专题1.1 集 合
1.集合与元素
(1)集合中元素的三个特征: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,用符号或表示.
(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.
(4)常见数集的记法
集合 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集
符号 (或)
(5)集合的分类:有限集、无限集和空集.
2.集合间的基本关系
关系 自然语言 符号语言 Venn图
子集 集合中所有元素都在集合中(即若,则) (或)
真子集 集合是集合的子集,且集合中至少有一个元素不在集合中 (或)
集合相等 集合A,中的元素相同或集合,互为子集
重要结论:
⑴若有限集中有个元素,则的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个.
⑵空集:空集是任何集合的子集,是非空集合的真子集.
3.集合的基本运算
运算 自然语言 符号语言 Venn图
交集 由属于集合且属于集合的所有元素组成的集合
并集 由所有属于集合或属于集合的元素组成的集合
补集 由全集中不属于集合的所有元素组成的集合
重要结论:
⑴.
⑵
⑶.
⑷
⑸
⑹
1.【人教A必修一P35复习参考题1 T8】若集合,集合,则
A. B. C. D. ,
2.【人教B版必修一P14练习B T2】(多选)已知,,,则下列结论正确的是
A. B. C. D.
【典例精讲】
例1.(2025·江苏省苏州市·期中考试)(多选)下列四个命题中正确的是( )
A. 由所确定的实数集合为
B. 同时满足的整数解的集合为
C. 集合可以化简为
D. 中含有三个元素
例2.(2025·江苏省无锡市·模拟题)已知集合,且,则实数的值为( )
A. B. C. 或 D. 或或
【方法储备】
1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是什么,即弄清该集合是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件是什么,从而准确把握集合的含义.
2.利用集合元素的条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合是否满足元素的互异性.
【拓展提升】
练1-1(2025·浙江省丽水市·月考试卷)已知集合,,,,则中所含元素的个数为( )
A. B. C. D.
练1-2(2024·浙江省瑞安市·月考试卷) 已知集合,,若,且中恰有个整数元素,则实数的取值范围为
【典例精讲】
例3.(2025·江苏省无锡市·月考试卷)(多选)下列说法正确的是( )
A. 是由的所有实数组成的集合,是由立德中学某班会运动的所有学生组成的集合,、均不存在
B. ,是由个组成的集合,则
C. ,,则可能有个
D. ,,用列举法表示集合为
例4. (2025·河北省石家庄市·联考)(多选)已知集合,
,则下列命题中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则或 D. 若时,则或
【方法储备】
1.集合间基本关系的判断
(1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系;
(2)用列举法、图示法表示各集合,从元素中寻找关系.
2.根据两集合的关系求参数的方法
已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素:首先,对子集是否为空集进行分类讨论;其次,是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常借助数轴、Venn图等来直观解决这类问题.
注意:在列不等式(组)时,注意端点值能否取到.
【拓展提升】
练2-1(2024·山东省聊城市·月考试卷)已知集合,,,则,,的关系为( )
A. B. C. D.
练2-2(2025·云南省玉溪市·模拟题)若集合的所有子集个数是,则的取值是( )
A. B. C. D. 或
【典例精讲】
例5.(2025·河南省新乡市·模拟题)(多选)已知集合则( )
A. B.
C. D.
例6.(2025·河北省·单元测试)已知集合,,,则实数的取值范围是 .
例7.(2024·湖南省长沙市·模拟题)集合,,若,则实数的取值范围是( )
A. B. 或
C. D. 或
【方法储备】
1.集合基本运算的思路
确定元素:确定集合中的元素及其满足的条件;
化简集合:根据元素满足的条件解方程或不等式,得出元素满足的最简条件,清晰的表示集合;
运算求解:利用集合运算的定义求解,可借助数轴或Venn图.
2.数形结合思想的应用
⑴离散的数集间的运算或抽象集合间的运算,可借助Venn图实施;
⑵连续的数集间的运算,常利用数轴进行;本质上都是数形结合思想的体现和运用.
【拓展提升】
练3-1(2024·江苏省·模拟题)已知表示不超过的最大整数,集合,,且,则集合的子集的个数为( )
A. B. C. D.
练3-2(2025·山东省青岛市·模拟题) 设集合,,则下列说法一定正确的是( )
若,则 B. 若,则
C. 若,则有个元素 D. 若,则
练3-3(2025·广东省·期中考试)方程的解集为,方程的解集为,已知,则 .
