【赢在高考】高考数学大一轮复习 1.1集合的概念与运算配套练习 苏教版
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课时跟踪检测(一) 集合的概念与运算一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·徐州、连云港、宿迁三检)已知集合A={x|x=2k+1,k∈Z},B={x|0<x <5},则A∩B=________。
解析:因为集合A={x|x=2k+1,k∈Z}为奇数集,B={x|0<x<5},所以A∩B={1,3}.答案:{1,3}2.定义:满足任意元素x∈A,则|4-x|∈A的集合称为优集,若集合A={1,a,7}是优集,则实数a的值为________.解析:依题意,当x=1时,|4-x|=3∈A,当x=7时,|4-x|=3∈A,所以a=3符合条件.答案:33.(2018·如皋高三上学期调研)集合A={1,3},B={a2+2,3},若A∪B={1,2,3},则实数a的值为________.解析:∵A={1,3},B={a2+2,3},且A∪B={1,2,3},∴a2+2=2,解得a=0,即实数a的值为0.答案:04.(2018·盐城三模)已知集合A={1,2,3,4,5},B={1,3,5,7,9},C=A∩B,则集合C的子集的个数为________.解析:因为A∩B={1,3,5},所以C={1,3,5},故集合C的子集的个数为23=8。
§1.1集合的概念与运算1.集合与元素(1)集合元素的三个特征: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.(4)常见数集的记法集合自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号N N*(或N+)Z Q R 2.集合间的基本关系关系自然语言符号语言Venn图子集集合A中所有元素都在集合B中(即若x∈A,则x∈B)A⊆B (或B⊇A)真子集集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中A B (或B A)集合相等集合A,B中元素相同或集合A,B互为子集A=B集合的并集集合的交集集合的补集图形符号A∪B={x|x∈A或x∈B}A∩B={x|x∈A且x∈B}∁U A={x|x∈U,且x∉A} 4.集合关系与运算的常用结论(1)若有限集A中有n个元素,则A的子集个数为2n,非空子集个数为2n-1,真子集有2n-1个.(2)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B.【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( ×)(2)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.( ×)(3)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.( √)(4)若A∩B=A∩C,则B=C.( ×)(5)已知集合M={1,2,3,4},N={2,3},则M∩N=N.( √)(6)若全集U={-1,0,1,2},P={x∈Z|x2<4},则∁U P={2}.( √)1.(2014·课标全国Ⅰ改编)已知集合A={x|x2-2x-3≥0},B={x|-2≤x<2},则A∩B等于________.答案[-2,-1]解析∵A={x|x≥3或x≤-1},B={x|-2≤x<2},∴A∩B={x|-2≤x≤-1}=[-2,-1].2.(2014·某某改编)已知集合A={x|x2-x-2≤0},集合B为整数集,则A∩B等于________.答案{-1,0,1,2}解析因为A={x|x2-x-2≤0}={x|-1≤x≤2},又因为集合B为整数集,所以集合A∩B ={-1,0,1,2}.3.(2013·某某改编)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________.答案 5-2,-1,0,1,2,所以元素的个数为5.解析x-y∈{}4.设集合A ={x |x 2+2x -3>0},集合B ={x |x 2-2ax -1≤0,a >0}.若A ∩B 中恰含有一个整数,则实数a 的取值X 围是________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,43 解析 A ={x |x 2+2x -3>0}={x |x >1或x <-3},因为函数y =f (x )=x 2-2ax -1的对称轴为x =a >0,f (0)=-1<0, 根据对称性可知要使A ∩B 中恰含有一个整数, 则这个整数为2,所以有f (2)≤0且f (3)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧4-4a -1≤0,9-6a -1>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧a ≥34,a <43.即34≤a <43.题型一 集合的基本概念例1(1)(2013·某某改编)若集合A ={x ∈R |ax 2+ax +1=0}中只有一个元素,则a 等于________.(2)设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba,b ,则b -a =________.思维点拨 不要忽视集合中元素的互异性. 答案 (1)4 (2)2解析 (1)当a =0时,方程化为1=0,无解,集合A 为空集,不符合题意;当a ≠0时,由Δ=a 2-4a =0,解得a =4.(2)因为{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a,b ,a ≠0,所以a +b =0,得ba=-1, 所以a =-1,b =1.所以b -a =2.思维升华 (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.(1)定义集合A ,B 的一种运算:A *B ={x |x =x 1·x 2,其中x 1∈A ,x 2∈B },若A={1,2},B ={1,2},则A *B 中的所有元素的数字之和为________. (2)已知集合A ={m +2,2m 2+m },若3∈A ,则m 的值为________. 答案 (1)7 (2)-32解析 (1)根据题意,A ={1,2},B ={1,2},则集合A *B 中的元素可能为:1,2,2,4,又由集合元素的互异性,得A *B ={1,2,4},其所有元素之和为7. (2)因为3∈A ,所以m +2=3或2m 2+m =3.当m +2=3,即m =1时,2m 2+m =3, 此时集合A 中有重复元素3, 所以m =1不符合题意,舍去; 当2m 2+m =3时,解得m =-32或m =1(舍去),此时当m =-32时,m +2=12≠3符合题意,所以m =-32.题型二 集合间的基本关系例2 (1)已知集合A ={x |x 2-3x +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________.(2)已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值X 围是________.答案 (1)4 (2)(-∞,4]解析 (1)由x 2-3x +2=0得A ={1,2}. 又B ={1,2,3,4}.∴满足A ⊆C ⊆B 的集合C 可以是{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}共4个. (2)当B =∅时,有m +1≥2m -1,则m ≤2. 当B ≠∅时,若B ⊆A ,如图.则⎩⎪⎨⎪⎧m +1≥-2,2m -1≤7,m +1<2m -1,解得2<m ≤4.综上,m 的取值X 围为m ≤4.思维升华 (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 图来直观解决这类问题.(1)设M 为非空的数集,M ⊆{1,2,3},且M 中至少含有一个奇数元素,则这样的集合M 共有________个.(2)已知集合A ={x |y =lg(x -x 2)},B ={x |x 2-cx <0,c >0},若A ⊆B ,则实数c 的取值X 围是________.答案 (1)6 (2)[1,+∞)解析 (1)集合{1,2,3}的所有子集共有23=8(个),集合{2}的所有子集共有2个,故满足要求的集合M 共有8-2=6(个).