高考数学复习点拨 集合中的题型归类解析
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第一章集合第一节集合的含义、表示及基本关系练习一组1.已知A={1,2},B=|x x A,则集合A 与B的关系为________.解析:由集合B=|x x A知,B={1,2}.答案:A=B2.若2,x x,则实数a的取值范围|a a R是________.解析:由题意知,2x a有解,故0a.答案:a3.已知集合A=2y y x x x R,集合B|21,=|28x x,则集合A与B的关系是________.解析:y=x2-2x-1=(x-1)2-2≥-2,∴A={y|y≥-2},∴B A.答案:B A4.已知全集U=R,则正确表示集合M={-1,0,1}和N=2|0x x x关系的韦恩(Venn)图是________.解析:由N=2|0x x x,得N={-1,0},则N M .答案:②5知集合A=|5x x,集合B=|x x a,若命题“x∈A”是命题“x∈B”的充分不必要条件,则实数a的取值范围是________.解析:命题“x∈A”是命题“x∈B” 的充分不必要条件,∴A B,∴a<5.答案:a<56.已知m∈A,n∈B,且集合A={x|x=2a,a∈Z},B={x|x=2a+1,a∈Z},又C={x|x=4a+1,a∈Z},判断m+n属于哪一个集合?解:∵m∈A,∴设m=2a1,a1∈Z,又∵n∈B,∴设n=2a2+1,a2∈Z,∴m+n=2(a1+a2)+1,而a1+a2∈Z,∴m+n∈B.练习二组1.设a,b都是非零实数,y=a|a|+b|b|+ab|ab|可能取的值组成的集合是________.解析:分四种情况:(1)a>0且b>0;(2)a>0且b<0;(3)a<0且b>0;(4)a<0且b<0,讨论得y=3或y=-1.答案:{3,-1}2.已知集合A={-1,3,2m-1},集合B={3,m2}.若B⊆A,则实数m=________.解析:∵B⊆A,显然m2≠-1且m2≠3,故m2=2m-1,即(m-1)2=0,∴m=1.答案:13.设P,Q为两个非空实数集合,定义集合P+Q={a+b|a∈P,b∈Q},若P={0,2,5},Q={1,2,6},则P+Q中元素的个数是________个.解析:依次分别取a=0,2,5;b=1,2,6,并分别求和,注意到集合元素的互异性,∴P+Q={1,2,6,3,4,8,7,11}.答案:84.已知集合M={x|x2=1},集合N={x|ax =1},若N M,那么a的值是________.解析:M={x|x=1或x=-1},N M,所以N=∅时,a=0;当a≠0时,x=1a=1或-1,∴a=1或-1.答案:0,1,-15.满足{1}A⊆{1,2,3}的集合A的个数是________个.解析:A中一定有元素1,所以A有{1,2},{1,3},{1,2,3}.答案:36.已知集合A={x|x=a+16,a∈Z},B={x|x=b2-13,b∈Z},C={x|x=c2+16,c∈Z},则A、B、C之间的关系是________.解析:用列举法寻找规律.答案:A B=C7.集合A={x||x|≤4,x∈R},B={x|x<a},则“A⊆B”是“a>5”的________.解析:结合数轴若A⊆B⇔a≥4,故“A⊆B”是“a>5”的必要但不充分条件.答案:必要不充分条件8.设集合M={m|m=2n,n∈N,且m<500},则M中所有元素的和为________.解析:∵2n<500,∴n=0,1,2,3,4,5,6,7,8.∴M中所有元素的和S=1+2+22+…+28=511.答案:5119.设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1∉A,且k+1∉A,那么称k 是A的一个“孤立元”.给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有________个.解析:依题可知,由S的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”,这三个元素一定是相连的三个数.故这样的集合共有6个.答案:610.已知A={x,xy,lg(xy)},B={0,|x|,y},且A=B,试求x,y的值.解:由lg(xy)知,xy>0,故x≠0,xy≠0,于是由A=B得lg(xy)=0,xy=1.从而y=-1.11.已知集合A={x|x2-3x-10≤0},(1)若B⊆A,B={x|m+1≤x≤2m-1},求实数m的取值范围;(2)若A⊆B,B={x|m-6≤x≤2m-1},求实数m的取值范围;(3)若A=B,B={x|m-6≤x≤2m-1},求实数m 的取值范围.解:由A ={x |x 2-3x -10≤0},得A ={x |-2≤x ≤5},(1)∵B ⊆A ,∴①若B =∅,则m +1>2m -1,即m <2,此时满足B ⊆A . ②若B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧ m +1≤2m -1,-2≤m +1,2m -1≤5.解得2≤m ≤3. 由①②得,m 的取值范围是(-∞,3].(2)若A ⊆B ,则依题意应有⎩⎪⎨⎪⎧ 2m -1>m -6,m -6≤-2,2m -1≥5.解得⎩⎪⎨⎪⎧ m >-5,m ≤4,m ≥3.故3≤m ≤4,∴m 的取值范围是[3,4].(3)若A =B ,则必有⎩⎪⎨⎪⎧ m -6=-2,2m -1=5,解得m ∈∅.,即不存在m 值使得A =B .12.已知集合A ={x |x 2-3x +2≤0},B ={x |x 2-(a +1)x +a ≤0}.(1)若A 是B 的真子集,求a 的取值范围;(2)若B 是A 的子集,求a 的取值范围;(3)若A =B ,求a 的取值范围.解:由x 2-3x +2≤0,即(x -1)(x -2)≤0,得1≤x ≤2,故A ={x |1≤x ≤2},而集合B ={x |(x -1)(x -a )≤0},(1)若A 是B 的真子集,即AB ,则此时B={x|1≤x≤ a},故a>2.(2)若B是A的子集,即B⊆A,由数轴可知1≤a≤2.(3)若A=B,则必有a=2第二节集合的基本运算练习一组1.设U=R,A=|0x x,B=|1x x,则A∩∁U B =____.解析:∁U B={x|x≤1},∴A∩∁U B={x|0<x≤1}.答案:{x|0<x≤1}2.设集合A={4,5,7,9},B={3,4,7,8,9},全集U=A∪B,则集合∁U(A∩B)中的元素共有________个.解析:A∩B={4,7,9},A∪B={3,4,5,7,8,9},∁U(A∩B)={3,5,8}.答案:33.已知集合M={0,1,2},N=|2,x x a a M,则集合M∩N=________.解析:由题意知,N={0,2,4},故M∩N ={0,2}.答案:{0,2}4.设A,B是非空集合,定义AⓐB={x|x ∈A∪B且x∉A∩B},已知A={x|0≤x≤2},B ={y|y≥0},则AⓐB=________.解析:A∪B=[0,+∞),A∩B=[0,2],所以AⓐB=(2,+∞).答案:(2,+∞)5.某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱乒乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为________.解析:设两项运动都喜欢的人数为x,画出韦恩图得到方程15-x+x+10-x+8=30x=3,∴喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为15-3=12(人).