高中数学必修1:集合的概念及其运算 知识点及经典例题 含答案
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完整版)人教版高一数学必修一集合知识点以及习题高一数学必修第一章集合1.集合的概念集合是指一定范围内、确定的、可区别的事物,将其作为一个整体来看待,就叫做集合,简称集。
其中的各事物叫作集合的元素或简称元。
集合的元素具有三个特性:确定性、互异性和无序性。
确定性指元素是明确的,如世界上最高的山。
互异性指元素是不同的,如由HAPPY的字母组成的集合{H,A,P,Y}。
无序性指元素的排列顺序不影响集合的本质,如{a,b,c}和{a,c,b}是同一个集合。
集合可以用大括号{…}表示,如{我校的篮球队员}、{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋}。
集合也可以用拉丁字母表示,如A={我校的篮球队员},B={1,2,3,4,5}。
集合的表示方法有列举法和描述法。
常用的数集及其记法有:非负整数集(即自然数集)记作N,正整数集记作N*或N+,整数集记作Z,有理数集记作Q,实数集记作R。
2.集合间的关系集合间有包含关系和相等关系。
包含关系又称为“子集”,表示一个集合的所有元素都属于另一个集合。
如果集合A的所有元素都属于集合B,则称A是B的子集,记作A⊆B。
如果A和B是同一集合,则称A是B的子集,记作A⊆B。
反之,如果集合A不包含于集合B,或集合B不包含于集合A,则记作A⊈B或B⊈A。
相等关系表示两个集合的元素完全相同,记作A=B。
真子集是指如果A⊆B,且A≠B,则集合A是集合B的真子集,记作A⊂B(或B⊃A)。
如果XXX且B⊆C,则A⊆C。
如果XXX且B⊆A,则A=B。
空集是不含任何元素的集合,记为Φ。
规定空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。
3.集合的运算集合的运算包括交集、并集和补集。
交集是由所有属于A 且属于B的元素所组成的集合,记作A∩B。
并集是由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,记作A∪B。
补集是由S中所有不属于A的元素所组成的集合,记作A的补集。
如果S是一个集合,A是S的一个子集,则A的补集为由S中所有不属于A的元素组成的集合。
集合知识宝典1.集合的含义与表示方法(1)集合的含义:研究对象叫做元素,一些元素组成的总体叫做集合。
集合中元素的性质:确定性、无序性、互异性。
(2)元素与集合的关系:①属于,记为∈;②不属于,记为∉。
(3)集合的表示方法:列举法、描述法和图示法。
(4)常用数集的记号: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.集合间的基本关系A B或B A3.集合的基本运算表示运算文字语言符号语言图形语言记法交集属于集合A且属于集合B的元素组成的集合{x|x∈A,且x∈B}A∩B并集属于集合A或属于集合B的元素组成的集合{x|x∈A,或x∈B}A∪B补集全集U中不属于集合A的元素组成的集合{x|x∈U,x∉A}∁U A特别提醒1.认清集合元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解集合问题的两个先决条件。
2.易忘空集的特殊性,在写集合的子集时不要忘了空集和它本身。
3.运用数轴图示法易忽视端点是实心还是空心。
4.在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性\”而导致解题错误。
5.记住以下结论(1)若集合A中有n个元素,则其子集的个数为2n,真子集的个数为2n-1。
(2)A∪B=A⇔B⊆A;A∩B=A⇔A⊆B。
基础专练一、细品教材1.(必修1P12B组T4改编)满足{0,1}⊆A{0,1,2,3}的集合A的个数为()A.1 B.2 C.3 D.42.(必修1P12B组T1改编)已知集合A={0,1,2},集合B满足A∪B={0,1,2},则集合B有___个。
细品教材答案1.C;2.8;二、查漏补缺1.已知集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N=()A.{-1,0,1} B.{-1,0,1,2}C.{-1,0,2} D.{0,1}2.设集合M={x|x≥0,x∈R},N={x|x2<1,x∈R},则M∩N=()A.[0,1]B.[0,1)C.(0,1] D.(0,1)3.设全集U={x∈N|x≥2},集合A={x∈N|x2≥5},则∁U A=()A.∅B.{2}C.{5} D.{2,5}4.已知集合A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},则∁R(A∪B)=________。
高一专题 集合一:集合的含义及其关系1、集合的概念:2、集合中的元素具有的三个性质:___________、_______和_________;3、集合的3种表示方法:________、________、________; 4.常见集合的符号表示若一个集合中含有n 个元素,则它的子集个数为: 真子集个数为: 非空子集个数为: 非空真子集个数为: 三:集合的基本运算1.两个集合的交集:A B = {}x x A x B ∈∈且;特点:2.两个集合的并集: A B ={}x x A x B ∈∈或;特点: 3.两个集合的补集:设全集是U,集合A U ⊆,则U C A ={}x x U x A∈∉且职业:考点一集合的含义与表示真题1:(2012湖南,文1)设集合{}101,,-=M,{}xxxN==2,则=NM () BA.{}1,0,1-B.{}1,0C.{}1D.{}0真题2:(2015广东)如果集合{}0122=++=xaxxA中只有一个元素,则a的值是() BA.0B.0或1C.1D.不能确定变式训练变1:(2014,新课标,文1)已知集合{}202,,-=A,{}022=--=xxxB,则=BA () BA.φB.{}2C. {}0D.{}2-变2:(2014,四川,文1)已知集合()(){}021≤-+=xxxA,集合B为整数集,则=BA ()DA.{}0,1-B.{}1,0C. {}1,0,12--, D.{}2,1,0,1-变3:(2011,北京,理1)已知集合{}12≤=xxP,{}aM=。
若PMP=,则a的取值范围是()C A.(]1-∞-, B.[)∞+,1 C. []11,- D.(][)∞+-∞-,,11考点二子集与元素互异性真题1:(2013,福建,文3)若集合{}321,,=A,{}431,,=B,则BA 的子集个数为() CA.2B.3C. 4D.16真题2:(高考预测)已知{}baA,,2=,{}2,,22b aB=,且BA=,求a,b的值。
