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资源详情
高中数学
人教新课标B版
必修1
第一章 集合
本章复习与测试
课堂设计2014-2015高一数学人教B版必修1学案+章末检测:第一章 集合(7份)(7份打包)
文档属性
名称
课堂设计2014-2015高一数学人教B版必修1学案+章末检测:第一章 集合(7份)(7份打包)
格式
zip
文件大小
464.3KB
资源类型
教案
版本资源
人教新课标B版
科目
数学
更新时间
2014-09-22 09:31:25
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文档简介
第一章 集 合
§1.1 集合与集合的表示方法
1.1.1 集合的概念
自主学习
学习目标
1.体验由实例分析探究集合中元素的特性的过程,了解集合的含义以及集合中元素的特性,培养自己的抽象、概括能力.
2.掌握“属于”关系的意义,知道常用数集及其记法,初步体会集合语言和符号语言表示数学内容的简洁性和准确性.
自学导引
1.元素与集合的概念
(1)集合:一般地,把一些能够________________对象看成一个整体,就说这个整体是由这些对象的________构成的集合(或集).通常用____________________表示.
(2)元素:构成集合的______________叫做这个集合的元素(或成员),通常用________________表示.
2.集合中元素的特性:__________、__________.
3.元素与集合的关系
(1)如果a是集合A的元素,就说________________,记作________.
(2)如果a不是集合A的元素,就说__________________,记作________.
4.实数集、有理数集、整数集、非负整数集、 ( http: / / www.21cnjy.com )正整数集分别用字母______、________、________、________、________或________来表示.
5.集合的分类
集合
对点讲练
知识点一 集合的概念
例1 考查下列每组对象能否构成一个集合:
(1)著名的数学家;
(2)某校2010年在校的所有高个子同学;
(3)不超过20的非负数;
(4)方程x2-9=0在实数范围内的解;
(5)直角坐标平面内第一象限的一些点;
(6)的近似值的全体.
规律方法 判断指定的对象能不能形成集合,关 ( http: / / www.21cnjy.com )键在于能否找到一个明确标准,对于任何一个对象,都能确定它是不是给定集合的元素,同时还要注意集合中元素的互异性、无序性.
变式迁移1 下列给出的对象中,能构成集合的是( )
A.高个子的人 B.很大的数
C.聪明的人 D.小于3的实数
知识点二 集合中元素的特性
例2 已知集合A是由a-2,2a2+5a,12三个元素组成的,且-3∈A,求a.
规律方法 对于解决集合中元 ( http: / / www.21cnjy.com )素含有参数的问题一定要全面思考,特别关注元素在集合中的互异性.分类讨论的思想是中学数学中的一种重要的数学思想,我们一定要在以后的学习中熟练掌握.
变式迁移2 已知集合A是由0,m,m2-3m+2三个元素组成的集合,且2∈A,求实数m的值.
知识点三 元素与集合的关系
例3 若所有形如3a+b(a∈Z,b∈Z)的数组成集合A,判断6-2是不是集合A中的元素.
规律方法 判断一个元素是不是某个集合的 ( http: / / www.21cnjy.com )元素,就是判断这个元素是否具有这个集合的元素的共同特征.像此类题,主要看能否将所给对象的表达式转化为集合中元素所具有的形式.
变式迁移3 集合A是由形如m+n(m∈Z,n∈Z)的数构成的,判断是不是集合A中的元素.
1.充分利用集合中元素的特性是解决集合问题的基础.
2.两集合中的元素相同则两集合就相同,与它们元素的排列顺序无关.
3.解集合问题特别是涉及求字母的值或范围,把所得结果代入原题检验是不可缺少的步骤.特别是互异性,最易被忽视,必须在学习中引起足够重视.
课时作业
一、选择题
1.下列几组对象可以构成集合的是( )
A.充分接近π的实数的全体
B.善良的人
C.某校高一所有聪明的同学
D.某单位所有身高在1.7 m以上的人
2.下列四个说法中正确的个数是( )
①集合N中最小数为1;
②若a∈N,则-a N;
③若a∈N,b∈N,则a+b的最小值为2;
④所有小的正数组成一个集合.
A.0 B.1 C.2 D.3
3.由a2,2-a,4组成一个集合A,A中含有3个元素,则实数a的取值可以是( )
A.1 B.-2 C.6 D.2
4.已知集合S的三个元素a、b、c是△ABC的三边长,那么△ABC一定不是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
5.已知x、y、z为非零实数,代数式+++的值所组成的集合是M,则下列判断正确的是( )
A.0 M B.2∈M C.-4 M D.4∈M
二、填空题
6.用“∈”或“ ”填空
(1)-3______N; (2)3.14______Q; (3)______Z;
(4)-______R; (5)1______N*; (6)0________N.
7.集合A={1,2,3,5},当 ( http: / / www.21cnjy.com )x∈A时,若x-1 A,x+1 A,则称x为A的一个“孤立元素”,则A中孤立元素的个数为________.
8.由下列对象组成的集体属于集合的是________(填序号).
①不超过π的正整数; ②高一数学课本中所有的难题;
③中国的大城市; ④平方后等于自身的数;
⑤某校高一(2)班中考试成绩在500分以上的学生.
三、解答题
9.已知集合M={-2,3x2+3x-4,x2+x-4},若2∈M,求x.
10.设P、Q为两个非空实数集合, ( http: / / www.21cnjy.com )P中含有0,2,5三个元素,Q中含有1,2,6三个元素,定义集合P+Q中的元素是a+b,其中a∈P,b∈Q,求P+Q中元素的个数是多少?
【探究驿站】
11.设A为实数集,且满足条件:若a∈A,则∈A (a≠1).
求证:(1)若2∈A,则A中必还有另外两个元素;
(2)集合A不可能是单元素集.
第一章 集 合
§1.1 集合与集合的表示方法
1.1.1 集合的概念
答案
自学导引
1.(1)确定的不同的 全体 英语大写字母
(2)每个对象 英语小写字母
2.确定性 互异性
3.(1)a属于集合A a∈A
(2)a不属于集合A a A
4.R Q Z N N* N+
5. 有限集 无限集
对点讲练
例1 解 (1)“著名的数学家”无明确的标准 ( http: / / www.21cnjy.com ),对于某个人是否“著名”无法客观地判断,因此“著名的数学家”不能构成一个集合;类似地,(2)也不能构成集合;(3)任给一个实数x,可以明确地判断是不是“不超过20的非负数”,即“0≤x≤20”与“x>20或x<0”,两者必居其一,且仅居其一,故“不超过20的非负数”能构成集合;类似地,(4)也能构成集合;(5)“一些点”无明确的标准,对于某个点是否在“一些点”中无法确定,因此“直角坐标平面内第一象限的一些点”不能构成集合;(6)“的近似值”不明确精确到什么程度,因此很难判断一个数如“2”是不是它的近似值,所以(6)不能构成集合.
变式迁移1 D
例2 解 ∵-3∈A,
则-3=a-2或-3=2a2+5a,
∴a=-1或a=-.
则当a=-1时,a-2=-3,2a2+5a=-3,不符合集合中元素的互异性,故a=-1应舍去.
当a=-时,a-2=-,2a2+5a=-3,
∴a=-.
变式迁移2 解 ∵2∈A,
∴m=2或m2-3m+2=2.
若m=2,则m2-3m+2=0,
不符合集合中元素的互异性,舍去.
若m2-3m+2=2,求得m=0或3.
m=0不合题意,舍去.经验证m=3符合题意,
∴m只能取3.
例3 解 因为在3a+b(a∈Z,b∈Z)中,
令a=2,b=-2,即可得到6-2,
所以6-2是集合A中的元素.
变式迁移3 解 ∵=2+=2+×1,
而2,1∈Z,
∴2+∈A,即∈A.
课时作业
1.D 2.A
3.C [验证,看每个选项是否符合元素的互异性.]
4.D [由元素的互异性知a,b,c均不相等.]
5.D [分类讨论:x、y、z中三个为正,两个为正,一个为正,全为负,此时代数式的值分别为4,0,0,-4,∴4∈M.]
6.(1) (2)∈ (3) (4)∈ (5)∈ (6)∈
7.1
解析 当x=1时,x-1=0 A,x+1=2∈A;
当x=2时,x-1=1∈A,x+1=3∈A;
当x=3时,x-1=2∈A,x+1=4 A;
当x=5时,x-1=4 A,x+1=6 A;
综上可知,A中只有一个孤立元素5.
8.①④⑤
9.解 若3x2+3x-4=2时,即x2+x-2=0,
则x=-2或x=1.
经检验,x=-2,x=1均不合题意.
若x2+x-4=2时,即x2+x-6=0,
则x=-3或2.
经检验,x=-3或x=2均合题意.
∴x=-3或x=2.
10.解 当a=0时,b依次取1,2,6,
得a+b的值分别为1,2,6;
当a=2时,b依次取1,2,6,
得a+b的值分别为3,4,8;
当a=5时,b依次取1,2,6,
得a+b的值分别为6,7,11.
由集合元素的互异性知P+Q中元素为1,2,3,4,6,7,8,11共8个.
11.证明 (1)若a∈A,则∈A.
又∵2∈A,∴=-1∈A.