答案:126.已知集合A={x|x>1},集合B={x|m≤x≤m+3}.(1)当m=-1时,求A∩B,A∪B;(2)若B⊆A,求m的取值范围.解:(1)当1m时,B={x|-1≤x≤2},∴A∩B={x|1<x≤2},A∪B={x|x≥-1}.(2)若B⊆A,则1m,即m的取值范围为(1,+∞)练习二1.若集合M={x∈R|-3<x<1},N={x∈Z|-1≤x≤2},则M∩N=________.解析:因为集合N={-1,0,1,2},所以M∩N={-1,0}.答案:{-1,0}2.已知全集U={-1,0,1,2},集合A ={-1,2},B={0,2},则(∁U A)∩B=________.解析:∁U A={0,1},故(∁U A)∩B={0}.答案:{0}3.若全集U=R,集合M={x|-2≤x≤2},N={x|x2-3x≤0},则M∩(∁U N)=________.解析:根据已知得M∩(∁U N)={x|-2≤x≤2}∩{x|x<0或x>3}={x|-2≤x<0}.答案:{x|-2≤x<0}4.集合A={3,log2a},B={a,b},若A∩B ={2},则A∪B=________.解析:由A∩B={2}得log2a=2,∴a=4,从而b=2,∴A∪B={2,3,4}.答案:{2,3,4}5.已知全集U=A∪B中有m个元素,(∁A)∪(∁U B)中有n个元素.若A∩B非空,则UA∩B的元素个数为________.解析:U=A∪B中有m个元素,∵(∁U A)∪(∁U B)=∁U(A∩B)中有n个元素,∴A∩B中有m-n个元素.答案:m-n6.设U={n|n是小于9的正整数},A={n∈U|n是奇数},B={n∈U|n是3的倍数},则∁U(A∪B)=________.解析:U={1,2,3,4,5,6,7,8},A ={1,3,5,7},B={3,6},∴A∪B={1,3,5,6,7},得∁U(A∪B)={2,4,8}.答案:{2,4,8}7.定义A⊗B={z|z=xy+xy,x∈A,y∈B}.设集合A={0,2},B={1,2},C={1},则集合(A⊗B)⊗C的所有元素之和为________.解析:由题意可求(A⊗B)中所含的元素有0,4,5,则(A⊗B)⊗C中所含的元素有0,8,10,故所有元素之和为18.答案:188.若集合{(x,y)|x+y-2=0且x-2y +4=0}{(x,y)|y=3x+b},则b=________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -2=0,x -2y +4=0.⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.点(0,2)在y =3x +b 上,∴b =2.9.设全集I ={2,3,a 2+2a -3},A ={2,|a +1|},∁I A ={5},M ={x |x =log 2|a |},则集合M 的所有子集是________.解析:∵A ∪(∁I A )=I ,∴{2,3,a 2+2a -3}={2,5,|a +1|},∴|a +1|=3,且a 2+2a -3=5,解得a =-4或a =2,∴M ={log 22,log 2|-4|}={1,2}.答案:∅,{1},{2},{1,2}10.设集合A ={x |x 2-3x +2=0},B ={x |x 2+2(a +1)x +(a 2-5)=0}.(1)若A∩B={2},求实数a的值;(2)若A∪B=A,求实数a的取值范围.解:由x2-3x+2=0得x=1或x=2,故集合A={1,2}.(1)∵A∩B={2},∴2∈B,代入B中的方程,得a2+4a+3=0⇒a=-1或a=-3;当a =-1时,B={x|x2-4=0}={-2,2},满足条件;当a=-3时,B={x|x2-4x+4=0}={2},满足条件;综上,a的值为-1或-3.(2)对于集合B,Δ=4(a+1)2-4(a2-5)=8(a+3).∵A∪B=A,∴B⊆A,①当Δ<0,即a<-3时,B=∅满足条件;②当Δ=0,即a=-3时,B={2}满足条件;③当Δ>0,即a>-3时,B=A={1,2}才能满足条件,则由根与系数的关系得矛盾.综上,a的取值范围是a≤-3.11.已知函数f(x)=6x+1-1的定义域为集合A,函数g(x)=lg(-x2+2x+m)的定义域为集合B.(1)当m=3时,求A∩(∁R B);(2)若A∩B={x|-1<x<4},求实数m的值.解:A={x|-1<x≤5}.(1)当m=3时,B={x|-1<x<3},则∁R B={x|x≤-1或x≥3},∴A∩(∁R B)={x|3≤x≤5}.(2)∵A={x|-1<x≤5},A∩B={x|-1<x<4},∴有-42+2×4+m=0,解得m=8,此时B={x|-2<x<4},符合题意.12.已知集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}.(1)若A=∅,求实数a的取值范围;(2)若A是单元素集,求a的值及集合A;(3)求集合M={a∈R|A≠∅}.解:(1)A是空集,即方程ax2-3x+2=0无解.若a≠0,要方程ax2-3x+2=0无解,则综上可知,若A=∅,则a的取值范围应(2)当a=0时,方程ax2-3x+2=0只有要使方程有实数根,。
高中数学集合题型及解题方法
高中数学中,集合是一个基本概念,对于后续的数学学习有着重要作用。
集合题型多变,但掌握了解题方法,便可迎刃而解。
一、集合的基本概念
集合,即由一定范围内确定的、可以区别的事物构成的整体。
学习集合时,首先要明确元素、集合、属于等基本概念。
二、常见集合题型
1. 集合的表示方法:列举法和描述法是集合的两种常见表示方法,需要通过练习熟练掌握。
2. 集合的关系:等于、包含、真包含等是集合之间的基本关系,需要通过比较元素来判断集合之间的关系。
3. 集合的运算:并、交、补、差是集合的基本运算,需要掌握其定义及运算规则。
三、解题方法
1. 理解题意:仔细阅读题目,明确题目要求,理解集合的相关概念。
2. 表示集合:根据题意,选择合适的表示方法表示集合。
3. 判断关系:根据元素,判断集合之间的关系,注意区分包含和真包含。
4. 进行运算:按照集合运算的定义和规则,对集合进行运算。
5. 检查结果:在完成运算后,检查结果是否符合题意,是否符合集合的性质。
例如,面对一个求集合交集的题目,首先要明确两个集合的所有元素,然后找出同时属于两个集合的元素,这些元素组成的集合就是两个原集合的交集。
以上就是高中数学中集合题型的基本解题方法。
总的来说,解题的关键在于理解题意,熟练掌握集合的相关概念和运算规则,以及灵活运用这些规则解决问题。
集合【知识清单】1.性质:确定性、互易性、无序性.2.元素和集合的关系:属于“”、不属于“” .3.集合和集合的关系:子集(包含于“”)、真子集(真包含于“”).4.集合子集个数= 2n;真子集个数 = 2n1.5.交集:A B x | x A且 x B并集: A B x | x A或 x B补集: C U A x | x U 且 x A6.空集是任何非空集合的真子集;是任何集合的子集.题型一、集合概念解决此类型题要注意以下两点:①要时刻不忘运用集合的性质,用的最多的就是互易性;②元素与集合的对应,如数对应数集,点对应点集.【No.1 定义 & 性质】1.下列命题中正确的个数是()①方程x 2 y 2 0 的解集为2, 2②集合 y | y x2 1, x R 与 y | y x 1, x R 的公共元素所组成的集合是0,1③集合x | x 1 0 与集合 x | x a, a R 没有公共元素A.0B.1C.2D.3分析:①中的式子是方程但不是一个函数,所以我们要求的解集不是x 的值所构成的集合,而是 x 和 y 的值的集合,也就是一个点. 答案:A详解:在①中方程x 2 y 2x 2 0 x 20 等价于2,即y。