(2)A ={x |y =lg(x -x 2)}={x |x -x 2>0}=(0,1),B ={x |x 2-cx <0,c >0}=(0,c ),因为A ⊆B ,画出数轴,如图所示,得c ≥1. 题型三 集合的基本运算例3 (1)(2014·某某改编)已知全集U =R ,A ={x |x ≤0},B ={x |x ≥1},则集合∁U (A ∪B )等于________.(2)设U =R ,集合A ={x |x 2+3x +2=0},B ={x |x 2+(m +1)x +m =0}.若(∁U A )∩B =∅,则m 的值是________.答案 (1){x |0<x <1} (2)1或2解析 (1)∵A ={x |x ≤0},B ={x |x ≥1}, ∴A ∪B ={x |x ≤0或x ≥1}, 在数轴上表示如图. ∴∁U (A ∪B )={x |0<x <1}.(2)A ={-2,-1},由(∁U A )∩B =∅,得B ⊆A ,∵方程x 2+(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.思维升华 (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.(1)(2014·某某改编)设全集U ={x ∈N |x ≥2},集合A ={x ∈N |x 2≥5},则∁U A等于________.(2)设集合M ={x |-1≤x <2},N ={y |y <a },若M ∩N ≠∅,则实数a 的取值X 围一定是________. 答案 (1){2} (2)a >-1解析 (1)因为A ={x ∈N |x ≤-5或x ≥5}, 所以∁U A ={x ∈N |2≤x <5},故∁U A ={2}. (2)∵M ={x |-1≤x <2},N ={y |y <a }, 且M ∩N ≠∅,如图只要a >-1即可.题型四 集合中的新定义问题 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 . 答案 2解析 (1)集合B 不是“好集”,假设集合B 是“好集”,因为-1∈B,1∈B ,所以-1-1=-2∈B ,这与-2∉B 矛盾.(2)有理数集Q 是“好集”,因为0∈Q,1∈Q ,对任意的x ∈Q ,y ∈Q ,有x -y ∈Q ,且x ≠0时,1x∈Q ,所以有理数集Q 是“好集”.(3)因为集合A 是“好集”,所以0∈A ,若x ∈A ,y ∈A ,则0-y ∈A ,即-y ∈A ,所以x -(-y )∈A ,即x +y ∈A .思维升华 解决以集合为背景的新定义问题,要抓住两点:(1)紧扣新定义.首先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,并能够应用到具体的解题过程之中,这是破解新定义型集合问题难点的关键所在;(2)用好集合的性质.解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些因素,在关键之处用好集合的运算与性质.A ,B 是非空集合,定义A ×B ={x |x ∈A ∪B ,且x ∉A ∩B }.若A ={x |y =x 2-3x },B ={y |y =3x },则A ×B =________.答案 (-∞,3)解析 A =(-∞,0]∪[3,+∞),B =(0,+∞),A ∪B =R ,A ∩B =[3,+∞).所以A ×B =(-∞,3).遗忘空集致误典例:设集合A ={0,-4},B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,x ∈R }.若B ⊆A ,则实数a 的取值X 围是________.易错分析 集合B 为方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0的实数根所构成的集合,由B ⊆A ,可知集合B 中的元素都在集合A 中,在解题中容易忽视方程无解,即B =∅的情况,导致漏解. 解析 因为A ={0,-4},所以B ⊆A 分以下三种情况:①当B =A 时,B ={0,-4},由此知0和-4是方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0的两个根,由根与系数之间的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4a +12-4a 2-1>0,-2a +1=-4,a 2-1=0,解得a =1;②当B ≠∅且B A 时,B ={0}或B ={-4},并且Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)=0, 解得a =-1,此时B ={0}满足题意; ③当B =∅时,Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)<0,解得a<-1.综上所述,所某某数a的取值X围是a≤-1或a=1.答案(-∞,-1]∪{1}温馨提醒(1)根据集合间的关系求参数是高考的一个重点内容.解答此类问题的关键是抓住集合间的关系以及集合元素的特征.(2)已知集合B,若已知A⊆B或A∩B=∅,则很容易忽视A=∅而造成漏解.在解题过程中应根据集合A分三种情况进行讨论.方法与技巧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X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.失误与防X1.解题中要明确集合中元素的特征,关注集合的代表元素(集合是点集、数集还是图形集).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.A组专项基础训练(时间:30分钟)1. A={a,1,-1},B={x,1,0},若A=B,则a=________,x=________.答案0 -1解析 ∵A =B ,∴a =0,x =-1.2.(2014·课标全国Ⅱ改编)设集合M ={0,1,2},N ={x |x 2-3x +2≤0},则M ∩N 等于________. 答案 {1,2}解析 由x 2-3x +2=(x -1)(x -2)≤0,解得1≤x ≤2,故N ={x |1≤x ≤2},∴M ∩N ={1,2}.3.已知全集S ={1,2,a 2-2a +3},A ={1,a },∁S A ={3},则实数a 等于________. 答案 2解析 由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧a =2,a 2-2a +3=3,则a =2.4.设U ={0,1,2,3},A ={x ∈U |x 2+mx =0},若∁U A ={1,2},则实数m =________. 答案 -3解析 ∵∁U A ={1,2},∴A ={0,3}. 又A ={x ∈U |x 2+mx =0}={0,-m }, ∴-m =3,∴m =-3.5.(2013·某某改编)已知集合A ={x |0<log 4x <1},B ={x |x ≤2},则A ∩B =________. 答案 (1,2]解析 ∵A ={x |1<x <4},B ={x |x ≤2}, ∴A ∩B ={x |1<x ≤2}.6.设全集U 为整数集,集合A ={x ∈N |y =7x -x 2-6},B ={x ∈Z |-1<x ≤3},则图中阴影部分表示的集合的真子集的个数为________. 答案 7解析 因为A ={x ∈N |y =7x -x 2-6}={x ∈N |7x -x 2-6≥0}={x ∈N |1≤x ≤6}, 由题意知,图中阴影部分表示的集合为A ∩B ={1,2,3},所以其真子集有:∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},共7个.7.已知集合A ={x |x >1},B ={x |x 2-2x <0},则A ∪B =________. 答案 {x |x >0}解析 由x 2-2x <0,得0<x <2,∴B ={x |0<x <2},故A ∪B ={x |x >0}.8.已知集合A ={x |-1<x <0},B ={x |x ≤a },若A ⊆B ,则a 的取值X 围为________. 答案 [0,+∞)解析 用数轴表示集合 A ,B (如图)由A ⊆B 得a ≥0.9.(2014·某某)设全集U ={n ∈N |1≤n ≤10},A ={1,2,3,5,8},B ={1,3,5,7,9},则(∁U A )∩B =________. 答案 {7,9}解析 U ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},画出Venn 图,如图所示,阴影部分就是所要求的集合,即(∁U A )∩B ={7,9}.10.