∵-1∈A,
∴=∈A.
∵∈A,∴=2∈A.
∴A中另外两个元素为-1,.
(2)若A为单元素集,则a=,
即a2-a+1=0,方程无解.
∴a≠,
∴A不可能为单元素集.1.2.2 集合的运算(一)
自主学习
学习目标
1.理解并集、交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.
2.体验通过实例的分析和阅读来自学探究集合间的关系与运算的过程,培养学生的自学阅读能力和自主探究能力.
3.能使用Venn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.
自学导引
1.一般地,对于两个给定的集合A,B,由__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________的所有元素构成的集合,称为集合A与B的交集,记作________(读作“A交B”),即A∩B=________________.
2.一般地,对于两个给定的集合A,B ( http: / / www.21cnjy.com ),由两个集合的________________构成的集合,称为集合A与B的并集,记作__________(读作“A并B”),即A∪B=______________.
3.A∩A=________,A∪A=__________,A∩ =__________,A∪ =________.
4.若A B,则A∩B=________,A∪B=________.
5.A∩B________A,A∩B________B,A________A∪B,A∩B________A∪B.
对点讲练
知识点一 求两个集合的交集与并集
例1 求下列两个集合的并集和交集.
(1)A={1,2,3,4,5},B={-1,0,1,2,3};
(2)A={x|x<-2},B={x|x>-5}.
规律方法 求两个集合的交集、并集依据它们的定义,借用Venn图或结合数轴分析两个集合的元素的分布情况,有利于准确写出交集、并集.
变式迁移1 (1)若集合A={x|x>-1},B={x|-2
A.{x|x>-2} B.{x|x>-1}
C.{x|-2
(2)若将(1)中A改为A={x|x>a},求A∪B,A∩B.
知识点二 已知集合的交集、并集求参数
例2 已知A={x|2a≤x≤a+3},B={x|x<-1或x>5}.
(1)若A∩B= ,求a的取值范围;
(2)若A∪B=R,求a的取值范围.
规律方法 出现交集为空集 ( http: / / www.21cnjy.com )的情形,应首先考虑集合中有没有空集,即分类讨论.其次,与不等式有关的集合的交、并运算中,数轴分析法直观清晰,应重点考虑.
变式迁移2 已知集合A={x|2
(1)若A∩B= ,试求a的取值范围;
(2)若A∩B={x|3
知识点三 交集、并集性质的运用
例3 已知集合A={x|1
规律方法 明确A∩B=B ( http: / / www.21cnjy.com )和A∪B=B的含义,根据问题的需要,将A∩B=B和A∪B=B转化为等价的关系式B A和A B是解决本题的关键.另外在B A时易忽视B= 时的情况.
变式迁移3 设集合A={-2},B={x|ax+1=0,a∈R},若A∩B=B,求a的值.
1.A∪B的定义中“或”的意义与通常所说的“非此即彼”有原则的区别,它们是“相容”的.求A∪B时,相同的元素在集合中只出现一次.
2.A∩B=A A B,A∪B=B A B,这两个性质非常重要.另外,在解决有条件A B的集合问题时,不要忽视A= 的情况.
课时作业
一、选择题
1.设集合A={x|-5≤x<1},B={x|x≤2},则A∩B等于( )
A.{x|-5≤x<1} B.{x|-5≤x≤2}
C.{x|x<1} D.{x|x≤2}
2.下列四个推理:①a∈(A∪B) ( http: / / www.21cnjy.com )a∈A;②a∈(A∩B) a∈(A∪B);③A B A∪B=B;④A∪B=A A∩B=B.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.设A={x|1≤x≤3},B={x|x<0或x≥2},则A∪B等于( )
A.{x|x<0或x≥1} B.{x|x<0或x≥3}
C.{x|x<0或x≥2} D.{x|2≤x≤3}
4.已知A={x|x≤-1或x≥3},B={x|a
A.3≤a<4 B.-1
C.a≤-1 D.a<-1
5.满足条件M∪{1}={1,2,3}的集合M的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题
6.已知A={(x,y)|x+y=3},B={(x,y)|x-y=1},则A∩B=________.
7.设集合A={x|-1≤x<2},B={x|x≤a},若A∩B≠ ,则实数a的取值范围为________.
8.已知集合A={x|x<1或x>5},B={x|a≤x≤b},且A∪B=R,A∩B={x|5
三、解答题
9.已知集合A={1,3,5},B={1,2,x2-1},若A∪B={1,2,3,5},求x及A∩B.
10.设集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-4x+a=0},若A∪B=A,求实数a的取值范围.
【探究驿站】
11.求满足P∪Q={1,2}的集合P,Q共有多少组?
1.2.2 集合的运算(一) 答案
自学导引
1.属于A又属于B A∩B {x|x∈A,且x∈B}
2.所有元素 A∪B {x|x∈A,或x∈B}.
3.A A A
4.A B
5.
对点讲练
例1 解 (1)如图所示,A∪B={-1,0,1,2,3,4,5},
A∩B={1,2,3}.
(2)结合数轴(如图所示)得:
A∪B=R,A∩B={x|-5
变式迁移1 (1)A [画出数轴,故A∪B={x|x>-2}.]
(2)解 如图所示,
当a<-2时,A∪B=A,A∩B={x|-2
当-2≤a<2时,A∪B={x|x>-2},
A∩B={x|a
当a≥2时,A∪B={x|-2
a},A∩B= .
例2 解 (1)由A∩B= ,
①若A= ,有2a>a+3,∴a>3.
②若A≠ ,如图:
∴,解得-≤a≤2.
综上所述,a的取值范围是
{a|-≤a≤2或a>3}.
(2)由A∪B=R,如图所示,
∴,解得a∈ .
变式迁移2 解 (1)如图,有两类情况,一类是B≠ a>0.
此时,又分两种情况:①B在A的左边,如图B所示;
②B在A的右边,如图B′所示.
B或B′位置均使A∩B= 成立,
即3a≤2或a≥4,解得0
另一类是B= ,即a≤0时,显然A∩B= 成立.
综上所述,a的取值范围是{a|a≤,或a≥4}.
(2)因为A={x|2
A∩B={x|3
如图所示:
集合B若要符合题意,显然有a=3,此时B={x|3
例3 解 ∵A∪B=B,∴A B.
B={x|-1
①当a=0时,A= ,满足A B.
②当a>0时,A=.
∵A B,∴∴a≥2.
③当a<0时,A=.
∵A B,∴∴a≤-2.
综合①②③知,a的取值范围是
{a|a≤-2或a=0或a≥2}.
变式迁移3 解 ∵A∩B=B,∴B A.
∵A={-2}≠ ,∴B= 或B≠ .
当B= 时,
方程ax+1=0无解,此时a=0.
当B≠ 时,此时a≠0,则B={-},
∴-∈A,即有-=-2,得a=.
综上,得a=0或a=.
课时作业
1.A
2.C [②③④正确.]
3.A [结合数轴知A∪B={x|x<0或x≥1}.]
4.C [结合数轴知答案C正确.]
5.B [由已知得M={2,3}或{1,2,3},共2个.]
6.{(2,1)}
7.a≥-1
解析 由A∩B≠ ,借助于数轴知a≥-1.
8.-4
解析 如图所示,
可知a=1,b=6,2a-b=-4.
9.解 ∵B (A∪B),∴x2-1∈A∪B.
∴x2-1=3或x2-1=5.解得x=±2或x=±.
若x2-1=3,则A∩B={1,3}.
若x2-1=5,则A∩B={1,5}.
10.解 A={1,2},∵A∪B=A,
∴B A,集合B有两种情况,B= 或B≠ .
①B= 时,方程x2-4x+a=0无实数根,
∴Δ=16-4a<0,∴a>4.
②B≠ 时,当Δ=0时,
a=4,B={2} A满足条件;
当Δ>0时,若1,2是方程x2-4x+a=0的根,
由根与系数的关系知矛盾,无解,∴a=4.
综上,a的取值范围是a≥4.
11.解 可采用列举法:
当P= 时,Q={1,2};
当P={1}时,Q={2},{1,2};
当P={2}时,Q={1},{1,2};
当P={1,2}时,Q= ,{1},{2},{1,2},
∴一共有9组.1.2.2 集合的运算(二)
自主学习
学习目标
1.理解在给定集合中一个集合的补集的含义,会求给定子集的补集.
2.能运用Venn图及补集知识解决有关问题.
自学导引
1.一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为________,通常记作________.
2.如果给定集合A是全集U的一个子集,由全 ( http: / / www.21cnjy.com )集U中不属于集合A的所有元素组成的集合叫做________________,记作________,即 UA=________________.
3.补集与全集的性质
(1) UU=______________; (2) U =______________; (3) U( UA)=________;
(4)A∪ UA=____________; (5)A∩ UA=____________.
4.已知全集U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5},B={1,3,5,7},则A∩ UB=________,
UA∩ UB=________.
对点讲练
知识点一 补集定义的应用
例1 已知全集U,集合A={1,3,5,7,9}, UA={2,4,6,8}, UB={1,4,6,8,9},求集合B.
