2021-2022学年苏教版(2019)高中数学必修第一册第一章第二节第2课时《补集、全集》讲义(学生版 教师版)

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名称 2021-2022学年苏教版(2019)高中数学必修第一册第一章第二节第2课时《补集、全集》讲义(学生版 教师版)
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文件大小 477.1KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-10-29 22:42:39

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文档简介

编号:004 课题: §1.2.2 补集、全集
目标要求
1、了解全集的意义.
2、理解补集的概念.
重点难点
重点:全集的意义;
难点:补集的概念.
学科素养目标
集合是语境的要素.集合语言是近现代数学的基础,利用它可以简洁、准确地表述数学.因此,“集合”内容就成为高中数学学习的起始内容,也是整个高中数学、大学数学乃至现代数学内容表述的基本语境.学习“集合”这一章,需从观念上把握六个字: 语言,工具,渐进.要求学习者认识到集合语言是数学语言的基本构成,并能运用集合语言来简洁地描述问题.当然,熟练地运用集合语言来揭示许多问题有一个理解与掌握的过程.
基础知识积累
1. 全集的概念:
如果集合U包含我们所要研究的各个集合,这时U可以看做一个全集(universal set)全集通常记作_______________________.
想一想:
N , Z , R 能否看成全集?
2.补集的概念:
设____,由U中不属于A的所有元素组成的集合称为U的子集A的补集(complementary set), 记为_________,读作“__________________”即:__________________________.
图形语言表示______________.
3.补集的性质:
① =____________.
② =____________.
③ =________________.
课前基础演练
题1.已知集合A={x|3≤x≤7,x∈N},B={x|4A.{3} B.{3,4} C.{3,7} D.{3,4,7}
题2.已知全集U=R,集合A={x|-1≤x<0}的补集UA= (  )
A. B. C.{x|-1题3.设集合U={-1,0,1,2,4},集合UM={-1,1},则集合M= (  )
A.{0,2} B.{0,4} C.{2,4} D.{0,2,4}
题4.设集合U={1,2,3,4,5,6},B={3,4,5},则 UB=________.
题5.U={x|-1<x<2},集合A={x|0<x<2},则UA=________.
题6.已知全集U=R,A={x|1≤x题7.设全集U=R,不等式组的解集为A,试求A及UA,并把它们分别表示在数轴上.
当堂训练巩固
一、单选题
题8.已知全集U={x|x≥-3},集合A={x|-2A. {x|-2≤x<4} B. {x| x<-2或x>4} C. {x|-3≤x≤-2} D. {x|-3≤x≤-2或x>4}
题9.设集合A={x∈N*|x≤6},B={2,4},则AB等于 (  )
A.{2,4} B.{0,1,3,5} C.{1,3,5,6} D.{x∈N*|x≤6}
题10.设全集U和集合A,B,P,满足A=UB,B=UP,则A与P的关系是 (  )
A.A=P B.A P C.P A D.A≠P
题11.设U=R,A={x|a≤x≤b},UA={x|x<3或x>4},则a+b= (  )
A.5 B.6 C.7 D.8
二、多选题
题12.已知全集U=R,A={x|x<2或x>4},B={x|x≥a},且UA B,则实数a的取值范围可以是 (  )
A.a<2 B.a>2 C.a≤2 D.a≥2
题13.已知集合A={x|x>1},B={x|xA.1 B.2 C.3 D.0
三、填空题
题14.已知A={0,2,4,6},UA={-1,-3,1,3},UB={-1,0,2},集合B=__________.
题15.已知全集U={-1,0,1},集合A={0,|x|},则UA=________.
四、解答题
题16.已知全集U,集合A={1,3,5,7},UA={2,4,6},UB={1,4,6},
求集合B.
题17.(1)已知U={n|n是小于10的正整数},A={n|n是3的倍数,n∈U},求UA.
