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- 2021-06-10 发布
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第1节 集 合
最新考纲 1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;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,会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,会求给定子集的补集;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.
知 识 梳 理
1.元素与集合
(1)集合中元素的三个特性 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,表示符号分别为∈和∉.
(3)集合的三种表示方法 列举法、描述法、图示法.
2.集合间的基本关系
表示
关系
文字语言
符号语言
集合间的基本关系
相等
集合A与集合B中的所有元素都相同
A=B
子集
A中任意一个元素均为B中的元素
A⊆B
真子集
A中任意一个元素均为B中的元素,且B中至少有一个元素不是A中的元素
AB
空集
空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
3.集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
符号表示
A∪B
A∩B
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
图形表示
集合表示
{x|x∈A,或x∈B}
{x|x∈A,且x∈B}
{x|x∈U,且x∉A}
4.集合的运算性质
(1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A.
(2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A.
(3)A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=U,∁U(∁UA)=A.
[常用结论与微点提醒]
1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个.
2.子集的传递性 A⊆B,B⊆C⇒A⊆C.
3.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB.
4.∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
诊 断 自 测
1.思考辨析(在括号内打“√”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)含有n个元素的集合有2n个真子集.( )
解析 (1)错误.{x|y=x2+1}=R,{y|y=x2+1}=[1,+∞),{(x,y)|y=x2+1}是抛物线y=x2+1上的点集.
(2)错误.当x=1时,不满足互异性.
(3)正确.(A∩B)⊆A⊆(A∪B).
(4)错误.含有n个元素的集合有2n-1个真子集.
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.(教材练习改编)若集合A={x∈N|x≤},a=2,则下列结论正确的是( )
A.{a}⊆A B.a⊆A C.{a}∈A D.a∉A
解析 因为a=2不是自然数,而集合A是不大于的自然数构成的集合,所以a∉A.
答案 D
3.(2017·全国Ⅰ卷)已知集合A={x|x<2},B={x|3-2x>0},则( )
A.A∩B= B.A∩B=∅
C.A∪B= D.A∪B=R
解析 因为B={x|3-2x>0}=,A={x|x<2},所以A∩B=,A∪B={x|x<2}.
答案 A
4.(2018·河北“五个一”名校联盟质检)已知全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,7},B={x|x=log2(a+1),a∈A},则(∁UA)∩(∁UB)=( )
A.{1,3} B.{5,6} C.{4,5,6} D.{4,5,6,7}
解析 A={1,3,7},B={x|x=log2(a+1),a∈A}={1,2,3},又U={1,2,3,4,5,6,7},∴∁UA={2,4,5,6},∁UB={4,5,6,7},∴(∁UA)∩(∁UB)={4,5,6}.
答案 C
5.(2017·全国Ⅲ卷改编)已知集合A={(x,y)|x,y∈R,且x2+y2=1},B={(x,y)|x,y∈R,且y=x},则A∩B的元素个数为________.
解析 集合A表示圆心在原点的单位圆,集合B表示直线y=x,易知直线y=x和圆x2+y2=1相交,且有2个交点,故A∩B中有2个元素.
答案 2
考点一 集合的基本概念
【例1】 (1)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( )
A.1 B.3 C.5 D.9
(2)若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一个元素,则a=( )
A. B. C.0 D.0或
解析 (1)当x=0,y=0,1,2时,x-y=0,-1,-2;
当x=1,y=0,1,2时,x-y=1,0,-1;
当x=2,y=0,1,2时,x-y=2,1,0.
根据集合中元素的互异性可知,B的元素为-2,-1,0,1,2,共5个.
(2)若集合A中只有一个元素,则方程ax2-3x+2=0只有一个实根或有两个相等实根.
当a=0时,x=,符合题意;
当a≠0时,由Δ=(-3)2-8a=0,得a=,
所以a的取值为0或.
答案 (1)C (2)D
规律方法 1.第(1)题易忽视集合中元素的互异性误选D.第(2)题集合A中只有一个元素,要分a=0与a≠0两种情况进行讨论,此题易忽视a=0的情形.
2.用描述法表示集合,先要弄清集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明确集合类型,是数集、点集还是其他的集合.