规律方法 根据补集定义,借助Venn图,可直 ( http: / / www.21cnjy.com )观地求出全集,此类问题,当集合中元素个数较少时,可借助Venn图;当集合中元素无限时,可借助数轴,利用数轴分析法求解.
变式迁移1 设U=R,A={x|a≤x≤b}, UA={x|x>4或x<3},求a,b的值.
知识点二 交、并、补的综合运算
例2 已知全集U={x|x≤4},集合A={x|-2
规律方法 求解用不等式表示的数集间的集合运算时,一般要借助于数轴,此法的特点是简单直观,同时要注意各个端点的画法及取到与否.
变式迁移2 已知全集U={x| ( http: / / www.21cnjy.com )-5≤x≤3},A={x|-5≤x<-1},B={x|-1≤x<1}.求 UA, UB, UA∩ UB, UA∪ UB, U(A∩B), U(A∪B),并指出其中相等的集合.
知识点三 利用集合间的关系求参数
例3 (1)已知全集U={1,2,3,4,5},A={x|x2-5x+q=0,x∈U},求 UA;
(2)设U={2,3,a2+2a-3},A={b,2}, UA={5},求实数a和b的值.
规律方法 符号 UA存在的前提是A U,这也 ( http: / / www.21cnjy.com )是解有关补集问题的一个隐含条件,充分利用题目中的隐含条件也是我们解题的一个突破口,若x∈U,则x∈A和x∈ UA二者必居其一,不仅如此,结合Venn图及全集与补集的概念,不难得到如下性质:A∪ UA=U,A∩ UA= , U( UA)=A.
变式迁移3 已知U=R,A ( http: / / www.21cnjy.com )={x|x2+px+12=0},B={x|x2-5x+q=0},若 UA∩B={2}, UB∩A={4},求A∪B.
1.补集与全集是两个密不可分的概念,同一个集合在不同的全集中补集是不同的,不同的集合在同一个全集中的补集也不同.另外全集是一个相对概念.
2.符号 UA存在的前提是A U,这也是解有关补集问题的一个隐含条件,充分利用题目中的隐含条件也是我们解题的一个突破口.
3.补集的几个性质: UU= , U =U, U( UA)=A.
课时作业
一、选择题
1.已知集合A={1,3,5,7,9},B={0,3,6,9,12},则A∩ NB等于( )
A.{1,5,7} B.{3,5,7} C.{1,3,9} D.{1,2,3}
2.已知U为全集,集合M、N是U的子集,若M∩N=N,则( )
A.( UM) ( UN) B.M ( UN)
C.( UM) ( UN) D.M ( UN)
3.已知U={x|-1≤x ( http: / / www.21cnjy.com )≤3},A={x|-1
A. UA=B B. UB=C C. UA C D.A C
4.图中阴影部分可用集合M、P表示为( )
A.(M∩P)∪(M∪P) B.( UM∩P)∪(M∩ UP)
C.M∩ U(M∩P) D.P∪ U(M∩P)
5.已知集合A={x|x
A.a≤2 B.a<1 C.a≥2 D.a>2
二、填空题
6.若A={x∈Z|0
7.若全集I={(x,y)|x,y∈R},集合M=,N={(x,y)|y≠x+1},则 IM∩ IN=________.
8.设全集U={x||x|<4且x∈Z},S={-2,1,3},若 UP S,则这样的集合P共有________个.
三、解答题
9.已知全集U=R,集合A={x|-1≤x≤2},B={x|4x+p<0},且B UA,求实数p的取值范围.
10.已知全集U=R,集合A={x|x<1,或x>2},集合B={x|x<-3,或x≥1},求 RA, RB,A∩B,A∪B.
【探究驿站】
11.(1)若实数集R为全集,集合P ( http: / / www.21cnjy.com )={x|f(x)=0},Q={x|g(x)=0},H={x|h(x)=0},则方程=0的解集是( )
A.P∩Q∩( RH) B.P∩Q
C.P∩Q∩H D.P∩Q∪H
(2)50名学生中,会讲英语的有36人,会讲日语的有20人,既不会讲英语也不会讲日语的有8人,则既会讲英语又会讲日语的人数为( )
A.20 B.14 C.12 D.10
1.2.2 集合的运算(二) 答案
自学导引
1.全集 U
2.A在U中的补集 UA {x|x∈U,且x A}
3.(1) (2)U (3)A (4)U (5)
4.{2,4} {6}
对点讲练
例1 解
如图所示,借助Venn图,得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
∵ UB={1,4,6,8,9},
∴B={2,3,5,7}.
变式迁移1 解 ∵A={x|a≤x≤b},
∴ UA={x|x>b或x
又 UA={x|x>4或x<3},
∴a=3,b=4.
例2 解 把全集U和集合A,B在数轴上表示如下 :
由图可知 UA={x|x≤-2或3≤x≤4},
A∩B={x|-2
U(A∩B)={x|x≤-2或3≤x≤4},
UA∩B={x|-3
变式迁移2 解 UA={x|-1≤x≤3},
UB={x|-5≤x<-1或1≤x≤3},
UA∩ UB={x|1≤x≤3},
UA∪ UB={x|-5≤x≤3},
U(A∩B)={x|-5≤x≤3},
U(A∪B)={x|1≤x≤3},
相等的集合: UA∩ UB= U(A∪B),
UA∪ UB= U(A∩B).
例3 解 (1)设x1、x2为方程x2-5x+q=0的两根,
则x1+x2=5,∴x1≠x2(否则x1=x2= U,
这与A U矛盾).
而由A U知x1、x2∈U,又1+4=2+3=5,∴q=4或q=6.
∴ UA={2,3,5}或 UA={1,4,5}.
(2)
由题意,利用Venn图,
可得方程组
将②式变形为a2+2a-8=0,
解得a=-4或a=2.
∴或为所求.
变式迁移3 解 ∵ UA∩B={2},∴2∈B且2 A.
∴A∩ UB={4},∴4∈A且4 B.
分别代入得,
∴p=-7,q=6,∴A={3,4},B={2,3},
∴A∪B={2,3,4}.
课时作业
1.A [∵A={1,3,5,7,9},B={0,3,6,9,12},
∴ NB={1,2,4,5,7,8,…}.∴A∩ NB={1,5,7}.]
2.C [利用维恩图,如图所示:
可知( UM) ( UN).]
3.A [B={-1,3}, UA={-1,3}.]
4.B
5.C
[∵B={x|1
∴ RB={x|x≥2或x≤1}.
如图,若要A∪ RB=R,必有a≥2.]
6.{2,5,6,7,8,9} {1,2,4,8,9}
解析 ∵A={1,2,3,…,9},B={1,3,4},C={3,5,6,7},
∴ AB={2,5,6,7,8,9}, AC={1,2,4,8,9}.
7.{(2,3)}
解析 集合M,N都是点集,集合M中的关系 ( http: / / www.21cnjy.com )式可变为y=x+1(x≠2),它的几何意义是直线y=x+1上去掉点(2,3)后所有点的集合;集合N表示直线y=x+1外所有点的集合.可知 IM={(x,y)|y≠x+1}∪{(2,3)},表示直线y=x+1外所有点及直线上点(2,3)的集合; IN={(x,y)|y=x+1},表示直线y=x+1上所有点的集合.从而可得( IM)∩( IN)只有一个元素(2,3).
8.8
解析 ∵集合P与 UP个数相同,
又 UP S,
而S的子集个数为8,∴ UP个数也为8,
∴P的个数也为8.
9.解 UA={x|x<-1或x>2},B=.
∵B UA,∴-≤-1
∴p≥4,即p的取值范围是{p|p≥4}.
10.解 借助于数轴,如图可知
RA={x|1≤x≤2}; RB={x|-3≤x<1};
A∩B={x|x<-3,或x>2};A∪B=R.
11.(1)A (2)B [(1)由f2(x)+g2(x)=0知,f(x)=0与g(x)=0同时成立,且h(x)≠0.
(2)
如图所示,至少会讲英语、日语中一种语言的学生有50-8=42(人),不妨设A={会讲英语的学生},B={会讲日语的学生},
则有card(A)=36,card(B)=20,
card(A∪B)=42,
故既会讲英语又会讲日语的学生人数为
card(A∩B)=36+20-42=14.]第一章 章末检测
(时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)
1.设集合U={1,2,3,4,5},M={1,2,3},N={2,5},则M∩ UN等于( )
A.{2} B.{2,3}
C.{3} D.{1,3}
2.下列集合不同于其他三个集合的是( )
A.{x|x=1} B.{y|(y-1)2=0}
C.{x=1} D.{1}
3.对于(1)3 {x|x≤};(2)∈Q;(3)0∈N;(4)0∈ .其中正确的有( )
A.4个 B.3个
C.2个 D.1个
4.已知集合A={-1,3,2m-1},集合B={3,m2}.若B A,则实数m等于( )
A.±1 B.-1 C.1 D.0
5.下列表示同一个集合的是( )
A.M={(1,2)},N={(2,1)}
B.M={1,2},N={2,1}
C.M={y|y=x-1,x∈R},N={y|y=x-1,x∈N}
D.M=,N={(x,y)|y-1=x-2}
6.已知集合P={x|x=n,n∈Z},Q=,S=,则下列关系正确的是( )
A.S∪Q=P B.Q P
C.P∩S=Q D.P?Q
7.设A={x|1
A.{a|a≥2} B.{a|a≤1}
C.{a|a≥1} D.{a|a≤2}
8.设集合A={a,b},集合B={a+1,5},若A∩B={2},则A∪B等于( )
A.{1,2} B.{1,5}
C.{2,5} D.{1,2,5}
9.集合A={1,2,3,4},B?A,且1∈(A∩B),4D∈/(A∩B),则满足上述条件的集合B的个数是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
10.满足“a∈A且8-a∈A”,a∈N的有且只有2个元素的集合A的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
11.设P、Q是非空集合 ( http: / / www.21cnjy.com ),定义PD○×Q={x|x∈(P∪Q)且x (P∩Q)},现有集合M={x|0≤x≤4},N={x|x>1},则MD○×N等于( )
A.{x|0≤x≤1或x>4}
B.{x|0≤x≤1或x≥4}
C.{x|1≤x≤4}
D.{x|0≤x≤4}
12.设数集M=,N=,且M、N都是集合 ( http: / / www.21cnjy.com ){x|0≤x≤1}的子集,如果b-a叫做集合{x|a≤x≤b}的长度,那么,集合M∩N的“长度”的最小值是( )
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.满足{a,b}∪B={a,b,c}的集合B的个数是________.