1.1 集合的概念一、单选题1.下列叙述正确的是( ).A .方程2210x x -+=的根构成的集合为{}1,1-B .{}22401030x x R x x R x ⎧⎫+>⎧∈+==∈⎨⎨⎬+<⎩⎩⎭C .集合(){,5M x y x y =+=且}20x y -=表示的集合是{}2,3D .集合{}1,2,3与集合{}3,2,1是不同的集合答案:B解析:解出2210x x -+=、520x y x y +=⎧⎨-=⎩可判断AC 的正误,由集合的无序性可得D 的正误,{}22401030x x R x x Rx ⎧⎫+>⎧∈+==∈=∅⎨⎨⎬+<⎩⎩⎭,可得B 的正误. 详解:方程2210x x -+=的根为1x =,故A 错误;{}22401030x x R x x Rx ⎧⎫+>⎧∈+==∈=∅⎨⎨⎬+<⎩⎩⎭,故B 正确; 由520x y x y +=⎧⎨-=⎩可解得53103x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,故C 错误; 集合{}1,2,3与集合{}3,2,1是相同的集合,故D 错误故选:B2.定义集合运算:{|()(),A B z z x y x y ⊗==+⨯-,}x A y B ∈∈,设A =,{1B =,则集合A B ⊗的真子集个数为A .8B .7C .16D .15答案:B详解:由题意A =,{B =,则A B ⊗有)))111,0,112,⨯=⨯==1= 四种结果,由集合中元素的互异性,则集合A B ⊗由3个元素,故集合A B ⊗的真子集个数为3217-=个,故选B3.已知M =x|x≤5,x∈R},a =b ( )A .a∈M,b∈MB .a∈M,b MC .a M ,b∈MD .a M ,b M答案:B解析:∵5a =,5b ,{|5}M x x x R =≤∈,,∴ a M b M ∈∉,,故选B. 4.设集合A={1,4,5},若a∈A,5-a∈A,那么a 的值为A .1B .4C .1或4D .0 答案:C详解:试题分析:当1a =时54a A -=∈成立;当4a =时51a A -=∈成立;当5a =时50a A -=∉,舍. 所以1a =或4a =.故C 正确.考点:元素与集合间的关系.5.已知集合A =3|,2x x Z Z x 且⎧⎫∈∈⎨⎬-⎩⎭,则集合A 中的元素个数为( ) A .2B .3C .4D .5 答案:C详解: 试题分析:32Z x ∈-,2x -的取值有3-、1-、1、3,又x Z ∈, x ∴值分别为5、3、1、1-,故集合A 中的元素个数为4,故选C.考点:数的整除性6.集合(x ,y)|y =2x -1}表示( )A .方程y =2x -1B .点(x ,y)C .平面直角坐标系中的所有点组成的集合D .函数y =2x -1图像上的所有点组成的集合答案:D解析:由集合中的元素的表示法可知集合(x ,y )|y=2x ﹣1}表示函数y=2x ﹣1图象上的所有点组成的集合.详解:集合(x ,y )|y=2x ﹣1}中的元素为有序实数对(x ,y ),表示点,所以集合(x ,y )|y=2x ﹣1}表示函数y=2x ﹣1图象上的所有点组成的集合.故选D .点睛:本题考查了集合的分类,考查了集合中的元素,解答的关键是明确(x ,y )表示点,是基础题.7.已知集合{}1,2,3A =,则下列说法正确的是( )A .2A ∈B .2A ⊆C .2A ∉D .∅=A答案:A解析:根据元素与集合之间关系,可直接得出结果.详解:因为集合{}1,2,3A =,所以2A ∈.故选:A点睛:本题主要考查元素与集合之间关系的判断,熟记元素与集合之间的关系即可,属于基础题型.8.集合8,,3M y y x N y N x ⎧⎫==∈∈⎨⎬+⎩⎭的元素个数是 A .2B .4C .6D .8答案:A 解析:根据题中给出的条件,x y N ∈,分别从最小的自然数0开始给x 代值,求出相应的y 的值,直到得出的1y <为止,求出y N ∈的个数.详解: 因为8|,,3M y y x y N x ⎧⎫==∈⎨⎬+⎩⎭, 所以:当0x =时,83y N =∈/; 当x 1=时,8213y N ==∈+; 当x 2=时,88235y N ==∈/+; 当3x =时,84333y N ==∈/+; 当x 4=时,88437y N ==∈/+;当5x =时,8153y N ==∈+; 当6x ≥时,813y x =<+,且0y ≠,所以y N ∉. 综上,8|,,{2,1}3M y y x y N x ⎧⎫==∈=⎨⎬+⎩⎭,元素个数是2个. 故选A.点睛:本题考查了集合中元素的个数,关键根据,x y N ∈用赋值法分析和解决问题,属于基础题.9.下面对集合1,5,9,13,17}用描述法表示,其中正确的是( )A .x|x 是小于18的正奇数}B .x|x =4s +1,s∈N,且s <5}C .x|x =4t -3,t∈N,且t<5}D .x|x =4s -3,s∈N ,且s<6}答案:B解析:根据描述法的定义,依次判断选项即可.详解:A :集合含有元素3,故A 错误;B :当s 01234=、、、、时,1591317x =、、、、,故B 正确; C :当0t =时,3x =-,故C 错误;D :当0s =时,3x =-,故D 错误.故选:B二、填空题1.已知{}20,,A a a =,若1A ∈,则实数a 的值是______.答案:1-解析:利用元素和集合的关系,以及集合的互异性可求解.详解:1A ∈,1a 或21a =,当1a =时,21a =,则{0,1,1}A =,不满足集合的互异性,舍去.当21a =时,解得:1a =-,1a =(舍去),此时{0,1,1}A =-符合题意.故答案为:1-2.已知集合123A x N y Z x ⎧⎫=∈=∈⎨⎬+⎩⎭,则集合A 用列举法表示为__________________答案:{}0,1,3,9解析:由y Z ∈,x ∈N ,可得3x +是12不小于3的因数,列出因数,求解即可详解:由x ∈N ,y Z ∈,则3x +是12不小于3的因数,则3x +可为3,4,6,12,即x 为0,1,3,9, 则集合A 用列举法表示为{}0,1,3,9点睛:本题考查描述法与列举法的转换,列举法表示集合,数集的应用3.设集合{}24,21,A a a =--,{}9,5,1B a a =--,且A ,B 中有唯一的公共元素9,则实数a 的值为______.答案:3-解析:先通过已知可得219a -=或29a =,解方程求出a ,然后带入集合验证,满足互异性即可.详解:∵{}24,21,A a a =--,{}9,5,1B a a =--,且A ,B 中有唯一的公共元素9, ∴219a -=或29a =.当219a -=时,5a =,此时{}4,9,25A =-,{}9,0,4B =-,A ,B 中还有公共元素4-,不符合题意;当29a =时,3a =±,若3a =,{}9,2,2B =--,集合B 违背互异性.若3,{4,7,9},{9,8,4},{9}a A B A B =-=--=-=,∴3a =-.故答案为:3-.点睛:本题考查元素与集合的关系,以及集合中元素的互异性,是基础题.4.集合[]{}cos(cos )0,0,x x x ππ=∈= _____.(用列举法表示)答案:2,33ππ⎧⎫⎨⎬⎩⎭ 解析:由已知得cos 2x ππ=,或cos 2x ππ=-,由此能得出结果. 详解: 集合[]{}cos(cos )0,0,x x x ππ=∈,cos 2x ππ∴=,或cos 2x ππ=-, 1cos 2x ∴=或1cos 2x =-, 3x π∴=或23x π=. []{}2cos(cos )0,0,,33x x x ππππ⎧⎫∴=∈=⎨⎬⎩⎭. 