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- 2021-06-16 发布
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3.1 交集与并集
1.理解两个集合的交集和并集的含义,会求两个简单集合的交集与并集.
2.掌握有关术语和符号∩和∪,能用 Venn 图表达集合之间的关系和运算.
1.交集
(1)定义:一般地,由既属于集合 A 又属于集合 B 的________组成的集合,叫作 A 与 B
的交集,也就是由集合 A 与 B 的“公共”元素组成的集合.
当集合 A 和集合 B 无公共元素时,说集合 A,B 的交集为空集.
(2)符号表示:A 与 B 的交集记作 A∩B,即 A∩B=____________.
(3)图示:用 Venn 图表示 A∩B,如图所示.
A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩ = ,(A∩B) A,(A∩B) B,A B A∩B=A.
【做一做 1】 设集合 A={1,3,5,8},B={5,6,8},则 A∩B 等于( ).
A.{5} B.{5,8} C.{8} D.{1,3,5,6,8}
2.并集
(1)定义:一般地,由属于集合 A____属于集合 B 的所有元素组成的集合,叫作 A 与 B
的并集,也就是由集合 A 与 B 的“全部”元素组成的集合.
当元素 a 是集合 A,B 的公共元素时,由集合元素的互异性知,集合 A 与 B 的并集中仅
有一个元素 a,不能有两个相同的元素 a.
(2)符号表示:A 与 B 的并集记作 A∪B,即 A∪B=____________.
“x∈A 或 x∈B”包含三种情况:①x∈A,但 x B;②x∈B,但 x A;③x∈A,且 x∈
B.
(3)图示:用 Venn 图表示 A∪B,如图①②所示.
A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪ =A,A (A∪B),B (A∪B),A B A∪B=B.
【做一做 2】 已知集合 A={x|x>0},B={x|-1≤x≤2},则 A∪B 等于( ).
A.{x|x≥-1} B.{x|x≤2}
C.{x|0<x≤2} D.{x|-1≤x≤2}
答案:1.(1)所有元素 (2){x|x∈A,且 x∈B}
【做一做 1】 B 依据交集的定义,用 Venn 图表示或观察 A,B 中的元素,如图所示,
可得 A∩B={5,8}.
2.(1)或 (2){x|x∈A,或 x∈B}
【做一做 2】 A 用数轴表示集合 A 和 B,如图所示,
则阴影部分就是 A∪B,
所以 A∪B={x|x≥-1}.
1.对于 A∩B= ,存在哪几种可能的情况?
剖析:存在三种情况:
(1)集合 A,B 均为空集;
(2)集合 A,B 中有一个是空集;
(3)集合 A,B 均为非空集,但无相同元素.
2.为什么集合{x|x∈A,或 x∈B}与集合{x|x∈A,且 x∈B}不一定相等?
剖析:在数学中,“或”表示至少有一个成立,而“且”表示都成立.“x∈A,或 x∈
B”表示元素 x 可能在集合 A 中,也可能在集合 B 中,也可能同时在集合 A 和 B 中,因此集
合{x|x∈A,或 x∈B}是集合 A 和 B 的并集.而“x∈A,且 x∈B”仅表示元素 x 同时在集合
A 和 B 中,即是集合 A 和 B 的公共元素,因此集合{x|x∈A,且 x∈B}表示集合 A 和 B 的交集.所
以这两个集合不一定相等,并且有{x|x∈A,且 x∈B} {x|x∈A,或 x∈B}.
例如,集合 A={1,2,3},集合 B={3,4},则集合{x|x∈A,或 x∈B}={1,2,3,4}=A∪
B,而集合{x|x∈A,且 x∈B}={3}=A∩B.很明显此时{x|x∈A,或 x∈B}≠{x|x∈A,且 x
∈B},且{x|x∈A,且 x∈B} {x|x∈A,或 x∈B}.
题型一 集合的基本运算
【例 1】 已知集合 A={x|-4≤x<2},B={x|-1<x≤3},求 A∩B,A∪B.
分析:已知集合 A,B 都是无限集合,要求 A∩B,A∪B,可借助数轴直观求解.
反思:利用数形结合的思想,将满足条件的集合在数轴上一一表示出来,从而求出集合
的交集、并集,是必须掌握且要熟练运用的方法.
题型二 交集与并集的综合应用
【例 2】设集合 A={|a+1|,3,5},集合 B={2a+1,a2+2a,a2+2a-1},当 A∩B={2,3}
时,求 A∪B.
分析:欲求 A∪B,关键在于求出 a,由条件 A∩B={2,3},根据交集的定义,可得|a+
1|=2,从而求出 A,B.