14.用列举法表示集合:
M==______________________.
15.已知集合{2x,x+y}={7,4},则整数x=____________,y=________.
16.有15人进家电超市,其中有9人买了电视,有7人买了电脑,两种都买了的有3人,则这两种都没买的有________人.
三、解答题(本大题共6小题,共70分)
17.(10分)已知集合A={x∈R|ax2-3x+2=0,a∈R}.
(1)若A是空集,求a的取值范围;
(2)若A中只有一个元素,求a的值,并把这个元素写出来.
18.(12分)已知集合A={a2,a+1,-3},B={a-3,2a-1,a2+1},若A∩B={-3},求a的值.
19.(12分)若A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-1≤x≤m+1},B A,求实数m的取值范围.
20.(12分)已知全集U=R,集合A={x|x<0或x>2},B={x|-1
a}.
求:(1)A∩B,A∪B;
(2)B∩C.
21.(12分)设非空数集A满足①A {1,2,3,4,5};②若a∈A,则(6-a)∈A.符合上述条件的A的个数是多少?列举出来.
22.(12分)设集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+a-1=0},若A∩B=B,求实数a所有可能的值组成的集合.
第一章 章末检测 答案
1.D [ UN={1,3,4},M∩ UN={1,2,3}∩{1,3,4}={1,3}.]
2.C [A、B、D都表示元素是1的集合,C表示元素为“x=1”的集合.]
3.C [(1)(3)正确.]
4.C [∵B A,∴m2=2m-1,m=1.]
5.B [集合中元素是无序的,所以选B.]
6.D [由x=,令n=3k+1,3k+2,可知P?Q.]
7.A [如图所示,
∴a≥2.]
8.D [本题考查集合交、并集的运算及其性质,由A∩B={2}可知2∈B,2∈A,
∴a+1=2,a=1,b=2,A={1,2},从而A∪B={1,2,5}.]
9.C [由1∈(A∩B),且4 (A∩B)知1∈B,
但4 B,又B?A,
∴集合B中至少含有一个元素1,
至多含有3个元素1,2,3,
故集合B可以为{1},{1,2},{1,3},{1,2,3}.]
10.D [由题意可知满足题设条件的集合A有{0,8},{1,7},{2,6},{3,5},共4个.]
11.A
12.C [如图所示,集合M的长度为,集合N的长度为,由于M、N是集合{x|0≤x≤1}的子集,故当且仅当M∪N={x|0≤x≤1}时,M∩N的长度最小,故最小值为+-1=.]
13.4
解析 B={c},{a,c},{b,c},{a,b,c}.
14.{-11,-6,-3,-2,0,1,4,9}
解析 由∈Z,且m∈Z,知m+1是10的约数,故|m+1|=1,2,5,10,从而m的值为-11,-6,-3,-2,0,1,4,9.
15.2 5
解析 由集合相等的定义知,
或,解得或,
又x,y是整数,所以x=2,y=5.
16.2
解析 结合Venn图可知
两种都没买的有2人.
17.解 集合A是方程ax2-3x+2=0在实数范围内的解集.
(1)A是空集,即方程ax2-3x+2=0无解,
得Δ=(-3)2-8a<0,∴a>.
(2)当a=0时,方程只有一解,为x=;
当a≠0且Δ=0,即a=时,方程有两个相等的实数根,A中只有一元素为x=,
∴当a=0或a=时,
A中只有一个元素,分别是或.
18.解 由A∩B={-3},得-3∈B,
∴a-3=-3或2a-1=-3,即a=0或a=-1,
当a=0时,A={0,1,-3},B={-3,-1,1},
此时A∩B={1,-3}与题意不符合,舍去.
∴a=-1.
19.解 ∵B A,当B= 时,得2m-1>m+1,m>2,
当B≠ 时,得解得-1≤m≤2.
综上所述,m的取值范围为m≥-1.
20.解 结合数轴:
(1)A∩B={x|-1
A∪B=R.
(2)C=
当≥3,即a≥8时,B∩C= ,
当-1≤<3,即-4≤a<8时,
B∩C=.
当<-1,即a<-4时,
B∩C={x|-1
综上,a≥8时,B∩C= ;
-4≤a<8时,B∩C=;
a<-4时,B∩C={x|-1
21.解 当a=1时,6-a=5;
当a=5时,6-a=1;
当a=3时,6-a=3;当a=2时,6-a=4;
当a=4时,6-a=2,
∴集合A可以为{3},{1,5},{2,4},{1,3,5},{2,3,4},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}共7个.
22.解 因为A∩B=B,A={1,2},B {1,2},
所以B= 或B={1}或B={2}或B={1,2}.
若B= ,则方程x2-ax+a-1=0无解,
而Δ=a2-4(a-1)=(a-2)2≥0.
所以B= 不成立;
若B={1},则方程x2-ax+a-1=0有两个等根为1.
由
得a=2;
若B={2},则方程有两个等根为2.
由
得方程组无解.
所以B={2}不成立;
若B={1,2},则方程的两根为1和2,
由得a=3.
综上所述,a所有可能的值组成的集合为{2,3}.第一章 集 合
【入门向导】 渔民与数学家的故事
一位渔民非常喜欢数学,但他怎么也 ( http: / / www.21cnjy.com )想不明白集合的意义,于是,他请教数学家:“尊敬的先生,请您告诉我,集合是什么?”集合是不定义的概念,数学家很难回答那位渔民,有一天,他来到渔民的船上,看到渔民撒下鱼网,轻轻一拉,许多鱼虾在网中跳动.数学家非常激动,高兴地告诉渔民:“这就是集合!”这一网鱼虾可以构成一个集合,网中的这些鱼也可以构成一个集合,这些虾也可以构成一个集合,那将形成鱼虾集合、鱼集合与虾集合,这三个集合之间又有怎样的关系呢?同学们,你能告诉渔民吗?
解读集合的有关概念
一、注意集合的概念与“全体”的区别
集合的概念是现代数学中不 ( http: / / www.21cnjy.com )定义的原始概念.集合的概念虽然也含有“全体”的意思,但是与通常所理解的全体是有区别的,集合中的元素必须是确定的,必须能判断任何一个对象是不是它的元素,而全体则不一定能成为一个集合.例如,“我校高一学生中高个子同学的全体”就不能构成集合,而“我校高一学生中所有身高高于170厘米的同学的全体”则能构成集合.
二、加强对集合元素的三大特性的理解
1.确定性:对于一个集合中每一个元素都是 ( http: / / www.21cnjy.com )可以客观的用一个标准明确地来判断该元素是或不是集合中的元素.如上述“高个子同学”并没有明确的标准来判断身高为多高是“高个子”,即集合中的元素是不确定的.
2.互异性:所谓互异是指集合中的元素必须是互不相同的,不会有完全相同的元素.在解题中尤其要注意对结果进行检验,不能忽视.
例1 已知x2∈{1,0,x},求实数x的值.
解 若x2=0,则x=0,此时集合为{1,0,0},不符合集合中元素的互异性,舍去.
若x2=1,则x=±1.
当x=1时,集合为{1,0,1},舍去;
当x=-1时,集合为{1,0,-1},符合.
若x2=x,则x=0或x=1,不符合互异性,都舍去.
综上可知:x=-1.
3.无序性:集合是一个整体,集合 ( http: / / www.21cnjy.com )中的元素排列是没有顺序限制的,所以同学们应知道集合{a,b,c},{b,a,c},{c,b,a}都是同一集合.
为帮助同学们记忆,特总结口诀如下:
集合平常很常用,数学概念各不同;
理解集合并不难,三个要素是关键;
元素确定与互异,还有无序要牢记.
三、注重对空集概念的理解
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记作 .空集是特殊的集合,不含有任何元素,规定它是有限集.
注意 ①空集和集合{0}是不同的, 是不含任何元素的集合,而{0}表示只含有一个元素“0”的集合.