因此解集应为y 0 22, 2 ,错误;在②中,由于集合y | y x2 1, x R 的元素是 y ,所以当 x R 时, y x2 1 1 .同理, y | y x 1, x R 中 y R ,错误;在③中,集合x | x 1 0 即 x 1,而 x | x a, a R ,画出数轴便可知这两个集合可能有公共的元素,错误.故选 A.2.下列命题中,(1)如果集合A是集合(2)如果集合A是集合(3)如果集合A是集合(4)如果集合A是集合错误的命题的个数是(B的真子集,则集合B的子集,则集合B的子集,则集合B的子集,则集合)B中至少有一个元素;A 的元素少于集合B 的元素;A 的元素不多于集合B 的元素;A 和B 不可能相等.A . 0B. 1C. 2 D . 3分析:首先大家要理解子集和真子集的概念,如果集合M 是集合N的子集,那么M 中的元素个数要小于或等于N中元素的个数;如果集合 M 是集合N的真子集,那么 M 中的元素个数要小于N中元素的个数 .答案: C详解:( 1)如果集合 A 是集合 B 的真子集,则集合 B 中至少有一个元素,故(1)正确;(2)如果集合A是集合B的子集,则集合 A 的元素少于或等于集合的 B 元素,故(2)不正确;(3)如果集合A是集合B的子集,则集合 A 的元素不多于集合 B 的元素,故(3)正确;(4)如果集合A是集合B的子集,则集合 A 和 B 可能相等,故(4)不正确.故选 C .3.设P、Q为两个非空实数集,P 中含有 0,2, 5 三个元素,Q 中含有1,2,6三个元素,定义集合 P Q 中的元素是 a b ,其中 aP , b Q ,则 P Q 中元素的个数是()A.9B.8C.7D.6分析:因为 a P , b Q ,所以 P Q 中的元素 a b 是 P 中的元素和 Q 中元素两两相加而得出的,最后得出的集合还要考虑集合的互易性.答案 :B详解 :当 a 0 时, b 依次取 1,2,6,得 a b 的值分别为 1,2,6;当 a 2时, b 依次取 1,2,6,得当 a 5 时, b 依次取 1,2,6,得a b 的值分别 3,4,8;a b 的值分别 6,7,11;由集合的互异性得P Q 中的元素为 1,2,3,4,6,7,8,11,共 8 个,故选 B.4.设数集 M 同时满足条件 ① M 中不含元素1,0,1,②若 aM ,则1aM .1 a则下列结论正确的是 ()A .集合 M 中至多有 2 个元素;B .集合 M 中至多有3 个元素; C .集合 M 中有且仅有4 个元素;D .集合 M 中有无穷多个元素.分析:已知 a M 时,1 aM .那么我们可以根据条件多求出几个M 集合的元1 a素,找出规律并且判断元素之间是否有可能相等,从而判断集合中元素的个数.答案:C1 a11a111a1详解 :由题意,若 a MM ,则 1 aM ,a M , ,则a 1 a a 1 a111a11 a1 a1 2a1a,则 a 2则a 1 a M ,若 a 1,无解,同理可证明这四个元素中,1 a 1 21 aa 1任意两个元素不相等,故集合M 中有且仅有 4 个元素.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------【 No2.表达方式】5.下列集合表示空集的是()A. x R | x 5 5B. x R | x 5 5C. x R | x2 0D. x R | x2 x 1 0分析:本题考查空集的概念,空集是指没有任何元素的集合.答案:D详解: x2 x 1 0 ,1 4 1 130方程无实数解,故选 D.6.用描述法表示下列集合:(1)0,2,4,6,8 ;(2)3,9,27,81, ;1 3 5 7;(3) , , , ,2 4 6 8(4)被 5 除余 2 的所有整数的全体构成的集合.分析:描述法就是将文字或数字用式子表示出来. 但是要注意题中给出的元素的范围详解:(1) x N | 0 x 10,且 x是偶数;(2) x | x3n,n N;(3) x | x 2n 1, n N ;2n(4) x | x 5n 2,n Z .======================================================================题型二、不含参数⑴⑴ 中的参数是指方程的非最高次项系数解决此类型题应注意:①区分,,的区别;②会用公式求子集、真子集、非空真子集的个数;③ A B A A BA B A B AA B从A和B两方面讨论.【 No.1 判断元素 / 集合与集合之间的关系】1.给出下列各种关系①00 ;② 0 0 ;③;④ a a ;⑤0 ;⑥ 0 ;⑦0 ;⑧0其中正确的是()A. ②③④⑧B. ①②④⑤C.②③④⑥D. ②③④⑦分析:本题需要大家分清,,三个符号的意义和区别:-- “属于”,用于表示元素和集合的关系;,-- “包含于和真包含于”,用于表示集合和集合之间的关系 .答案:A详解:①错误,应为0 0 ;②③④⑧正确;⑤⑥⑦应为0 ;2.若U为全集,下面三个命题中真命题的个数是()(1)若A B ,则 C U A C U B U(2)若A B U ,则 C U A C U B(3)若A B ,则 A BA .0个B .1个C.2个D.3个分析:本题应先简化后面的式子,然后再和前面的条件对比.答案:D详解:( 1)C U A C U B C U A B C U U ;( 2)C U A C U B C U A B C U U;( 3)证明:∵A A B ,即 A,而 A ,∴A;同理 B,∴A B;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------【 No.2子集、真子集】3.从集合U a, b, c, d 的子集中选出 4 个不同的子集,须同时满足以下两个条件:①, U 都要选出;②对选出的任意两个子集 A 和 B ,必有 A B 或 B A .那么共有种不同的选法.分析:由①可以知道选出的子集中一定有和U,我们要求得只剩两个集合。
《集合》常考题型题型一.通过集合的关系求参数范围1.已知集合2{|320}A x x x =−+=,22{|2(1)(5)0}B x x a x a =−++−=,A B A =,实数a 的取值范围是 . 2.已知全集U R =,集合{|25}A x x =−,{|121}B x a x a =+−,且U A B ⊆,实数a 的取值范围是 . 3.已知集合2{|10}A x R x ax =∈++=和{1B =,2},且A B ⊆,则实数a 的取值范围是 . 题型二.子集个数问题4.用d (A )表示集合A 中的元素个数,若集合22{|()(1)0}A x x ax x ax =−−+=,{0B =,1},且|d (A )d−(B )|1=.设实数a 的所有可能取值构成集合M ,则()(d M = )A .3B .2C .1D .4 题型三.集合与元素的关系5.设A 是非空数集,0A ∉,1A ∉,且满足条件:若a A ∈,则11A a∈−. 证明:(1)若2A ∈,则A 中必还有另外两个元素;(2)集合A 不可能是单元素集;(3)集合A 中至少有三个不同的元素.参考答案1.已知集合2{|320}A x x x =−+=,22{|2(1)(5)0}B x x a x a =−++−=,AB A =,求实数a 的取值范围.