已知全集U =R ,集合A ={x ∈Z |y =x -3},B ={x |x >5},则A ∩(∁U B )=________. 答案 {3,4,5}解析 ∵A ={x ∈Z |x ≥3},∁U B ={x |x ≤5}, ∴A ∩(∁U B )={3,4,5}.11.已知集合A ={(0,1),(1,1),(-1,2)},B ={(x ,y )|x +y -1=0,x ,y ∈Z },则A ∩B =__________.答案 {(0,1),(-1,2)}解析 A 、B 都表示点集,A ∩B 即是由A 中在直线x +y -1=0上的所有点组成的集合,代入验证即可.12.已知集合A ={x |1≤x <5},C ={x |-a <x ≤a +3}.若C ∩A =C ,则a 的取值X 围是________. 答案 (-∞,-1]解析 因为C ∩A =C ,所以C ⊆A .①当C =∅时,满足C ⊆A ,此时-a ≥a +3,得a ≤-32;②当C ≠∅时,要使C ⊆A ,则⎩⎪⎨⎪⎧-a <a +3,-a ≥1,a +3<5,解得-32<a ≤-1.综上,a 的取值X 围是(-∞,-1].B 组 专项能力提升 (时间:15分钟)1.设集合A ={1,2,3,4,5,6},B ={4,5,6,7,8},则满足S ⊆A 且S ∩B ≠∅的集合S 的个数是________. 答案 56解析 集合S 的个数为26-23=64-8=56.2.(2014·某某改编)设集合A ={x ||x -1|<2},B ={y |y =2x,x ∈[0,2]},则A ∩B 等于________. 答案 [1,3)解析 由|x -1|<2,解得-1<x <3,由y =2x,x ∈[0,2],解得1≤y ≤4,∴A ∩B =(-1,3)∩[1,4]=[1,3).3.若集合A ={x |x 2-9x <0,x ∈N *},B ={y |4y∈N *},则A ∩B 中元素个数为________.答案 3解析 由A 得x 2-9x <0,x ∈N *,所以0<x <9,且x ∈N *,得A ={1,2,3,4,5,6,7,8},由B 得4y∈N *,即y =1,2,4,得B ={1,2,4},故A ∩B ={1,2,4}. 4.已知集合A ,B ,定义集合A 与B 的一种运算AB ,其结果如下表所示:A {1,2,3,4} {-1,1} {-4,8} {-1,0,1}B {2,3,6} {-1,1} {-4,-2,0,2} {-2,-1,0,1}A B{1,4,6}∅{-2,0,2,8}{-2}按照上述定义,若M ={-2 011,0,2 012},N ={-2 012,0,2 013},则M N =________.答案 {-2 011,2 012,-2 012,2 013} 解析 由给出的定义知集合AB 的元素是由所有属于集合A 但不属于集合B 和属于集合B但不属于集合A 的元素构成的,即A B ={x |x ∈A 且x ∉B ,或x ∈B 且x ∉A }.故MN ={-2 011,2 012,-2 012,2 013}.5.若x ,y ∈R ,A ={(x ,y )|(x +1)2+y 2=2},B ={(x ,y )|x +y +a =0},当A ∩B ≠∅时,则实数a 的取值X 围是________;当A ∩B =∅时,则实数a 的取值X 围是__________________. 答案 [-1,3] (-∞,-1)∪(3,+∞)解析 观察得集合A 表示的是以(-1,0)为圆心,2为半径的圆上的点,B 表示的是直线x +y +a =0上的点,若满足A ∩B ≠∅,只需直线与圆相切或相交,即满足不等式|a -1|2≤2,|a -1|≤2,-2≤a -1≤2,即-1≤a ≤3;若满足A ∩B =∅时,只需直线与圆相离,即满足不等式|a -1|2>2,即a <-1或a >3.6.已知集合A={(x,y)|y=a},B={(x,y)|y=b x+1,b>0,b≠1},若集合A∩B只有一个真子集,则实数a的取值X围是________.答案(1,+∞)解析由于集合B中的元素是指数函数y=b x的图象向上平移一个单位长度后得到的函数图象上的所有点,要使集合A∩B只有一个真子集,那么y=b x+1(b>0,b≠1)与y=a的图象只能有一个交点,所以实数a的取值X围是(1,+∞).。
§1.1集合1.集合与元素(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,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、Venn图.(4)常见数集的记法2.集合间的基本关系A B(或B A)3.集合的基本运算概念方法微思考1.若一个集合A有n个元素,则集合A有几个子集,几个真子集.提示2n,2n-1.2.从A∩B=A,A∪B=A中可以分别得到集合A,B有什么关系?提示A∩B=A⇔A⊆B,A∪B=A⇔B⊆A.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)任何一个集合都至少有两个子集.(×)(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(×)(3)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.(×)(4)若P∩M=P∩N=A,则A⊆(M∩N).(√)题组二教材改编2.若集合A={x∈N|x≤ 2 021},a=22,则下列结论正确的是()A.{a}⊆A B.a⊆AC.{a}∈A D.a∉A答案 D3.已知集合A={a,b},若A∪B={a,b,c},满足条件的集合B有________个.答案 4解析因为(A∪B)⊇B,A={a,b},所以满足条件的集合B可以是{c},{a,c},{b,c},{a,b,c},所以满足条件的集合B有4个.4.设全集U=R,集合A={x|0≤x≤2},B={y|1≤y≤3},则(∁U A)∪B=________.答案(-∞,0)∪[1,+∞)解析因为∁U A={x|x>2或x<0},B={y|1≤y≤3},所以(∁U A)∪B=(-∞,0)∪[1,+∞).题组三易错自纠5.(多选)已知集合A={x|x2-2x=0},则有()A.∅⊆A B.-2∈AC.{0,2}⊆A D.A⊆{y|y<3}答案ACD解析易知A={0,2},A,C,D均正确.6.已知集合A={1,3,m},B={1,m},若B⊆A,则m=________.答案0或3解析因为B⊆A,所以m=3或m=m.即m=3或m=0或m=1,根据集合元素的互异性可知m≠1,所以m=0或3.7.已知集合M={x|x-a=0},N={x|ax-1=0},若M∩N=N,则实数a的值是________.答案0或1或-1解析易得M={a}.∵M∩N=N,∴N⊆M,∴N=∅或N=M,∴a=0或a=±1.集合的含义与表示1.已知集合A ={0,1,2},则集合B ={(x ,y )|x ≥y ,x ∈A ,y ∈A }中元素的个数是( ) A .1 B .3 C .6 D .9 答案 C解析 当x =0时,y =0;当x =1时,y =0或y =1; 当x =2时,y =0,1,2.故集合B ={(0,0),(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(2,2)},即集合B 中有6个元素.2.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈Z ⎪⎪32-x ∈Z,则集合A 中的元素个数为( ) A .2 B .3 C .4 D .5 答案 C 解析 因为32-x∈Z ,且x ∈Z ,所以2-x 的取值有-3,-1,1,3,所以x 的值分别为5,3,1,-1,故集合A 中的元素个数为4.3.给出下列四个命题: ①{(x ,y )|x =1或y =2}={1,2};②{x |x =3k +1,k ∈Z }={x |x =3k -2,k ∈Z };③由英文单词“apple ”中的所有字母组成的集合有15个真子集;④设2 021∈{x ,x 2,x 2},则满足条件的所有x 组成的集合的真子集的个数为3. 其中正确的命题是________.(填序号) 答案 ②③④解析 ①中左边集合表示横坐标为1,或纵坐标为2的所有点组成的集合,即x =1和y =2两直线上所有点的集合,右边集合表示有两个元素1和2,左、右两集合的元素属性不同.②中3k +1,3k -2(k ∈Z )都表示被3除余1的数,易错点在于认为3k +1与3k -2中的k 为同一个值,对集合的属性理解错误.③中集合有4个元素,其真子集的个数为24-1=15(个).