01集合的概念及运算
- 格式:ppt
- 大小:217.00 KB
- 文档页数:12
专题01 集合、集合间的关系、集合的运算一、知识结构思维导图二、学法指导与考点梳理1.集合的概念及其表示⑴.集合中元素的三个特征:①.确定性: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.②.互异性:一个集合中的元素是互不相同的,即集合中的元素是不重复出现的.③.无序性:即集合中的元素无顺序,可以任意排列、调换。
⑵.元素与集合的关系有且只有两种:属于(用符号“∈”表示)和不属于(用符号“∉”表示).⑶.集合常用的表示方法有三种:列举法、Venn图、描述法.(4).常见的数集及其表示符号2. 集合间的基本关系A B (或B A )【名师提醒】子集与真子集的区别与联系:一个集合的真子集一定是其子集,而其子集不一定是其真子集. 3. 集合之间的基本运算如果一个集合包含了我们所要研究的各个集合的全部元素,这样的集合就称为 全集 ,全集通常用字母 U 表示;【名师提醒】1.若有限集A 中有n 个元素,则集合A 的子集个数为2n ,真子集的个数为2n -1,非空真子集n2-2个. 2.A ⊆B ⇔A ∩B =A ⇔A ∪B =B ()()UUAB A B U ⇔=∅⇔= .3.奇数集:{}{}{}21,21,4 1.x x n n x x n n x x n n =+∈==-∈==±∈Z Z Z . 4. 德▪摩根定律:①并集的补集等于补集的交集,即()=()()UUU A B A B ; ②交集的补集等于补集的并集,即()=()()U UU A B A B .【名师点睛】1.判断一组对象能否组成集合,关键看该组对象是否满足确定性,如果此组对象满足确定性,就可以组成集合;否则,不能组成集合.同时还要注意集合中元素的互异性、无序性.2. 集合中的元素具有三个特性,求解与集合有关的字母参数值(范围)时,需借助集合中元素的互异性来检验所求参数是否符合要求.3.解答含有字母的元素与集合之间关系的问题时,要有分类讨论的意识.4.利用集合的关系求参数的范围问题,常涉及两个集合,其中一个为动集合(含参数),另一个为静集合(具体的),解答时常借助数轴来建立变量间的关系,需特别注意端点问题.5.求集合并集的两种基本方法:(1)定义法:若集合是用列举法表示的,可以直接利用并集的定义求解;(2)数形结合法:若集合是用描述法表示的由实数组成的数集,则可以借助数轴求解.6.求集合交集的方法为:(1)定义法,(2)数形结合法.(3)若A,B是无限连续的数集,多利用数轴来求解.但要注意,利用数轴表示不等式时,含有端点的值用实点表示,不含有端点的值用空心点表示.三、重难点题型突破考点1 集合的概念及其表示归纳总结:与集合中的元素有关问题的求解策略(1)确定集合的元素是什么,即集合是(数轴)数集、(平面直角坐标系)点集还是其他类型的集合.(2)看这些元素满足什么限制条件.(3)根据限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数,要注意检验集合是否满足元素的互异性.例1.(1)(集合的确定性)下面给出的四类对象中,能组成集合的是()A.高一某班个子较高的同学B.比较著名的科学家C.无限接近于4的实数D.到一个定点的距离等于定长的点的全体【答案】D【解析】选项A,B,C所描述的对象没有一个明确的标准,故不能构成一个集合,选项D的标准唯一,故能组成集合.故选:D.(2).(集合的确定性)(多选题)考察下列每组对象,能构成集合的是( )A.中国各地最美的乡村;B.直角坐标系中横、纵坐标相等的点;C.不小于3的自然数;D.2018年第23届冬季奥运会金牌获得者. 【答案】BCD【解析】A 中“最美”标准不明确,不符合确定性,BCD 中的元素标准明确,均可构成集合,故选BCD 【变式训练1】(集合的互异性)在集合{1A =,21a a --,222}a a -+中,a 的值可以是 ( )A .0B .1C .2D .1或2【答案】A【解析】当a =0时,a 2﹣a ﹣1=﹣1,a 2﹣2a +2=2,当a =1时,a 2﹣a ﹣1=﹣1,a 2﹣2a +2=1,当a =2时,a 2﹣a ﹣1=1,a 2﹣2a +2=2, 由集合中元素的互异性知:选A .【变式训练2】(集合的互异性)若1{2-∈,21a a --,21}a +,则(a = ) A .1- B .0C .1D .0 或1【答案】B【答案】解:①若a 2﹣a ﹣1=﹣1,则a 2﹣a =0,解得a =0或a =1, a =1时,{2,a 2﹣a ﹣1,a 2+1}={2,﹣1,2},舍去,∴a =0; ②若a 2+1=﹣1,则a 2=﹣2,a 无实数解;由①②知:a =0.故选:B . 考点2 元素与集合的关系(1)属于:如果a 是集合A 的元素,就说a 属于集合A ,记作a ∈A . (2)不属于:如果a 不是集合A 中的元素,就说a 不属于集合A ,记作a ∉A . (3)常见的数集及表示符号归纳总结:(1)判断集合间的关系,要注意先对集合进行化简,再进行判断,并且在描述关系时,要尽量精确. (2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系(要注意区间端点的取舍),进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、V enn 图等来直观解决这类问题. 例2.(1)(元素与集合的关系)(多选题)下列关系中,正确的有( ) A .∅∪{0} B .13Q ∈C .Q Z ⊆D .{}0∅∈【答案】AB【解析】选项A:由空集是任何非空集合的真子集可知,本选项是正确的; 选项B:13是有理数,故13Q ∈是正确的; 选项C:所有的整数都是有理数,故有Z Q ⊆,所以本选项是不正确的;选项D; 由空集是任何集合的子集可知,本选项是不正确的,故本题选AB. (2)(元素个数问题)集合12{|3A x Z y x =∈=+,}y Z ∈的元素个数为( ) A .4B .5C .10D .12【思路分析】根据题意,集合中的元素满足x 是整数,且12x+3是整数.由此列出x 与y 对应值,即可得到题中集合元素的个数.