② 和{ }也是不一样的, 是不含任何元素的集合,{ }表示只含有一个字母“ ”的集合,也可以看作由 作为元素构成的集合.
四、正确理解集合与集合的关系
集合与集合之间是包含关系,它反映出了“一个整体”相对于另“一个整体”之间的关系.包含关系有三种:子集、真子集和相等.
1.“集合A是集合B的子集”,意 ( http: / / www.21cnjy.com )思是集合A中的任何一个元素都是集合B的元素,但不能把“集合A是集合B的子集”理解为集合A是由集合B中部分元素组成的集合,因为空集和集合B都是集合B的子集.
2.“集合A是集合B的真子集”有两层含义,一是集合A是集合B的子集,二是集合A与集合B不相等,即集合B中至少有一个元素不属于集合A.
3.要证明A=B,只需要 ( http: / / www.21cnjy.com )证明A B且B A成立即可.即可设任意x0∈A,证明x0∈B从而得出A B.又设任意y0∈B,证明y0∈A从而得到B A,进而得到A=B.
例2 已知集合A={x|x=kπ+,k∈Z},B={x|x=kπ+,k∈Z},判断集合A与集合B是否相等.可用列举法解之.
解 A={…,,,,,…},
B={…,,,,π,,…}.
观察可知,A≠B.
4.若集合A中含有n个元素,则集合A有2n个子集,有2n-1个真子集,有2n-2个非空真子集.
集合易错点剖析
一、符号意义不清致错
例3 已知集合X={0,1},Y={x|x X},那么下列说法正确的是( )
A.X是Y的子集 B.X是Y的真子集
C.Y是X的真子集 D.X是Y的元素
错解 B
剖析 集合中符号意义必须清楚.
正解 因为Y={x|x X}={{ },{0},{1},{0,1}},所以X∈Y.故选D.
二、代表元素意义不清致错
例4 集合A={y|y=x2,x∈R},B={(x,y)|y=x+2,x∈R},则A∩B=( )
A.{(-1,1),(2,4)} B.{(-1,1)}
C.{(2,4)} D.
错解 由得或故选A.
剖析 导致错误的原因是没有弄清 ( http: / / www.21cnjy.com )集合中元素的意义,A中的元素是实数y,而B中的元素是实数对(x,y),也就是说,集合A为数集,集合B为点集,因此A、B两个集合中没有公共元素,从而这两个集合的交集为空集.
正解 D
三、忽视集合元素的互异性致错
例5 已知集合A={2,3,a2+4a+2},B={0,7,a2+4a-2,2-a},且A∩B={3,7},求集合B.
错解 由A∩B={3,7}得a2+4a+2=7,
解得a=1或a=-5.
当a=1时,集合B={0,7,3,1};
当a=-5时,集合B={0,7,3}.
综上知集合B={0,7,3,1}或B={0,7,3}.
剖析 由题设条件知集合B中有四个元素,当集合中出现了相同的元素,与集合中元素的互异性矛盾,导致错解.
正解 应将当a=-5时的集合B={0,7,3}舍去,
故集合B={0,7,3,1}.
四、忽视空集致错
例6 已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若B A,求实数m的取值范围.
错解 由B A,得,
解得2≤m≤3.
剖析 上述解法是初学者解此类问题的典型错误解法.
原因是考虑不全面,由集合B的含义及B A,忽略了集合为 的可能而漏掉解.因此题目若出现包含关系时,应首先想到有没有出现 的可能.
正解 A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},
且B A.
①若B= ,则m+1>2m-1,解得m<2,
此时有B A;
②若B≠ ,则m+1≤2m-1,即m≥2,
由B A,得,
解得2≤m≤3.
由①②得m≤3.
∴实数m的取值范围是{m|m≤3}.
集合中的数学思想
一、分类讨论思想
分类讨论是高中学习中一种重要的 ( http: / / www.21cnjy.com )数学思想方法,也是一种基本的解题策略,是高考的重点与热点,也是高考的难点.“分类讨论”的数学思想的实质是把整体问题转化为局部问题进行解决,通俗地讲就是“化整为零,各个击破”的解题手段,或者说不同情况要采取不同的方法去对待,使问题变得条理清晰、层次分明、易于解决.
在集合这一部分中,常见的分类讨论题型有以下几种:
1.根据集合元素特性分类讨论
在分析集合所含元素的情况时,常常会根据集合中的元素特性分类讨论,在解题中尤其要注意对结果进行检验.
例1 设集合A={2,a2-a+2,1-a},若4∈A,求a的值.
解 由集合元素的确定性知
a2-a+2=4或1-a=4.
(1)解a2-a+2=4得a=-1或a=2.
a=-1时,A={2,4,2}不满足集合中元素的互异性,
故a=-1舍去;
a=2时,A={2,4,-1}满足集合中元素的互异性,
故a=2满足要求.
(2)解1-a=4得a=-3,此时A={2,4,14}满足集合中元素的互异性,故a=2或a=-3即为所求.
2.根据空集的特性分类讨论
空集是集合中一类特殊的集合,应特别 ( http: / / www.21cnjy.com )注意空集是任何集合的子集,不可忽视空集的特殊情况.因此在处理集合问题时,对未知集合进行空集与非空集合的讨论是十分重要的.
例2 已知A={x|-3≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},问m为何实数时,A∩B= 成立.
分析 此题已知A∩B= ,需按B= 和B≠ 进行分类讨论,同时还要注意m+1和2m-1的大小关系.
解 (1)当B= 时,A∩B= 成立,
此时m+1>2m-1,即m<2.
(2)当B≠ 时,欲使A∩B= 成立,实数m应满足或
解得m>4.
故满足条件的m的取值范围是m<2或m>4.
3.根据子集的性质分类讨论
含参数的集合问题,这类问题是集合部分中最 ( http: / / www.21cnjy.com )常见的分类讨论题.解题时注意把集合的运算关系转译为包含关系,常需对已知集合的子集元素的个数进行分类讨论.
例3 已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+a-1=0}且A∪B=A,求实数a的值.
分析 解此题可先由A∪B=A,得出B A,然后对集合B中的元素个数进行分类讨论.
解 A={x|x2-3x+2=0}={1,2}
由A∪B=A,得B A
(1)B= 时,Δ=a2-4a+4<0,∴这样的a不存在;
(2)B={1}时,∴a=2;
(3)当B={2}时,
∴这样的a不存在;
(4)当B={1,2}时,∴a=3.
∴由(1)(2)(3)(4)得:a=2或a=3.
分类讨论的数学思想是解集合题经常 ( http: / / www.21cnjy.com )会遇到的一种思想方法,分类要恰当、合理,做到“不重不漏”.解题时应特别注意对集合元素的特性的检验,特别注意空集是任何集合的子集,不可忽视空集的特殊情况.含参数的集合问题,注意把集合的运算关系转化为包含关系,克服分类讨论中的主观性和盲目性.
二、数形结合思想
数形结合思想,其实质是将抽象的数学语言 ( http: / / www.21cnjy.com )与直观的图形结合起来,使抽象思维和形象思维结合,通过对图形的认识、数形结合的转化,可以培养思维的灵活性、形象性,使问题化难为易、化抽象为具体.通过“形”往往可以解决用“数”很难解决的问题.集合中常用的方法是数轴法和Venn图法.
1.运用数轴
例4 已知全集为R,集合M={x||x|<2,x∈R},P={x|x≥a},并且M? RP,求a的范围.
解 M={x||x|<2}={x|-2
RP={x|x
∵M? RP,∴由数轴知a≥2.
说明 a>2显而易见,a能否等于2,单独 ( http: / / www.21cnjy.com )考察即可.当a=2时, RP={x|x<2},满足题意.故a≥2.另外要注意区分a能否等于2与x能否等于a,它们是两回事.
2.运用Venn图
例5 高一(2)班共有50名 ( http: / / www.21cnjy.com )同学,参加物理竞赛的同学有36名,参加数学竞赛的同学有39名,且已知有5名同学两科竞赛都没有参加,问只参加数学竞赛不参加物理竞赛的同学有多少名?
解 设参加物理竞赛的同学 ( http: / / www.21cnjy.com )组成集合A,参加数学竞赛的同学组成集合B,并设两科竞赛都参加的同学组成的集合A∩B中有x个元素,则各部分人数分布如图所示,
则(36-x)+x+(39-x)+5=50,
解得x=30,所以39-x=9,
即只参加数学竞赛不参加物理竞赛的同学有9名.
点评 应熟知集合A∩B、A∩ UB、 UA∩B、 UA∩ UB分别对应Venn图中的哪部分区域.
三、等价转化思想
在解决一些集合问题时,当一种集合的表达形 ( http: / / www.21cnjy.com )式不好入手时,常将其转化为另一种形式,使问题明朗化,如“A是B的子集”、“A∩B=A”、“A∪B=B”、“A B”等都是同一含义.另外,集合中数学语言的常见形式主要有三种,即文字语言、符号语言、图形语言,它们可以相互转化,通过合理的转化,往往能简捷迅速地得到解题思路.
例6 已知U={(x,y)|x∈R,y∈R},A={(x,y)|x+y=1},B={(x,y),求 UB∩A.