故答案为:2,33ππ⎧⎫⎨⎬⎩⎭. 点睛:本题主要考查的是三角函数以及列举法表示集合,是基础题.5.用描述法表示图中的阴影部分(包括边界)___________.答案:(){,0,x y xy ≥且211,132x y ⎫-≤≤-≤≤⎬⎭ 解析:根据阴影部分所在象限,确定xy 的范围,再结合图像,判断出,x y 的取值范围,由此求得可以表示出阴影部分的集合.详解:由于阴影部分所在象限为第一、三象限,且在,x y 轴上都有点,故0xy ≥;根据图像可知211,132x y -≤≤-≤≤,所以描述法表示图中的阴影部分(包括边界)为(){,0,x y xy ≥且211,132x y ⎫-≤≤-≤≤⎬⎭. 故填:(){,0,x y xy ≥且211,132x y ⎫-≤≤-≤≤⎬⎭. 点睛:本小题主要考查用集合表示区域,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题.三、解答题1.已知53,⎛ ⎝⎭和3)都是集合{}22(,)|1A x y ax by =-=中的元素,求实数,a b 的值.答案:1,14a b ==解析:把3,⎛ ⎝⎭和代入方程221ax by -=列出方程组,即可求出实数,a b 的值. 详解:由题:3,⎛ ⎝⎭和都是集合{}22(,)|1A x y ax by =-=中的元素,所以3,⎛ ⎝⎭和满足方程221ax by -=, 59141631a b a b ⎧-=⎪⎨⎪-=⎩,解得:141a b ⎧=⎪⎨⎪=⎩, 所以1,14a b ==.点睛:此题考查根据集合中的元素求参数的值,关键在于准确代值列出方程组,解方程组即可得解.2.若a ,b R ∈,集合{}1,,0,,b a b a b a ⎧⎫+=⎨⎬⎩⎭. 求:(1)a b +;(2)20222019a b +.答案:(1) 0; (2) 2;解析:(1)根据{}1,,0,,b a b a b a ⎧⎫+=⎨⎬⎩⎭可得出0a b +=, (2)由(1)得=-a b ,即1b a=-,根据元素的互异性可得1a =-, 1b =,代入20222019a b +计算即可. 详解: (1)根据元素的互异性,得0a b +=或0a =,若0a =,则b a无意义,故0a b +=; (2) 由(1)得=-a b ,即1b a =-,据元素的互异性可得:1b a a ==-,1b =, ∴()2022202220192019112a b +=-+=.点睛:本题考查集合中元素的互异性,属于基础题.3.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,对任意的点(),P x y ,定义OP x y =+,任取点()()1122,,,A x y B x y ,记()()''1221,,,A x y B x y ,若此时2222''OA OB OA OB +≥+成立,则称点,A B 相关.(1)分别判断下面各组中两点是否相关,并说明理由.①()()2,1,3,2A B -;②()()4,3,2,4C D -.(2)给定*N ,3n n ∈≥,点集(){},,,,n x y n x n n y n x y Z Ω=-≤≤-≤≤∈,求集合n Ω中与点()1,1A 相关的点的个数.答案:(1)见解析(2)245n +解析:(1)根据所给定义,代入不等式化简变形可得对应坐标满足的关系,即可判断所给两个点的坐标是否符合定义要求.(2)根据所给点集,依次判断在四个象限内满足的点个数,坐标轴上及原点的个数,即可求得集合n Ω中与点(1,1)A 相关的点的个数;详解:若点()11,A x y ,()22,B x y 相关,则()12,A x y ',()21,B x y ,而OP x y =+不妨设11220,0,0,0x y x y ≥≥≥≥ 则由定义2222OA OB OA OB ''+≥+可知()()()()222211221221x y x y x y x y +++≥+++ 化简变形可得()()12120x x y y --≥(1)对于①(2,1)A -,(3,2)B ;对应坐标取绝对值,代入可知(23)(12)0--≥成立,因此相关;②对应坐标取绝对值,代入可知(42)(34)0--<,因此不相关.(2)在第一象限内,(1)(1)0x y --≥,可知1x n ≤≤且1y n ≤≤,有2n 个点;同理可知,在第二象限、第三象限、第四象限也各有2n 个点.在x 轴正半轴上,点()1,0满足条件;在x 轴负半轴上,点1,0满足条件;在y 轴正半轴上,点0,1满足条件;在y 轴负半轴上,点0,1满足条件;原点()0,0满足条件;因此集合n Ω中共有245n +个点与点(1,1)A 相关.点睛:本题考查了集合中新定义的应用,对题意的理解与分析能力的要求较高,属于难题.。
第一章集合与简单逻辑1.1集合二、基本概念1、如何理解集合的概念集合的定义“某些指定的对象集在一起就成为一个集合”只是一种描述性的说明,集合是数学中最原始的,不加定义的概念,这和我们在初中时学过的点、直线、平面等数学名词一样,都是不给出定义的概念。
例如:①正数的集合;②我校篮球队的队员组成一个集合;③太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋组成一个集合。
由以上例子可知,我们所研究的集合,应该是“把某些具有共同特征的对象集在一起”而其中的“共同特征”就是我们判定研究对象是否在集合内的依据。
2、元素及元素的性质集合中的元素具有三个特性:确定性、互异性、无序性。
第一条性质:确定性,对于集合A 和给定的某一个对象a ,要么a A ∈,要么a A ∉。
两者必居其一,也就是说:集合中的元素必须是明确而确定的,例如“我们班级高个子的同学”就不能组成一个集合,因为组成它的对象既不明确,也不确定。
即没有确定标准。
第二条性质:互异性,也就是说,同一个集合中的元素必须是互不相同的,例如:23与9,只能表示同一个元素。
第三条性质:无序性,即:集合中的元素是没有先后顺序的。
例如,{}5,4,6与{}4,5,6是同一个集合。
3、关于集合表示方法集合有三种表示方法,但在具体的解题过程中,应该具体问题具体分析,灵活使用三种表示方法,一般地,对于有限集常采用列举法,而对于无限集则最好用描述法,当需要显示两个集合之间关系时,结合图示法使用。
在使用列举法时还应注意: (1)元素间用分隔号“,”; (2)元素不重复; (3)不考虑元素顺序;(4)对于含有较多元素的集合,如果构成该集合的元素有明显规律,可用列举法,但是必须把元素间的规律显示清楚后方能用省略号。
使用描述法时,应注意:(1)写清楚该集合中元素的代号(字母或用字母表示的元素符号); (2)说明该集合中元素的性质; (3)不能出现未被说明的字母;(4)多层描述时,应当准确使用“或”、“且”、“非”; (5)所有描述的内容都要写在集合括号内; (6)用于描述的语句力求简明、确切。