④中x =-2 021或x =- 2 021,满足条件的所有x 组成的集合为{-2 021,- 2 021},其真子集有22-1=3个.所以②③④正确.思维升华 解决集合含义问题的关键有三点:一是确定构成集合的元素;二是确定元素的限制条件;三是根据元素的特征(满足的条件)构造关系式解决相应问题.特别提醒:含字母的集合问题,在求出字母的值后,需要验证集合的元素是否满足互异性.集合间的基本关系例1 (1)集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x =n 2+1,n ∈Z ,N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪y =m +12,m ∈Z ,则两集合M ,N 的关系为( ) A .M ∩N =∅ B .M =N C .M ⊆N D .N ⊆M答案 D解析 由题意,对于集合M ,当n 为偶数时,设n =2k (k ∈Z ),则x =k +1(k ∈Z ),当n 为奇数时,设n =2k +1(k ∈Z ),则x =k +1+12(k ∈Z ),∴N ⊆M ,故选D.(2)已知集合A ={x ∈R |x 2-3x +2=0},B ={x ∈N |0<x <5},则满足条件A ⊆C ⊆B 的集合C 的个数为________. 答案 4解析 由题意可得,A ={1,2},B ={1,2,3,4}.又∵A ⊆C ⊆B ,∴C ={1,2}或{1,2,3}或{1,2,4}或{1,2,3,4},∴有4个.(3)已知集合A ={x |x 2-2 021x +2 020<0},B ={x |x <a },若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是________________________________________________________________________. 答案 [2 020,+∞)解析 由x 2-2 021x +2 020<0,解得1<x <2 020, 故A ={x |1<x <2 020}.又B ={x |x <a },A ⊆B ,如图所示,可得a ≥2 020.思维升华 (1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系时,必须考虑空集的情况,否则易造成漏解.(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. 跟踪训练1 (1)已知集合A ={x |y =1-x 2},B ={x |x =m 2,m ∈A },则( ) A .A B B .B A C .A ⊆B D .B =A答案 B解析 由题意知A ={x |y =1-x 2}, 所以A ={x |-1≤x ≤1}.所以B ={x |x =m 2,m ∈A }={x |0≤x ≤1}, 所以B A ,故选B.(2)已知集合A ={x |(x +1)(x -6)≤0},B ={x |m -1≤x ≤2m +1}.若B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________.答案 (-∞,-2)∪⎣⎡⎦⎤0,52 解析 A ={x |-1≤x ≤6}. ∵B ⊆A ,∴B =∅或B ≠∅.当B =∅时,m -1>2m +1,即m <-2.符合题意. 当B ≠∅时,⎩⎪⎨⎪⎧m -1≤2m +1,m -1≥-1,2m +1≤6.解得0≤m ≤52.得m <-2或0≤m ≤52.集合的基本运算命题点1 集合的运算例2 (1)(2019·日照模拟)已知集合A ={x |x 2-2x -3≤0},B ={x |x <2},则A ∩B 等于( ) A .(1,3) B .(1,3] C .[-1,2) D .(-1,2)答案 C解析 因为A ={x |x 2-2x -3≤0}={x |-1≤x ≤3},B ={x |x <2},所以A ∩B =[-1,2).(2)(2020·沈阳检测)已知全集U ={1,3,5,7},集合A ={1,3},B ={3,5},则如图所示的阴影区域表示的集合为()A.{3} B.{7} C.{3,7} D.{1,3,5}答案 B解析由图可知,阴影区域为∁U(A∪B).由题意知,A∪B={1,3,5},U={1,3,5,7},则由补集的概念知,∁U(A∪B)={7}.故选B.命题点2利用集合的运算求参数例3(1)已知集合A={x|x2-3x<0},B={1,a},且A∩B有4个子集,则实数a的取值范围是()A.(0,3) B.(0,1)∪(1,3)C.(0,1) D.(-∞,1)∪(3,+∞)答案 B解析因为A∩B有4个子集,所以A∩B中有2个不同的元素,所以a∈A,所以a2-3a<0,解得0<a<3.又a≠1,所以实数a的取值范围是(0,1)∪(1,3),故选B.(2)已知集合A={x|x<a},B={x|x2-3x+2<0},若A∩B=B,则实数a的取值范围是() A.a<1 B.a≤1C.a>2 D.a≥2答案 D解析集合B={x|x2-3x+2<0}={x|1<x<2},由A∩B=B可得B⊆A,作出数轴如图.可知a≥2.本例(2)中,若集合A={x|x>a},其他条件不变,则实数a的取值范围是________.答案(-∞,1]解析∵A={x|x>a},B={x|1<x<2},由B⊆A结合数轴观察(如图).可得a≤1.思维升华(1)一般来讲,集合中的元素若是离散的,可用Venn图表示;数集中的元素若是连续的,则可用数轴表示,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.跟踪训练2(1)(2019·全国Ⅰ)已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,3,4,5},B={2,3,6,7},则B∩∁U A等于()A.{1,6} B.{1,7}C.{6,7} D.{1,6,7}答案 C解析∵U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,3,4,5},∴∁U A={1,6,7}.又B={2,3,6,7},∴B∩∁U A={6,7}.(2)设集合A={x|-1≤x<2},B={x|x<a},若A∩B≠∅,则a的取值范围是()A.-1<a≤2 B.a>2C.a≥-1 D.a>-1答案 D解析在数轴上画出集合A,B(如图),观察可知a >-1.解决以集合为背景的新定义问题,要抓住两点:(1)紧扣新定义.首先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程之中.(2)用好集合的性质.解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些因素.例1 对于集合M ,定义函数f M (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-1,x ∈M ,1,x ∉M .对于两个集合A ,B ,定义集合A △B ={x |f A (x )·f B (x )=-1}.已知A ={2,4,6,8,10},B ={1,2,4,8,12},则用列举法写出集合A △B 的结果为________.答案 {1,6,10,12}解析 要使f A (x )·f B (x )=-1,必有x ∈{x |x ∈A 且x ∉B }∪{x |x ∈B 且x ∉A }={1,6,10,12},所以A △B ={1,6,10,12}.例2 (多选)设P 是一个数集,且至少含有两个数,若对任意a ,b ∈P ,都有a +b ,a -b ,ab ,a b∈P (除数b ≠0),则称P 是一个数域,例如有理数集Q 是数域,下列命题中正确的是( ) A .数域必含有0,1两个数B .整数集是数域C .若有理数集Q ⊆M ,则数集M 必为数域D .数域必为无限集答案 AD解析 当a =b 时,a -b =0,a b=1∈P ,故可知A 正确. 当a =1,b =2时,12∉Z 不满足条件,故可知B 不正确. 当M 比Q 多一个元素i 时,则会出现1+i ∉M ,所以它也不是一个数域,故可知C 不正确. 根据数域的性质易得数域有无限多个元素,必为无限集,故可知D 正确.例3 已知集合A ={x ∈N |x 2-2x -3≤0},B ={1,3},定义集合A ,B 之间的运算“*”:A *B ={x |x =x 1+x 2,x 1∈A ,x 2∈B },则A *B 中的所有元素数字之和为( )A .15B .16C .20D .21答案 D解析 由x 2-2x -3≤0,得(x +1)(x -3)≤0,得A ={0,1,2,3}.因为A *B ={x |x =x 1+x 2,x 1∈A ,x 2∈B },所以A *B 中的元素有:0+1=1,0+3=3,1+1=2,1+3=4,2+1=3(舍去),2+3=5,3+1=4(舍去),3+3=6,所以A *B ={1,2,3,4,5,6},所以A *B 中的所有元素数字之和为21.。