【解答】解:由2320x x −+=解得1x =,2.{1A ∴=,2}.A B A =,B A ∴⊆. 1B ︒=∅,△8240a =+<,解得3a <−.2︒若{1}B =或{2},则△0=,解得3a =−,此时{2}B =−,不符合题意.3︒若{1B =,2},∴2122(1)125a a +=+⎧⎨⨯=−⎩,此方程组无解. 综上:3a <−.∴实数a 的取值范围是(,3)−∞−.2.已知全集U R =,集合{|25}A x x =−,{|121}B x a x a =+−,且U A B ⊆,求实数a 的取值范围. 【解答】解:{|121}B x a x a =+−,且U A B ⊆,B ∴=∅,或211a a −>+,解得2a >, ①{|1U B x x a =<+,或21}x a >−,∴251a a ⎧⎨<+⎩或2212a a ⎧⎨−<−⎩, 解得4a >或a ∈∅.此时实数a 的取值范围为4a >.②当B =∅,U B R =,满足U A B ⊆,121a a ∴+>−,解得2a <.综上可得:实数a 的取值范围为4a >或2a <.3.已知集合2{|10}A x R x ax =∈++=和{1B =,2},且A B ⊆,则实数a 的取值范围是[2−,2). 【解答】解:因为A B ⊆,所以A =∅或{1}A =,{2}A =或{1A =,2}. 若A =∅,则△240a =−<,解得22a −<<.若{1}A =应有△240a =−=且110a ++=,解得2a =−.若{2}A =时,应有△240a =−=且4210a ++=,此时无解. 若{1A =,2},则1,2是方程210x ax ++=的两个根,所以由根与系数的关系得121⨯=,显然不成立.综上满足条件的实数a 的取值范围是22a −<.故答案为:[2−,2).4.用d (A )表示集合A 中的元素个数,若集合22{|()(1)0}A x x ax x ax =−−+=,{0B =,1},且|d (A )d−(B )|1=.设实数a 的所有可能取值构成集合M ,则()(d M = )A .3B .2C .1D .4【解答】解:由题意,d (B )2=,|d (A )d −(B )|1=,d ∴(A )1=或3, 方程22()(1)0x ax x ax −−+=可化为20x ax −=或210x ax −+=, 即0x =或x a =或210x ax −+=,①若d (A )1=,则方程22()(1)0x ax x ax −−+=有且只有一个解,故0a =,此时方程22(1)0x x +=有且只有一个解;②若d (A )3=,则方程22()(1)0x ax x ax −−+=有三个不同的解,则2040a a ≠⎧⎨−=⎩,解得,2a =±, 经检验,2a =±时,方程22()(1)0x ax x ax −−+=有三个不同的解,综上所述,{0M =,2−,2},故()3d M =, 故选:A .5.设A 是非空数集,0A ∉,1A ∉,且满足条件:若a A ∈,则11A a ∈−. 证明:(1)若2A ∈,则A 中必还有另外两个元素;(2)集合A 不可能是单元素集;(3)集合A 中至少有三个不同的元素.【解答】解:(1)若2A ∈,则1112A =−∈−,于是()11112A =∈−−, 故集合A 中还含有1−,12两个元素. (2)若A 为单元素集,则11a a =−,即210a a −+=,此方程无实数解,∴11a a≠−, ∴a 与11a−都为集合A 的元素,则A 不可能是单元素集. (3)由A 是非空集合知存在1111111a a A A A a a a−∈⇒∈⇒=∈−−−−. 现只需证明a 、11a −、1a a−−三个数互不相等. ①若21101a a a a =⇒−+=−,方程无解,∴11a a≠−; ②若2110a a a a a −=⇒−+=−,方程无解;∴1a a a−≠−; ③若211101a a a a a −=⇒−+=−−,方程无解,∴111a a a −≠−−, 故集合A 中至少有三个不同的元素.。
集合及其性质知识点及题型归纳总结
集合的基本概念
- 集合是由一些确定的对象(元素)构成的整体。
- 集合中的元素是无序的,每个元素在集合中只能出现一次。
- 集合可以用大写字母表示,元素用小写字母表示。
集合的表示方法
- 列举法:将集合中的元素一一列举出来并用大括号括起来。
- 描述法:用条件描述集合中的元素的特点。
常见的集合性质
- 交集:两个集合中共有的元素构成的新的集合。
- 并集:将两个集合中的所有元素合并到一起构成的新的集合。
- 差集:从一个集合中减去另一个集合中共有的元素得到的新
的集合。
- 互斥:两个集合没有共同的元素。
集合的题型归纳总结
1. 求交集、并集、差集:
- 根据集合的定义和性质,确定要求的操作。
- 对给定的集合进行相应的运算,得到结果。
2. 判断集合关系:
- 比较两个集合的大小关系,如是否相等、是否包含等。
- 根据集合的定义和性质进行判断。
以上是关于集合及其性质的知识点及题型归纳总结,希望对你的学习有所帮助。
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【考点预测】1、元素与集合(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系:属于或不属于,数学符号分别记为:∈和∉.(3)集合的表示方法:列举法、描述法、韦恩图(venn 图).(4高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题01集合)常见数集和数学符号数集自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号NN *或N +Z Q R说明:①确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的;也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.给定集合{1,2,3,4,5}A =,可知1A ∈,在该集合中,6A ∉,不在该集合中;②互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的;也就是说,集合中的元素是不重复出现的.集合{,,}A a b c =应满足a b c ≠≠.③无序性:组成集合的元素间没有顺序之分。
集合{1,2,3,4,5}A =和{1,3,5,2,4}B =是同一个集合.④列举法把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{}”括起来表示集合的方法叫做列举法.⑤描述法用集合所含元素的共同特征表示集合的方法称为描述法.具体方法是:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.2、集合间的基本关系(1)子集(subset ):一般地,对于两个集合A 、B ,如果集合A 中任意一个元素都是集合B 中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A 为集合B 的子集,记作A B ⊆(或B A ⊇),读作“A 包含于B ”(或“B 包含A ”).(2)真子集(proper subset ):如果集合A B ⊆,但存在元素x B ∈,且x A ∉,我们称集合A 是集合B 的真子集,记作A B (或B A ⊃≠).读作“A 真包含于B ”或“B 真包含A ”.