(2) 已知U={x|x是三角形},A={x|x是等腰三角形},B={x|x是等边三角形},求UB和AB;
(3)已知全集U=R,A={x|3≤x<10},B={x|2综合突破训练
一、选择题
题18.若全集U={0,1,2,3}且UA=,则集合A的真子集共有 (  )
A.7个 B.5个 C. 3个 D. 8个
题19.已知集合I,M,N的关系如图所示,则I,M,N的关系为 (  )
A.(IM) (IN) B.M (IN) C.(IM) (IN) D.M (IN)
题20.(多选)已知集合A={x|x<-1或x>5},C={x|x>a},若RA C,则a的值可以是(  )
A.-2 B.- C. -1 D.0
题21.设集合U={-1,1,2,3},M={x|x2+px+q=0},若UM={-1,1},则实数p和q的值分别为 (  )
A.0,-1 B.-1,0 C.-5,6 D.5,-6
二、填空题
题22.已知集合U={x∈N|x≤10},A={小于10的正奇数},B={小于11的质数},
则UA=________,UB=________.
题23.已知全集U={x|-1≤x≤1},A={x|0三、解答题
题24.已知全集U={2,3,a2-2a-3},A={b,2},UA={5}.
(1)求实数a,b的值;
(2)写出集合A的所有子集.
题25.已知全集U=R,集合A={x|-2≤x≤5},B={x|a+1≤x≤2a-1}且A UB,求实数a的取值范围.
素养培优训练
一、选择题(每小题5分,共35分,多选题全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
题26.已知集合C={(x,y)|y=x},集合D=,
则下列正确的是(  )
A.C=D B.C D C.CD D.D C
题27.若M P,M Q,P={0,1,2},Q={0,2,4},则满足上述条件的集合M的个数是(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
题28.若P={x|x<1},Q={x|x>-1},则(  )
A.P Q B.Q P C.RP Q D.Q RP
题29.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为(  )
A.15 B.16 C.32 D.256
题30.(多选)若集合A={x|x≥1},则满足B A的集合B可以是 (  )
A.{2,3} B.{x|x≥2} C.{0,1,2} D.{x|x≥0}
题31.(多选)给出下列四个集合,其中为空集的是 (  )
A.{ } B.{x∈R|x2+x+1=0}
C. D.{x∈R||x|<0}
题32.(多选)已知集合A={x|ax≤1},B={2,},若B A,则实数a的值可能是(  )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
二、填空题(每小题5分,共10分)
题33.设集合A={x||x-a|=1},B={-1,0,b}(b>0),若A B,则对应的实数对(a,b)有______对.
题34.已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m-1≤x≤2m+1},若x∈N*,则集合A的真子集的个数为________;若x∈R,B A,则m的取值范围是________.
三、解答题(每小题10分,共40分)
题35.已知集合A={x|x<-1或x≥1},B={x|x≤2a或x≥a+1},若(RB) A,求实数a的取值范围.
题36.设全集U={x|x≤5,且x∈N+},其子集A={x|x2-5x+q=0},B={x|x2+px+12=0},且(UA)∪B={1,3,4,5},求实数p,q的值.
题37.我们知道,如果集合A S,那么把S看成全集时,S的子集A的补集为SA={x|x∈S,且x A}.类似地,对于集合A,B,我们把集合{x|x∈A,且x B}叫做集合A与B的差集,记作A-B.据此回答下列问题:
(1)在下列各图中用阴影表示出集合A-B;
(2)若A={1,2,3,4},B={3,4,5,6},求A-(A-B).
题38.已知集合A={x|0(1)若A B,求实数a的取值范围;
(2)若B A,求实数a的取值范围;
(3)A,B能否相等?若能,求出a的值;若不能,试说明理由.
编号:003 课题: §1.2.2 补集、全集
目标要求
1、了解全集的意义.
2、理解补集的概念.
重点难点
重点:全集的意义;
难点:补集的概念.