解 集合U={(x,y)|x∈R,y∈ ( http: / / www.21cnjy.com )R}是平面上所有点的集合;集合A是直线x+y=1上的点的集合;集合B是直线x+y=1上的点的集合,但要除去点(1,0);而 UB表示点(1,0)以及平面上除了直线x+y=1上的所有点以外的点,所以 UB∩A对应的元素为(1,0),即 UB∩A={(1,0)}.
点评 在相互转化的过程中要注意转化的等价性.
四、特殊化思想
特殊化思想是一种重要的数学思想,对于许多较抽象的集合
问题,灵活地取一些符合条件的特殊集合, ( http: / / www.21cnjy.com )往往能起到化繁为简、化难为易的功效.另外,特殊值法解选择题是特殊与一般思想在解题中的具体应用,相当于增加题设条件,可使问题简单化.
例7 设集合M={x|x=+,k∈Z},N={x|x=+,k∈Z},则( )
A.M=N B.M是N的真子集
C.N是M的真子集 D.M∩N=
解析 由∈N,而D∈/M,排除A,C;又∈N,且∈M,再排除D.故选B.
答案 B
点评 很多选择题都可以取特殊值来迅速求解.
五、补集思想
已知全集U,求子集A,若直接求A ( http: / / www.21cnjy.com )困难,可先求 UA,再由 U( UA)=A求A.补集作为一种思想方法,给我们研究问题开辟了新思路,今后要有意识地去体会并运用.在顺向思维受阻时,改用逆向思维,可能会“柳暗花明”.我们平日说的“正难则反”这一策略就是对补集思想的应用,是指当某一问题从正面解决较困难时,可以从其反面入手解决,从这个意义上讲,补集思想具有转换研究对象的功能,是转化思想的又一体现.
例8 已知集合A={x|x2-4mx+2m+6=0},B={x|x<0},若A∩B≠ ,求实数m的取值范围.
分析 A∩B≠ 说明集合A ( http: / / www.21cnjy.com )是由方程x2-4mx+2m+6=0①的实根组成的非空集合,并且方程①的根有可能有:(1)两负根;(2)一负根一零根;(3)一负根一正根.三种情况讨论很麻烦,这时我们从求解问题的反面考虑,采用补集思想,即先由Δ≥0,求出全集U,然后求出两根均为非负时m的范围,然后利用“补集”求解.
解 设全集U={m|Δ=(-4m)2-4(2m+6)≥0}=,
若方程x2-4mx+2m+6=0的两根x1,x2均为非负,则 m≥.
∵在全集U中补集为{m|m≤-1}.
∴实数m的取值范围为{m|m≤-1}.
点评 (1)解Δ≥0,即16m2- ( http: / / www.21cnjy.com )8m-24≥0,也就是2m2-m-3≥0时,可以先画出二次函数f(m)=2m2-m-3的图象,由图象易得m的取值范围.(2)本题运用了“补集思想”.对于一些比较复杂,比较抽象,条件和结论之间关系不明朗,难于从正面入手的数学问题,在解题时,调整思路,从问题的反面入手,探求已知和未知的关系,这时能化难为易,化隐为显,从而将问题解决,这就是补集思想的应用,也是处理问题的间接化原则的体现.
集合问题如何考?
集合是高考每年必考的知识点之 ( http: / / www.21cnjy.com )一.对它的考查主要集中于集合间的关系和运算、集合语言的理解与应用;同时由于集合的基础性和工具性作用,又常以集合为工具考查集合语言和集合思想的应用,命制一些新背景的问题.
1.(湖南高考)设全集U=M∪N={1,2,3,4,5},M∩ UN={2,4},则N=( )
A.{1,2,3} B.{1,3,5}
C.{1,4,5} D.{2,3,4}
解析 由M∩ UN={2,4}可得集合N中不含有元素2,4,集合M中含有元素2,4,故N={1,3,5}.
答案 B
2.(湖北高考)已知U={1,2,3,4,5,6,7,8},A={1,3,5,7},B={2,4,5},则 U(A∪B)=( )
A.{6,8} B.{5,7}
C.{4,6,7} D.{1,3,5,6,8}
解析 ∵A∪B={1,2,3,4,5,7},∴ U(A∪B)={6,8}.
答案 A
3.(广州模拟)设集合A={0,1},B={y|x2+y2=1,x∈A},则A与B的关系是( )
A.A=B B.A?B
C.A?B D.A B
分析 由于集合B中的x是A中的元素,根据此条件求出集合B,再判断集合A、B的关系.
解析 由已知,A={0,1},
B={y|x2+y2=1,x∈A}={-1,0,1}.
所以A?B.
答案 B
点评 解决本题,首先要读懂符号代表的含 ( http: / / www.21cnjy.com )义.由于集合B中的元素x属于集合A,故x可为0或1;再将x的值代入集合B,解得集合B;最后判断集合A、B的关系.
4.(日照调研)已知集合P={3,4,5} ( http: / / www.21cnjy.com ),集合Q={4,5,6,7},定义P*Q={(a,b)|a∈P,b∈Q},则P*Q中的元素的个数是____________.
分析 根据新定义将a、b依次代入,即可得到新集合P*Q,从而得解.
解析 新定义集合P*Q的 ( http: / / www.21cnjy.com )特征是平面上的点集,横坐标为集合P中的元素,而纵坐标为集合Q中的元素,故P*Q={(3,4),(3,5),(3,6),(3,7),(4,4),(4,5),(4,6),(4,7),(5,4),(5,5),(5,6),(5,7)},从而可知P*Q中元素的个数为12.
答案 12
点评 本题是一个运算创新型问题,解答此类问题 ( http: / / www.21cnjy.com )的关键是理解新运算,并找到新运算与已学运算的结合点,如本题定义的新运算的实质就是由两个实数集重新组合成一个点集.
5.若集合A1,A2满足A1∪ ( http: / / www.21cnjy.com )A2=A,则称(A1,A2)为集合A的一种分拆,并规定:当且仅当A1=A2时,(A1,A2)与(A2,A1)为集合A的同一种分拆,则集合A={1,2,3}的不同分拆种数是( )
A.27 B.26 C.9 D.8
分析 所谓“分拆”不过是并集的另一种说法,关键是要分类准确.
解析 ①A1= 时,A2={1,2,3},只有1种分拆;
②A1是单元素集时(有3种可能),则A2 ( http: / / www.21cnjy.com )必须至少包含除该元素之外的两个元素,也可能包含3个元素,有两类情况(如A1={1}时,A2={2,3}或A2={1,2,3}),这样A1是单元素集时的分拆有6种;
③A1是两个元素的集合时(有3种 ( http: / / www.21cnjy.com )可能),则A2必须至少包含除这两个元素之外的另一个元素,还可能包含A1中的1个或2个元素(如A1={1,2}时,A2={3}或A2={1,3}或
A2={2,3}或A2={1,2,3}),这样A1是两个元素的集合时的分拆有12种;
④A1是三个元素的集合时( ( http: / / www.21cnjy.com )只有1种),则A2可能包含0,1,2或3个元素(即A1={1,2,3}时,A2可以是集合{1,2,3}的任意一个子集),这样A1={1,2,3}时的分拆有23=8种.
所以集合A={1,2,3}的不同分拆的种数是
1+6+12+8=27.
答案 A
6.定义集合运算:A⊙B={z|z= ( http: / / www.21cnjy.com )xy(x+y),x∈A,y∈B}.设集合A={0,1},B={2,3},则集合A⊙B的所有元素之和为________.
解析 (1)当x=0时,无论y为何值,都有z=0;
(2)当x=1,y=2时,由题意z=6;
(3)当x=1,y=3时,由题意z=12,
故集合A⊙B={0,6,12},
元素之和为0+6+12=18.
答案 18
点评 本题给出的新运算“⊙” ( http: / / www.21cnjy.com ),是同学们从未见过的集合运算,要求同学们能按其给出的新运算作答,考查同学们的观察能力及应用新信息分析问题、解决问题的能力.
7.定义集合A和B的运算A※B={x|x∈ ( http: / / www.21cnjy.com )A,且xD∈/B}.写出含有运算符号“※”,“∩”,“∪”,且对集合A,B都成立的一个等式:________.
解析 如下图,Venn图中阴影部分可表示为:
A※(A∩B);
再结合新定义及并集概念,阴影部分也可表示为:
(A∪B)※B.
显然可填:A※(A∩B)=(A∪B)※B.
另外也可填:B※(A∩B)=(A∪B)※A等.
答案 A※(A∩B)=(A∪B)※B
B※(A∩B)=(A∪B)※A
点评 这是一道开放题,并且定 ( http: / / www.21cnjy.com )义了新运算,对同学们来说有一定的难度,但是同学们只要认真审题,灵活运用题目所给的信息,选择恰当的方法,解答此题就显得轻而易举了.