【解析】由题意,集合{x ∈Z |y =12x+3∈Z }中的元素满足x 是整数,且y 是整数,由此可得 x =﹣15,﹣9,﹣7,﹣6,﹣5,﹣4,﹣2,﹣1,0,1,3,9;此时y 的值分别为:﹣1,﹣2,﹣3,﹣4,﹣6,﹣12,12,6,4,3,3,1, 符合条件的x 共有12个,故选:D .例3.(单元素集合)若集合A ={x |x 2+ax +b =x }中,仅有一个元素a ,求a 、b 的值. 【答案】解:∵集合A ={x |x 2+ax +b =x }中,仅有一个元素a , ∴a 2+a 2+b =a 且△=(a ﹣1)2﹣4b =0解得a =31,b =91. 故a 、b 的值分别为31,91.【变式训练1】(1)(元素与集合的关系)下列关系中,正确的个数为( )R ;②13Q ∈;③0{0}=;④0N ∉;⑤Q π∈;⑥3Z -∈.A .6B .5C .4D .3【思路分析】利用元素与集合的关系及实数集、有理数集、自然数集的性质直接求解. 【答案】解:由元素与集合的关系,得:在①中,√5∈R ,故①正确;在②中,13∈Q ,故②正确;在③中,0∈{0},故③错误;在④中,0∈N ,故④错误;在⑤中,π∉Q ,故⑤错误;在⑥中,﹣3∈Z ,故⑥正确.故选:D .(2)(元素个数问题)已知集合{1A =,2,3,4,5},{(,)|B x y x A =∈,y A ∈,x y <,}x y A +∈,则集合B 中的元素个数为( ) A .2B .3C .4D .5【思路分析】通过集合B ,利用x ∈A ,y ∈A ,x <y ,x +y ∈A ,求出x 的不同值,对应y 的值的个数,求出集合B 中元素的个数.【解析】因为集合A ={1,2,3,4,5},B ={(x ,y )|x ∈A ,y ∈A ,x <y ,x +y ∈A }, 当x =1时,y =2或y =3或y =4;当x =2时y =3; 所以集合B 中的元素个数为4.故选:C .【点睛】本题考查集合的元素与集合的关系,考查基本知识的应用. 【变式训练2】(二次函数与集合)设集合A ={x |ax 2+2x +1=0,a ∈R } (1)当A 中元素个数为1时,求:a 和A ;(2)当A 中元素个数至少为1时,求:a 的取值范围; (3)求:A 中各元素之和. 【思路分析】(1)推导出a =0或⎩⎨⎧=-=∆≠0440a a ,由此能求出a 和A .(2)当A 中元素个数至少为1时,a =0或⎩⎨⎧≥-=∆≠0440a a ,由此能求出a 的取值范围.(3)当a =0时,A 中元素之和为21-;当a <1且a ≠0时,A 中元素之和为a2-;当a =1时,A 中元素之和为﹣1;当a >1时,A 中无元素.【答案】解:(1)∵集合A ={x |ax 2+2x +1=0,a ∈R },A 中元素个数为1, ∴a =0或⎩⎨⎧=-=∆≠0440a a ,解得a =0,A ={21-}或a =1,A ={﹣1}.(2)当A 中元素个数至少为1时,a =0或⎩⎨⎧≥-=∆≠0440a a ,解得a ≤1,∴a 的取值范围是(﹣∞,1]. (3)当a =0时,A 中元素之和为21-;当a <1且a ≠0时,A 中元素之和为a2-; 当a =1时,A 中元素之和为﹣1;当a >1时,A 中无元素. 考点3 集合间的基本关系 1.集合A 中含有n 个元素,则有(1)A 的子集的个数有2n 个.(2)A 的非空子集的个数有2n -1个.(3)A 的真子集的个数有2n -1个.(4)A 的非空真子集的个数有2n -2个.2.空集是任何集合的子集,因此在解A ⊆B (B ≠∅)的含参数的问题时,要注意讨论A =∅和A ≠∅两种情况,前者常被忽视,造成思考问题不全面.例4.(1).(2020·全国高一)(空集是任何非空集合的子集)已知集合{}25A x x =-≤≤,{}121B x m x m =+≤≤-,若B A ⊆,则实数m 的取值范围是______.【答案】(],3-∞【解析】由B A ⊆可得:当B =∅,则121m m +>-,∴2m <,当B ≠∅,则m 应满足:12112215m m m m +≤-⎧⎪+≥-⎨⎪-≤⎩,解得23m ≤≤,综上得3m ≤; ∴实数m 的取值范围是(],3-∞.故答案为:(],3-∞.(2).(空集)如果2{|10}A x ax ax =-+<=∅,则实数a 的取值范围为( ) A .04a <<B .40<≤aC .40≤<aD .40≤≤a【思路分析】由A =∅得不等式ax 2﹣ax +1<0的解集是空集,然后利用不等式进行求解. 【答案】解:因为A ={x |ax 2﹣ax +1<0}=∅,所以不等式ax 2﹣ax +1<0的解集是空集, 当a =0,不等式等价为1<0,无解,所以a =0成立.当a ≠0时,要使ax 2﹣ax +1<0的解集是空集,则{a >0△=a 2−4a ≤0,解得0<a ≤4.综上实数a 的取值范围0≤a ≤4.(3)(子集与真子集)已知集合1{|42k M x x ==+,}k Z ∈,1{|24k N x x ==+,}k Z ∈,则( ) A .M N =B .M ⊊NC .N ⊊MD .M∩N=∅【思路分析】将集合M ,N 中的表达式形式改为一致,由N 的元素都是M 的元素,即可得出结论. 【答案】M ={x |x =k4+12,k ∈Z }={x |x =k+24,k ∈Z },N ={x |x =k2+14,k ∈Z }={x |x =2k+14,k ∈Z },∵k +2(k ∈Z )为整数,而2k +1(k ∈Z )为奇数,∴集合M 、N 的关系为N ⊊M .故选:C .【变式训练1】.(1)(2019·浙江省温州中学高一月考)(子集与真子集个数问题)已知集合21,,{1}A a a =-,若0A ∈,则a =______;A 的子集有______个.【答案】0或1- 8【解析】∵集合21,,{1}A a a =-,0A ∈,∴0a =或2101a a ⎧-=⎨≠⎩,解得0a =或1a =-.A 的子集有328=个.故答案为:0或1-,8.(2)若集合2{|20}A x x x m =-+==∅,则实数m 的取值范围是( ) A .(,1)-∞-B .(,1)-∞C .(1,)+∞D .[1,)+∞【解析】∵A ={x |x 2﹣2x +m =0}=∅,∴方程x 2﹣2x +m =0无解,即△=4﹣4m <0, 解得:m >1,则实数m 的范围为(1,+∞),故选:C .【点睛】此题考查了空集的定义,性质及运算,熟练掌握空集的意义是解本题的关键. 考点4 集合的基本运算1.由所有属于集合A 或属于集合B 的元素组成的集合叫A 与B 的并集,记作A ∪B ;符号表示为A ∪B ={x |x ∈A 或x ∈B } 2.并集的性质A ∪B =B ∪A ,A ∪A =A ,A ∪∅=A ,A ⊆A ∪B .3.对于两个给定的集合A 、B ,由所有属于集合A 且属于集合B 的元素组成的集合叫A 与B 的交集,记作A ∩B 。