反思:本例中,抓住 A∩B={2,3},联想交集性质 A∩B A,从而得到 2 和 3 均在 A 中,
推知|a+1|=2.由此可知捕捉解题的“题眼”,找到解题切入点,是顺利解题的关键,若已
知中含有未知字母(或参数),在解出未知字母(或参数)后,应代入原集合进行检验,最后再
进行并、交运算.
题型三 由集合间的关系求参数的取值范围
【例 3】 设集合 A={x|x2-x-2=0},B={x|x2+x+a=0},若 A∪B=A,求实数 a 的
取值范围.
分析:集合 A,B 均是关于 x 的一元二次方程的解集,由 A∪B=A 可得 B A,通过讨论
集合 B 是否为空集来求得 a 的取值范围.
反思:通过深刻理解集合表示法的转换及集合之间的关系,把求参数取值范围问题转化
为不等式、方程等常见的数学问题,这称为数学的转化与化归思想,也是常用的数学方法.
解本题时,特别容易出现的错误是遗漏了 B= 的情形,其原因是对 B A 的理解不够
充分.对于 B A,当 A≠ 时,则有 B= 或 B≠ .避免出错的方法是培养分类讨论的数
学思想方法和注意经验的积累.
答案:【例 1】 解:分别在数轴上表示集合 A 和 B,
根据 A∩B,A∪B 的定义,由图知,A∩B={x|-1<x<2},A∪B={x|-4≤x≤3}.
【例 2】 解:∵2∈A,∴|a+1|=2.∴a=1 或 a=-3.
当 a=1 时,集合 B 的元素 a2+2a=3,2a+1=3.由集合元素的互异性知 a≠1.
当 a=-3 时,2a+1=-5,a2+2a=3,a2+2a-1=2,即集合 B={-5,3,2}.∴A∪B
={-5,2,3,5}.
【例 3】 解:A={x|x2-x-2=0}={-1,2},B 是关于 x 的方程 x2+x+a=0 的解集.
∵A∪B=A,∴B A.
∵A={-1,2}≠ ,∴B= 或 B≠ .
当 B= 时,即关于 x 的方程 x2+x+a=0 无实数解,则有Δ=1-4a<0,即此时有 a
>1
4
.
当 B≠ 时,即关于 x 的方程 x2+x+a=0 有实数解.
若 B 中仅有一个元素,则Δ=0,即 a=1
4
,
此时 B= x|x2+x+1
4
=0
=
-1
2 .
∵-1
2
A,∴B 不是 A 的子集,即 a=1
4
不合题意.
若 B 中含有两个元素,则必有 B={-1,2},则-1 和 2 是关于 x 的方程 x2+x+a=0 的
解,
∴
-1+2=-1,
-1× 2=a,
即
1=-1,
a=-2.
∵1≠-1,∴此时不合题意.
综上可得,实数 a 的取值范围是
a|a>1
4 .
1 (2010 广东高考,文 1)若集合 A={0,1,2,3},B={1,2,4},则集合 A∪B=( ).
A.{0,1,2,3,4} B.{1,2,3,4}
C.{1,2} D.{0}
2 若集合 P={x|x2=1},M={x|x2-2x-3=0},则 P∩M 等于( ).
A.{3} B.{1} C.{-1} D.
3 已知集合 A={x|x<a},B={x|x≤1,或 x≥2},且 A∪B=R,则实数 a 的取值范围
是( ).
A.a≤1 B.a<1 C.a≥2 D.a>2
4 若集合 A={x|x≤2},B={x|x≥a}满足 A∩B={2},则实数 a=__________.
5 (2010 福州三中期中,17)已知集合 A={2,a-1},B={a2-7,-1},且 A∩B={2},
求实数 a 的值.
答案:1.A 因为 A={0,1,2,3},B={1,2,4},
所以 A∪B={0,1,2,3,4}.
2.C P={x|x2=1}={-1,1},M={x|x2-2x-3=0}={-1,3}.所以 P∩M={-1},
故选 C.
3.C 如图所示,要使 A∪B=R,则 a 位于 2 的右边或与 2 重合,即 a≥2.
4.2 ∵A∩B={x|a≤x≤2}={2},∴a=2.
5.解:∵A∩B={2},∴2∈A 且 2∈B.
∴a2-7=2.∴a=3 或 a=-3.
当 a=3 时,集合 A 中的元素 a-1=2,不符合集合中元素的互异性,∴a=3 舍去.
当 a=-3 时,A={2,-4},B={2,-1},符合已知 A∩B={2}.
综上所述,a=-3.
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