学习建议 1 集合是学习高中数学的 ( http: / / www.21cnjy.com )开始,若想学好、应用好这部分知识,就要花大力气理解基本概念、基本性质,掌握基本表示方法. 2 学习时同学们要理解集合运算的定义,掌握集合运算的方法,还要善于借助图形工具解答问题. 3 学习时同学们要搞清两个集 ( http: / / www.21cnjy.com )合有几种关系,各种关系的定义要牢记.另外,还要明确集合的关系是通过元素来反映的,所以要养成从元素角度研究集合关系的好习惯. 4 数学中的创新题是数学试题中的一支奇葩,它们往往以同学们现有的知识为出发点,创新概念和运算,其特点是“新面目、老方法”,考查更接近知识本质.基于此,在学习时,对有关的概念一定要理解透彻,才能以不变应万变.1.1.2 集合的表示方法
自主学习
学习目标
1.掌握集合的表示方法,能在具体问题中选择适当的方法表示集合.
2.通过实例和阅读自学体会用列举法和描述法表示集合的方法和特点,培养自主探究意识和自学能力.
自学导引
1.列举法
把集合的元素________________出来,并用____________括起来表示集合的方法.
2.描述法
一般地,如果在集合I中,属于集合A的任意一 ( http: / / www.21cnjy.com )个元素x都具有性质p(x),而不属于集合A的元素都不具有性质p(x),则性质p(x)叫做集合A的一个________________.于是,集合A可以用它的特征性质p(x)描述为____________,它表示集合A是由集合I中具有性质p(x)的所有元素构成的.
对点讲练
知识点一 用列举法表示集合
例1 用列举法表示下列集合:
(1)已知集合M=,求M;
(2)方程组的解集;
(3)由+(a,b∈R)所确定的实数集合.
规律方法 (1)列举法表示集 ( http: / / www.21cnjy.com )合,元素不重复、不计次序、不遗漏,且元素与元素之间用“,”隔开.(2)列举法适合表示有限集,当集合中元素的个数较少时,用列举法表示集合较为方便,而且一目了然.
变式迁移1 用列举法表示下列集合:
(1)A={x||x|≤2,x∈Z};
(2)B={x|(x-1)2(x-2)=0};
(3)M={(x,y)|x+y=4,x∈N*,y∈N*};
(4)已知集合C=,求C.
知识点二 用描述法表示集合
例2 用描述法表示下列集合:
(1)所有正偶数组成的集合;
(2)方程x2+2=0的解的集合;
(3)不等式4x-6<5的解集;
(4)函数y=2x+3的图象上的点集.
规律方法 用描述法表示集合时,要注意代表元素是什么?同时要注意代表元素所具有的性质.
变式迁移2 用描述法表示下列集合:
(1)函数y=ax2+bx+c (a≠0)的图象上所有点的集合;
(2)一次函数y=x+3与y=-2x+6的图象的交点组成的集合;
(3)不等式x-3>2的解集.
知识点三 列举法和描述法的灵活运用
例3 用适当的方法表示下列集合:
(1)比5大3的数;
(2)方程x2+y2-4x+6y+13=0的解集;
(3)二次函数y=x2-10图象上的所有点组成的集合.
规律方法 用列举法与描述法表示集合时,一要明确集合中的元素;二要明确元素满足的条件;三要根据集合中元素的个数来选择适当的方法表示集合.
变式迁移3 用适当的方法表示下列集合:
(1)由所有小于10的既是奇数又是素数的自然数组成的集合;
(2)由所有周长等于10 cm的三角形组成的集合;
(3)从1,2,3这三个数字中抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的自然数的集合;
(4)二元二次方程组的解集.
1.在用列举法表示集合时应注意以下四点:
(1)元素间用“,”分隔;(2)元素不重复;(3)不考虑元素顺序;
(4)对于含有较多元素的集合,如果构成该集合的元素有明显规律,可用列举法,但是必须把元素间的规律显示清楚后方能用省略号.
2.使用描述法时应注意以下四点:
(1)写清楚该集合中元素的代号(字母或 ( http: / / www.21cnjy.com )用字母表示的元素符号);(2)说明该集合中元素的特征;(3)不能出现未被说明的字母;(4)用于描述的语句力求简明、确切.
课时作业
一、选择题
1.集合{1,3,5,7,9}用描述法表示应是( )
A.{x|x是不大于9的非负奇数}
B.{x|x≤9,x∈N}
C.{x|1≤x≤9,x∈N}
D.{x|0≤x≤9,x∈Z}
2.在直角坐标系内,坐标轴上的点的集合可表示为( )
A.{(x,y)|x=0,y≠0} B.{(x,y)|x≠0,y=0}
C.{(x,y)|xy=0} D.{(x,y)|x=0,y=0}
3.下列语句:
①0与{0}表示同一个集合;②由1,2 ( http: / / www.21cnjy.com ),3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,2,1};③方程(x-1)2(x-2)2=0的所有解的集合可表示为{1,1,2};④集合{x|4
正确的是( )
A.只有①和④ B.只有②和③
C.只有② D.以上语句都不对
4.已知集合A=,则A为( )
A.{2,3} B.{1,2,3,4}
C.{1,2,3,6} D.{-1,2,3,4}
5.下列集合中表示同一集合的是( )
A.M={(3,2)},N={(2,3)}
B.M={3,2},N={2,3}
C.M={(x,y)|x+y=1},N={y|x+y=1}
D.M={1,2},N={(1,2)}
二、填空题
6.下列可以作为方程组的解集的是__________(填序号).
①{x=1,y=2}; ②{1,2};
③{(1,2)}; ④{(x,y)|x=1或y=2};
⑤{(x,y)|x=1且y=2}; ⑥{(x,y)|(x-1)2+(y-2)2=0}.
7.已知a∈Z,A={(x,y)|ax-y≤3}且(2,1)∈A,(1,-4) A,则满足条件的a的值为________.
8.已知集合M={x∈N|8-x∈N},则M中的元素最多有______个.
三、解答题
9.用另一种方法表示下列集合.
(1){绝对值不大于2的整数};
(2){能被3整除,且小于10的正数};
(3){x|x=|x|,x<5且x∈Z};
(4){(x,y)|x+y=6,x∈N*,y∈N*};
(5){-3,-1,1,3,5}.
10. 用描述法表示图中阴影部分(含边界)的点的坐标的集合.
【探究驿站】
11.对于a,b∈N+,现规定:
a*b=.
集合M={(a,b)|a*b=36,a,b∈N+}
(1)用列举法表示a,b奇偶性不同时的集合M;
(2)当a与b的奇偶性相同时集合M中共有多少个元素?
1.1.2 集合的表示方法 答案
自学导引
1.一一列举 花括号“{ }”
2.特征性质 {x∈I|p(x)}
对点讲练
例1 解 (1)∵x∈N,且∈Z,
∴1+x=1,2,3,6,
∴x=0,1,2,5,∴M={0,1,2,5}.
(2)由,得,
故方程组的解集为{(1,1)}.
(3)要分a>0且b>0,a>0且b<0,a<0且b>0,a<0且b<0四种情况考虑,故用列举法表示为{-2,0,2}.
变式迁移1 解 (1)∵|x|≤2,x∈Z,
∴-2≤x≤2,x∈Z,
∴x=-2,-1,0,1,2.
∴A={-2,-1,0,1,2}.
(2)∵1和2是方程(x-1)2(x-2)=0的根,
∴B={1,2}.
(3)∵x+y=4,x∈N*,y∈N*,
∴或或
∴M={(1,3),(2,2),(3,1)}.
(4)结合例1(1)知,=6,3,2,1,
∴C={6,3,2,1}.
例2 解 (1)文字描述法:{x|x是正偶数}.
符号描述法:{x|x=2n,n∈N*}.
(2){x|x2+2=0,x∈R}.
(3){x|4x-6<5,x∈R}.
(4){(x,y)|y=2x+3,x∈R,y∈R}.
变式迁移2 解 (1){(x,y)|y=ax2+bx+c,x∈R,a≠0}.
(2)=.
(3){x∈R|x-3>2}.
例3 解 (1)比5大3的数显然是8,
故可表示为{8}.
(2)方程x2+y2-4x+6y+13=0可化为
(x-2)2+(y+3)2=0,
∴,
∴方程的解集为{(2,-3)}.
(3)“二次函数y=x2-10的图象上的点”用描述法表示为{(x,y)|y=x2-10}.
变式迁移3 解 (1)列举法:{3,5,7}.
(2)描述法:{周长为10 cm的三角形}.
(3)列举法:{1,2,3,12,13,21,23,31,32,123,132,213,231,312,321}.
(4)列举法:{(0,0),(1,1)}.
课时作业
1.A 2.C 3.C
4.D [由∈N*可知,5-a为6的正因数,所以5-a可以等于1,2,3,6,相应的a分别等于4,3,2,-1,
即A={-1,2,3,4}.]
5.B
6.③⑤⑥
7.0,1,2
解析 ∵(2,1)∈A且(1,-4) A,∴2a-1≤3且a+4>3,
∴-1
8.9
9.解 (1){-2,-1,0,1,2}
(2){3,6,9}
(3)∵x=|x|,∴x≥0,又∵x∈Z且x<5,
∴x=0或1或2或3或4.
∴集合可以表示为{0,1,2,3,4}.
(4){(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)}.
(5){x|x=2k-1,-1≤k≤3,k∈Z}.
10.解 用描述法表示为(即用符号语言表示):
.
11.解 (1)当a,b奇偶性不同时,a*b=a×b=36,
则满足条件的(a,b)有(1,36),(3,12),(4,9),(9,4),(12,3),(36,1),故集合M可表示为:
M={(1,36),(3,12),(4,9),(9,4),(12,3),(36,1)}.
