【三轮押题冲刺】2013高考数学基础知识最后一轮拿分测验 集合的概念及运算(word版,含答案)

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集合的概念及运算【考点导读】了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能选择自然语言,图形语言,集合语言描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;了解全集与空集的含义. 理解两个集合的交集与并集的含义,会求两个集合的交集与并集;理解在给定集合中一个子集补集的含义,会求给定子集的补集;能使用文氏图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用.集合问题常与函数,方程,不等式有关,其中字母系数的函数,方程,不等式要复杂一些,综合性较强,往往渗透数形思想和分类讨论思想. 【基础练习】 1.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)}.2.设集合{21,}A x x k k Z ==-∈,{2,}B x x k k Z ==∈,则A B ⋂=∅.3.已知集合{0,1,2}M =,{2,}N x x a a M ==∈,则集合M N ⋂=____________.4.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2___.5. 已知集合[1,4)A =,(,)B a =-∞,若A B A ⋂=,则实数a 的取值范围____________.6. 已知集合{|10}M x x =+<,1{|0}1N x x =>-,则图中阴影部分所表示的集合是 ____ .【范例解析】例1. 设,a b R∈,集合{1,,}{0,,}b a b a b a +=,求b a -的值.分析:利用集合中元素互异性和集合相等性质,得到集合中对应元素的关系.解:由题知,0a ≠, 0a b +=,则1ba =-,所以 1b aa b ⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得11a b =-⎧⎨=⎩,所以2b a -=.点评:本题以集合中元素的性质为载体,考察学生对条件的把握分析能力,以寻找解题的突破口. 例2.已知集合{026}A x ax =<+≤,{124}B x x =-<≤.若A B A ⋂=,求实数a 的取值范围;第6题{0,2}{11}x x -≤<[4,)+∞集合A ,B 能否相等?若能,求出a 的值;若不能,请说明理由. 分析:(1)对a 进行分类讨论,利用数轴求a 的取值范围.解: {124}B x x =-<≤1{2}2x x =-<≤,{026}A x ax =<+≤{24}x ax =-<≤.①当0a =时,A R =,所以A B ⊆不可能;②当0a >时,24{}A x x a a =-<≤,若AB ⊆,则21,24 2.a a ⎧-≥-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩解得4a ≥. ③当0a <时,42{}A x x a a =≤<-,若AB ⊆,则41,22 2.a a ⎧>-⎪⎪⎨⎪-≤⎪⎩解得8a <-.综上所得,a 的取值范围为(,8)[4,)-∞-⋃+∞.(2)分析一:求出满足B A ⊆时a 的取值范围,再与(1)取交集. 解法一:①当0a =时,A R =,所以B A ⊆成立;②当0a >时,24{}A x x a a =-<≤,若B A ⊆,则21,24 2.a a ⎧-≤-⎪⎪⎨⎪≥⎪⎩解得02a <≤. ③当0a <时,42{}A x x a a =≤<-,若B A ⊆,则41,22 2.a a ⎧≤-⎪⎪⎨⎪->⎪⎩解得10a -<<.综上,B A ⊆时,12a -<≤.A B A B =⇔⊆ 且B A ⊆,∴若A B =,则(1,2]a ∈-且(,8)[4,)a ∈-∞-⋃+∞,矛盾.所以,集合A 与B 不可能相等.分析二:利用两个相等集合中元素的对应关系,建立等量关系. 解法二:①当0a =时,A R =,所以B A ≠;②当0a >时,24{}A x x a a =-<≤,若B A =,则21,24 2.a a ⎧-=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩无解.③当0a <时,42{}A xx a a =≤<-,若B A =,显然不成立. 综上,集合A 与B 不可能相等.点评:在解决两个数集关系问题时,应合理运用数轴帮助分析与求解.另外,在解含参数的不等式(方程)时,要对参数进行分类讨论,分类时要遵循不重不漏的分类原则,然后对每一类情况都要给出问题的解答. 例3.(1)已知R 为实数集,集合2{320}A x x x =-+≤.若R B C A R⋃=,{01R B C A x x ⋂=<<或23}x <<,求集合B ;(2)已知集合{,0}M a =,2{30,}N x x x x Z =-<∈,且{1}M N ⋂=,记P M N =⋃,写出集合P 的所有子集. 分析:(1)先化简集合A ,由R B C A R⋃=可以得出A 与B 的关系;最后,由数形结合,利用数轴直观地解决问题.(2)求出N ,由{1}M N ⋂=,可知1M ∈,解得a ,进而求出P .解:(1){12}A x x =≤≤ ,{1R C A x x ∴=<或2}x >.又R B C A R ⋃=,R A C A R ⋃=,可得A B ⊆. 