学科素养目标
集合是语境的要素.集合语言是近现代数学的基础,利用它可以简洁、准确地表述数学.因此,“集合”内容就成为高中数学学习的起始内容,也是整个高中数学、大学数学乃至现代数学内容表述的基本语境.学习“集合”这一章,需从观念上把握六个字: 语言,工具,渐进.要求学习者认识到集合语言是数学语言的基本构成,并能运用集合语言来简洁地描述问题.当然,熟练地运用集合语言来揭示许多问题有一个理解与掌握的过程.
基础知识积累
1. 全集的概念:
如果集合U包含我们所要研究的各个集合,这时U可以看做一个全集(universal set)全集通常记作__
想一想:
N , Z , R 能否看成全集?
2.补集的概念:
设__,由U中不属于A的所有元素组成的集合称为U的子集A的补集(complementary set), 记为__,读作“_A在U中的补集_ _”即:=__
图形语言表示____
3.补集的性质:
① =____
② =____
③ =___
课前基础演练
题1.已知集合A={x|3≤x≤7,x∈N},B={x|4A.{3} B.{3,4} C.{3,7} D.{3,4,7}
【解析】选B.A={3,4,5,6,7},B={5,6,7},所以AB={3,4}.
题2.已知全集U=R,集合A={x|-1≤x<0}的补集UA= (  )
A. B. C.{x|-1【解析】选A.由集合补集的定义可知UA={x|x<-1或x≥0}.
题3.设集合U={-1,0,1,2,4},集合UM={-1,1},则集合M= (  )
A.{0,2} B.{0,4} C.{2,4} D.{0,2,4}
【解析】选D.因为UM={-1,1},U={-1,0,1,2,4},所以M={0,2,4}.
题4.设集合U={1,2,3,4,5,6},B={3,4,5},则 UB=________.
【解析】根据补集的定义UB={x|x∈U且 B}={1,2,6}.
答案:{1,2,6}
题5.U={x|-1<x<2},集合A={x|0<x<2},则UA=________.
【解析】根据补集的定义,所求集合为在U中但不在A中的元素组成的集合,所以UA={x|-1<x≤0}.
答案:{x|-1<x≤0}
题6.已知全集U=R,A={x|1≤x【解析】因为UA={x|x<1或x≥2},
所以A={x|1≤x<2},所以b=2.
答案:2
题7.设全集U=R,不等式组的解集为A,试求A及UA,并把它们分别表示在数轴上.
【解析】A=={x|-1≤x≤2},所以UA={x|x<-1或x>2},在数轴上分别表示如图.
 
当堂训练巩固
一、单选题
题8.已知全集U={x|x≥-3},集合A={x|-2A. {x|-2≤x<4} B. {x| x<-2或x>4} C. {x|-3≤x≤-2} D. {x|-3≤x≤-2或x>4}
【解析】选D.将全集U,集合A表示在数轴上,如图所示.
所以UA={x|-3≤x≤-2或x>4}.
题9.设集合A={x∈N*|x≤6},B={2,4},则AB等于 (  )
A.{2,4} B.{0,1,3,5} C.{1,3,5,6} D.{x∈N*|x≤6}
【解析】选C.因为A={x∈N*|x≤6}={1,2,3,4,5,6},B={2,4},所以AB={1,3,5,6}.
题10.设全集U和集合A,B,P,满足A=UB,B=UP,则A与P的关系是 (  )
A.A=P B.A P C.P A D.A≠P
【解析】选A.由A=UB,得UA=B.又因为B=UP,所以UP=UA,即A=P.
题11.设U=R,A={x|a≤x≤b},UA={x|x<3或x>4},则a+b= (  )
A.5 B.6 C.7 D.8
【解析】选C.因为U(UA)={x|3≤x≤4}=A={x|a≤x≤b},所以a=3,b=4,所以a+b=7.