第01讲集合一、知识梳理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)元素与集合的关系是属于或不属于,表示符号分别为∈和∉.(3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法.2.集合间的基本关系文字语言符号语言集合间的基本关系相等集合A与集合B中的所有元素都相同A=B 子集集合A中任意一个元素均为集合B中的元素A⊆B 真子集集合A中任意一个元素均为集合B中的元素,且集合B中至少有一个元素不是集合A中的元素BA⊂≠空集空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集3.集合的基本运算集合的并集集合的交集集合的补集符号表示A∪B A∩B 若全集为U,则集合A 的补集为∁U A图形表示集合表示{x|x∈A,或x∈B}{x|x∈A,且x∈B}{x|x∈U,且x∉A} 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)A∩(∁U A)=∅,A∪(∁U A)=U,∁U(∁U A)=A.[方法技巧]1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个.2.子集的传递性:A⊆B,B⊆C⇒A⊆C.3.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁U A⊇∁U B.4.∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B),∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B).二、经典例题考点一 集合的基本概念【例1-1】(2020·海南省海南中学高三月考)若S 是由“我和我的祖国”中的所有字组成的集合,则S 的非空真子集个数是( ) A .62B .32C .64D .30规律方法 1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是什么,即弄清该集合是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件是什么,从而准确把握集合的含义.2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性. 考点二 集合间的基本关系【例2-1】(2020·天津市滨海新区塘沽第一中学高三二模)已知集合|03x A x Z x ⎧⎫=∈≤⎨⎬+⎩⎭,则集合A 真子集的个数为( ) A .3B .4C .7D .8规律方法 1.若B ⊆A ,应分B =∅和B ≠∅两种情况讨论.2.已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn 图,化抽象为直观进行求解. 考点三 集合的运算【例3-1】(2020·全国高三一模(文))已知集合{}|15A x x =-≤≤,{}2|23B x x x =->,则A B =( )A .5}|3{x x <≤B .{|15}x x -≤≤C .{|1x x <-或3}x >D .R【例3-2】(2020·安徽省六安一中高一月考)已知集合{}2230A x x x =-->,(){}lg 11B x x =+≤,则()R A B =( )A .{}13x x -≤< B .{}19x x -≤≤ C .{}13x x -<≤D .{}19x x -<<规律方法 1.进行集合运算时,首先看集合能否化简,能化简的先化简,再研究其关系并进行运算.2.注意数形结合思想的应用.(1)离散型数集或抽象集合间的运算,常借助Venn图求解.(2)连续型数集的运算,常借助数轴求解,运用数轴时要特别注意端点是实心还是空心.(3)集合的新定义问题:耐心阅读,分析含义,准确提取信息是解决这类问题的前提,剥去新定义、新法则、新运算的外表,利用所学的集合性质等知识将陌生的集合转化为我们熟悉的集合,是解决这类问题的突破口.[思维升华]1.集合中的元素的三个特征,特别是无序性和互异性在解题时经常用到.解题后要进行检验,要重视符号语言与文字语言之间的相互转化.2.对连续数集间的运算,借助数轴的直观性,进行合理转化;对已知连续数集间的关系,求其中参数的取值范围时,要注意单独考察等号能否取到.3.对离散的数集间的运算,或抽象集合间的运算,可借助Venn图.这是数形结合思想的又一体现.[易错防范]1.集合问题解题中要认清集合中元素的属性(是数集、点集还是其他类型集合),要对集合进行化简.2.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,时刻关注对空集的讨论,防止漏解.3.解题时注意区分两大关系:一是元素与集合的从属关系;二是集合与集合的包含关系.4.Venn图图示法和数轴图示法是进行集合交、并、补运算的常用方法,其中运用数轴图示法时要特别注意端点是实心还是空心.。
集合知识点和公式总结一、集合的基本概念和运算集合是由确定的、互不相同的元素所组成的整体,数学上常用大写字母A、B、C等表示集合,而集合中的元素用小写字母a、b、c等表示。
集合通常用花括号{}表示,例如集合A={1,2,3,4}。
1. 交集和并集交集:集合A与B的交集,记作A∩B,表示A和B都具有的元素的集合。
即A∩B={x|x∈A且x∈B}。
并集:集合A与B的并集,记作A∪B,表示A和B所有的元素的集合,不重复计算。
即A∪B={x|x∈A或x∈B}。
2. 补集和差集补集:集合A的补集,记作A'或A^C,表示集合U中所有不在A中的元素构成的集合。
即A'={x|x∈U且x∉A}。
差集:集合A与B的差集,记作A-B,表示属于A而不属于B的元素构成的集合。
即A-B={x|x∈A且x∉B}。