而{01R B C A x x ⋂=<<或23}x <<,∴{01x x <<或23}x <<.B ⊆借助数轴可得B A =⋃{01x x <<或23}x <<{03}x x =<<.(2)由230x x -<,得03x <<;又x Z ∈,故{1,2}N =.由{,0}M a =且{1}M N ⋂=,可得1a =.{1,0}M ∴=,故P 的子集为:∅,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2}.点评:(1)研究数集的相互关系时,可通过数轴示意,借助直观性探求,易于理解.(2)含有n 个元素的集合,共有2n个子集,21n-个真子集.另注意空集的情况.例4.已知函数2()f x x px q =++,集合{()}A x f x x ==,集合{[()]}B x f f x x ==. (1)求证:A B ⊆;(2)若{1,3}A =-,求集合B .分析:(1)要证明A B ⊆,根据定义,只要证A 中任一元素都是B 中的元素即可; (2)由{1,3}A =-,可以求出p ,q 的值,从而求出B . 解:(1)设0x 是集合A 中的任一元素,即0x A ∈. {()}A x f x x ==,∴ 00()x f x =,即有000[()]()f f x f x x ==.∴0x B∈.故A B ⊆.(2) {1,3}A =-2{}x x px q x =++=,1∴-,3是方程2(1)0x p x q +-+=的两个根,∴1(1)(1)0,9(1)30,p q p q +-⋅-+=⎧⎨+-⋅+=⎩1,3.p q =-⎧∴⎨=-⎩2() 3.f x x x ∴=-- 因为集合B 中的元素是方程[()]f f x x =的根,也就是222(3)(3)3x x x x x ------=的根.方程整理得22(23)(3)0x x x ---=,解得x =-,即{B =-. 点评:本题考查集合语言与集合思想在解决方程问题时的运用,在解答过程中,应脱去集合符号和抽象函数符号的“外衣”,显出本质的数量关系,要不断实施各种数学语言间的相互转换. 【反馈演练】1.设集合{}2,1=A ,{}3,2,1=B ,{}4,3,2=C ,则()C B A U ⋂=_________.2.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.3.已知集合A ={-1,3,2m -1},集合B ={3,2m }.若B ⊆A ,则实数m = 1.4.若集合M ={0,l ,2},N ={(x ,y)|x -2y +1≥0且x -2y -1≤0,x ,y ∈M},则N 中元素的个数为______4____个.5.设f(n)=2n +1(n ∈N),P ={1,2,3,4,5},Q ={3,4,5,6,7},记P ∧={n ∈N|f(n)∈P},Q∧={n ∈N|f(n)∈Q},则(P ∧∩N C Q∧)∪(Q∧∩N CP ∧)=___________.{0,3}6.若集合131,11,2,01A y y x x B y y x x ⎧⎫⎧⎫⎪⎪==-≤≤==-<≤⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎪⎪⎩⎭,则A ∩B 等于[]1,1-.7.已知集合{}1≤-=a x x A ,{}0452≥+-=x xx B ,若φ=B A ,则实数a 的取值范围是 .8.已知A ,B ,C 为三个集合,若C B B A ⋂=⋃,给出下列结论: ①C A ⊆;②A C ⊆;③C A ≠;④φ=A . 其中正确结论的有_______①______.提示:由A B B C = 知,,A B B A B C A B C ⊆⊆∴⊆⊆ . 9.已知集合2{20}A x x x =+-≤,{214}B x x =<+≤,2{0}C x x bx c =++>,若集合A ,B ,C 满足()A B C ⋃⋂=∅,()A B C R ⋃⋃=,求b ,c 的值. 解:由题知:{(1)(2)0}A x x x =-+≤{21}x x =-≤≤,{13}B x x =<≤.{23}A B x x ∴⋃=-≤≤.()A B C ⋃⋂=∅,()A B C R ⋃⋃=,()R C A B ∴=⋃ð.{2C x x ∴=<-或3}x >.又2{0}C x x bx c =++>,∴20x bx c ++=的两根为2-和3,即有420,930.b c b c -+=⎧⎨++=⎩解得1b =-,6c =-.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 ∈-⋃+∞.(2,3)(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.设集合2{40}A x x x =+=,22{2(1)10}B x x a x a =+++-=.(1)若A B B ⋂=,求a 的值; (2)若A B B ⋃=,求a 的值. 解:由题知:{0,4}A =-. (1)A B B ⋂= ,B A ∴⊆.①当B =∅时,224(1)4(1)0a a ∆=+--<,解得1a <-;②当{0}B =或{4}-时,224(1)4(1)0a a ∆=+--=,解得1a =-,此时,{0}B =,满足B A ∴⊆;③当{0,4}B =-时,22224(1)4(1)0,10,168(1)10.a a a a a ⎧∆=+-->⎪-=⎨⎪-++-=⎩综上所述,实数a 的取值范围是1a =或1a ≤-.(2)A B B ⋃= ,A B ∴⊆,故{0,4}B =-.即22224(1)4(1)0,10,168(1)10.a a a a a ⎧∆=+-->⎪-=⎨⎪-++-=⎩,解得1a =.。