2021年高考数学一轮总复习 1.1 集合及其运算题组训练理苏教版基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、填空题1.(xx·安徽卷改编)已知A={x|x+1>0},B={-2,-1,0,1}.则(∁R A)∩B=________.解析因为A={x|x>-1},则∁R A={x|x≤-1},所以(∁R A)∩B={-2,-1}.答案{-2,-1}2.已知集合M={1,2,3},N={2,3,4},则下列各式不正确的是________.①M⊆N;②N⊆M;③M∩N={2,3};④M∪N={1,4}.解析由已知得M∩N={2,3},故选①②④.答案①②④3.已知集合M={0,1,2,3,4},N={1,3,5},P=M∩N,则P的子集个数有________.解析P=M∩N={1,3},故P的子集共有4个.答案 44.已知集合A={x|x2-x-2<0},B={x|-1<x<1},则A与B的关系是________.解析集合A={x|-1<x<2},B={x|-1<x<1},则B A.答案B A5.设集合A={x|x2+2x-8<0},B={x|x<1},则图中阴影部分表示的集合为________.解析阴影部分是A∩∁R B.集合A={x|-4<x<2},∁R B={x|x≥1},所以A∩∁R B={x|1≤x<2}.答案{x|1≤x<2}6.(xx·湖南卷)已知集合U={2,3,6,8},A={2,3},B={2,6,8},则(∁U A)∩B=________.解析由集合的运算,可得(∁U A)∩B={6,8}∩{2,6,8}={6,8}.答案{6,8}7.集合A={0,2,a},B={1,a2},若A∪B={0,1,2,4,16},则a的值为________.解析根据并集的概念,可知{a,a2}={4,16},故只能是a=4.答案 48.集合A ={x ∈R ||x -2|≤5}中的最小整数为________.解析 由|x -2|≤5,得-5≤x -2≤5,即-3≤x ≤7,所以集合A 中的最小整数为-3. 答案 -3二、解答题9.已知集合A ={a 2,a +1,-3},B ={a -3,a -2,a 2+1},若A ∩B ={-3},求A ∪B .解 由A ∩B ={-3}知,-3∈B .又a 2+1≥1,故只有a -3,a -2可能等于-3.①当a -3=-3时,a =0,此时A ={0,1,-3},B ={-3,-2,1},A ∩B ={1,-3}. 故a =0舍去.②当a -2=-3时,a =-1,此时A ={1,0,-3},B ={-4,-3,2},满足A ∩B ={-3},从而A ∪B ={-4,-3,0,1,2}.10.设A ={x |x 2+4x =0},B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0},(1)若B ⊆A ,求a 的值;(2)若A ⊆B ,求a 的值.解 (1)A ={0,-4},①当B =∅时,Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)=8(a +1)<0,解得a <-1;②当B 为单元素集时,a =-1,此时B ={0}符合题意;③当B =A 时,由根与系数的关系得:⎩⎪⎨⎪⎧ -2a +1=-4,a 2-1=0,解得a =1.综上可知:a ≤-1或a =1.(2)若A ⊆B ,必有A =B ,由(1)知a =1.能力提升题组(建议用时:25分钟)一、填空题1.若集合A ={-1,1},B ={0,2},则集合{z |z =x +y ,x ∈A ,y ∈B }中的元素的个数为________.解析 当x =-1,y =0时,z =-1;当x =-1,y =2时,z =1;当x =1,y =0时,z =1;当x =1,y =2时,z =3.故z 的值为-1,1,3,故所求集合为{-1,1,3},共含有3个元素.答案 32.已知集合A ={x ∈R ||x +2|<3},集合B ={x ∈R |(x -m )(x -2)<0},且A ∩B =(-1,n ),则m =________,n =________.解析 A ={x |-5<x <1},因为A ∩B ={x |-1<x <n },B ={x |(x -m )(x -2)<0},所以m =-1,n =1.答案 -1 13.设a ,b ,c 为实数,f (x )=(x +a )·(x 2+bx +c ),g (x )=(ax +1)(cx 2+bx +1).记集合S ={x |f (x )=0,x ∈R },T ={x |g (x )=0,x ∈R }.若|S |,|T |分别为集合S ,T 的元素个数,则下列结论:①|S |=1且|T |=0;②|S |=1且|T |=1,③|S |=2且|T |=2;④|S |=2且|T |=3,其中不可能成立的是________.解析 取a =0,b =0,c =0,则S ={x |f (x )=x 3=0},|S |=1,T ={x |g (x )=1≠0},|T |=0.因此①可能成立.取a =1,b =0,c =1,则S ={x |f (x )=(x +1)(x 2+1)=0},|S |=1,T ={x |g (x )=(x +1)(x 2+1)=0},|T |=1,因此②可能成立.取a =-1,b =0,c =-1,则S ={x |f (x )=(x -1)(x 2-1)=0},|S |=2,T ={x |g (x )=(-x +1)·(-x 2+1)=0},|T |=2.因此③可能成立.对于④,若|T |=3,则Δ=b 2-4c >0,从而导致f (x )=(x +a )(x 2+bx +c )也有3解,因此|S |=2且|T |=3不可能成立.故④不可能成立.答案 ④二、解答题4.已知集合A ={y |y =2x -1,0<x ≤1},B ={x |(x -a )[x -(a +3)]<0}.分别根据下列条件,求实数a 的取值范围.(1)A ∩B =A ;(2)A ∩B ≠∅.解 因为集合A 是函数y =2x -1(0<x ≤1)的值域,所以A =(-1,1],B =(a ,a +3).(1)A ∩B =A ⇔A ⊆B ⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a ≤-1,a +3>1,即-2<a ≤-1,故当A ∩B =A 时,a 的取值范围是(-2,-1].(2)当A ∩B =∅时,结合数轴知,a ≥1或a +3≤-1,即a ≥1或a ≤-4.故当A ∩B ≠∅时,a 的取值范围是(-4,1).35319 89F7 觷25942 6556 敖40508 9E3C 鸼39337 99A9 馩25858 6502 攂:38722 9742 靂23263 5ADF 嫟 .9 22286 570E 圎lV。
第1课集合的概念与运算A 应知应会1.(2016·南通、扬州、泰州、淮安三调)已知集合U={-1,0,1,2},A={-1,1,2},那么∁U A=.2.(2016·苏州、无锡、常州、镇江一调)已知集合A={x|x<3,x∈R},B={x|x>1,x∈R},那么A∩B=.3.(2016·南京学情调研)已知集合A={-1,0,1,2},B={x|x2-1>0},那么A∩B=.4.(2016·苏北四市摸底)已知集合A={x|-1≤x≤1},那么A∩Z=.5.已知全集U={x|-1≤x≤4},集合A={x|x2-1≤0},B={x|0<x≤3},求A∩B,A∪B,∁U A,(∁U B)∩A.6.已知集合A={x|x2-2x-3≤0},B={x|x2-2mx+m2-4≤0,x∈R,m∈R}.(1)若A∩B=[0,3],求实数m的值;(2)若A⊆∁R B,求实数m的取值范围.B 巩固提升1.(2016·徐州、连云港、宿迁三检)已知集合A={x|x=2k+1,k∈Z},B={x|0<x<5},那么A∩B=.2.(2015·陕西卷)已知集合M={x|x2=x},N={x|lg x≤0},那么M∪N=.3.设A,B是两个非空集合,定义运算A×B={x|x∈A∪B,且x∉A∩B}.已知集合A={x|y=},B={y|y=2x,x>0},那么A×B=.4.已知函数f(x)=2x-2log2x-10,x∈[2,+∞),那么集合M={n|f(3n2-n)≤2,n∈Z}的子集的个数为.5.已知集合A={-4,2a-1,a2},B={a-5,1-a,9},分别求适合下列条件的a的值.(1) 9∈(A∩B);(2){9}=A∩B.6.已知关于x的不等式(kx-k2-4)(x-4)>0,其中k∈R.