a )

22

⎛⎪1⎫3. 已知f (x ) 为R 上的减函数,则满足f ⎪⎪

2. 若y =f (2x ) 的图像关于直线x =A .(-1,1) C .(-1,0) ∪(0,1)

x

2

B .(0,1)

D .(-∞,-1) ∪(1,+∞)

4. 已知函数f (x ) =e -1,g (x ) =-x +4x -3. 若有f (a ) =g (b ) ,则b 的取值范围为( ) . A .[22,22] C .[1,3] 【巩固】

1. 已知偶函数f (x ) 在(0,+∞) 上为增函数,且f (2)=0,解不等式f [log 2(x +5x +4)]≥0.

2. 函数f (x ) =log 5(2x +1) 的单调增区间是______. 3讨论函数f (x )

2

B .(2-2,2+2) D .(1,3)

ax

(a ≠0) 在(-1,1) 上的单调性. x -1

【拔高】

x 2+a

1. 已知函数f (x ) a >0)在(2,+∞) 上递增,求实数a 的取值范围.

x

2. 已知函数f (x ) 对于任意x ,y ∈R ,总有f (x ) +f (y ) =f (x +y ) ,且当x >0时,f (x ) <0,

f (1)(1)求证:f (x ) 在R 上是减函数;

(2)求f (x ) 在[-3,3]上的最大值和最小值.

23

课程小结

1.判断函数的奇偶性,必须按照函数的奇偶性定义进行,为了便于判断,常应用定义的等价形式:f (-x )= ±f (x ) f (-x ) +f (x )=0;

2.对函数奇偶性定义的理解,不能只停留在f (-x )=f (x ) 和f (-x )=-f (x ) 这两个等式上,要明确对定义域内任意一个x ,都有f (-x )=f (x ) ,f (-x )=-f (x ) 的实质是:函数的定义域关于

原点对称这是函数具备奇偶性的必要条件. 稍加推广,可得函数f (x ) 的图象关于直线x =a 对称的充要条件是对定义域内的任意x ,都有f (x +a )=f (a -x ) 成立函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映;

3.若奇函数的定义域包含0,则f (0)=0,因此,“f (x ) 为奇函数”是" f (0)=0"的非充分非必要条件;

4.奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y 轴对称,因此根据图象的对称性可以判断函数的奇偶性. 5.若存在非零常数T ,使得f (x +T)=f (x ) 对f (x ) 定义域内任意x 恒成立,则称T 为函数f (x ) 的周期,一般所说的周期是指函数的最小正周期周期函数的定义域一定是无限集.

6.单调性是函数学习中非常重要的内容,应用十分广泛. 加上后面的“导数”的内容,所以解决单调性问题的能力得到了很大的提高,因此解决具体函数的单调性问题,一般求导解决,而解决与抽象函数有关的单调性问题一般需要用单调性定义解决. 注意,关于复合函数的单调性的知识一般用于简单问题的分析,严格的解答还是应该运用定义或求导解决.

课后作业

【基础】

1. 设f (x )是定义在R 上的奇函数,若当x ≥0时,f (x )=log 3(1+x ),则f (-2)=_____.

x -5

2. 函数y (-1,+∞) 上单调递增,则a 的取值范围是( ) .

x -a -2

A .a =-3

B .a

C .a ≤-3

D .a ≥-3

⎛53设f (x ) 是周期为2的奇函数,当0≤x ≤1时,f (x ) =2x (1-x ) ,则f -=( ) . ⎝2⎭

1A. -2

1B. 4

1C. 4

1D. 2

【巩固】

1

1. f(x ) x 的图象关于( ) .

x

A .y 轴对称 B .直线y =x 对称 C .坐标原点对称 D.直线y =-x 对称

2. 设函数f (x ) 和g (x ) 分别是R 上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是

A .f (x ) +|g (x )|是偶函数 C .|f (x )|+g (x ) 是偶函数

B .f (x ) -|g (x )|是奇函数 D .|f (x )|-g (x ) 是奇函数

3.下列函数中,奇函数的个数是:( )

3-3

①f (x ) =1-x + x -1;②f (x ) =x -x ;③f (x ) =ln(x +x +1) ;④f (x ) =;

2

3

x -x

1-x

⑤f (x ) =. .