专题一 集合与函数第一章 集合(一) 集合1. 基本概念:集合、元素;有限集、无限集;空集、全集;符号的使用.2. 集合的表示法:列举法、描述法、图形表示法. 集合元素的特征:确定性、互异性、无序性. 集合的性质:①任何一个集合是它本身的子集,记为A A ⊆; ②空集是任何集合的子集,记为A ⊆φ; ③空集是任何非空集合的真子集; 如果B A ⊆,同时A B ⊆,那么A = B. 如果C A C B B A ⊆⊆⊆,那么,.②已知集合S 中A 的补集是一个有限集,则集合A 也是有限集.(×)(例:S=N ; A=+N ,则C s A= {0}) ③ 空集的补集是全集.④若集合A =集合B ,则C B A = ∅, C A B = ∅ C S (C A B )= D ( 注 :C A B = ∅). 3. ①{(x ,y )|xy =0,x ∈R ,y ∈R }坐标轴上的点集. ②{(x ,y )|xy <0,x ∈R ,y ∈R}二、四象限的点集.③{(x ,y )|xy >0,x ∈R ,y ∈R } 一、三象限的点集. [注]:①对方程组解的集合应是点集.例: ⎩⎨⎧=-=+1323y x y x 解的集合{(2,1)}.②点集与数集的交集是φ. (例:A ={(x ,y )| y =x +1} B={y |y =x 2+1} 则A ∩B =∅)4. ①n 个元素的子集有 个. ②n 个元素的真子集有 个. ③n 个元素的非空子集有 个. ③n 个元素的非空真子集有 个.5. 集合运算:交、并、补.{|,}{|}{,}A B x x A x B A B x x A x B A x U x A ⇔∈∈⇔∈∈⇔∈∉U 交:且并:或补:且C 6. 主要性质和运算律 (1) 包含关系:,,,,,;,;,.U A A A A U A U A B B C A C A B A A B B A B A A B B ⊆Φ⊆⊆⊆⊆⊆⇒⊆⊆⊆⊇⊇C(2) 等价关系:U A B A B A A B B A B U ⊆⇔=⇔=⇔=C(3) 集合的运算律:交换律:.;A B B A A B B A ==结合律:)()();()(C B A C B A C B A C B A == 分配律:.)()()();()()(C A B A C B A C A B A C B A == 0-1律:,,,A A A U A A U A U Φ=ΦΦ===等幂律:.,A A A A A A ==补:拓展:有限集A 的元素的个数叫做集合A 的基数,记为card( A)规定 card(φ) =0.基本公式:(1)()()()()(2)()()()()()()()()card A B card A card B card A B card A B C card A card B card C card A B card B C card CA card ABC =+-=++---+【例题精练】1.(15年安徽文科)设全集{}123456U=,,,,,,{}12A =,,{}234B =,,,则()U AC B =( )(A ){}1256,,,(B ){}1 (C ){}2 (D ){}1234,,, 【答案】B2. (15年广东理科) 若集合{|(4)(1)0}M x x x =++=,{|(4)(1)0}N x x x =--=,则M N =A .∅B .{}1,4--C .{}0D .{}1,4【答案】A .3. (15年天津理科) 已知全集{}1,2,3,4,5,6,7,8U= ,集合{}2,3,5,6A = ,集合{}1,3,4,6,7B = ,则集合U A B =ð (A ){}2,5 (B ){}3,6 (C ){}2,5,6 (D ){}2,3,5,6,8【答案】A4.集合{(,)02,02,,}x y x y x y Z ≤≤≤<∈用列举法表示{(0,0),(0,1),(1,0),(1,1),(2,0),(2,1)}.5.设集合{21,}A x x k k Z ==-∈,{2,}B x x k k Z ==∈,则A B ⋂=∅.6.设全集{1,3,5,7,9}I =,集合{1,5,9}A a =-,{5,7}I C A =,则实数a 的值为8或27.已知M ={2,a ,b },N ={2a ,2,b 2},且M =N ,求a ,b 的值 0、1或1/4、1/2 . 8.设集合{}2,1=A ,{}3,2,1=B ,{}4,3,2=C ,则()C B A U ⋂=__{1,2,3,4}___. 9.设P ,Q 为两个非空实数集合,定义集合P +Q =},5,2,0{},,|{=∈∈+P Q b P a b a 若}6,2,1{=Q ,则P +Q 中元素的个数是___8_ 个.10.设集合2{60}P x x x =--<,{23}Q x a x a =≤≤+. (1)若P Q P ⋃=,求实数a 的取值范围; (2)若P Q ⋂=∅,求实数a 的取值范围; (3)若{03}P Q x x ⋂=≤<,求实数a 的值. 解:(1)由题意知:{23}P x x =-<<,P Q P ⋃=,Q P ∴⊆.①当Q =∅时,得23a a >+,解得3a >.②当Q ≠∅时,得2233a a -<≤+<,解得10a -<<. 综上,(1,0)(3,)a ∈-⋃+∞.(2)①当Q =∅时,得23a a >+,解得3a >; ②当Q ≠∅时,得23,3223a a a a ≤+⎧⎨+≤-≥⎩或,解得3532a a ≤-≤≤或.综上,3(,5][,)2a ∈-∞-⋃+∞.(3)由{03}P Q x x ⋂=≤<,则0a =.11.【易错点】忽视空集是任何非空集合的子集导致思维不全面。
高中数学必修一第一章集合与常用逻辑用语知识点汇总单选题1、设集合A={1,2},B={2,4,6},则A∪B=()A.{2}B.{1,2}C.{2,4,6}D.{1,2,4,6}答案:D分析:利用并集的定义可得正确的选项.A∪B={1,2,4,6},故选:D.2、已知集合M={x|x=2k+1,k∈Z},集合N={y|y=4k+3,k∈Z},则M∪N=()A.{x|x=6k+2,k∈Z}B.{x|x=4k+2,k∈Z}C.{x|x=2k+1,k∈Z}D.∅答案:C分析:通过对集合N的化简即可判定出集合关系,得到结果.因为集合M={x|x=2k+1,k∈Z},集合N={y|y=4k+3,k∈Z}={y|y=2(2k+1)+1,k∈Z},因为x∈N时,x∈M成立,所以M∪N={x|x=2k+1,k∈Z}.故选:C.3、已知集合S={x∈N|x≤√5},T={x∈R|x2=a2},且S∩T={1},则S∪T=()A.{1,2}B.{0,1,2}C.{-1,0,1,2}D.{-1,0,1,2,3}答案:C分析:先根据题意求出集合T,然后根据并集的概念即可求出结果.S={x∈N|x≤√5}={0,1,2},而S∩T={1},所以1∈T,则a2=1,所以T={x∈R|x2=a2}={−1,1},则S∪T={−1,0,1,2}故选:C.4、已知p:√x−1>2,q:m−x<0,若p是q的充分不必要条件,则m的取值范围是()A.m<3B.m>3C.m<5D.m>5答案:C分析:先求得命题p、q中x的范围,根据p是q的充分不必要条件,即可得答案.命题p:因为√x−1>2,所以x−1>4,解得x>5,命题q:x>m,因为p是q的充分不必要条件,所以m<5.故选:C5、已知集合A={x|-1<x<1},B={x|0≤x≤2},则A∪B=()A.{x|0≤x<1}B.{x|-1<x≤2}C.{x|1<x≤2}D.{x|0<x<1}答案:B分析:由集合并集的定义可得选项.