3. 子集和真子集子集:若集合A中的所有元素都属于集合B,则称A为B的子集,记作A⊆B。
真子集:若A是B的子集,但A不等于B,则称A为B的真子集,记作A⊂B。
4. 交换律、结合律和分配律交换律:集合的交集和并集满足交换律,即A∩B=B∩A,A∪B=B∪A。
结合律:集合的交集和并集满足结合律,即A∩(B∩C)=(A∩B)∩C,A∪(B∪C)=(A∪B)∪C。
分配律:集合的交集和并集满足分配律,即A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C),A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)。
5. 德摩根定律德摩根定律是集合运算中的重要定律,它包括两个方面的内容:(1) 互补律:(A∪B)'=A'∩B',(A∩B)'=A'∪B'。
(2) 反演律:A'=U-A,A∪B=U-(A'∩B')。
6. 其他运算除了交集、并集、补集、差集等基本运算外,集合还可以进行笛卡尔积、幂集等运算。
二、概率与统计中的集合应用在概率与统计中,集合是一个非常重要的概念,它与事件、随机变量、概率分布等有着密切的关系。
专题01 集合的概念与运算【名师预测】江苏高考对集合知识的考查比较低,以填空题的形式进行考查,主要考查集合与集合、元素与集合间的关系以及集合的交集、并集、补集的运算,同时注重对Venn图、数轴等数形结合思想的考查。
集合的基本运算有时会以集合知识为载体,往往与函数、方程、不等式等知识结合考查,体现出小题目综合化的命题趋势。
集合的学习要有弹性,要有所取舍.比如我们不必在集合间的关系上过于深究,也不必在集合的概念等内容上过于钻研。
【知识精讲】1.集合的相关概念(1)集合元素的三个特性:确定性、无序性、互异性.(2)元素与集合的两种关系:属于,记为∈;不属于,记为∉.(3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法.(4)五个特定的集合:2.集合间的基本关系3.集合的基本运算4.集合关系与运算的常用结论(1)若集合A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有12n-个,非空子集有12n-个.(2)集合的传递性:A⊆B,B⊆C⇒A⊆C.(3)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B.(考虑A是空集和不是空集两种情况)(4)C U(A∩B)=(C U A)∪(C U B),C U(A∪B)=(C U A)∩(C U B).【典例精练】考点一集合的基本概念例1. A={1,2,4},则集合B={(x,y)|x∈A,y∈A}中元素的个数为________.【解析】集合B中元素有(1,1),(1,2),(1,4),(2,1),(2,2),(2,4),(4,1),(4,2),(4,4),共9个.故答案为9.例2.若-1∈{a-1,2a+1,a2-1},则实数a的取值集合是________.【解析】若a-1=-1,解得a=0,此时集合中的元素为-1,1,-1,不符合元素的互异性;若2a+1=-1,解得a=-1,此时集合中的元素为-2,-1,0,符合题意;若a2-1=-1,解得a=0,不符合题意,综上所述,a=-1.故答案为{-1}.例3.若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一个元素,则a=________.【解析】若集合A中只有一个元素,则方程ax2-3x+2=0只有一个实根或有两个相等实根.①当a=0时,x=23,符合题意;②当a ≠0时,由Δ=(-3)2-8a =0,得a =98. ∴a 的值为0或98故答案为0或98.例4.已知集合A ={1,2,3},B ={1,m },若3-m ∈A ,则非零实数m 的值是________. 【解析】由题意知,若3-m =1,则m =2,符合题意;若3-m =2,则m =1,此时集合B 不符合元素的互异性,故m ≠1; 若3-m =3,则m =0,不符合题意. 故m =2. 故答案为2.【方法点睛】与集合中元素有关问题的求解策略 (1)确定集合的元素是什么,即集合是数集还是点集; (2)看这些元素满足什么限制条件;(3)根据限制条件列式求参数的值或确定集合中元素的个数,但要注意检验集合是否满足元素的互异性.在解决集合中含有字母的问题时,一定要返回代入验证,防止与集合中元素的互异性相矛盾. 考点二 集合间的基本关系例5.已知集合{}1,2,3,4,5A =,{}(,),,,B x y x A y A x y x y A =∈∈<+∈,则集合B 的子集的个数是 . 【解析】∵集合{}1,2,3,4,5A =,{}(,),,,B x y x A y A x y x y A =∈∈<+∈ ∴{}(1,2),(2,3),(1,3),(1,4)B = ∴集合B 的子集个数是4216=. 故答案为16.例6.设集合{}2,4A =,{}2,2B a =,(其中0a <),若A B =,则实数a =________. 【解析】∵集合{}2,4A =,{}2,2B a =,且A B = ∴24a = 又0a < ∴2a =- 故答案为-2.例7.已知集合{}1,2a A =,集合{}1,1,4B =-,且A B ⊆,则正实数a =________.【解析】∵集合{}1,2a A =,集合{}1,1,4B =-,且A B ⊆ ∴24a = ∴2a = 故答案为2.例8.已知集合{}15A x x =≤<,{}3B x a x a =-<≤+,若()B A B ⊆,则实数a 的取值范围为________.【解析】∵()B A B ⊆∴B A ⊆①当B =∅时,满足B A ⊆,此时3a a -≥+,即32a ≤-. ②当B ≠∅时,要使B A ⊆,则3135a a a a -<+⎧⎪-≥⎨⎪+<⎩,解得312a -<≤-由①②可知,实数a 的取值范围为(,1]-∞-. 故答案为(,1]-∞-.【方法点睛】判断集合间关系的3种方法①列举法:根据题中限定条件把集合元素表示出来,然后比较集合元素的异同,从而找出集合之间的关系;②结构法:从元素的结构特点入手,结合通分、化简、变形等技巧,从元素结构上找差异进行判断; ③数轴法:在同一个数轴上表示出两个集合,比较端点之间的大小关系,从而确定集合与集合之间的关系,运用数轴图示法时要特别注意端点是实心还是空心.