二、多选题
题12.已知全集U=R,A={x|x<2或x>4},B={x|x≥a},且UA B,则实数a的取值范围可以是 (  )
A.a<2 B.a>2 C.a≤2 D.a≥2
【解析】选AC.由A={x|x<2或x>4},得UA={x|2≤x≤4}
因为UA B,B={x|x≥a},所以a≤2,所以实数a的取值范围可以是a≤2,a<2.
题13.已知集合A={x|x>1},B={x|xA.1 B.2 C.3 D.0
【解析】选AD.因为全集为R,B={x|x1},A RB,所以m≤1,则m的值可以为1,0.
三、填空题
题14.已知A={0,2,4,6},UA={-1,-3,1,3},UB={-1,0,2},集合B=__________.
【解析】因为A={0,2,4,6},UA={-1,-3,1,3},
所以U={-3,-1,0,1,2,3,4,6}.
而UB={-1,0,2},所以B=U(UB)={-3,1,3,4,6}.
答案:{-3,1,3,4,6}
题15.已知全集U={-1,0,1},集合A={0,|x|},则UA=________.
【解析】根据题意知,|x|=1,所以A={0,1},U={-1,0,1},所以UA={-1}.
答案:{-1}
四、解答题
题16.已知全集U,集合A={1,3,5,7},UA={2,4,6},UB={1,4,6},
求集合B.
【解析】方法一:A={1,3,5,7},UA={2,4,6},
所以U={1,2,3,4,5,6,7}.又UB={1,4,6},所以B={2,3,5,7}.
方法二:借助Venn图,如图所示,
由图可知B={2,3,5,7}.
题17.(1)已知U={n|n是小于10的正整数},A={n|n是3的倍数,n∈U},求UA.
(2) 已知U={x|x是三角形},A={x|x是等腰三角形},B={x|x是等边三角形},求UB和AB;
(3)已知全集U=R,A={x|3≤x<10},B={x|2【解析】(1)因为U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
A={3,6,9},所以UA={1,2,4,5,7,8}.
(2)U B={x|x是三边不都相等的三角形};A B={x|x是有且仅有两边相等的三角形}.
(3)因为A={x|3≤x<10},B={x|27}.
综合突破训练
一、选择题
题18.若全集U={0,1,2,3}且UA=,则集合A的真子集共有 (  )
A.7个 B.5个 C. 3个 D. 8个
【解析】选A.由题意知,集合A有三个元素,所以A的真子集个数为7个.
题19.已知集合I,M,N的关系如图所示,则I,M,N的关系为 (  )
A.(IM) (IN) B.M (IN) C.(IM) (IN) D.M (IN)
【解析】选C.由题图知M N,
所以(IM) (IN).
题20.(多选)已知集合A={x|x<-1或x>5},C={x|x>a},若RA C,则a的值可以是(  )
A.-2 B.- C. -1 D.0
【解析】选AB.RA={x|-1≤x≤5},要使RA C,则a<-1.故a的值可以是-2和-.
题21.设集合U={-1,1,2,3},M={x|x2+px+q=0},若UM={-1,1},则实数p和q的值分别为 (  )
A.0,-1 B.-1,0 C.-5,6 D.5,-6
【解析】选C.因为UM={-1,1},所以M={2,3},即2,3是x2+px+q=0的根,
所以-p=2+3,q=2×3.所以p=-5,q=6.
二、填空题
题22.已知集合U={x∈N|x≤10},A={小于10的正奇数},B={小于11的质数},
则UA=________,UB=________.
【解析】U={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},
因为A={小于10的正奇数}={1,3,5,7,9},所以UA={0,2,4,6,8,10}.
因为B={小于11的质数}={2,3,5,7},所以UB={0,1,4,6,8,9,10}.
答案:{0,2,4,6,8,10} {0,1,4,6,8,9,10}
题23.已知全集U={x|-1≤x≤1},A={x|0【解析】由全集定义知A U,从而a≤1.又UA≠U,所以A≠ ,故a>0.综上可知0答案:0三、解答题
题24.已知全集U={2,3,a2-2a-3},A={b,2},UA={5}.