解:由集合并集的定义可得A∪B={x|-1<x≤2},故选:B.6、已知集合P={x|x=2k−1,k∈N∗}和集合M={x|x=a⊕b,a∈P,b∈P},若M⊆P,则M中的运算“⊕”是()A.加法B.除法C.乘法D.减法答案:C分析:用特殊值,根据四则运算检验.若a=3,b=1,则a+b=4∉P,a−b=2∉P,ba =13∉P,因此排除ABD.故选:C.7、等比数列{a n}的公比为q,前n项和为S n,设甲:q>0,乙:{S n}是递增数列,则()A.甲是乙的充分条件但不是必要条件B.甲是乙的必要条件但不是充分条件C.甲是乙的充要条件D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件答案:B分析:当q>0时,通过举反例说明甲不是乙的充分条件;当{S n}是递增数列时,必有a n>0成立即可说明q> 0成立,则甲是乙的必要条件,即可选出答案.由题,当数列为−2,−4,−8,⋯时,满足q>0,但是{S n}不是递增数列,所以甲不是乙的充分条件.若{S n}是递增数列,则必有a n>0成立,若q>0不成立,则会出现一正一负的情况,是矛盾的,则q>0成立,所以甲是乙的必要条件.故选:B.小提示:在不成立的情况下,我们可以通过举反例说明,但是在成立的情况下,我们必须要给予其证明过程.8、设集合A={x|x2–4≤0},B={x|2x+a≤0},且A∩B={x|–2≤x≤1},则a=()A.–4B.–2C.2D.4答案:B分析:由题意首先求得集合A,B,然后结合交集的结果得到关于a的方程,求解方程即可确定实数a的值.求解二次不等式x2−4≤0可得:A={x|−2≤x≤2},}.求解一次不等式2x+a≤0可得:B={x|x≤−a2=1,解得:a=−2.由于A∩B={x|−2≤x≤1},故:−a2故选:B.小提示:本题主要考查交集的运算,不等式的解法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.多选题9、下列条件中,为“关于x的不等式mx2−mx+1>0对∀x∈R恒成立”的充分不必要条件的有()A.0≤m<4B.0<m<2C.1<m<4D.−1<m<6答案:BC分析:对m讨论:m=0;m>0,Δ<0;m<0,结合二次函数的图象,解不等式可得m的取值范围,再由充要条件的定义判断即可.因为关于x的不等式mx2−mx+1>0对∀x∈R恒成立,当m=0时,原不等式即为1>0恒成立;当m>0时,不等式mx2−mx+1>0对∀x∈R恒成立,可得Δ<0,即m2−4m<0,解得:0<m<4.当m<0时,y=mx2−mx+1的图象开口向下,原不等式不恒成立,综上:m的取值范围为:[0,4).所以“关于x的不等式mx2−mx+1>0对∀x∈R恒成立”的充分不必要条件的有0<m<2或1<m<4.故选:BC.10、某校举办运动会,高一的两个班共有120名同学,已知参加跑步、拔河、篮球比赛的人数分别为58,38,52,同时参加跑步和拔河比赛的人数为18,同时参加拔河和篮球比赛的人数为16,同时参加跑步、拔河、篮球三项比赛的人数为12,三项比赛都不参加的人数为20,则()A.同时参加跑步和篮球比赛的人数为24B.只参加跑步比赛的人数为26C.只参加拔河比赛的人数为16D.只参加篮球比赛的人数为22答案:BCD分析:设同时参加跑步和篮球比赛的人数为x,由Venn图可得集合的元素个数关系.设同时参加跑步和篮球比赛的人数为x,由Venn图可得,58+38+52−18−16−x+12=120−20,得x=26,则只参加跑步比赛的人数为58−18−26+12=26,只参加拔河比赛的人数为38−16−18+12= 16,只参加篮球比赛的人数为52−16−26+12=22.故选:BCD.11、对于集合M,N,我们把属于集合M但不属于集合N的元素组成的集合叫作集合M与N的“差集”,记作M−N,即M−N={x|x∈M,且x∉N};把集合M与N中所有不属于M∩N的元素组成的集合叫作集合M与N的“对称差集”,记作MΔN,即MΔN={x|x∈M∪N,且x∉M∩N}.下列四个选项中,正确的有()A.若M−N=M,则M∩N=∅B.若M−N=∅,则M=NC.MΔN=(M∪N)−(M∩N)D.MΔN=(M−N)∪(N−M)答案:ACD分析:根据集合的新定义得到A正确,当M⊆N时,M−N=∅,B错误,根据定义知C正确,画出集合图形知D正确,得到答案.若M−N=M,则M∩N=∅,A正确;当M⊆N时,M−N=∅,B错误;MΔN={x|x∈M∪N,且x∉M∩N}=(M∪N)−(M∩N),C正确;MΔN和(M−N)∪(N−M)均表示集合中阴影部分,D正确.故选:ACD.填空题12、已知集合A=(1,3),B=(2,+∞),则A∩B=______.答案:(2,3)分析:利用交集定义直接求解.解:∵集合A=(1,3),B=(2,+∞),∴A∩B=(2,3).所以答案是:(2,3).13、已知集合A={−1,3,0},B={3,m2},若B⊆A,则实数m的值为__________.答案:0分析:解方程m2=0即得解.解:因为B⊆A,所以m2=−1(舍去)或m2=0,所以m=0.所以答案是:014、集合A={x|(x−1)(x2+ax+4)=0,x∈R}中所有元素之和为3,则实数a=________.答案:−4分析:由(x−1)(x2+ax+4)=0得x1+x2+x3=1−a,即可求解参数.由(x−1)(x2+ax+4)=0得x−1=0或x2+ax+4=0所以x1=1∈A,x2+ax+4=0,当Δ=a2−16=0时,x=2是方程x2+ax+4=0的根,解得a=−4,当Δ>0时,若方程x2+ax+4=0的一根为1,则a=−5,方程的另一根为4,不合题意;若1不是方程x2+ax+4=0的根,则方程两根x2+x3=−a=2,此时a=−2不满足Δ>0,舍去. 所以答案是:−4.解答题15、已知M={x|2≤x≤5},N={x|a+1≤x≤2a﹣1}.(1)若M⊆N,求实数a的取值范围;(2)若M⊇N,求实数a的取值范围.答案:(1)a∈∅(2)a≤3分析:(1)利用M⊆N,建立不等关系即可求解;(2)利用M⊇N,建立不等关系即可求解,注意当N=∅时,也成立(1)∵M⊆N,∴{a+1≤22a−1≥5,∴a∈∅;(2)①若N=∅,即a+1>2a﹣1,解得a<2时,满足M⊇N.②若N≠∅,即a≥2时,要使M⊇N成立,则{a+1≥22a−1≤5,解得1≤a≤3,此时2≤a≤3.综上a≤3.。
集合的知识点与常考题 【知识点分析】: 一、一元二次不等式及其解法1.形如20(0) (0)ax bx c a ++><≠或其中的不等式称为关于x 的一元二次不等式.如:x 2﹣8x +7≧0。
2.如果单纯的解一个一元二次不等式的话,可以按照一下步骤处理:(1) 化二次项系数为正;(2) 若二次三项式能分解成两个一次因式的积,则求出两根12,x x .那么“0>”型的解为12x x x x <>或(俗称两根之外);“0<”型的解为12x x x <<(俗称两根之间);(3) 否则,对二次三项式进行配方,变成2224()24b ac b ax bx c a x a a -++=++,结合完全平方式为非负数的性质求解.二、分式不等式的解法类似于一元二次不等式的解法,运用“符号法则”将之化为两个一元一次不等式组处理;或者因为两个数(式)相除异号,那么这两个数(式)相乘也异号,可将分式不等式直接转化为整式不等式求解.0>ab 等价于:0b >•a 0<ab 等价于:0b <•a 如:解011x ≥-+x 等价于:解011x ≥-•+)()(x 三、绝对值不等式的解法利用不等式的性质转化|x |<c 或|x |>c (c >0)来解,如|ax b +|>c (c >0)可为ax b +>c 或ax b +<-c ;|ax b +|<c 可化为-c <ax +b <c ,再由此求出原不等式的解集。