注意:空集是任何集合的子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑空集的情况,否则会造成漏解. 考点三 集合的基本运算例9.设全集{}*5,U x x x N =<∈,集合{}1,2A =,{}2,4B =,则()U C AB = .【解析】∵集合{}{}*5,1,2,3,4U x x x N =<∈=,且集合{}1,2A =,{}2,4B = ∴{}1,2,4AB =∴{}()3U C AB =故答案为{}3.例10.已知全集{}22,3,23U a a =+-,{}21,2A a =-,{}5U C A =,则实数a =________. 【解析】由题意知,2235a a +-=,解得a =-4或a =2.① 当a =-4时,|2a -1|=9,而9U ∉,所以a =-4不满足题意,舍去; ② 当a =2时,|2a -1|=3,3U ∈,满足题意. 故实数a 的值为2. 故答案为2.例11.设集合{}(,)1A x y y ax ==+,集合{}(,)B x y y x b ==+,且{}(2,5)A B =,则a b +=____.【解析】∵集合{}(,)1A x y y ax ==+,{}(,)B x y y x b ==+,且{}(2,5)A B =∴521a =+,且52b =+ ∴2a =,3b = ∴5a b += 故答案为5.例12.设A ,B 是非空集合,定义{}()()A B x x A B x A B ⊗=∈∉且.已知集合{}02A x x =<<,{}0B y y =≥,则A B ⊗=________.【解析】∵{}02A x x =<<,{}0B y y =≥ ∴{}0AB x x =≥,{}02A B x x =<<∴{}02A B x x x ⊗==≥或 故答案为{}02x x x =≥或.【方法点睛】解集合运算问题4个技巧① 看元素构成:集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决集合运算问题的关键; ② 对集合化简:有些集合是可以化简的,先化简集合再研究其关系并进行运算,可使问题简单明 了、易于解决;③ 数形结合:常用的数形结合形式有数轴、坐标系和Venn 图;④新定义型问题:以集合为依托,对集合的定义、运算、性质加以深入的创新,但最终化为原来的集合知识和相应数学知识来解决.【名校新题】一、填空题1.(2019·江苏徐州第一次质量检测)已知集合{}0,1,2,3A =,{}|02B x x =<…,则A B =_________.【解析】取集合,A B 的公共部分即可,所以,{1,2}A B ⋂= 故答案为:{}1,22.(2019·苏北七市第二次质量检测)已知集合{}13A a =,,,{45}B =,.若A B ={4},则实数a 的值为____.【解析】∵A B ⋂= {}4,∴a=4 故答案为43.(2019·江苏金陵中学高考第四次模拟)设全集U ={}5N x x x *<∈,,集合A ={1,2},B ={2,4},则∁U (A ⋃B)=_______.【解析】集合U ={}5N x x x *<∈,={}1,2,3,4,且A ={1,2},B ={2,4},得A ⋃B ={1,2,4},所以∁U (A ⋃B)={3} 故答案为:{3}4.(2019·江苏南通四月质量检测)已知集合 ,B ,则A B _____.【解析】∵由题意可知A∩B 中的元素是2的整数倍,且在(-2,3)内, ∴A∩B ={0,2}. 故答案为:{0,2}.5.(2019·江苏徐州高考考前模拟)集合{}1,0,1A =-,{}|20B x x =-<<,则A B 中元素的个数是______.【解析】A 中仅有1B -∈,故AB 中元素的个数为1,填1 .6.(2019·江苏宿迁调研测试)已知集合[)1,4,(,)A B a ==-∞,若A B ⊆,则实数a 的取值范围是 。
专题01 集合的含义及运算一、本专题要特别小心:1.元素与集合,集合与集合关系混淆陷阱;2.造成集合中元素重复陷阱;3.隐含条件陷阱;4.代表元变化陷阱;5.分类讨论陷阱;6.子集中忽视空集陷阱;7.新定义问题;8.任意、存在问题中的最值陷阱.二、【学习目标】1.了解集合的含义、元素与集合的“属于”关系,能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)来描述不同的具体问题,理解集合中元素的互异性;2.理解集合之间包含和相等的含义,能识别给定集合的子集,了解在具体情境中全集与空集的含义;3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集,理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;4.能使用韦恩(V enn)图表达集合间的关系与运算.三、【知识要点】1.集合的含义与表示(1)一般地,我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫集合,简称集.(2)集合中的元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.(3)集合的表示方法有:描述法、列举法、区间法、图示法.(4)集合中元素与集合的关系分为属于与不属于两种,分别用“∈”或“∉”来表示.(5)常用的数集:自然数集N;正整数集N*(或N+);整数集Z;有理数集Q;实数集R.2.集合之间的关系(1)一般地,对于两个集合A,B.如果集合A的任何一个元素都是集合B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;若A⊆B,且A≠B,,我们就说A是B的真子集.(2)不含任何元素的集合叫做空集,记作φ,它是任何一个集合的子集,是任何一个非空集合的真子集。