(1)求实数a,b的值;
(2)写出集合A的所有子集.
【解析】(1)因为全集U={2,3,a2-2a-3},
A={b,2},UA={5},
所以a2-2a-3=5,b=3,所以a=4或-2,b=3;
(2)由(1)知A={3,2},故集合A的所有子集为 ,{2},{3},{2,3}.
题25.已知全集U=R,集合A={x|-2≤x≤5},B={x|a+1≤x≤2a-1}且A UB,求实数a的取值范围.
【解析】若B= ,①则a+1>2a-1,所以a<2.此时UB=R,所以A UB;
若B≠ ,则a+1≤2a-1,即a≥2,此时UB={x|x2a-1},
由于A UB,如图,
②则a+1>5所以a>4,
所以实数a的取值范围为a<2或a>4.
素养培优训练
一、选择题(每小题5分,共35分,多选题全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
题26.已知集合C={(x,y)|y=x},集合D=,
则下列正确的是 (  )
A.C=D B.C D C.CD D.D C
【解析】选D.因为D==,C={(x,y)|y=x},所以D C.
题27.若M P,M Q,P={0,1,2},Q={0,2,4},则满足上述条件的集合M的个数是 (  )
A.1 B.2 C.4 D.8
【解析】选C.集合P={0,1,2},集合Q={0,2,4},则集合P和Q中的公共元素组成集合C={0,2},又因为M P,M Q,所以M C,集合C的子集的个数为22=4,所以满足题意要求的集合M共有4个.
题28.若P={x|x<1},Q={x|x>-1},则 (  )
A.P Q B.Q P C.RP Q D.Q RP
【解析】选C.选项A,B显然错误,
因为P={x|x<1},所以RP={x|x≥1},又因为Q={x|x>-1},所以RP Q,所以C正确,D错误.
题29.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为 (  )
A.15 B.16 C.32 D.256
【解析】选A.具有伙伴关系的集合中有1个元素时:{-1},{1}共2个;具有伙伴关系的集合中有2个元素时:{-1,1},,共3个;具有伙伴关系的集合中有3个元素时:,,共4个;具有伙伴关系的集合中有4个元素时:,,共3个;具有伙伴关系的集合中有5个元素时:,共2个;具有伙伴关系的集合中有6个元素时:共1个;则共有2+3+4+3+2+1=15(个).
题30.(多选)若集合A={x|x≥1},则满足B A的集合B可以是 (  )
A.{2,3} B.{x|x≥2} C.{0,1,2} D.{x|x≥0}
【解析】选AB.因为集合A={x|x≥1},且B A,所以集合B可以是集合{2,3},也可以是{x|x≥2},故选AB.
题31.(多选)给出下列四个集合,其中为空集的是 (  )
A.{ } B.{x∈R|x2+x+1=0}
C. D.{x∈R||x|<0}
【解析】选BCD.对于A,表示由空集构成的集合,故A不是空集;
对于B,集合中的元素为方程x2+x+1=0的实根,
因为Δ=12-4=-3<0,
所以方程x2+x+1=0无实根,故B为空集;
对于C,方程x=-无实数解,故C为空集;
对于D,不等式|x|<0的解集是空集,故D为空集.
题32.(多选)已知集合A={x|ax≤1},B={2,},若B A,则实数a的值可能是(  )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
【解析】选AC.当a=0时,不合题意,若a>0,由题意可得:A=,
若集合B为集合A的子集,则:≥2,解得:0若a<0,由题意可得:A=,此时集合B为集合A的子集,故实数a的值可能为-2,-1,故选AC.
二、填空题(每小题5分,共10分)
题33.设集合A={x||x-a|=1},B={-1,0,b}(b>0),若A B,则对应的实数对(a,b)有______对.