(1)当k变化时,试求不等式的解集A.(2)对于不等式的解集A,若满足A∩Z=B,试探究集合B能否为有限集?若能,求出使得集合B中元素个数最少的k的所有取值,并用列举法表示集合B;若不能,请说明理由.第1课集合的概念与运算A 应知应会1.{0}【解析】因为U={-1,0,1,2},A={-1,1,2},所以∁U A={0}.2.(1,3)3.{2}【解析】因为B={x|x2-1>0}={x|x<-1或x>1},A={-1,0,1,2},所以A∩B={2}.4.{-1,0,1}【解析】因为集合A={x|-1≤x≤1}中的整数有-1,0,1,所以A∩Z={-1,0,1}.5.【解答】因为A={x|x2-1≤0}={x|-1≤x≤1},B={x|0<x≤3},所以A∩B={x|0<x≤1},A∪B={x|-1≤x≤3}.又∁U A={x|1<x≤4},∁U B={x|-1≤x≤0或3<x≤4},所以(∁U B)∩A={x|-1≤x≤0}.6.【解答】由题意得A={x|-1≤x≤3},B={x|m-2≤x≤m+2}.(1)因为A∩B=[0,3],所以解得m=2.(2)由题意知∁R B={x|x<m-2或x>m+2}.因为A⊆∁R B,所以m-2>3或m+2<-1,解得m>5或m<-3.故实数m的取值范围是(-∞,-3)∪(5,+∞).B 巩固提升1.{1,3}【解析】因为集合A为奇数集,所以A∩B={1,3}.2.[0,1]【解析】由题设知M={0,1},N=(0,1],所以M∪N=[0,1].3.[0,1]∪(2,+∞)【解析】A=[0,2],B=(1,+∞),故A∪B=[0,+∞),A∩B=(1,2],所以A×B=[0,1]∪(2,+∞).4. 4【解析】由函数f(x)的定义域是[2,+∞),得3n2-n≥2,解得n≥1或n≤-.因为n∈Z,所以n=1,2,3,…或n=-1,-2,-3,….当n=1时,f(2)=-8≤2;当n=2时,f(10)=210-2log2 10-10>2;当n=3时,f(24)>2;…;当n=-1时,f(4)=2≤2;当n=-2时,f(14)>2;….所以集合M={1,-1},故其子集有4个.5.【解答】(1)因为9∈(A∩B),所以9∈A且9∈B,所以2a-1=9或a2=9,解得a=5或a=±3.根据集合中元素的互异性检验知a=5或a=-3.(2)因为{9}=A∩B,所以9∈(A∩B),所以a=5或a=-3.当a=5时,A={-4,9,25},B={0,-4,9},此时A∩B={-4,9},与A∩B={9}矛盾,故舍去;当a=-3时,A={-4,-7,9},B={-8,4,9},此时A∩B={9},满足题意.综上,a的值为-3.6.【解答】(1)当k=0时,A=(-∞,4);当k>0且k≠2时,A=(-∞,4)∪;当k=2时,A=(-∞,4)∪(4,+∞);当k<0时,A=.(2)由(1)知,当k≥0时,集合B中的元素有无限个;当k<0时,集合B为有限集.若k<0,因为k+≤-4,当且仅当k=-2时取等号,所以当k=-2时,集合B中的元素个数最少,此时A=(-4,4),故集合B={-3,-2,-1,0,1,2,3}.。
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】专题1.1 集合的概念及其基本运算班级__________ 姓名_____________ 学号___________ 得分__________一、填空题1. 【2017江苏,1】已知集合{1,2}A =,2{,3}B a a =+,若{1}A B =I 则实数的值为 . 【答案】1【解析】由题意1B ∈,显然233a +≥,所以1a =,此时234a +=,满足题意,故答案为1. 2. 【2017课标3,理1改编】已知集合A ={}22(,)1x y x y +=│,B ={}(,)x y y x =│,则A I B 中元素的个数为 【答案】23. 已知集合{}210A x x mx =-+=,若A R ∅I =,则实数m 的取值范围为 【答案】4m <【解析】∵A R ∅I =,则A ∅=,即等价于方程210x mx -+=无实数解,即40m ∆<=-,即04m ≤<,注意0m <时也表示A ∅=,故实数m 的取值范围为4m <. 4.集合{}2|,M y y x x R ==-∈,{}22|2,N x x y x R =+=∈,则M N ⋂= 【答案】{}1-【解析】由2y x =-,x R ∈得0y ≤,所以集合(],0M ∈-∞,由222x y +=,x R ∈得2,2N ⎡⎤=-⎣⎦,所以2,0M N ⎡⎤⋂=-⎣⎦.5.设全集U =R ,集合2{|230}{|10}A x x x B x x =--<=-≥,,则图中阴影部分所表示的集合为【答案】{|1}x x ≤-6.已知集合{}{}1,2,3,4,5,2,4,6P Q ==,若M P Q =I ,则M 的子集个数为 【答案】4【解析】由题意{2,4}M P Q ==I ,它的子集有224=个.7.设P 和Q 是两个集合,定义集合P Q {x |x P +=∈或x Q ∈且x P Q}∉I .若2P {x |x 3x 40}=--≤, (){}22Q x |y log x 2x 15==--,那么P Q +等于【答案】(-∞,-3)∪-1,4]∪(5,+∞)【解析】由题意可知P {x |1x 4}=-≤≤, Q {x |x 3=<-或x 5}>.所以P Q {x |x 3+=<-或1x 4-≤≤或x 5}>.8.已知集合{}1,A a =,{}2|540,B x x x x Z =-+<∈,若A B ≠∅I ,则等于 【答案】2或3【解析】由已知可得{}3,2,由于A B ≠∅I ,则2=a 或.9.设集合{}1,2,3,4,5,6A =,{}4,5,6,7,8B =,则满足S A ⊆且S B ≠∅I 的集合S 的个数是 【答案】56【解析】集合S 的个数为632264856-=-=.10.已知集合2{|20}P y y y =-->,2{|0}Q x x ax b =++≤,若P Q R =U ,(2,3]P Q =I ,则a b += .【答案】-5【解析】因为2{|20}(,1)(2,)P y y y =-->=-∞-+∞U ,所以{|13}Q x x =-≤≤,因此1,3-为方程20x ax b ++=两根,即13,1323 5.a b a b -=-+-⨯=⇒+=--=-11.已知[)1,A =+∞,1{|21}2B x R x a =∈≤≤-,若A B φ⋂≠,则实数的取值范围是 【答案】[)1,+∞【解析】因为A B φ⋂≠,所以211a -≥,且1212a -≥,解得1a ≥.12.设集合()∅≠⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧>-<+>+-=0,0,012,m y m x y x y x P ,集合(){}22|,<-=y x y x Q ,若Q P ⊆,则实数m 的取值范围是 【答案】)31,32[-13.已知集合{}24A x y x ==-,{}1B x a x a =<<+,若A B B =I ,则实数的取值范围为_______. 【答案】21a -≤≤ 【解析】{}{}{}242,1,A x y x x x x B x a x a A B B B A ==-=-≤≤=<<+=∴⊆Q I2,2112,a a a ≥-⎧∴∴-≤≤⎨+≤⎩14已知{|322}A x x =≤≤,{|2135}B x a x a =+≤≤-,B A ⊆,则的取值范围为________. 【答案】(,9]-∞【解析】因为B A ⊆,所以Φ≠Φ=B B 或.当Φ=B 时,1253+<-a a ,可得6<a ;当Φ≠B 时,⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥+≥22533126a a a ,可得96≤≤a ,综上:9≤a .二、解答题15.已知2{|440}A x x x =++=,22{|2(1)10}B x x a x a =+++-=,其中a R ∈.如果A B B =I ,求实数的取值范围.【解析】2440x x ++=,解得2x =-,∴{2}A =-. ∵A B B =I ,∴B =∅或{2}-.∴224(1)4(1)0a a ∆=+--≤,解得1a ≤-. 但是:1a =-时,{0}B =,舍去. ∴实数的取值范围是(,1)-∞-.16.已知集合{|12},{|3}A x x B x m x m =≤≤=≤≤+. (1)当2m =时,求A B ⋃;(2)若A B ⊆,求实数m 的取值范围.17.已知函数()f x x=A ,集合{|10,}B x ax a *=-<∈N ,集合2{|log 1}C x x =<-. (1)求A C U ;(2)若C ⊂≠ (A B I ),求的值.【解析】(1)由题意得A =(0,)+∞.,C =)21,0(, ∴(0,)A C =+∞U . (2)由题意得B =*)1,(N a a ∈-∞,∴)1,0(aB A =I ,∵C ⊂≠A B I , ∴211>∴a , ∴20<<∴a ,又∵a *∈N , ∴=1.18.已知{}0232≤+-∈=x x R x A ,{}02242≥-⋅-∈=a a R x B x x . (Ⅰ)当1=a 时,求B A I ; (Ⅱ)若B A ⊆,求实数的取值范围.【解析】(Ⅰ)由题[]2,1=A0)12)(22(:≥+-x x B 得),1[+∞=B , 所以a=1时,]2,1[=∴B A I。