(3)相等:如果集合A 是集合B 的子集(A B ⊆,且集合B 是集合A 的子集(B A ⊆),此时,集合A 与集合B 中的元素是一样的,因此,集合A 与集合B 相等,记作A B =.(4)空集的性质:我们把不含任何元素的集合叫做空集,记作∅;∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3、集合的基本运算(1)交集:一般地,由属于集合A 且属于集合B 的所有元素组成的集合,称为A 与B 的交集,记作A B ,即{|,}A B x x A x B =∈∈ 且.(2)并集:一般地,由所有属于集合A 或属于集合B 的元素组成的集合,称为A 与B 的并集,记作A B ,即{|,}A B x x A x B =∈∈ 或.(3)补集:对于一个集合A ,由全集U 中不属于集合A 的所有元素组成的集合称为集合A 相对于全集U 的补集,简称为集合A 的补集,记作U C A ,即{|,}U C A x x U x A =∈∉且.4、集合的运算性质(1)A A A = ,A ∅=∅ ,A B B A = .(2)A A A = ,A A ∅= ,A B B A = .(3)()U A C A =∅ ,()U A C A U = ,()U U C C A A =.【方法技巧与总结】(1)若有限集A 中有n 个元素,则A 的子集有2n 个,真子集有21n -个,非空子集有21n -个,非空真子集有22n -个.(2)空集是任何集合A 的子集,是任何非空集合B 的真子集.(3)U U A B A B A A B B C B C A ⊆⇔=⇔=⇔⊆ .(4)()()()U U U C A B C A C B = ,()()()U U U C A B C A C B = .【题型归纳目录】题型一:集合的表示题型二:集合元素的特征题型三:集合的关系题型四:集合的运算题型五:集合与排列组合题型六:新定义【题型一】集合的表示【典例例题】例1.(2022·安徽·芜湖一中三模(理))已知集合{}24A x x =≤,集合{}*1B x x N x A =∈-∈且,则B =()A .{}0,1B .{}0,1,2C .{}1,2,3D .{}1,2,3,4【方法技巧与总结】1.列举法,注意元素互异性和无序性2.描述法,注意准确理解集合元素,能理解不同符号的元素例2.(2022·山东聊城·二模)已知集合{}0,1,2A =,{},B ab a A b A =∈∈,则集合B 中元素个数为()A .2B .3C .4D .5例3.(2022·安徽·寿县第一中学高三阶段练习(理))设集合{}2|60A x x x x =--<∈Z ,,(){}2|ln 1B y y x x A ==+∈,,则集合B 中元素个数为()A .2B .3C .4D .无数个例4.(2022·湖南·岳阳一中一模)定义集合,A B 的一种运算:2{|,,}A B x x a b a A b B ⊗==-∈∈,若{}1,0A =-,{}1,2B =,则A B ⊗中的元素个数为()A .1B .2C .3D .4例5.(2022·山东济南·二模)已知集合{}1,2A =,{}2,4B =,{},,y C z z x x A y B==∈∈,则C 中元素的个数为()A .1B .2C .3D .4例6.(2022·全国·高三专题练习)用()C A 表示非空集合A 中元素的个数,定义()(),()()()(),()()C A C B C A C B A B C B C A C A C B -≥⎧*=⎨-<⎩,已知集合{}2|0A x x x =+=,()(){}22|10B x x ax x ax =+++=,且1A B *=,设实数a 的所有可能取值构成集合S ,则()C S =()A .0B .1C .2D .3【题型二】集合元素的特征【典例例题】例7.(2022·重庆南开中学模拟预测)已知集合{}1,0,1A =-,{},B a b a A b A =+∈∈,则集合B =()A .{}1,1-B .{}1,0,1-C .{}2,1,1,2--D .{}2,1,0,1,2--【方法技巧与总结】1.研究集合问题,一定要抓住元素,看元素应满足的属性。
高考数学复习考点题型归类解析专题04一元二次不等式一、关键能力利用二次函数图象了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系;会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,通过对二次函数图象的描述分析,经历观察、思考、探究建立二次函数图象与一元二次方程与一元二次不等式解集之间的联系. 构建数学问题的直观模型,探索解决问题的思路培养学生的直观想象. 从特殊一元二次不等式的解集的探究过程到探究利用图像归纳到利用图象求一般不等式的解集的方法,培养学生的逻辑推理能力.二、教学建议一元二次不等式、基本不等式是解决问题的基本工具;如利用导数研究函数单调性,往往对函数求导后得到的导函数,对导函数式经过通分、提取公因式等变形后,把导函数正负的判定转化为解一元二次不等式的求解;教学时建议合理选题体现知识间的联系.加强函数与方程思想在不等式中的应用训练,不等式、函数与方程三者密不可分,相互转化.三、自主先学“三个二次”的关系0)四、真题感悟1.(2019•新课标Ⅰ,理1)已知集合{|42}M x x =-<<,2{|60}N x x x =--<,则(MN =)A .{|43}x x -<<B .{|42}x x -<<-C .{|22}x x -<<D .{|23}x x << 【答案】C【解析】{|42}M x x =-<<,{|23}N x x =-<<,{|22}MN x x ∴=-<<,故选C .2.(2013陕西)在如图所示的锐角三角形空地中, 欲建一个面积不小于300m 2的内接矩形花园(阴影部分), 则其边长x (单位m )的取值范围是A .[15,20]B .[12,25]C .[10,30]D .[20,30] 【答案】C【解析】如图△ADE ∽△ABC ,设矩形的另一边长为y ,则240()40ADE ABC S y S ∆∆-=,所以40y x =-,又300xy ≥,所以(40)300x x -≥,即,解得1030x ≤≤. 3.(2013重庆)关于的不等式()的解集为,2403000x x -+≤x 22280x ax a --<0a >12(,)x x且,则A .B .C .D .【答案】A【解析】∵由 (),得(4)(2)0x a x a -+<,即24a x a -<<,∴122,4x a x a =-=,∵214(2)615x x a a a -=--==,∴15562a ==.故选A . 4.(2017江苏)记函数()f x =D .在区间[4,5]-上随机取一个数x ,则x D ∈的概率是.【答案】59【解析】由260x x +-≥,解得23x -≤≤,根据几何概型的计算公式得概率为3(2)55(4)9--=--5.(2013重庆)设0απ≤≤,不等式28(8sin )cos 20x x αα-+≥对恒成立,则的取值范围为.【答案】.【解析】不等式对恒成立, 则有22(8sin )48cos 264sin 32cos 20αααα∆=-⨯=-≤ 即2222sin cos 22sin (12sin )αααα-=--24sin 10α=-≤.∴21sin 4α≤.∴11sin 22α-≤≤.又,结合下图可知,α∈π5π0,,π66⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦. 2115x x -=a =527215415222280x ax a --<0a >x R ∈a 5[0,][,]66πππ28(8sin )cos 20x x αα-+≥x R ∈0απ≤≤6.