1+x

A .2

B .3

C .4

D .5

【拔高】

1. 已知定义在区间(0,+∞) 上的函数f (x ) 满足f =f (x 1) -f (x 2) ,且当x >1时,f (x )

x <0.

(1)求f (1)的值; (2)判断f (x ) 的单调性;

(3)若f (3)=-1,求f (x ) 在[2,9]上的最小值.

2. 对于函数f (x ) =a sin x +bx +c (其中,a ,b ∈R ,c ∈Z ) ,选取a ,b ,c 的一组值计算f (1)和f (-1) ,所得出的正确结果一定不可能是( ) .

A .4和6

B .3和1

C .2和4

D .1和2

⎛x 1⎝2⎭

3. 已知函数f (x ) 是(-∞,+∞) 上的奇函数,且f (x ) 的图象关于x =1对称,当x ∈[0,1]

x

时,f (x ) =2-1,

(1)求证:f (x ) 是周期函数;

(2)当x ∈[1,2]时,求f (x ) 的解析式;

(3)计算f (0)+f (1)+f (2)+„+f (2013)的值

课后评价

教学过程

一、知识讲解

考点1.奇偶性

(1)定义:如果对于函数f (x ) 定义域内的任意x 都有f (-x )=-f (x ) ,则称f (x ) 为奇函数;如果对于函数f (x ) 定义域内的任意x 都有f (-x )=f (x ) ,则称f (x ) 为偶函数.

如果函数f (x ) 不具有上述性质,则f (x ) 不具有奇偶性. 如果函数同时具有上述两条性质,则f (x ) 既是奇函数,又是偶函数.

注意:

● 函数是奇函数或是偶函数称为函数的奇偶性,函数的奇偶性是函数的整体性质; ● 由函数的奇偶性定义可知,函数具有奇偶性的一个必要条件是,对于定义域内的任

意一个x ,则-x 也一定是定义域内的一个自变量(即定义域关于原点对称).

(2)利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:

● 首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称; ● 确定f (-x ) 与f (x ) 的关系; ● 作出相应结论:

若f (-x ) = f (x ) 或 f (-x ) -f (x ) = 0,则f (x ) 是偶函数; 若f (-x ) =-f (x ) 或 f (-x ) +f (x ) = 0,则f (x ) 是奇函数. (3)简单性质:

①图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴对称;

②设f (x ) ,g (x ) 的定义域分别是D 1, D 2,那么在它们的公共定义域上: 奇+奇=奇,奇⨯奇=偶,偶+偶=偶,偶⨯偶=偶,奇⨯偶=奇 考点2.单调性

(1)定义:一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为I , 如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1f (x 2) ),那么就说f (x ) 在区间D 上是增函数(减函数);

注意:

● 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;

● 必须是对于区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2;当x 1

(3)设复合函数y = f[g(x )],其中u =g(x ) , A 是y = f[g(x )]定义域的某个区间,B 是映射g : x→u =g(x ) 的象集:

①若u =g(x ) 在 A 上是增(或减)函数,y = f(u ) 在B 上也是增(或减)函数,则函数y = f[g(x )]在A 上是增函数;

②若u =g(x ) 在A 上是增(或减)函数,而y = f(u ) 在B 上是减(或增)函数,则函数y = f[g(x )]在A 上是减函数.

内外层函数的单调性具有同增异减的特点 (4)判断函数单调性的方法步骤

利用定义证明函数f (x ) 在给定的区间D 上的单调性的一般步骤:

● 任取x 1,x 2∈D ,且x 1

● 变形(通常是因式分解和配方); ● 定号(即判断差f (x 1) -f (x 2) 的正负);

● 下结论(即指出函数f (x ) 在给定的区间D 上的单调性). (5)简单性质

①奇函数在其对称区间上的单调性相同; ②偶函数在其对称区间上的单调性相反; ③在公共定义域内:

增函数f (x ) +增函数g (x ) 是增函数;

减函数f (x ) +减函数g (x ) 是减函数; 增函数f (x ) - 减函数g (x ) 是增函数; 减函数f (x ) - 增函数g (x ) 是减函数.

考点3.最值

(1)定义:

最大值:一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x ) ≤M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M.那么,称M 是函数y =f (x ) 的最大值.

最小值:一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f (x ) ≥M ;②存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M.那么,称M 是函数y =f (x ) 的最大值. 注意:

● 函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f (x 0) = M;

● 函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f (x )

≤M (f (x ) ≥M ).

