集合的基本运算

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本节课是集合这一章的核心内容,高考常考考点之一,所以一定要掌握并集,补集,交集的概念。

集合的基本运算是在学习集合定义以及集合的性质之后学到的,它对日后学习研究函数的定义域、值域、单调区间等内容起到知识储备作用。

1.教学重点:集合的交集与并集、补集的概念;
2.教学难点:集合的交集与并集、补集“是什么”,“为什么”,“怎样做”;
一、知识梳理
1、集合的运算A∩B={x|x∈A且x∈B}.A∪B={x|x∈A或x∈B}.∁U A={x|x∈U,且x∉A}
2、性质:A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=A⇔B⊆A,A⊆(A∪B).
A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=A⇔A⊆B,A∩B⊆A∪B,A∩B⊆A,A∩B⊆B.
A ∪(∁U A )=U ,A ∩(∁U A )=∅,∁U (∁U A )=A
二、题型探究
类型一 并集、交集性质的应用
例1 已知A ={x |2a ≤x ≤a +3},B ={x |x <-1或x >5},若A ∪B =B ,求实数a 的取值范围.
反思与感悟 解此类题,首先要准确翻译,诸如“A ∪B =B ”之类的条件.在翻译成子集关系后,不要忘了空集是任何集合的子集.
跟踪训练1 设集合A ={x |2x 2+3px +2=0},B ={x |2x 2+x +q =0},其中p ,q 为常数,x ∈R ,当A ∩B =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫12时,求p ,q 的值和A ∪B .
解 ∵A ∩B =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫12,∴12∈A , ∴2×⎝⎛⎭⎫122+3p ×12
+2=0, ∴p =-53,∴A =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫12,2. 又∵A ∩B =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫12,∴12∈B , ∴2×⎝⎛⎭⎫122+12
+q =0,∴q =-1. ∴B =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫12,-1. ∴A ∪B =⎩⎨⎧⎭
⎬⎫-1,12,2.
类型二 补集性质的应用
命题角度1 补集性质在集合运算中的应用
例2 已知A ={0,2,4,6},∁U A ={-1,-3,1,3},∁U B ={-1,0,2},用列举法写出集合B .
解 ∵A ={0,2,4,6},∁U A ={-1,-3,1,3},
∴U ={-3,-1,0,1,2,3,4,6}.
而∁U B ={-1,0,2},
∴B =∁U (∁U B )={-3,1,3,4,6}.
反思与感悟 从Venn 图的角度讲,A 与∁U A 就是圈内和圈外的问题,由于(∁U A )∩A =∅,(∁U A )∪A =U ,所以可以借助圈内推知圈外,也可以反推.
跟踪训练2 如图所示的V enn 图中,A ,B 是非空集合,定义A *B 表示阴影部分的集合.若A ={x |0≤x ≤2},B ={y |y >1},则A *B =________________.
考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
命题角度2 补集性质在解题中的应用
例3 关于x 的方程:x 2+ax +1=0,①
x 2+2x -a =0,②
x 2+2ax +2=0,③
若三个方程至少有一个有解,求实数a 的取值范围.
考点 交并补集的综合问题
题点 与交并补集运算有关的参数问题
解 假设三个方程均无实根,则有
⎩⎪⎨⎪⎧ Δ1=a 2-4<0,Δ2=4+4a <0,
Δ3=4a 2-8<0,即⎩⎪⎨⎪⎧ -2<a <2,a <-1,-2<a < 2.
解得-2<a<-1,
∴当a≤-2或a≥-1时,三个方程至少有一个方程有实根,即a的取值范围为{a|a≤-2或a≥-1}.反思与感悟运用补集思想求参数取值范围的步骤
(1)把已知的条件否定,考虑反面问题.
(2)求解反面问题对应的参数的取值范围.
(3)求反面问题对应的参数的取值集合的补集.