(2018浙江)已知λ∈R ,函数24,()43,x x f x x x x λλ-⎧=⎨-+<⎩≥,当2λ=时,不等式()0f x <的解集是___________.若函数()f x 恰有2个零点,则λ的取值范围是___________. 【答案】(1,4);(1,3](4,)+∞【解析】若2λ=,则当2x ≥时,令40x -<,得24x <≤;当2x <时,令2430x x -+<,得12x <<.综上可知14x <<,所以不等式()0f x <的解集为(1,4).令40x -=,解得4x =;令2430x x -+=,解得1x =或3x =.因为函数()f x 恰有2个零点,结合函数的图象(图略)可知13λ<≤或4λ>.7.(2018·浙江高考真题)已知λ∈R,函数f (x )={x −4,x ≥λx 2−4x +3,x <λ,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是___________. 【答案】 (1,4) 【解析】由题意得{x ≥2x −4<0 或{x <2x 2−4x +3<0 ,所以2≤x <4或1<x <2,即1<x <4,不等式f (x )<0的解集是(1,4),8.(2020·江苏省高考真题)已知关于x 的函数(),()y f x y g x ==与()(,)h x kx b k b =+∈R 在区间D 上恒有()()()f x h x g x ≥≥.(1)若()()222 2()f x x x g x x x D =+=-+=∞-∞+,,,,求h (x )的表达式; 【答案】(1)()2h x x =;【解析】(1)由题设有2222x x kx b x x -+≤+≤+对任意的x ∈R 恒成立. 令0x =,则00b ≤≤,所以0b =.因此22kx x x ≤+即()220x k x +-≥对任意的x ∈R 恒成立,所以()220k ∆=-≤,因此2k =. 故()2h x x =.五、高频考点+重点题型考点一、不等式化为一元二次不等式求解例1、(1)解不等式2311x x -<- (2)已知函数222,0()2,0x x x f x x x x ⎧+≥=⎨-+<⎩,解不等式()3f x >.【答案】(1){}12x x <<(2){}1x x > 【解析】:(1)不等式化为2311x x -<-,化为201x x -<-, ∴12x <<,解集为{}12x x <<. (2)由题意知22002323x x x x x x ≥<⎧⎧⎨⎨+>-+>⎩⎩或解得:x >1.故原不等式的解集为{}1x x >对点训练1(高三二模)不等式231122x x -+<的解集是___________. 【答案】(1,2)【解析】23111222xx -+-<=,2311x x ∴-+<-,即2320x x -+<,解得12x <<,故不等式的解集为(1,2).对点训练2x <的解集是( ) A .(]0,2B .(2,)+∞C .(]2,4D .(,0)(2,)-∞+∞【解析】由题意得2220404x x x x x x >⎧⎪-≥⎨⎪-<⎩,解得24x <≤,故选:C.对点训练3.对于实数x ,规定[x ]表示不大于x 的最大整数,那么不等式4[x ]2﹣36[x ]+45<0成立的x 的范围是( )A .(32,152)B .[2,8]C .[2,8)D .[2,7]【解析】解:由4[x ]2﹣36[x ]+45<0,得32<[x]<152, 又[x ]表示不大于x 的最大整数,所以2≤x <8. 故选:C .总结:一元二次不等式是基础,分式不等式、根式不等式、高次不等式等常常要转化为一元二次不等式来解决考点二、三个“二次”之间的关系运用例2、若关于x 的不等式ax b >的解集为1(,)5-∞,则关于x 的不等式2405ax bx a +->的解集为________. 【答案】4(1,)5-【解析】:由已知ax b >的解集为1(,)5-∞,可知0a <,且=,将不等式2405ax bx a +->两边同除以a ,得2405bx x a +-<,即214055x x +-<,解得415x -<<,故不等式2405ax bx a +->的解集为4(1,)5-.对点训练1、已知2()(1)1(R)f x ax a x a =+--∈.若()0f x ≥的解集为11,2⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,求关于x的不等式301ax x +≤-的解集; 【解析】(Ⅰ)由题意得11(1)211(1)2a a a ⎧-⎛⎫-+-=- ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪-⨯-=- ⎪⎪⎝⎭⎩,解得2a =-.故原不等式等价于2301x x -+≤-.即(23)(1)010x x x --≥⎧⎨-≠⎩解得:1x <或32x ≥所以不等式的解集为3(,1),2⎡⎫-∞⋃+∞⎪⎢⎣⎭.对点训练2.已知关于x 的不等式230x bx c ++-<的解集为(1,2)-.(1)当[2,)x ∈+∞时,求2x bx cx++的最小值;(2)当[1,1]x ∈-时,函数2y x bx c =++的图象恒在直线2y x m =+的上方,求实数m 的取值范围.【解析】(1)因为关于x 的不等式230x bx c ++-<的解集为(1,2)-,解得11b c =-⎧⎨=⎩,所以22111x bx c x x x x x x++-+==+-,令1()1g x x x =+-,2x ≥,则21()10g x x '=->, 所以函数()g x 在[2,)+∞上单调递增,所以min 13()(2)2122g x g ==+-=,所以2x bx cx++的最小值为32.(2)由(1)可知1b =-,1c =,因为当[1,1]x ∈-时,函数2y x bx c =++的图象恒在直线2y x m =+的上方,所以当[1,1]x ∈-时,212x x x m -+>+恒成立,即当[1,1]x ∈-时,231x x m -+>恒成立. 令22()3135()24x h x x x +=--=-,易知函数()h x 在[1,1]-上的最小值为(1)1h =-, 所以1m <-,故实数m 的取值范围为(,1)-∞-.总结:三个“二次”之间的关系(1)三个“二次”中,二次函数是主体,讨论二次函数主要是将问题转化为一元二次方程和一元二次不等式的形式来研究.(2)讨论一元二次方程和一元二次不等式又要将其与相应的二次函数相联系,通过二次函数的图象及性质来解决问题,关系如下:考点三、含参的一元二次不等式例3、(1)解关于实数x 的不等式:2(1)0x a x a -++<.(2)解关于实数x 的不等式:210x ax -+<.【解析】(1)由2(1)0x a x a -++=得()(1)0x a x --=,∴12,1x a x ==, ① 当1a >时,2(1)0x a x a -++<的解集为{}1x x a <<, ② 当1a =时,2(1)0x a x a -++<的解集为∅, ③当1a <时,2(1)0x a x a -++<的解集为{}1x a x <<. (2)对方程210x ax -+= ,当240a ∆=-≤即22a -≤≤时 不等式的解集为∅当240a ∆=->即2a >或2a <-时210x ax -+=的根为12x x ==不等式的解集为x ⎧⎪<<⎨⎪⎪⎩⎭对点训练1、求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R)的解集【解析】原不等式可化为12x 2-ax -a 2>0, 即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0, 解得x 1=-a 4,x 2=a3.当a >0时,不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-a 4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫a 3,+∞; 当a =0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞); 当a <0时,不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a 3∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4,+∞.对点训练2、解关于x 的不等式ax 2-2≥2x -ax (a ∈R )。