(2)当a与b的奇偶性相同时a*b=a+ ( http: / / www.21cnjy.com )b=36,由于两奇数之和为偶数,两偶数之和仍为偶数,故36=1+35=2+34=3+33=…=17+19=18+18=19+17=…=35+1,
所以当a,b奇偶性相同时这样的元素共有35个.§1.2 集合之间的关系与运算
1.2.1 集合之间的关系
自主学习
学习目标
了解子集、真子集、空集的概念,掌握用Venn图表示集合的方法,通过子集理解两集合相等的意义.
自学导引
1.一般地,对于两个集合A ( http: / / www.21cnjy.com )、B,如果集合A中________________元素都是集合B中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A为集合B的子集,记作________(或________),读作“____________”(或“____________”).
2.如果集合A是集合B的子集(A B),且 ( http: / / www.21cnjy.com )________________________,此时,集合A与集合B中的元素是一样的,因此集合A与集合B相等,记作________.
3.如果集合A B,但存在元素x∈B,且x A,我们称集合A是集合B的__________,记作________(或________).
4.________是任何集合的子集,________是任何非空集合的真子集.
对点讲练
知识点一 写出给定集合的子集
例1 (1)写出集合{0,1,2}的所有子集,并指出其中哪些是它的真子集;
(2)填写下表,并回答问题.
原集合 子集 子集的个数
{a}
{a,b}
{a,b,c}
由此猜想:含n个元素的集合{a1,a2,…,an}的所有子集的个数是多少?真子集的个数及非空真子集的个数呢?
规律方法 (1)分类讨论是写出所有子集的有效方法,一般按集合中元素个数的多少来划分,遵循由少到多的原则,做到不重不漏.
(2)集合A中有n个元素,则集合A有2n个子集,有(2n-1)个真子集,(2n-1)个非空子集,(2n-2)个非空真子集.
变式迁移1 已知集合M满足{1,2} M {1,2,3,4,5},写出集合M.
知识点二 集合基本关系的应用
例2 (1)已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-1
(2)本题(1)中,若将“B A”改为“A B”,其他条件不变,求实数m的取值范围.
规律方法 (1)分析集合关系时,首先要分析、简化每个集合.
(2)此类问题通常借助数轴,利用数轴分析法, ( http: / / www.21cnjy.com )将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值,做到准确无误,一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心点表示.
(3)此类问题还应注意“空集”这一“陷阱”,尤其是集合中含有字母参数时,初学者会想当然认为非空集合而丢解,因此分类讨论思想是必须的.
变式迁移2 已知A={x|x2-5x+6=0},B={x|mx=1},若B?A,求实数m所构成的集合M.
知识点三 集合相等关系的应用
例3 已知集合A={2,x,y},B={2x,2,y2}且A=B,求x,y的值.
规律方法 集合相等则元素相同,但要注意集合中元素的互异性,防止错解.
变式迁移3 含有三个实数的集合可表示为,也可表示为{a2,a+b,0},求a,b.
1.元素、集合间的关系用符号“∈”或“ ”表示,集合、集合间的关系用“ ”、“=”或“?”等表示.
2.在特定的情况下集合也可以作为元素,如集合B={ ,{0},{1},{0,1}},则此时{1}∈B,而不能是{1}?B.
3.解集合关系的问题时还需注意以下几个方面:
(1)当A B时,A=B或A?B.
(2)判断两个集合间的关系:①先用列举法表示两个集合再判断;②分类讨论.
(3)解数集问题学会运用数轴表示集合.
(4)集合与集合间的关系可用Venn图直观表示.
课时作业
一、选择题
1.下列命题
①空集没有子集;②任何集合至少有两个子集;③空集是任何集合的真子集;④若 ?A时,则A≠ ,
其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.已知集合A={x|a-1≤x≤a+2},B={x|3
A.{a|3
C.{a|3
3.设B={1,2},A={x|x B},则A与B的关系是( )
A.A B B.B A C.A∈B D.B∈A
4.若集合A={x|x=n,n∈N},集合B=,则A与B的关系是( )
A.A?B B.A?B C.A=B D.A∈B
5.在以下六个写法中:①{0}∈{0,1}; ( http: / / www.21cnjy.com )② ?{0};③{0,-1,1} {-1,0,1};④0∈ ;⑤Z={正整数};⑥{(0,0)}={0},其中错误写法的个数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
二、填空题
6.满足{0,1,2}?A {0,1,2,3,4,5}的集合A的个数是________.
7.设M={x|x2-1=0},N={x|ax-1=0},若N M,则a的取值集合为________.
8.若{x|2x-a=0,a∈N} {x|-1
三、解答题
9.设集合A={1,a,b},B={a,a2,ab},且A=B,求实数a、b的值.
10.已知集合A={x|-2k+3
【探究驿站】
11.已知集合M={x|x= ( http: / / www.21cnjy.com )m+,m∈Z},N={x|x=-,n∈Z},P={x|x=+,p∈Z},请探求集合M、N、P之间的关系.
§1.2 集合之间的关系与运算
1.2.1 集合之间的关系
答案
自学导引
1.任意一个 A B B A A包含于B
B包含A
2.集合B是集合A的子集(B A) A=B
3.真子集 A?B B?A
4.空集 空集
对点讲练
例1 解 (1)不含任何元素的集合: ;
含有一个元素的集合:{0},{1},{2};
含有两个元素的集合:{0,1},{0,2},{1,2};
含有三个元素的集合:{0,1,2}.
故集合{0,1,2}的所有子集为 ,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2}.
其中除去集合{0,1,2},剩下的都是{0,1,2}的真子集.
(2)
原集合 子集 子集的个数
1
{a} ,{a} 2
{a,b} ,{a},{b},{a,b} 4
{a,b,c} ,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c} 8
这样,含n个元素的集合{a1,a2,…,an}的所有子集的个数是2n,真子集的个数是2n-1,非空真子集的个数是2n-2.
变式迁移1 解 由已知条件知所求 ( http: / / www.21cnjy.com )M为:{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}.
例2 解 (1)∵B A,
①当B= 时,m+1≤2m-1,解得m≥2.
②当B≠ 时,有,
解得-1≤m<2,综上得m≥-1.
(2)显然A≠ ,又A B,∴B≠ ,
如图所示,
∴,解得m∈ .
变式迁移2 解 由x2-5x+6=0
得x=2或x=3.
∴A={2,3}
由B?A知B= 或B={2}或B={3}
若B= ,则m=0;
若B={2},则m=;若B={3},则m=.
∴M=.
例3 解 方法一 ∵A=B
∴集合A与集合B中的元素相同
∴或,
解得x,y的值为或或
验证得,当x=0,y=0时,
A={2,0,0}这与集合元素的互异性相矛盾,舍去.
∴x,y的取值为或
方法二 ∵A=B,
∴A、B中元素分别对应相同.
∴即
∵集合中元素互异,∴x、y不能同时为0.
∴y≠0.由②得x=0或y=.
当x=0时,由①知y=1或y=0(舍去);
当y=时,由①得x=.
∴或
变式迁移3 解 由集合相等得:
0∈,易知a≠0,
∴=0,即b=0,∴a2=1且a2≠a,∴a=-1.
综上所述:a=-1,b=0.
课时作业
1.B [仅④是正确的.]
2.B [∵A B,∴
∴3≤a≤4.]
3.D [∵B的子集为{1},{2},{1,2}, ,
∴A={x|x B}={{1},{2},{1,2}, },∴B∈A.]
4.A 5.B
6.7
解析 本题即求集合{3,4,5}的非空子集个数,
共23-1=7个.
7.{-1,1,0}
8.{0,1,2,3,4,5}
9.解 ∵A=B且1∈A,∴1∈B.
若a=1,则a2=1,这与元素互异性矛盾,∴a≠1.
若a2=1,则a=-1或a=1(舍).
∴A={1,-1,b},∴b=ab=-b,即b=0.
若ab=1,则a2=b,得a3=1,即a=1(舍去).
故a=-1,b=0即为所求.
10.解 ∵A?B,①若A= ,且B≠ ,
则k>0,且-2k+3≥k-2 0
②若A≠ ,且B≠ ,则
且-k=-2k+3与k=k-2不同时成立,解得
由①②可得实数k的取值范围为{k|0
11.解 M={x|x=m+,m∈Z}={x|x=,m∈Z}.
N={x|x=-,n∈Z}={x|x=,n∈Z}.
P={x|x=+,p∈Z}={x|x=,p∈Z}.
∵3n-2=3(n-1)+1,n∈Z,
∴3n-2,3p+1都是3的整数倍加1,
从而N=P.
而6m+1=3×2m+1是3的偶数倍加1,
∴M?N=P.
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同课章节目录
第一章 集合
1.1 集合与集合的表示方法
1.2 集合之间的关系与运算
第二章 函数
2.1 函数
2.2 一次函数和二次函数
2.3 函数的应用(Ⅰ)
2.4 函数与方程
第三章 基本初等函数(Ⅰ)
3.1 指数与指数函数
3.2 对数与对数函数
3.3 幂函数
3.4 函数的运用(ⅠⅠ)
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