跟踪训练3若集合A={x|ax2+3x+2=0}中至多有一个元素,求实数a的取值范围.
考点交并补集的综合问题
题点与交并补集运算有关的参数问题
类型三集合的综合运算
例4(1)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合P={1,3,5},Q={1,2,4},则(∁U P)∪Q等于() A.{1} B.{3,5}
C.{1,2,4,6} D.{1,2,3,4,5}
考点交并补集的综合问题
题点有限集合的交并补运算
答案 C
解析∵∁U P={2,4,6},∴(∁U P)∪Q={1,2,4,6}.
(2)已知集合A={x|x≤a},B={x|1≤x≤2},且A∪(∁R B)=R,则实数a的取值范围是________.
考点交并补集的综合问题
题点无限集合的交并补运算
答案{a|a≥2}
反思与感悟解决集合的混合运算时,一般先计算括号内的部分,再计算其他部分.有限集混合运算可借助Venn图,与不等式有关的可借助数轴.
跟踪训练4(1)已知集合U={x∈N|1≤x≤9},A∩B={2,6},(∁U A)∩(∁U B)={1,3,7},A∩
(∁U B)={4,9},则B等于()
A.{1,2,3,6,7} B.{2,5,6,8}
C.{2,4,6,9} D.{2,4,5,6,8,9}
考点交并补集的综合问题
题点有限集合的交并补运算
答案 B
解析根据题意可以求得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},画出Venn图(如图所示),可得B={2,5,6,8},故选B.
(2)已知集合U={x|x≤4},集合A={x|-2<x<3},B={x|-3≤x≤2},求A∩B,(∁U A)∪B,A∩
(∁U B).
考点交并补集的综合问题
题点无限集合的交并补运算
解如图所示.
∵A={x|-2<x<3},B={x|-3≤x≤2},
∴∁U A={x|x≤-2或3≤x≤4},
∁U B={x|x<-3或2<x≤4}.
A∩B={x|-2<x≤2},
∴(∁U A)∪B={x|x≤2或3≤x≤4},
A∩(∁U B)={x|2<x<3}.
三、达标检测
1、设集合A ={1,2},B ={1,2,3},C ={2,3,4},则(A ∩B )∪C 等于( )
A .{1,2,3}
B .{1,2,4}
C .{2,3,4}
D .{1,2,3,4}
考点 并集、交集的综合运算
题点 并集、交集的综合运算
答案 D
解析 A ∩B ={1,2},
(A ∩B )∪C ={1,2}∪{2,3,4}={1,2,3,4}.
2、已知M ={(x ,y )|x +y =2},N ={(x ,y )|x -y =4},那么M ∩N 为( )
A .x =3,y =-1
B .(3,-1)
C .{3,-1}
D .{(3,-1)}
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
答案 D
3、已知集合A ={}1,2,A ∪B ={}1,2,3,4,则满足条件的集合B 的个数为( )
A .1
B .2
C .3
D .4
考点 集合的交集、并集性质及应用
题点 利用交集、并集性质求集合的个数
答案 D
解析 因为集合A ={}1,2,A ∪B ={}1,2,3,4,
所以B 中至少含有3,4两个元素,
所以满足条件的集合B 为{}3,4,{}3,4,1,{}3,4,2,{}3,4,1,2,共4个.
4、已知A ={x |x +1>0},B ={-2,-1,0,1},则(∁R A )∩B 等于( )
A .{-2,-1}
B .{-2}
C .{-1,0,1}
D .{0,1}
考点并交补集的综合问题
题点有限集合的并交补运算
答案 A
解析因为集合A={x|x>-1},
所以∁R A={x|x≤-1},
则(∁R A)∩B={x|x≤-1}∩{-2,-1,0,1}={-2,-1}.
5、已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合∁U(A∪B)=______,(∁U A)∩(∁U B)=________. 考点交并补集的综合问题
题点无限集合的交并补运算
答案{x|0<x<1}{x|0<x<1}
6、若集合A={x|0≤x≤2},B={x|x<0或x>1},则图中阴影部分所表示的集合为________.
考点Venn图表达的集合关系及运用
题点Venn图表达的集合关系
答案{x|x≤1或x>2}
解析如图,
设U=A∪B=R,A∩B={x|1<x≤2},
∴阴影部分为∁U(A∩B)={x|x≤1或x>2}.。