2020年高考数学一轮复习讲练测(江苏版)第01讲 集合的概念与运算——讲1.通过实例了解集合的含义,理解元素与集合的属于关系;针对具体问题能在自然语言、图形语言的基础上,用符号语言刻画集合;2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中了解全集与空集的含义;3.理解两个集合的并集与交集的含义,能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,能求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算,体会图形对理解抽象概念的作用.知识点一:元素与集合(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.(2)集合与元素的关系:若a 属于集合A ,记作a A ∈;若b 不属于集合A ,记作b A ∉.(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集及其符号表示【典例1】(2018·全国卷Ⅱ)已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2≤3,x ∈Z ,y ∈Z},则A 中元素的个数为_____解析: 法一:将满足x 2+y 2≤3的整数x ,y 全部列举出来,即(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,-1), (1,0),(1,1),共有9个.法二:根据集合A 的元素特征及圆的方程在坐标系中作出图形,如图,易知在圆x 2+y 2=3中有9个整点,即为集合A 的元素个数.【思路点拨】与集合中的元素有关问题的求解策略(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)集合元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.【变式1】已知集合A ={x ∈N|1<x <log 2k },若集合A 中至少有3个元素,则k 的取值范围为________. 解析: 因为集合A 中至少有3个元素,所以log 2k >4,所以k >24=16.知识点二:集合间的基本关系(1)子集:对于两个集合A 与B ,如果集合A 的任何一个元素都是集合B 的元素,我们就说集合A 包含于集合B ,或集合B 包含集合A ,也说集合A 是集合B 的子集。
集合的概念与运算随堂演练巩固=R ,集合M ={|212x -≤-≤}和N ={|=2-1,=1,2,…}的关系的Venn 图如图所示,则阴影部分所示的集合的元素共有 个【答案】 2【解析】 由212x -≤-≤,得13x -≤≤,则M N ⋂={1,3},即有2个元素={|2(2)10x a x a x -+++=,∈R }中所有元素之和为【答案】 a 2或1【解析】 A ={|2(2)10x a x a x -+++=,∈R }={|-1-a 1)0x -=,∈R },若a =0,则A ={1},若0a ≠,则A ={1,a 1},故所有元素之和为a 2或1={-1,1,3},B ={224a a +,+}A B ,⋂={3},则实数a 的值为【答案】 1【解析】 ∵243a +≠,∴a 2=3,∴a =1={a ,b },则满足M N ⋃⊆{a ,b ,c }的非空集合N 的个数为【答案】 7【解析】 ∵N 是集合{a ,b ,c }的非空子集,∴集合N 的个数3217=-=5设全集U A B =⋃={x ∈N *|g (A ⋂)U B =x ∈*U A =⋃(A ⋂)U B =221y x x x =--,∈28x -≤<⊂≠2(1)2x x =--,∈2y ≥-28y -≤<⊂≠U A B =⋃,()U A B ⋂A B ⋃=A B ,⋂=()U A B ⋂=1x ≤x a ≥A B ⋃=(1]-∞,A B ⋃=1a ≤(1]-∞,221416y x +=3x y =A B ⋂221416y x +=3x y =1a 2a ,A B ⋂1a 2a 12a a ,()A B ⋃=()A B ⋂,()100A B ⋂≤,()45A B ⋂≥2210ax x x ++=,∈1a ≥0440a a ≠,⎧⎨∆=-<,⎩1; 若A 是单元素集,则当a =0时,A ={12-};当0a ≠时,有440a ∆=-=,即a =1 综上,实数a 的取值范围为{a |1a ≥或a =0}={|og 22x ≤}()B a ,=-∞,,若A B ⊆,则实数a 的取值范围是()c ,+∞,其中c = 【答案】 4【解析】 ∵A ={|04x <≤}()B a ,=-∞,,又A B ⊆,∴a >4又a 的取值范围是()c ,+∞,∴c =4={0,1,2,3,4,5},A 是S 的一个子集当x A ∈时,若1x A -∉且1x A +∉,则称为A 的一个”孤立元素”,那么S 中无”孤立元素”的且含4个元素的子集共有 个【答案】 6【解析】 ∵由成对的相邻元素组成的四元子集都没有”孤立元素”,如{0,1,2,3},{0,1,3,4},{0,1,4,5},{1,2,3,4},{1,2,4,5},{2,3,4,5}这样的集合,故共有6个 ={|是小于10的正整数}A U B U ,⊆,⊆,且)U A B ⋂={1,9}A B ,⋂={2},)(U A ⋂)U B ={4,6,8},则A = ,B =【答案】 {2,3,5,7} {1,2,9}【解析】 利用Venn 图,在图中标出各个元素的相关位置,可以直接写出A 和B 来,A ={2,3,5,7},B ={1,2,9},n 定义某种运算运算符号用#表示:当m ,n 都为正偶数或正奇数时,m #n =mn ;当m ,n 中一个为正奇数,另一个为正偶数时,m #n =mn ,则在上述定义下,集合M ={a ,b |a #36b a =,∈N b *,∈N *中元素个数为【答案】 41【解析】 当m ,n 都为正偶数或正奇数时,36=135=234=333=…=1719=1818,共18个等式,能组成的实数对a ,b 为182135⨯-=对;当m ,n 中一个为正奇数,另一个为正偶数时,3613631249=⨯=⨯=⨯,能组成的实数对a ,b 为236⨯=对,因此集合中共有41个元素 6()11f x x =-+,函数g =g 2(2)x x m -++的定义域为集合B 1当m =3时,求(A B ⋂R ;2若A B ⋂={|-1<<4},求实数m 的值【解】 1A ={|15x -<≤} 当m =3时,B ={|-1<<3},则B R ={|1x ≤-或3x ≥},∴(A ⋂B R={|35x ≤≤}2∵A ={|15x -<≤}A B ,⋂={|-1<<4}, ∴有24240m -+⨯+=,解得m =8,此时B ={|-2<<4},符合题意={|240x x x +=,∈R },B ={|22(1)x a ++21a -=0a ,∈R x ,∈R },若B A ⊆,求实数a 的取值范围【解】 A ={0,-4},又B A ⊆,于是可分类处理 1若B =∅,则222(1)10x a x a +++-=的判别式0∆<,于是422[(1)(1)]0a a +--<,∴a <-12若B ={0},把=0代入方程得1a =±当a =1时,B ={0,-4},不合题意;当a =-1时,B ={0},所以a =-13若B ={-4},把=-4代入方程得a =1或a =7当a =1时,B ={0,-4},不合题意当a =7时,B ={-4,-12},不合题意4若B ={0,-4},则0,-4是方程222(1)10x a x a +++-=的两根,由根与系数的关系,得22(1)410a a -+=-,⎧⎨-=,⎩解得a =1综上所述,所求实数a 的取值范围为1a ≤-或a =1。
1.1 集合的概念与运算
随堂演练巩固
1.已知全集U =R ,集合M ={x |212x -≤-≤}和N ={x |x =2k -1,k =1,2,…}的关系的Venn 图如图所示,则阴影部分所示的集合的元素共有 个.