【解析】A={x||x-a|=1}={a-1,a+1},B={-1,0,b}(b>0),A B.
当a-1=-1时,a=0,A={-1,1},则b=1;当a-1=0时,a=1,A={0,2},则b=2;
当a-1=b时,a=b+1,A={b,b+2},则A B不成立.
当a+1=-1时,a=-2,A={-3,-1},b=-3,不满足题意;
当a+1=0时,a=-1,A={-2,0},b=-2,不满足题意;
当a+1=b时,a=b-1,A={b-2,b},若b-2=-1,则b=1,A={-1,1},B={-1,0,1},满足A B;若b-2=0,则b=2,A={0,2},B={-1,0,2},满足A B.故对应的实数对(a,b)有(0,1),(1,2),共2对.
答案:2
题34.已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m-1≤x≤2m+1},若x∈N*,则集合A的真子集的个数为________;若x∈R,B A,则m的取值范围是________.
【解析】因为A={x|-2≤x≤5},x∈N*,
所以A={1,2,3,4,5},所以集合A的真子集的个数为25-1=31个.
因为B A,所以①当B= 时,m-1>2m+1,解得m<-2;
②当B≠ 时,解得-1≤m≤2,综上可得m 的取值范围为(-∞,-2)∪[-1,2].
答案:31 (-∞,-2)∪[-1,2]
三、解答题(每小题10分,共40分)
题35.已知集合A={x|x<-1或x≥1},B={x|x≤2a或x≥a+1},若(RB) A,求实数a的取值范围.
【解析】因为B={x|x≤2a或x≥a+1},
所以RB={x|2a当2a≥a+1,即a≥1时,RB= A;
当2a要使RB A,应满足a+1≤-1或2a≥1,
即a≤-2或≤a<1,
综上可知,实数a的取值范围为a≤-2或a≥.
题36.设全集U={x|x≤5,且x∈N+},其子集A={x|x2-5x+q=0},B={x|x2+px+12=0},且(UA)∪B={1,3,4,5},求实数p,q的值.
【解析】由已知得U={1,2,3,4,5}.
(1)若A= ,则(UA)∪B=U,不合题意;
(2)若A={x0},则x0∈U,且2x0=5,不合题意;
(3)设A={x1,x2},则x1,x2∈U,且x1+x2=5,
所以A={1,4}或{2,3}.
若A={1,4},则UA={2,3,5},
与(UA)∪B={1,3,4,5}矛盾,舍去;若A={2,3},则UA={1,4,5},由(UA)∪B={1,3,4,5}知3∈B,同时可知B中还有一个不等于3的元素x,由3x=12得x=4,即B={3,4}.综上可知A={2,3},B={3,4},所以q=2×3=6,p=-(3+4)=-7.
题37.我们知道,如果集合A S,那么把S看成全集时,S的子集A的补集为SA={x|x∈S,且x A}.类似地,对于集合A,B,我们把集合{x|x∈A,且x B}叫做集合A与B的差集,记作A-B.据此回答下列问题:
(1)在下列各图中用阴影表示出集合A-B;
(2)若A={1,2,3,4},B={3,4,5,6},求A-(A-B).
【解析】(1)
(2)根据题意知A-B={1,2},A-(A-B)={3,4}.
题38.已知集合A={x|0(1)若A B,求实数a的取值范围;
(2)若B A,求实数a的取值范围;
(3)A,B能否相等?若能,求出a的值;若不能,试说明理由.
【解析】(1)当a=0时,A=R,不满足A B;当a<0时,A=,
由A B,得 解得a<-8;当a>0时,A=,
由A B,得 解得a≥2.综上可知,当A B时,a<-8或a≥2.
(2)当a=0时,A=R,满足B A;
当a<0时,得 解得-当a>0时,得 解得0综上可知,当B A时,-(3)当且仅当A B且B A时,A=B,由(1)(2)分析可知a=2.
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