对于含绝对值的双向不等式应化为不等式组求解,也可利用结论:“a ≤|x |≤b ⇔a ≤x ≤b 或-b ≤x ≤-a ”来求解。
如:|1﹣3x |<3,得到﹣3<1﹣3x <3两个绝对值不等式的解法:法一:利用分界点分类讨论,例:解不等式 2|x ﹣3|+|x ﹣4|<2,①若x ≥4,则3x ﹣10<2,x <4,∴舍去.②若3<x <4,则x ﹣2<2,∴3<x <4.③若x ≤3,则10﹣3x <2,∴<x ≤3.综上,不等式的解集为.法二:利用数形结合去掉绝对值符号利用绝对值的几何意义画出数轴,将绝对值转化为数轴上两点间的距离求解。
人教版高中数学必修一专题复习及参考答案知识架构第一讲集合★知识梳理一:集合的含义及其关系1.集合中的元素具有的三个性质:确定性、无序性和互异性;2.集合的3种表示方法:列举法、描述法、韦恩图;①两个集合的交集:= ;A B {}x x A x B ∈∈且②两个集合的并集: =;A B {}x x A x B ∈∈或③设全集是U,集合,则A U ⊆U C A ={}x x U x A ∈∉且{|B x x ={|B x x =★重、难点突破重点:集合元素的特征、集合的三种表示方法、集合的交、并、补三种运算。
难点:正确把握集合元素的特征、进行集合的不同表示方法之间的相互转化,准确进行集合的交、并、补三种运算。
重难点:1.集合的概念掌握集合的概念的关键是把握集合元素的三大特性,要特别注意集合中元素的互异性,在解题过程中最易被忽视,因此要对结果进行检验;2.集合的表示法(1)列举法要注意元素的三个特性;(2)描述法要紧紧抓住代表元素以及它所具有的性质,如、、等的差别,如果对集合中代表元素认识不清,将导致求解错误:{})(x f y x ={})(x f y y ={})(),(x f y y x =问题:已知集合( ) 221,1,9432x y x y M x N y ⎧⎫⎧⎫=+==+=⋂⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭则M N= A. ;B.;C. ;D. Φ{})2,0(),0,3([]3,3-{}3,2[错解]误以为集合表示椭圆,集合表示直线,由于这直线过椭圆的两个顶点,于是错选B M 14922=+y x N 123=+y x [正解] C ; 显然,,故{}33≤≤-=x x M R N =]3,3[-=N M(3)Venn 图是直观展示集合的很好方法,在解决集合间元素的有关问题和集合的运算时常用Venn 图。
3.集合间的关系的几个重要结论(1)空集是任何集合的子集,即A ⊆φ(2)任何集合都是它本身的子集,即A A ⊆(3)子集、真子集都有传递性,即若,,则B A ⊆C B ⊆C A ⊆4.集合的运算性质(1)交集:①;②;③;④,⑤;A B B A =A A A = φφ= A A B A ⊆ B B A ⊆ B A A B A ⊆⇔=(2)并集:①;②;③;④,⑤;A B B A =A A A = A A =φ A B A ⊇ B B A ⊇ A B A B A ⊆⇔=(3)交、并、补集的关系①;φ=A C A U U A C A U =②;)()()(B C A C B A C U U U =)()()(B C A C B A C U U U =★热点考点题型探析考点一:集合的定义及其关系题型1:集合元素的基本特征[例1](2008年江西理)定义集合运算:.设{}|,,A B z z xy x A y B *==∈∈{}{}1,2,0,2A B ==,则集合的所有元素之和为()A B *A .0;B .2;C .3;D .6[解题思路]根据的定义,让在中逐一取值,让在中逐一取值,在值就是的元素A B *x A y B xy A B *[解析]:正确解答本题,必需清楚集合中的元素,显然,根据题中定义的集合运算知=,故应选择D A B *A B *{}4,2,0【名师指引】这类将新定义的运算引入集合的问题因为背景公平,所以成为高考的一个热点,这时要充分理解所定义的运算即可,但要特别注意集合元素的互异性。
高中数学必修一第一章集合与常用逻辑用语重点知识点大全单选题1、已知集合A={1,2,3,5,7,11},B={x|3<x<15},则A∩B中元素的个数为()A.2B.3C.4D.5答案:B分析:采用列举法列举出A∩B中元素的即可.由题意,A∩B={5,7,11},故A∩B中元素的个数为3.故选:B【点晴】本题主要考查集合的交集运算,考查学生对交集定义的理解,是一道容易题.2、设全集U={−2,−1,0,1,2,3},集合A={−1,2},B={x∣x2−4x+3=0},则∁U(A∪B)=()A.{1,3}B.{0,3}C.{−2,1}D.{−2,0}答案:D分析:解方程求出集合B,再由集合的运算即可得解.由题意,B={x|x2−4x+3=0}={1,3},所以A∪B={−1,1,2,3},所以∁U(A∪B)={−2,0}.故选:D.3、已知x∈R,则“(x−2)(x−3)≤0成立”是“|x−2|+|x−3|=1成立”的()条件.A.充分不必要B.必要不充分C.充分必要D.既不充分也不必要答案:C分析:先证充分性,由(x−2)(x−3)≤0求出x的取值范围,再根据x的取值范围化简|x−2|+|x−3|即可,再证必要性,若|x−2|+|x−3|=1,即|x−2|+|x−3|=|(x−2)−(x−3)|,再根据绝对值的性质可知(x−2)(x−3)≤0.充分性:若(x−2)(x−3)≤0,则2≤x≤3,∴|x−2|+|x−3|=x−2+3−x=1,必要性:若|x−2|+|x−3|=1,又∵|(x−2)−(x−3)|=1,∴|x−2|+|x−3|=|(x−2)−(x−3)|,由绝对值的性质:若ab≤0,则|a|+|b|=|a−b|,∴(x−2)(x−3)≤0,所以“(x−2)(x−3)≤0成立”是“|x−2|+|x−3|=1成立”的充要条件,故选:C.4、集合A={0,1,2}的非空真子集的个数为()A.5B.6C.7D.8答案:B分析:根据真子集的定义即可求解.由题意可知,集合A的非空真子集为{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},共6个.故选:B.5、下列结论中正确的个数是()①命题“所有的四边形都是矩形”是存在量词命题;②命题“∀x∈R,x2+1<0”是全称量词命题;③命题“∃x∈R,x2+2x+1≤0”的否定为“∀x∈R,x2+2x+1≤0”;④命题“a>b是ac2>bc2的必要条件”是真命题;A.0B.1C.2D.3答案:C分析:根据存在量词命题、全称量词命题的概念,命题的否定,必要条件的定义,分析选项,即可得答案. 