【训练1】 (1)若x∈A,则∈A,就称A是伙伴关系集合,集合M=的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是( )
A.1 B.3 C.7 D.31
(2)设集合A={x|(x-a)2<1},且2∈A,3∉A, 则实数a的取值范围为________.
解析 (1)具有伙伴关系的元素组是-1,,2,所以具有伙伴关系的集合有3个 {-1},,.
(2)由题意得解得
所以17},其它条件不变,则m的取值范围是________.
解析 (1)因为M={-1,0,1},N={x|x=ab,a,b∈M,且a≠b},所以N=
{-1,0},于是NM.
(2)当B=∅时,有m+1≥2m-1,则m≤2.
当B≠∅时,若B⊆A,
则或
解之得m≥6.
综上可知,实数m的取值范围是(-∞,2]∪[6,+∞).
答案 (1)B (2)(-∞,2]∪[6,+∞)
考点三 集合的基本运算
【例3】 (1)(2018·安徽江南十校联考)设集合A={x∈ ||x|≤2},B=,则A∩B=( )
A.{1,2} B.{-1,2}
C.{-2,-1,2} D.{-2,-1,0,2}
(2)(2018·河南百校联盟联考)若集合A={x|y=lg(3x-x2)},B=,则A∩(∁RB)等于( )
A.(0,2] B.(2,3) C.(3,5) D.(-2,-1)
解析 (1)易知A={-2,-1,0,1,2},B=,所以A∩B={-2,-1,2}.
(2)由3x-x2>0,得01} D.A∩B=∅
解析 A={x|x<1},B={x|3x<1}={x|x<0},∴A∩B={x|x<0},A∪B={x|x<1}.
答案 A
5.(2018·宝鸡质检)已知集合A={x|2x2-7x+3<0},B={x∈ |lg <1},则阴影部分所表示的集合的元素个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析 ∵A={x|2x2-7x+3<0}=,B={x∈ |lg <1}={1,2,3,4,5,6,7,8,9},∴阴影部分表示的集合是A∩B={1,2},有2个元素.
答案 B
6.(2018·江西百校联盟联考)已知集合A={x|-5+21x-4x2<0},B={x∈ |
-30},则(∁RS)∩T=( )
A.[2,3] B.(-∞,-2)∪[3,+∞)
C.(2,3) D.(0,+∞)
解析 易知S=(-∞,2]∪[3,+∞),∴∁RS=(2,3),
因此(∁RS)∩T=(2,3).
答案 C
8.设集合A={(x,y)|x+y=1},B={(x,y)|x-y=3},则满足M⊆(A∩B)的集合M的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析 由得
∴A∩B={(2,-1)}.
由M⊆(A∩B),知M=∅或M={(2,-1)}.
答案 C
二、填空题
9.(2017·江苏卷)已知集合A={1,2},B={a,a2+3},若A∩B={1},则实数a的值为________.
解析 由A∩B={1}知,1∈B,又a2+3≥3,则a=1.
答案 1
10.集合A={x|x<0},B={x|y=lg[x(x+1)]},若A-B={x|x∈A,且x∉B},则A-B=________.
解析 由x(x+1)>0,得x<-1或x>0,
∴B=(-∞,-1)∪(0,+∞),
∴A-B=[-1,0).
答案 [-1,0)
11.(2018·上饶检测)已知集合A={x|x2-2 018x-2 019≤0},B={x|x2 019,则m>2 018.
答案 (2 018,+∞)
12.(2017·山东卷改编)设函数y=的定义域为A,函数y=ln(1-x)的定义域为B,全集U=R,则∁U(A∩B)=________.
解析 ∵4-x2≥0,∴-2≤x≤2,∴A=[-2,2].
∵1-x>0,∴x<1,∴B=(-∞,1),
因此A∩B=[-2,1),
于是∁U(A∩B)=(-∞,-2)∪[1,+∞).
答案 (-∞,-2)∪[1,+∞)
能力提升题组
(建议用时 10分钟)
13.(2018·日照调研)集合U=R,A={x|x2-x-2<0},B={x|y=ln(1-x)},则图中阴影部分所表示的集合是( )
A.{x|x≥1} B.{x|1≤x<2}
C.{x|0