3.集合的基本运算(1)并集:A∪B={x|x∈A或x∈B};(2)交集:A∩B={x|x∈A且x∈B};(3)补集:∁U A=.4.集合的运算性质(1)A∩B=A⇔A⊆B,A∩A=A,A∩∅=∅;(2)A∪B=A⇔A⊇B,A∪A=A,A∪∅=A;(3)A⊆B,B⊆C,则A⊆C;(4)∁U(A∩B)=∁U A∪∁U B,∁U(A∪B)=∁U A∩∁U B,A∩∁U A=∅,A∪∁U A=U,∁U(∁U A)=A;(5)A⊆B,B⊆A,则A=B.四.题型方法规律总结(一)集合的含义与表示例1.已知集合,则中元素的个数为A.9 B.8 C.5 D.4【答案】A【解析】,当时,;当时,;当时,;所以共有9个,选A.练习1.给出下列四个关系式:(1);(2);(3);(4),其中正确的个数是()A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】(1)R为实数集,为实数,所以正确;(2)Z、Q分别为两个集合,集合间不能用属于符号,所以错误;(3)空集中没有任何元素,所以错误;(4)空集为任何集合的子集,所以正确.故选B.练习2.若A={1,2},B={(x,y)|x∈A,y∈A},则集合B中元素的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【答案】D【解析】由题意得集合,所以集合B中共有4个元素.故选D.(二)集合中代表元易错点揭秘例2.已知集合A满足条件:若a∈A,则∈A,那么集合A中所有元素的乘积为() A.-1 B.1 C.0 D.±1【答案】B【解析】由题意,当时,,令代入,则,则,则,即,所以,故选B.练习1.若集合A={x|mx2+2x+m=0,m∈R}中有且只有一个元素,则m的取值集合是A.{1}B.{}C.{0,1}D.{,0,1}【答案】D【解析】时,,满足题意;时,,.综上的取值集合是.练习2.用列举法表示集合=________.【答案】{-11,-6,-3,-2,0,1,4,9}.【解析】,为的因数则则答案为练习3.集合{|y y ∈N =用列举法可表示为__________.【答案】{}1,2,4,8 【解析】∵,1x x ∈≠N ,∴当0x =时, 8y =-,不符合题意, 当2x =时, 8y =,符合题意, 当3x =时, 4y =,符合题意, 当4x =时, 83y =,不符合题意, 当5x =时, 2y =,符合题意,当6x =时, 85y =,不符合题意, 当7x =时, 86y =,不符合题意,当8x =时, 87y =,不符合题意,当9x =时, 1y =,符合题意,则y =,不符合题意.∴用列举法可表示为{}1,2,4,8. (三)集合的基本关系 例3.已知集合,,若,则实数的取值集合为( )A .B .C .D .【答案】D【解析】∵集合M={x|x 2=1}={﹣1,1},N={x|ax=1},N ⊆M ,∴当a=0时,N=∅,成立; 当a≠0时,N={}, ∵N ⊆M ,∴或=1.解得a=﹣1或a=1,综上,实数a 的取值集合为{1,﹣1,0}.故选:D.练习1.已知集合,,则的真子集的个数为()A.3 B.4 C.7 D.8【答案】C【解析】由题意得,,∴,∴的真子集的个数为个.故选C.练习2.若函数在区间内没有最值,则的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】函数的单调区间为,由,得.∵函数在区间内没有最值,∴函数在区间内单调,∴,∴,解得.由,得.当时,得;当时,得,又,故.综上得的取值范围是.故选B.练习3.已知集合,,若,则实数的取值范围是( ) A.B.C.D.【答案】A【解析】由已知得,由,则,又,所以.故选A.(四)子集中常见错误例4. 已知集合,,若,则实数的取值范围是( )A.B.C.D.【答案】C【解析】当集合时,,解得,此时满足;当,即时,应有:,据此可得:,则,综上可得:实数的取值范围是.本题选择C选项.练习1.Z(M)表示集合M的子集个数,设集合A=,B=,则= A.3 B.4 C.5 D.7【答案】B【解析】;B=∴;集合的子集有:∴Z(A∩B)=4.故选:B练习2.设集合,不等式的解集为B.(Ⅰ)当时,求集合A,B;(Ⅱ)当,求实数的取值范围.【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)或.【解析】(Ⅰ)当时,,.(Ⅱ)①若,即时,可得, 满足,故符合题意.②当时,由,可得,且等号不能同时成立, 解得. 综上可得或.∴实数的取值范围是.练习3.设全集U=R ,集合A={x|1≤x <4},B={x|2a≤x <3-a}.(1)若a=-2,求B∩A ,B∩(∁U A);(2)若A ∪B=A ,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)B ∩A =[1,4),B ∩(∁U A )= [-4,1)∪[4,5);(2) .【解析】(1)∵A ={x |1≤x <4},∴∁U A ={x |x <1或x ≥4},∵B ={x |2a ≤x <3-a },∴a =-2时,B ={-4≤x <5},所以B ∩A =[1,4), B ∩(∁U A )={x |-4≤x <1或4≤x <5}=[-4,1)∪[4,5). (2)A ∪B =A ⇔B ⊆A , ①B =∅时,则有2a ≥3-a ,∴a ≥1, ②B ≠∅时,则有,∴,综上所述,所求a 的取值范围为.(五)集合的基本运算 例5.已知,,则()R AB ð中的元素个数为( )A .1B .2C .6D .8【答案】B【解析】解:{1x x =<,或3}x ≥,,,的元素个数为2个.故选:B .练习1.已知集合,,若A B A ⋂=,则实数a 的取值范围是( )A .(],3-∞-B .(),3-∞-C .(],0-∞D .[)3,+∞ 【答案】A【解析】由已知得[]3,3A =-,由A B A ⋂=,则A B ⊆,又[),B a =+∞,所以3a ≤-.故选A.练习2.集合,,若,则的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】根据题意,可得,,要使,则,故选B.练习3.设全集是实数集,,则图中阴影部分所表示的集合是________.【答案】【解析】∵,∴, ∴.(六)集合的应用例6.学校先举办了一次田径运动会,某班共有8名同学参赛,又举办了一次球类运动会,这个班有12名同学参赛,两次运动会都参赛的有3人.两次运动会中,这个班总共的参赛人数为( ) A .20 B .17C .14D .23【答案】B【解析】因为参加田径运动会的有8名同学,参加球类运动会的有12名同学,两次运动会都参加的有3人,所以两次运动会中,这个班总共的参赛人数为.故选B练习1.已知集合.给定一个函数,定义集合若对任意的成立,则称该函数具有性质“”(I)具有性质“”的一个一次函数的解析式可以是_____;(Ⅱ)给出下列函数:①;②;③,其中具有性质“”的函数的序号是____.(写出所有正确答案的序号)【答案】(答案不唯一)①②【解析】(I)对于解析式:,因为,,…符合。