一、集合的概念及运算1. 集合的概念:集合是由确定的、互不相同的对象组成的整体。
其中,对象称为元素。
2. 集合的表示方法:集合可以用列举法、描述法和图示法来表示。
(1)列举法:将集合中的元素一一列举出来,用花括号{}括起来。
例如:A={1, 2, 3, 4},表示集合A由元素1、2、3、4组成。
(2)描述法:用语言描述集合中元素的性质。
例如:B={x | x是2的倍数,且x小于10},表示集合B由所有小于10的2的倍数组成。
(3)图示法:用Venn图或韦恩图表示集合之间的关系。
3. 集合的运算:(1)并集:将两个集合中的元素合并在一起,组成一个新的集合。
例如:C={5, 6, 7},D={6, 7, 8},则C∪D={5, 6, 7, 8}。
(2)交集:找出两个集合中共有的元素,组成一个新的集合。
例如:C={5, 6, 7},D={6, 7, 8},则C∩D={6, 7}。
(3)补集:在全集U中,不属于集合A的元素组成的集合称为A的补集,记作A'。
例如:A={1, 2, 3},全集U={1, 2, 3, 4, 5},则A'={4, 5}。
(4)差集:找出两个集合中属于第一个集合但不属于第二个集合的元素,组成一个新的集合。
例如:C={5, 6, 7},D={6, 7, 8},则C-D={5}。
二、集合的应用1. 集合在数列中的应用:集合可以用来表示数列,研究数列的性质。
例如:数列{an}的通项公式为an=n^2,则数列{an}可以表示为集合A={n^2 | n为正整数}。
2. 集合在函数中的应用:集合可以用来表示函数的定义域和值域。
例如:函数f(x)=x^2的定义域为R(实数集),值域为[0,+∞)。
3. 集合在几何中的应用:集合可以用来表示几何图形中的点、线、面等元素。
例如:直线l上的所有点组成的集合记作L。
三、高考数学试卷中集合的常见题型1. 集合的概念及运算:考察对集合概念的理解,以及集合运算的掌握。
教学心得:理解概念,运用性质;掌握题型,举一反三。
集合单元的精典题型集合问题为每年必考题型之一,特别是近几年高考试卷中出现了一些以集合为背景的试题,这些试题涉及的知识面广,灵活性较强.实际上,这方面问题的本质是以集合为载体,将一些数学问题的已知条件“嵌入”集合之中,只不过是在语言形式方面做了些变通罢了,而解决问题的理论依据、方法等仍类似于其他问题的求解.因此,在集合题型上应引起我们的足够重视.题型一:集合元素的性质例1. 已知集合}33,)1(,2{22++++=a a a a A ,若A ∈1,求a 的值。
分析:集合元素的确定性和互异性是集合的两个重要性质,是本单元一个重要考点,确定性是入手点,互异性是检验结论的工具。
解:∴∈A 1 根据集合元素的确定性,得:133,11,1222=++=+=+a a a a 或)或( 若a +2=1, 得:1-=a , 但此时21332+==++a a a ,不符合集合元素的互异性。
若1)1(2=+a ,得:2-,0或=a 。
但2-=a 时,22)1(133+==++a a a ,不符合集合元素的互异性。
若,1332=++a a 得:。
或-2,1-=a1)1(-2a 1;2a ,-1a 2=+==+=a 时,时但,都不符合集合元素的互异性。
综上可得,a = 0。
【小结】集合元素的确定性和互异性是解决问题的理论依据。
确定性是入手点,互异性是检验结论的工具。
练习一、1. 集合{}|2,P x x k k Z ==∈,{}|21,Q x x k k Z ==+∈,{}|41,R x x k k Z ==+∈,且,a P b Q ∈∈,则有 ( )A a b P +∈B a b Q +∈C a b R +∈D a b +不属于P 、Q 、R 中的任意一个2.已知集合 =A {2,3,2a +4a +2},B ={0,7,2a +4a -2,2-a },且A ∩B={3,7},求a 值.题型二:集合相等问题集合相等问题,主要是利用集合中元素的互异性,集合中元素的互异性是集合的重要属性,在解题中集合中元素的互异性常常被我们忽略,从而导致解题的失败,所以在解题中应引起足够的重视.例2,已知集合{,,2}A a a b a b =++,2{,,}B a ac ac =,若A B =,求c 的值分析:要解决c 的求值问题,关键是要有方程的数学思想,此题应根据相等的两个集合的元素完全相同,及集合中元素的确定性、互异性、无序性建立关系式解:根据题意,分两种情况进行讨论:(1)若2,2,a b ac a b ac +=⎧⎨+=⎩,消去b ,得220a ac ac +-= 当0a =时,集合B 中的三个元素均为零,与元素的互异性相矛盾,故0a ≠∴2210c c -+=,即1c =,此时B 中的三个元素又相同,∴1c ≠∴此时无解.(2)若2,2,a b ac a b ac ⎧+=⎨+=⎩消去b ,得220ac ac a --= ∵0a ≠,∴2210c c --=,即(1)(21)0c c -+=又1c ≠,∴12c =- 评注:(1)解决集合相等的问题易产生与互异性相矛盾的增解,这需要解题后进行检验和修正.(2)有些数学问题很难从整体着手解决,需从分解入手,把整体科学合理地划分为若干个局部独立的问题,通过逐一判断来解决这些问题,从而达到整体问题的解决,这种重要的数学方法 就是分类讨论的方法 ,要学会这种思维方法.练习二1.下列各集合中相等的两个集合是( )A=﹛x ▏y=2x+1﹜,B= ﹛x ▏x ≥1﹜,C=﹛x ▏y=x 2+1﹜,D=﹛y ▏y=x 2+1﹜,E=﹛x ▏y=2x+1﹜,F=﹛﹙x,y ﹚▏y=2x+1﹜。
高考考到集合的题目可以分为三大类:
①函数性质填空题,考察函数基本性质(单调性、奇偶性),一般是二次函数或指对数函数;
②解答题:函数应用题,需要根据题意列出函数关系求最值或其他值的题目,可能涉及到二次函数、指对数函数、三角函数等;
③解答题:函数性质综合题,函数性质的综合应用,可能涉及到二次函数、指对数函数、三角函数等,并且6年中有4年都是和导数求最值有关.都会涉及到对参数的分类讨论.
后两类综合性较强,可能大家目前能力还解决不了,可以重点关注第一部分,填空基本和期中考试难度类似.。
集合中的题型归类解析
集合问题为每年必考题型之一,特别是近几年高考试卷中出现了一些以集合为背景的试题,这些试题涉及的知识面广,灵活性较强.实际上,这方面问题的本质是以集合为载体,将一些数学问题的已知条件“嵌入”集合之中,只不过是在语言形式方面做了些变通罢了,而解决问题的理论依据、方法等仍类似于其他问题的求解.因此,在集合题型上应引起我们的足够重视.