对于①:命题“所有的四边形都是矩形”是全称量词命题,故①错误;对于②:命题“∀x∈R,x2+1<0”是全称量词命题;故②正确;对于③:命题p:∃x∈R,x2+2x+1≤0,则¬p:∀x∈R,x2+2x+1>0,故③错误;对于④:ac2>bc2可以推出a>b,所以a>b是ac2>bc2的必要条件,故④正确;所以正确的命题为②④,故选:C6、在数轴上与原点距离不大于3的点表示的数的集合是()A.{x|x≤−3或x≥3}B.{x|−3≤x≤3}C.{x|x≤−3}D.{x|x≥3}答案:B分析:在数轴上与原点距离不大于3的点表示的数的集合为|x|≤3的集合.由题意,满足|x|≤3的集合,可得:{x|−3≤x≤3},故选:B7、集合A={0,−1,a2},B={−2,a4}.若A∪B={−2,−1,0,4,16},则a=()A.±1B.±2C.±3D.±4答案:B分析:根据并集运算,结合集合的元素种类数,求得a的值.由A∪B={−2,−1,0,4,16}知,{a 2=4a4=16,解得a=±2故选:B8、设集合A={−1,0,1,2},B={1,2},C={x|x=ab,a∈A,b∈B},则集合C中元素的个数为()A.5B.6C.7D.8答案:B分析:分别在集合A,B中取a,b,由此可求得x所有可能的取值,进而得到结果.当a=−1,b=1时,ab=−1;当a=−1,b=2时,ab=−2;当a=0,b=1或2时,ab=0;当a=1,b=1时,ab=1;当a=1,b=2或a=2,b=1时,ab=2;当a=2,b=2时,ab=4;∴C={−2,−1,0,1,2,4},故C中元素的个数为6个.故选:B.多选题9、下列选项正确的是()A .√7∈RB .Z ∈QC .0∈∅D .∅⊆{0}答案:AD分析:根据元素与集合的关系,集合与集合的关系以及空集的概念进行判断即可.A .√7是无理数,无理数属于实数,所以√7∈R ,故正确;B .因为Z,Q 都是集合,所以不能用∈表示两者关系,故错误;C .因为∅不包含任何元素,所以0∉∅,故错误;D .因为空集是任何集合的子集,所以∅⊆{0},故正确;故选:AD.10、已知集合A ={x|x 2−x −6=0},B ={x|mx −1=0}, A ∩B =B ,则实数m 取值为( )A .13B .−12C .−13D .0答案:ABD解析:先求集合A ,由A ∩B =B 得B ⊆A ,然后分B =∅和B ≠∅两种情况求解即可解:由x 2−x −6=0,得x =−2或x =3,所以A ={−2,3},因为A ∩B =B ,所以B ⊆A ,当B =∅时,方程mx −1=0无解,则m =0,当B ≠∅时,即m ≠0,方程mx −1=0的解为x =1m , 因为B ⊆A ,所以1m =−2或1m =3,解得m =−12或m =13, 综上m =0,或m =−12,或m =13,故选:ABD小提示:此题考查集合的交集的性质,考查由集合间的包含关系求参数的值,属于基础题11、“不等式x 2−x +m >0在R 上恒成立”的一个充分不必要条件是( )A .m >14B .0<m <1C .m >2D .m >1答案:CD解析:先计算已知条件的等价范围,再利用充分条件和必要条件的定义逐一判断即可.因为“不等式x 2−x +m >0在R 上恒成立”,所以等价于二次方程的x 2−x +m =0判别式Δ=1−4m <0,即m >14. 所以A 选项是充要条件,A 不正确;B 选项中,m >14不可推导出0<m <1,B 不正确;C 选项中,m >2可推导m >14,且m >14不可推导m >2,故m >2是m >14的充分不必要条件,故C 正确;D 选项中,m >1可推导m >14,且m >14不可推导m >1,故m >1是m >14的充分不必要条件,故D 正确. 故选:CD.小提示:名师点评本题考查充分不必要条件的判断,一般可根据如下规则判断:(1)若p 是q 的必要不充分条件,则q 对应集合是p 对应集合的真子集;(2)p 是q 的充分不必要条件, 则p 对应集合是q 对应集合的真子集;(3)p 是q 的充分必要条件,则p 对应集合与q 对应集合相等;(4)p 是q 的既不充分又不必要条件, q 对的集合与p 对应集合互不包含.填空题12、设集合S ={A 0,A 1,A 2,A 3},在S 上定义运算⊕为:A i ⊕A j =A k ,其中k 为i +j 被4除的余数,i ,j =0,1,2,3,则满足关系式(x ⊕x)⊕A 2=A 0的x (x ∈S )的个数为________.答案:2解析:由已知中集合S ={A 0,A 1,A 2,A 3},在S 上定义运算⊕为:A i ⊕A j =A k ,其中k 为i +j 被4除的余数,i ,j =0,1,2,3,分别分析x 取A 0,A 1,A 2,A 3时,式子的值,并与A 0进行比照,即可得到答案. 当x =A 0时,(x ⊕x)⊕A 2=(A 0⊕A 0)⊕A 2=A 0⊕A 2=A 2≠A 0当x =A 1时,(x ⊕x)⊕A 2=(A 1⊕A 1)⊕A 2=A 2⊕A 2=A 4=A 0当x =A 2时,(x ⊕x)⊕A 2=(A 2⊕A 2)⊕A 2=A 0⊕A 2=A 2≠A 0当x =A 3时,(x ⊕x)⊕A 2=(A 3⊕A 3)⊕A 2=A 2⊕A 2=A 0=A 0则满足关系式(x ⊕x)⊕A 2=A 0的x(x ∈S)的个数为:2个.所以答案是:2.小提示:本题考查的知识点是集合中元素个数,其中利用穷举法对x 取值进行分类讨论是解答本题的关键.属于中档题.13、已知A ={x ∈R|2a ≤x ≤a +3},B ={x ∈R|x <-1或x >4},若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是________. 答案:a <-4或a >2分析:按集合A 为空集和不是空集两种情况去讨论即可求得实数a 的取值范围.①当a >3即2a >a +3时,A =∅,满足A ⊆B ;.②当a ≤3即2a ≤a +3时,若A ⊆B ,则有{2a ≤a +3a +3<−1或2a >4,解得a <-4或2<a ≤3 综上,实数a 的取值范围是a <-4或a >2.所以答案是:a <-4或a >214、命题p:∀x >2,2x −3>0的否定是___________.答案:∃x >2,2x −3≤0分析:将全称命题否定为特称命题即可命题p:∀x >2,2x −3>0的否定是∃x >2,2x −3≤0,所以答案是:∃x >2,2x −3≤0解答题15、已知集合A ={x |1≤x ≤3 },B ={x |a −4≤x ≤a −1 },若“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分不必要条件,求实数a 的取值范围.答案:[4,5]分析:根据给定条件可得AB ,再借助集合的包含关系列式计算作答.因“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分不必要条件,于是得AB ,而集合A ={x |1≤x ≤3 },B ={x |a −4≤x ≤a −1 },因此,{a −4<1a −1≥3 或{a −4≤1a −1>3,解得4≤a <5或4<a ≤5,即有4≤a ≤5, 所以实数a 的取值范围为[4,5].。
集合的概念及其运算
【知识概述】 ,,;,,.