集合的概念与运算(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除01集合的概念知识梳理1.元素与集合(1)集合中元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于关系,用符号∈或?表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.2.集合间的基本关系表示关系文字语言符号语言集合间的基本关系相等集合A与集合B中的所有元素都相同A=B 子集A中任意一个元素均为B中的元素A?B 真子集A中任意一个元素均为B中的元素,且B中至少有一个元素不是A中的元素A B 空集空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集集合的并集集合的交集集合的补集图形语言符号语言A∪B={x|x∈A,或x∈B}A∩B={x|x∈A,且x∈B}?U A={x|x∈U,且x?A}并集的性质:A∪?=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A?B?A.交集的性质:A∩?=?;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A?A?B.补集的性质:A∪(?U A)=U;A∩(?U A)=?;?U(?U A)=A.题型一.集合例1. (1)已知集合A ={0,1,2},则集合B ={x -y|x ∈A ,y ∈A}中元素的个数是( ) A .1 B .3 C .5 D .9(2)已知集合A ={m +2,2m 2+m},若3∈A ,则m 的值为________. 答案 (1)C (2)-32(2)由题意得m +2=3或2m 2+m =3,则m =1或m =-32,当m =1时,m +2=3且2m 2+m =3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当m =-32时,m +2=12,而2m 2+m =3,故m =-32.【感悟提升】(1)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型集合;(2)集合中元素的互异性常常容易忽略,求解问题时要特别注意.分类讨论的思想方法常用于解决集合问题.变式1.设集合A ={1,2,3},B ={4,5},M ={x|x =a +b ,a ∈A ,b ∈B},则M 中的元素个数为( )A .3B .4C .5D .6 变式2.设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,则b -a =________.答案 1.B 2.2解析 1.因为集合M 中的元素x =a +b ,a ∈A ,b ∈B ,所以当b =4时,a =1,2,3,此时x =5,6,7.当b =5时,a =1,2,3,此时x =6,7,8. 所以根据集合元素的互异性可知,x =5,6,7,8. 即M ={5,6,7,8},共有4个元素.2.因为{1,a +b ,a}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba ,b ,a ≠0, 所以a +b =0,得ba =-1,所以a=-1,b=1,所以b-a=2.题型二. 集合间的基本关系例2.(1)已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0<x<5,x∈N},则满足条件A?C?B的集合C的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4B⊆,则实数m的最大值为(2)已知集合},xm-≤≤xA若A=xBx=m|{121},7≤≤{-|2+_____.答案(1)D(2)4 注:若B是A的真子集,则m的最大值为什么?【感悟提升】(1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑空集的情况,否则会造成漏解;(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系.常用数轴、Venn图等来直观解决这类问题.变式1.已知集合A={x|y=ln(x+3)},B={x|x≥2},则下列结论正确的是()A.A=B B.A∩B=?C.A?B D.B?A变式2.已知集合A={x|log2x≤2},B={x|x<a},若A?B,则实数a的取值范围是________.答案 1.D 2.(4,+∞)解析 1.A={x|x>-3},B={x|x≥2},结合数轴可得:B?A.2.由log2x≤2,得0<x≤4,即A={x|0<x≤4},而B={x|x<a},由于A ?B ,如图所示,则a>4. 题型三. 集合的基本运算例3.(1)已知}2|1||{<-=x x A ,}06|{2<-+=ax x x B ,}0152|{2<--=x x x C , ① ,B B A =⋃求a 的范围;② 是否存在a 的值使C B B A ⋂=⋃,若存在,求出a 的值,若不存在,说明理由. (2)设集合U =R ,A ={x|2x(x -2)<1},B ={x|y =ln(1-x)},则图中阴影部分表示的集合为( )A .{x|x ≥1}B .{x|1≤x<2}C .{x|0<x ≤1}D .{x|x ≤1}答案 (1)✍(-5≤a ≤-1);✍1519,-≤≤-⊆⊆a C B A (2)B变式1.已知集合A ={1,3,m},B ={1,m},A ∪B =A ,则m 等于( ) A .0或 3 B .0或3 C .1或 3D .1或3变式2.}32|{+≤≤=a x a x A ,}51|{>-<=x x x B 或,∅≠⋂B A ,则a 的取值范围为_______.