集合中的题型
题型1:集合相等问题
集合相等问题,主要是利用集合中元素的互异性,集合中元素的互异性是集合的重要属性,在解题中集合中元素的互异性常常被我们忽略,从而导致解题的失败,所以在解题中应引起足够的重视.
例1已知集合{,,2}A a a b a b =++,2{,,}B a ac ac =,若A B =,求c 的值
分析:要解决c 的求值问题,关键是要有方程的数学思想,此题应根据相等的各个集合的元素完全相同,及集合中元素的确定性、互异性、无序性建立关系式
解:根据题意,分两种情况进行讨论:
(1)若2,2,
a b ac a b ac +=⎧⎨+=⎩,消去b ,得220a ac ac +-= 当0a =时,集合B 中的三个元素均为零,与元素的互异性相矛盾,故0a ≠ ∴2
210c c -+=,即1c =,此时B 中的三个元素又相同,∴1c ≠
∴此时无解. (2)若2,2,
a b ac a b ac ⎧+=⎨+=⎩消去b ,得220ac ac a --=
∵0a ≠,∴2210c c --=,即(1)(21)0c c -+=
又1c ≠,∴12
c =- 评注:(1)解决集合相等的问题易产生与互异性相矛盾的增解,这需要解题后进行检验和修正.
(2)有些数学问题很难从整体着手解决,需从分解入手,把整体科学合理地划分为若干个局部独立的问题,通过逐一判断来解决这些问题,从而达到整体问题的解决,这种重要的数学方法 就是分类讨论的方法 ,要学会这种思维方法.
题型2:证明、判断两集合的关系
集合与集合之间的关系问题,是我们解答数学问题过程中经常遇到,并且必须解决的问题,因此要予以重视。
反映集合与集合关系的一系列概念,都是用元素与集合的关系来定义的。
因此,在证明(判断)两集合的关系时,应回到元素与集合的关系中去.
例2设集合{|32,A a a n n ==+∈Z },集合{|31,B b b k k ==-∈Z },试判断集合A 、B 的关系。
分析:先判断元素与集合的关系,再判断集合与集合的关系
解:任设a A ∈,则323(1)1,a n n n =+=+-∈Z ,
∵n ∈Z ,∴1n +∈Z .∴a B ∈.故A B ⊆.
又任设b B ∈,则313(1)2,b k k k =-=-+∈Z .
∵k ∈Z ,∴1k -∈Z .∴b A ∈.故B A ⊆.
综上可知A B =.
评注:在说明a B ∈,或b A ∈的过程中,关键是先要变(或凑)出形式,然后再推理.
题型3:集合中的参数问题
所谓集合中的参数问题,是指集合{|p p 适合的条件}中“p 适合的条件”里面含有参数的问题,解答这类问题类似于其他含有参数的问题,灵活性极强,难度也很大.因此,解决此为问题要注意思维的严谨性.
例3已知集合{|2A x =-≤x ≤5},{|1B x m =+≤x ≤21}m -,满足B A ⊆,则实数m 的取值范围为 .
解:(1)当B =∅时,121m m +>-,得2m <,满足B A ⊆.
(2)当B ≠∅时,121,12,21 5.m m m m +≤-⎧⎪+≥-⎨⎪-≤⎩
解得2≤m ≤3.
综合(1)、(2)得m 的取值范围是m ≤3.
评注:有关子集问题讨论中不要忽视了对空集的讨论,特别不能认为子集是由原来集合中的部分元素所组成的集合.在B A ⊆中,含有B =∅这种可能,应注意.在集合单元中含有丰富的分类讨论内容,所以要注意增强运用分类讨论的思想和方法解决问题的意识,掌握分类方法,培养周密的思维品质.
题型4:利用韦恩图或数轴求交集、并集、补集
有的集合问题比较抽象,解题时若借助韦恩图进行数形分析或利用数轴、图象,采用数形结合思想方法,往往可使问题直观化、形象化,进而能使问题简捷、准确地获解.
例4设全集,{|U R A x x ==≤2},{|1}B x x =>-.
(1)求A B 及A B ;(2)求()A B 及()A B .
解:(1)如图,利用数轴可直观地得到结果:
{|1A B x x =-<≤2};A B R =.
(2)
(){|A B x x =≤1,或2}x >;()A B =∅.
评注:有关用不等式表示的集合的并、交、补运算,常常借助于数学轴的几何直观来帮助思考.
题型5:开放、定义型问题
近几年在高考试题的帮助带动下,一大批以集合为背景的开放型试题不断出现.在用描述法表示的集合中,集合的形式被表示为{|x x 所适合的条件},其中的代表元素“x 的任意性”和“x 所适合的条件的灵活性”决定了这类题目具有涉及的知识面广、灵活性强等特点.
例5设{1,2,3,4,5,6}A =,{1,2,7,8}B =,定义A 与B 的差集为{|A B x x A -=∈,且}x B ∉,则()A A B --=
解:由所给的新定义:差集{|A B x x A -=∈,且}x B ∉,得{3,4,5,6}A B -=,从而(){1,2}A A B --=.
评注:差集中的“差”与我们平时所接触的“差”的意义是不同的.我们可能会犯这样的错误:(){1,2,7,8}A A B A A B B --=-+==.
例6已知{(,)|,,A x y x n y an b n ===+∈Z },
2{(,)|,315,B x y x m y m m ===+∈Z },22{(,)|C x y x y =+≤14},问是否存在实数,a b ,使得(1)A B ≠∅,(2)(,)a b C ∈同时成立.
分析:假设存在,a b 使得(1)成立,得到a 与b 的关系后与22x y +≤14联立,然后讨论联立的不等式组.
解:假设存在实数,a b ,使得A B ≠∅,(,)a b C ∈同时成立,则集合{(,)|,,A x y x n y an b n ===+∈Z }与集合2{(,)|,315,B x y x m y m m ===+∈Z }分别对
应集合1{(,)|,A x y y ax b x ==+∈Z }与21
{(,)|315,B x y y x x ==+∈Z },1A 与1B 对应的直线y ax b =+与抛物线2
315y x =+至少有一个公共点,所以方程组2315y ax b y x =+⎧⎨=+⎩有解,即方程2315x ax b +=+必有解.
因此212(15)a b ∆=--≥20a ⇒-≤12180b -,①
又∵22a b +≤14 ②
由①②相加,得2b ≤1236b -,即2
(6)b -≤0.∴6b =.
将6b =代入①得2a ≥108,
再将6b =代入②得2
a ≤108,因此a =±
将a =±6b =代入方程2315x ax b +=+得2390x ±+=,
解得x =Z .
所以不存在实数,a b ,使得(1),(2)同时成立.
评注:对于存在性探索性问题,首先要假设这样的问题存在,以此出发,依据已知条件、公理、定理进行推理论证,推出一个较为明显的结论,最后根据这样的结论有无矛盾,得出问题的结论.。