(2)利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法:

● 利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值; ● 利用图象求函数的最大(小)值;

● 利用函数单调性的判断函数的最大(小)值:

如果函数y =f (x ) 在区间[a ,b ]上单调递增,在区间[b ,c ]上单调递减则函数y =f (x ) 在x =b 处有最大值f (b ) ;

如果函数y =f (x ) 在区间[a ,b ]上单调递减,在区间[b ,c ]上单调递增则函数y =f (x ) 在x =b 处有最小值f (b ) ; 考点4.周期性

(1)定义:如果存在一个非零常数T ,使得对于函数定义域内的任意x ,都有f (x+T)= f (x ) ,则称f (x ) 为周期函数;

骣T 骣T

(2)性质:①f (x+T)= f(x ) 常常写作f 琪若f (x ) 的所有周期中,存在x +=f 琪x -琪琪

22桫桫

一个最小的正数,则称它为f (x ) 的最小正周期;②若周期函数f (x ) 的周期为T ,则f (ωx ) (ω≠0)是周期函数,且周期为

T | |

.

二、例题精析

【例题1】.

【题干】讨论下述函数的奇偶性:

(1)f (x ) =ì1n x >0) ïï

(2)f (x ) =í0(x =0) ;

ïïî1n x

1);

(4)f (x ) 常数a 0);

【例题2】.

【题干】已知定义在R 上的函数y = f(x ) 满足f (2+x )= f(2-x ) ,且f (x ) 是偶函数,当x ∈[0,2]时,f (x )=2x -1,求x ∈[-4,0]时f (x ) 的表达式.

【例题3】.

e x a

+是R 上的偶函数. 【题干】设a >0,f (x ) =

a e x

(1)求a 的值;(2)证明f (x ) 在(0,+ ) 上为增函数

【例题4】.

【题干】已知f (x ) 是定义在R 上的增函数,对x ∈R 有f (x )>0,且f (5)=1,设F (x )=

f (x )+

1

,讨论F (x ) 的单调性,并证明你的结论 f (x )

【例题5】.

【题干】设函数f (x )=

x +a

(a >b >0),求f (x )的单调区间,并证明f (x )在其单x +b

调区间上的单调性.

三、课堂运用

【基础】

1. 设函数f (x )在(-∞,+∞)内有定义,下列函数:

2

①y =-|f (x )|;②y =xf (x );③y =-f (-x );④y =f (x )-f (-x ). 必为奇函数的有_____(要求填写正确答案的序号)

a b

和x =(b >a ) 对称,则f (x ) 的一个周期为( ) 22

a +b b -a A . B.2(b -a ) C . D .4(b -a )

22

⎛⎪1⎫3. 已知f (x ) 为R 上的减函数,则满足f ⎪⎪

2. 若y =f (2x ) 的图像关于直线x =A .(-1,1) C .(-1,0) ∪(0,1)

x

2

B .(0,1)

D .(-∞,-1) ∪(1,+∞)

4. 已知函数f (x ) =e -1,g (x ) =-x +4x -3. 若有f (a ) =g (b ) ,则b 的取值范围为( ) . A .[22,22] C .[1,3] 【巩固】

1. 已知偶函数f (x ) 在(0,+∞) 上为增函数,且f (2)=0,解不等式f [log 2(x +5x +4)]≥0.

2. 函数f (x ) =log 5(2x +1) 的单调增区间是______. 3讨论函数f (x )

2

B .(2-2,2+2) D .(1,3)

ax

(a ≠0) 在(-1,1) 上的单调性. x -1

【拔高】

x 2+a

1. 已知函数f (x ) a >0)在(2,+∞) 上递增,求实数a 的取值范围.

x

2. 已知函数f (x ) 对于任意x ,y ∈R ,总有f (x ) +f (y ) =f (x +y ) ,且当x >0时,f (x ) <0,

f (1)(1)求证:f (x ) 在R 上是减函数;

(2)求f (x ) 在[-3,3]上的最大值和最小值.