答案1.B 2.]3,2()21,(⋃--∞【感悟提升】1.一般来讲,集合中的元素若是离散的,则用Venn 图表示;集合中的元素若是连续的实数,则用数轴表示,此时要注意端点的情况.2.运算过程中要注意集合间的特殊关系的使用,灵活使用这些关系,会使运算简化.变式3.(2015·天津)已知全集U ={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A ={2,3,5,6},集合B ={1,3,4,6,7},则集合A ∩(?UB)等于( )A.{2,5} B.{3,6}C.{2,5,6} D.{2,3,5,6,8}变式4.设U=R,集合A={x|x2+3x+2=0},B={x|x2+(m+1)x+m=0},若(?UA)∩B =?,则m的值是__________.答案 3.A 4.1或2解析 3.由题意知,?UB={2,5,8},则A∩(?UB)={2,5},选A.4.A={-2,-1},由(?UA)∩B=?,得B?A,∵方程x2+(m+1)x+m=0的判别式Δ=(m+1)2-4m=(m-1)2≥0,∴B≠?.∴B={-1}或B={-2}或B={-1,-2}.①若B={-1},则m=1;②若B={-2},则应有-(m+1)=(-2)+(-2)=-4,且m=(-2)×(-2)=4,这两式不能同时成立,∴B≠{-2};③若B={-1,-2},则应有-(m+1)=(-1)+(-2)=-3,且m=(-1)×(-2)=2,由这两式得m=2.经检验知m=1和m=2符合条件.∴m=1或2.题型四. 集合的新定义问题例4.若集合A具有以下性质:(Ⅰ)0∈A,1∈A;(Ⅱ)若x∈A,y∈A,则x-y∈A,且x≠0时,1x∈A.则称集合A是“好集”.下列命题正确的个数是()(1)集合B={-1,0,1}是“好集”;(2)有理数集Q是“好集”;(3)设集合A 是“好集”,若x ∈A ,y ∈A ,则x +y ∈A. A .0 B .1 C .2 D .3 答案 C变式: (2015·湖北)已知集合A ={(x ,y)|x 2+y 2≤1,x ,y ∈Z},B ={(x ,y)||x|≤2,|y|≤2,x ,y ∈Z},定义集合A*B ={(x 1+x 2,y 1+y 2)|(x 1,y 1)∈A ,(x 2,y 2)∈B},则A*B 中元素的个数为( )A .77B .49C .45D .30 答案 C解析 如图,集合A 表示如图所示的所有圆点“”,集合B 表示如图所示的所有圆点“”+所有圆点“”,集合A*B 显然是集合{(x ,y)||x|≤3,|y|≤3,x ,y ∈Z}中除去四个点{(-3,-3),(-3,3),(3,-3),(3,3)}之外的所有整点(即横坐标与纵坐标都为整数的点),即集合A*B 表示如图所示的所有圆点“”+所有圆点“”+所有圆点“”,共45个.故A*B 中元素的个数为45.故选C. 【真题演练】1.【2016高考新课标1理数】设集合{}2430A x x x =-+< ,{}230x x ->,则A B = ( )(A )33,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭ (B )33,2⎛⎫- ⎪⎝⎭ (C )31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭ (D )3,32⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】D【解析】因为23{|430}={|13},={|},2A x x x x xB x x =+<<<>-所以33={|13}{|}={|3},22A B x x x x x x <<><<故选D.2.【2016高考新课标3理数】设集合{}{}|(2)(3)0,|0S x x x T x x =--≥=> ,则S T =( )(A) [2,3] (B)(-∞ ,2] [3,+∞) (C) [3,+∞) (D)(0,2] [3,+∞)【答案】D【解析】由(2)(3)0x x --≥解得3x ≥或2x ≤,所以{|23}S x x x =≤≥或,所以{|023}S T x x x =<≤≥或,故选D .3.【2016年高考四川理数】设集合{|22}A x x =-≤≤,Z 为整数集,则A Z 中元素的个数是( )(A )3 (B )4 (C )5 (D )6【答案】C 【解析】由题意,{2,1,0,1,2}A Z =--,故其中的元素个数为5,选C. 4.【2016高考山东理数】设集合2{|2,},{|10},x A y y x B x x ==∈=-<R 则A B =( ) (A )(1,1)-(B )(0,1) (C )(1,)-+∞ (D )(0,)+∞【答案】C 【解析】}0|{>=y y A ,}11|{<<-=x x B ,则A B =∞(-1,+),选C. 5.【2016高考新课标2理数】已知集合{1,}A =2,3,{|(1)(2)0,}B x x x x =+-<∈Z ,则A B =( )(A ){1} (B ){12},(C ){0123},,, (D ){10123}-,,,, 【答案】C【解析】集合{|12,}{0,1}B x x x =-<<∈=Z ,而{1,2,3}A =,所以{0,1,2,3}A B =,故选C.6.【2016高考浙江理数】已知集合{}{}213,4,P x x Q x x =∈≤≤=∈≥R R 则()P Q ⋃=R ( )A .[2,3]B .( -2,3 ]C .[1,2)D .(,2][1,)-∞-⋃+∞ 【答案】B 【解析】根据补集的运算得.故选B .7.【2015高考陕西,理1】设集合2{|}M x x x ==,{|lg 0}N x x =≤,则M N =( )A .[0,1]B .(0,1]C .[0,1)D .(,1]-∞ 【答案】A【解析】{}{}20,1x x x M ===,{}{}lg 001x x x x N =≤=<≤,所以[]0,1M N =,故选A .8.【2015高考福建,理1】若集合{}234,,,A i i i i = (i 是虚数单位),{}1,1B =- ,则A B 等于 ( )A .{}1-B .{}1C .{}1,1-D .φ 【答案】C【解析】由已知得{},1,,1A i i =--,故A B ={}1,1-,故选C .。