【答案】 2
【解析】 由212x -≤-≤,得13x -≤≤,
则M N ⋂={1,3},
即有2个元素.
2.集合A ={x |2(2)10x a x a x -+++=,∈R }中所有元素之和为 .
【答案】 a +2或1
【解析】 A ={x |2(2)10x a x a x -+++=,∈R }={x |(x -1)(x -a 1)0x -=,∈R }, 若a =0,则A ={1},
若0a ≠,则A ={1,a +1},
故所有元素之和为a +2或1.
3.设集合A ={-1,1,3},B ={224a a +,+}A B ,⋂={3},则实数a 的值为 .
【答案】 1
【解析】 ∵243a +≠,
∴a +2=3,
∴a =1.
4.设M ={a ,b },则满足M N ⋃⊆{a ,b ,c }的非空集合N 的个数为 .
【答案】 7
【解析】 ∵N 是集合{a ,b ,c }的非空子集,
∴集合N 的个数3
217=-=.
5.设全集U A B =⋃={x ∈N *|lg x <1},若(A ⋂)U B =ð{m |m =2n +1,n =0,1,2,3,4},则集合B = .
【答案】{2,4,6,8}
【解析】由lg x <1解得0<x <10,结合x ∈N *
得U A =⋃B ={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
而(A ⋂)U B =ð{1,3,5,7,9},故B ={2,4,6,8}.
课后作业夯基
1.已知A ={y |221y x x x =--,∈R },B ={x |28x -≤<},则集合A 与B 的关系是 .
【答案】 B ⊂≠A
【解析】 ∵A ={y |y 2(1)2x x =--,∈R }={y |2y ≥-},B ={y |28y -≤<},
∴B ⊂≠A . 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 ⋂ð中的元素共有 .
【答案】 3个
【解析】 由题意知A B ⋃={3,4,5,7,8,9}A B ,⋂={4,7,9},
∴()U A B ⋂=ð{3,5,8}.
∴共3个元素.
3.已知集合A ={x |1x ≤},B ={x |x a ≥},且A B ⋃=R ,则实数a 的取值范围是 .
【答案】 (1]-∞,
【解析】 ∵A B ⋃=R ,如图所示.
∴当1a ≤时满足题意,即a 的取值范围是(1]-∞,. 4.设集合A ={(x ,y )|221416
y x +=},B ={(x ,y )|3x y =},则A B ⋂的子集的个数是 .
【答案】 4
【解析】 画出椭圆221416
y x +=和指数函数3x y =的图象,可知其有两个不同交点,记为1a 、2a ,则A B ⋂的子集应为,{1a },{2a },{12a a ,}共四个.
5.某班期中考试,数学优秀率为70%,语文优秀率为75%,则两门学科都优秀的百分率至少为 .
【答案】 45%
【解析】 设班级人数为100,集合A ={班里数学优秀的学生},B ={班里语文优秀的学生},则两门学科中至少有一门优秀的总人数不大于100.
由Card ()A B ⋃=Card(A )+Card(B )-Card ()A B ⋂,可得70+75-Card ()100A B ⋂≤, 即Card ()45A B ⋂≥.
故两门学科都优秀的百分率至少为45%.
6.已知集合A ={x |2210ax x x ++=,∈R },若A 中至多只有一个元素,则实数a 的取值范围为 .
【答案】 {a |1a ≥或a =0}
【解析】 若A 是空集,则0440a a ≠,⎧⎨
∆=-<,⎩
解得a >1; 若A 是单元素集,则当a =0时,A ={12
-};当0a ≠时,有440a ∆=-=,即a =1. 综上,实数a 的取值范围为{a |1a ≥或a =0}.
7.已知集合A ={x |log 22x ≤}()B a ,=-∞,,若A B ⊆,则实数a 的取值范围是()c ,+∞,其中c = .
【答案】 4
【解析】 ∵A ={x |04x <≤}()B a ,=-∞,,
又A B ⊆,
∴a >4.
又a 的取值范围是()c ,+∞,
∴c =4.
8.已知集合S ={0,1,2,3,4,5},A 是S 的一个子集.当x A ∈时,若1x A -∉且1x A +∉,则称x 为A 的一个”孤立元素”,那么S 中无”孤立元素”的且含4个元素的子集共有 个.
【答案】 6
【解析】 ∵由成对的相邻元素组成的四元子集都没有”孤立元素”,
如{0,1,2,3},{0,1,3,4},{0,1,4,5},{1,2,3,4},{1,2,4,5},{2,3,4,5}这样的集合,故共有6
个.
9.若
集合U ={x |x 是小于10的正整数}A U B U ,⊆,⊆,且()U A B ⋂=ð{1,9}A B ,⋂={2},()(U A ⋂ð)U B =ð{4,6,8},则A = ,B = .
【答案】 {2,3,5,7} {1,2,9}
【解析】 利用Venn 图,在图中标出各个元素的相关位置,可以直接写出A 和B 来,A ={2,3,5,7},B ={1,2,9}.
10.对于任意两个正整数m ,n 定义某种运算(运算符号用#表示):当m ,n 都为正偶数或正奇数时,m #n =m +n ;当m ,n 中一个为正奇数,另一个为正偶数时,m #n =mn ,则在上述定义下,集合M ={(a ,b )|a #36b a =,∈N b *,∈N *中元素个数为 .
【答案】 41
【解析】 当m ,n 都为正偶数或正奇数时,36=1+35=2+34=3+33=…=17+19=18+18,共18个等式,能组成的实数对(a ,b )为182135⨯-=对;当m ,n 中一个为正奇数,另一个为正偶数时,3613631249=⨯=⨯=⨯,能组成的实数对(a ,b )为236⨯=对,因此集合中共有41个元素.
11.已知函数()f x =的定义域为集合A ,函数g (x )=lg 2(2)x x m -++的定义域为集合B .
(1)当m =3时,求(A B ⋂R ð);
(2)若A B ⋂={x |-1<x <4},求实数m 的值.
【解】 (1)A ={x |15x -<≤}.
当m =3时,B ={x |-1<x <3},
则B R ð={x |1x ≤-或3x ≥},
∴(A ⋂B R ð)={x |35x ≤≤}.
(2)∵A ={x |15x -<≤}A B ,⋂={x |-1<x <4},
∴有24240m -+⨯+=,解得m =8,
此时B ={x |-2<x <4},符合题意.
12.设集合A ={x |240x x x +=,∈R },B ={x |22(1)x a ++x +2
1a -=0a ,∈R x ,∈R },若B A ⊆,
求实数a 的取值范围.
【解】 A ={0,-4},又B A ⊆,于是可分类处理. (1)若B =∅,则22
2(1)10x a x a +++-=的判别式0∆<,
于是422[(1)(1)]0a a +--<,∴a <-1.
(2)若B ={0},把x =0代入方程得1a =±.
当a =1时,B ={0,-4},不合题意;
当a =-1时,B ={0},所以a =-1.
(3)若B ={-4},把x =-4代入方程得a =1或a =7.
当a =1时,B ={0,-4},不合题意.
当a =7时,B ={-4,-12},不合题意.
(4)若B ={0,-4},则0,-4是方程222(1)10x a x a +++-=的两根,
由根与系数的关系,得22(1)410a a -+=-,⎧⎨-=,⎩ 解得a =1.
综上所述,所求实数a 的取值范围为1a ≤-或a =1.。