23

课程小结

1.判断函数的奇偶性,必须按照函数的奇偶性定义进行,为了便于判断,常应用定义的等价形式:f (-x )= ±f (x ) f (-x ) +f (x )=0;

2.对函数奇偶性定义的理解,不能只停留在f (-x )=f (x ) 和f (-x )=-f (x ) 这两个等式上,要明确对定义域内任意一个x ,都有f (-x )=f (x ) ,f (-x )=-f (x ) 的实质是:函数的定义域关于

原点对称这是函数具备奇偶性的必要条件. 稍加推广,可得函数f (x ) 的图象关于直线x =a 对称的充要条件是对定义域内的任意x ,都有f (x +a )=f (a -x ) 成立函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映;

3.若奇函数的定义域包含0,则f (0)=0,因此,“f (x ) 为奇函数”是" f (0)=0"的非充分非必要条件;

4.奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y 轴对称,因此根据图象的对称性可以判断函数的奇偶性. 5.若存在非零常数T ,使得f (x +T)=f (x ) 对f (x ) 定义域内任意x 恒成立,则称T 为函数f (x ) 的周期,一般所说的周期是指函数的最小正周期周期函数的定义域一定是无限集.

6.单调性是函数学习中非常重要的内容,应用十分广泛. 加上后面的“导数”的内容,所以解决单调性问题的能力得到了很大的提高,因此解决具体函数的单调性问题,一般求导解决,而解决与抽象函数有关的单调性问题一般需要用单调性定义解决. 注意,关于复合函数的单调性的知识一般用于简单问题的分析,严格的解答还是应该运用定义或求导解决.

课后作业

【基础】

1. 设f (x )是定义在R 上的奇函数,若当x ≥0时,f (x )=log 3(1+x ),则f (-2)=_____.

x -5

2. 函数y (-1,+∞) 上单调递增,则a 的取值范围是( ) .

x -a -2

A .a =-3

B .a

C .a ≤-3

D .a ≥-3

⎛53设f (x ) 是周期为2的奇函数,当0≤x ≤1时,f (x ) =2x (1-x ) ,则f -=( ) . ⎝2⎭

1A. -2

1B. 4

1C. 4

1D. 2

【巩固】

1

1. f(x ) x 的图象关于( ) .

x

A .y 轴对称 B .直线y =x 对称 C .坐标原点对称 D.直线y =-x 对称

2. 设函数f (x ) 和g (x ) 分别是R 上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是

A .f (x ) +|g (x )|是偶函数 C .|f (x )|+g (x ) 是偶函数

B .f (x ) -|g (x )|是奇函数 D .|f (x )|-g (x ) 是奇函数

3.下列函数中,奇函数的个数是:( )

3-3

①f (x ) =1-x + x -1;②f (x ) =x -x ;③f (x ) =ln(x +x +1) ;④f (x ) =;

2

3

x -x

1-x

⑤f (x ) =. .

1+x

A .2

B .3

C .4

D .5

【拔高】

1. 已知定义在区间(0,+∞) 上的函数f (x ) 满足f =f (x 1) -f (x 2) ,且当x >1时,f (x )

x <0.

(1)求f (1)的值; (2)判断f (x ) 的单调性;

(3)若f (3)=-1,求f (x ) 在[2,9]上的最小值.

2. 对于函数f (x ) =a sin x +bx +c (其中,a ,b ∈R ,c ∈Z ) ,选取a ,b ,c 的一组值计算f (1)和f (-1) ,所得出的正确结果一定不可能是( ) .

A .4和6

B .3和1

C .2和4

D .1和2

⎛x 1⎝2⎭

3. 已知函数f (x ) 是(-∞,+∞) 上的奇函数,且f (x ) 的图象关于x =1对称,当x ∈[0,1]

x

时,f (x ) =2-1,

(1)求证:f (x ) 是周期函数;

(2)当x ∈[1,2]时,求f (x ) 的解析式;

(3)计算f (0)+f (1)+f (2)+„+f (2013)的值

课后评价


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  • 重庆专升本资料
  • 2011年数学二 考试科目:高等数学.线性代数 考试形式和试卷结构 一.试卷满分及考试时间 试卷满分为150分,考试时间为180分钟. 二.答题方式 答题方式为闭卷.笔试. 三.试卷内容结构 高等教学 78% 线性代数 22% 四.试卷题型结构 试卷题型结构为: 单项选择题 8小题,每小题4分,共3 ...

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  • 2015年九江学院专升本高等数学Ⅱ考试大纲
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  • 华南科技大学硕士研究生入学考试
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