A
A A A A
B B A A A A A A A B B A =∅=∅==∅== 全集与补集
)全集:用U 来表示.
{}
【学前诊断】
1.[难度] 易
已知集合A ={x | x ( x -1) = 0},那么( )
A. -1∈A
B. 1∉A
C. 0∈A
D. 0∉A
2.[难度] 易
已知,A B 均为集合{1,3,5,7,9}U =的子集,且{3}A B =,(){9}U B A =ð,则
A =( ).
A .{1,3}
B .{3,7,9}
C .{3,5,9}
D .{3,9}
3.[难度] 易
设2{4}, {4}P x x Q x x =<=<,则( )
A .P Q ⊆
B .Q P ⊆
C .R P Q ⊆
ð D .R Q P ⊆ð
【经典例题】
例1.已知集合{}1,3,A x =集合{}
21,B x =,若B A ⊆,则满足条件的实数x 的个数是( )
A .1 B.2 C.3 D.4
解:因为B A ⊆,所以23x =,或2x x =.
解得x =0, 1x =.
当1x =时,,A B 中元素不满足互异性,故1x ≠;
当x =0时,A ={1,3,0},B ={1,0},满足条件; 当3=x 时,A ={1,3,3},B ={1,3},满足条件; 当3-=x 时,A ={1,3,3-},B ={1,3},满足条件;
故满足条件的实数x 有3个.
例2.设集合1,24k M x x k ⎧
⎫==
+∈⎨⎬⎩⎭Z ,1,42k N x x k ⎧⎫==+∈⎨⎬⎩⎭
Z ,则( ) A.M N = B.M N C.M N D. M N =∅
解:集合M 的元素为:4
12412+=+=k k x ()k ∈Z , 因为21k +为奇数,所以集合M 中的元素为 43,41,41,43,--
. 集合N 的元素为:12424
k k x +=+=()k ∈Z , 因为2k +为整数,所以集合N 中的元素为 4
3,42,41,0,41,42,43,---. 故M N ,因此选B .
例3.已知集合{}{}1,2,3,4,5,6,7,2,4,5,7U A ==,{}3,4,5B =,则()()U U A B 痧=( )
A .{}1,2,3,6,7 B. {}2,3,4,5,7 C. {}4,5 D. {}1,6
解:{1,3,6}U A =ð,{1,2,6,7}U B =ð,故()
(){1,2,3,6,7}U U A B =痧.因此选A .
例4. 设集合{}1,2A =,则满足{}1,2,3A B =的集合B 的个数是( )
A .1 B. 3 C. 4 D. 8
解法1:因为{1,2}A =,{1,2,3}A B ⋃=,则集合B 中必含有元素3.
故{3}B =,或{1,3}B =,或{2,3}B =,或{1,2,3}B =,共4个.因此选C .
解法2:注意到集合B 中必含有元素3,而B 中其他元素应当由从A 中取0个、1个、
2个元素而得到,这相当于求集合A 的子集的个数问题.
而集合A 有2个元素,故A 的子集共有224=个,于是满足题目条件的集合B 共有4
个.选C .
例 5.设集合{}{}23,8,S x x T x a x a S T =->=<<+=R ,则a 的取值范围是( )
A .31a -<<- B. 31a -≤≤-
C. 3a ≤-或1a ≥-
D. 3a <-或1a >-
解:由23x ->,得23x -<-,或23x ->.
所以1x <-,或5x >,即(,1)
(5,)S =-∞-+∞. 又S T =R ,结合图形,
可知有1,85,
a a <-⎧⎨+>⎩ 解得3 1.a -<<- 因此选A .
5-1a+8
a
例 6.定义集合运算{}
(),,A B z z xy x y x A y B ⊗==+∈∈,设集合{}{}0,1,2,3A B ==,
则集合A B ⊗的所有元素之和为( )
A . 0 B.6 C.12 D.18
解:当0x =时,不论2y =还是3y =,都有0z =.
当1x =时,若2y =,则12(12)6z =⨯+=;
当1x =时,若3y =,则13(13)12z =⨯+=. {0,6,12}A B ⊗=,故所有元素之和为18,因此选D .
例 7.已知集合(){}
{}2,20,(,)10,02A x y x mx y B x y x y x =+-+==-+=≤≤,又,A B ≠∅求实数m 的取值范围.
解:联立220,10
x mx y x y ⎧+-+=⎨-+=⎩消去y ,得2(1)10x m x +-+=. (*)
因为A B ≠∅,所以220,10
x mx y x y ⎧+-+=⎨-+=⎩在02x ≤≤上有解,
即2(1)10x m x +-+=在02x ≤≤上至少有一个根.
故0∆≥,即2(1)40m --≥,解得1m ≤-,或3m ≥.
当3m ≥时,两根和12(1)0x x m +=--<,两根积121x x =,
故方程(*)只有负根,因此3m ≥不可能.
当1m ≤-时,两根和12(1)0x x m +=-->,两根积121x x =,
故方程(*)两根都是正数,且互为倒数.
因此方程(*)在02x ≤≤上至少有一个根,所以1m ≤-.
【本课总结】
1. 集合中的元素具有“确定性、互异性、无序性”三个特性,在解题时要注意运用,
题目解出来后要注意检验其元素是否满足这三个性质,尤其是集合元素的“互异性”最容易被忽视,应引起足够的重视.
2. 用描述法表示集合,首先应弄清楚集合的属性,是数集、点集还是其他的类型.一般地,数集用一个字母代表其元素,而点集则用一个有序数对来表示.
3. 含有n 个元素的集合有2n 个子集,21n
-个真子集.
4. 集合的运算性质:
对于任意两个集合A ,B ,有 (),;
,;
,;,,;;
;
;
U U U U A B B A A B B
A A A A A A A A A A A
B A B A A B B A A U A A A A ====∅=∅∅=⊆====∅=如果则ðð痧
()U A B =ð()
()U U A B 痧; ()U A B =ð()
()U U A B 痧.
【活学活用】
1. [难度] 易
已知集合S ={a ,b ,c }中的三个元素分别是∆ABC 的三边长,那么∆ABC 一定不是( ).
A.锐角三角形
B.直角三角形
C.钝角三角形
D.等腰三角形
2. [难度] 易 设集合{}{}213,32A x x B x x =+<=-<<,则A B ⋂等于( ).
A. {}31x x -<<
B. {}12x x <<
C. {}3x x >-
D. {}1x x <
3.[难度] 中
设{}0,1,2,3U =,{}20A x U x mx =∈+=,若{}1,2U A =ð,则实数m =_________.。