1. (2025·广东省·单元测试)定义:表示集合中元素的个数,已知集合,集合,集合,若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D. 且
2.(2025·湖北省·单元测试)(多选)已知集合,,且,则实数可能的取值是( )
A. B. C. D.
3.(2025·重庆市·联考题)已知集合,若集合只有两个元素,则实数可取的一个值为 ;若集合,集合,当集合有个子集时,实数的取值范围为 .
【答案解析】
1.【人教A必修一P35复习参考题1 T8】
解:集合表示纵坐标为的点集,集合表示横坐标为的点集,所以,故选B.
2.【人教B版必修一P14练习B T2】(多选)
解:由题意,,,由于,,所以.,由于,所以为偶数,因此,故,所以,D正确,,C错误.故选BD.
例1.
解:分别取,同正、同负和一正一负时,
可以得到的值分别为,,,故A正确;
由得,
所以符合条件的整数解的集合为,故B正确;
由,,,
可以得到符合条件的数对有,,,故C正确;
当时,;当时,,
当时,;当时,;
当时,;当时,,
所以集合含有四个元素,,,,故D错误,故选ABC.
例2.
解:因为,且,
所以或,解得或或.
当时,,即集合不满足集合元素的互异性,故
当时,集合不满足集合元素的互异性,故
当时,满足条件.故选A.
练1-1.
解:由题意,可表示,,,,,,共个点.
故选C.
练1-2.
解:由中不等式变形得:,解得:或,即
由,,且中恰有个整数元素,知方程有两个实数根.
设,则的轴对称,且对应方程的根,,满足,取,
中恰有的两个整数元素为,,
,解得,
的取值范围为故答案为:
例3.
解:对,由的所有实数组成的集合是空集,
由立德中学某班会运动的所有学生组成的集合是,故、都存在,故错误;
对,,由个组成的集合,
根据集合中元素的互异性,故,故正确;
对,,
因为,故含有、且是的子集,
可能为,,,,共有个,故正确;
对,,故错误.
故选.
例4.
解:由题意得,
若,则且,解得,故A正确;
故当时,,故D不正确;
若,则且,解得,故B正确;
当时,得,解得或,故C正确.
故选:.
练2-1.
解:因为,
,,
所以.故选B.
练2-2.
解:因为集合的所有子集个数是,
则集合有且只有一个元素,
当时,即当时,
则,符合题意;
当时,即当时,
则关于的方程只有一个实数解,
则,解得;
综上所述,或.故选:.
例5.
解:由可得或,即或 ,
对于项,,故 A项错误;
对于项, ,故B项正确;
对于项,因或,故,故 C项正确;
对于项,结合,可知,故 D项正确.故选:.
例6.
解:因为,所以或又因为,,观察与在数轴上表示的区间,如图所示,
可得当时,.
例7.
由等价于,解得或,
所以或,又,所以,
当时,即无解,此时,满足题意.
当时,即有解,
当时,可得,即,要使,则需要,解得.
当时,可得,即,要使,则需要,解得.
综上,实数的取值范围是.故选A.
练3-1.
解:由题意可得,又,
,又,
当时,则是的根,,
;
当时,则是的根,,
,
综合可得集合的元素有个,
集合的子集的个数为,故选:.
练3-2.
解:当时,,
当时,,,
若,则或或,可能为空集,也可能不为空集,,B错误;
若,则,,但可能,可能有个元素,也可能有个元素,C错误;
若,则或,,D正确.故选:.
练3-3.
解:由题意可,,
则且,解得,,
则,同理求得,
则.故答案为.
1.解:,
,,
又,或,
方程的解为,,;
方程可能有个解,个相同的解,个不同的解,
或或,故只需要排除,
若,
当,即时,
或,成立;
若是方程的根,则,
,成立;
若是方程的根,则,
,成立,不可能是方程的根.
综上所述,当且仅当或时,,
故的取值范围是且,
故选:.
2.解:,且,则:
当时,或,解得或;
若,则,解得,
若,则,此时无解,
若,则,此时无解;
综上:故选:.
3.解:由,得或,
由集合只有两个元素,得:
方程有两个相等的实根,且该实根不为,
因此,解得,此时方程的根为或,符合题意,
所以,取;
方程有一个实根为,另一实根不为,
此时,,此时方程的另一实根为,符合题意;
所以或;
由集合有个子集,得集合中有个元素,而,,
则或或或,
当时,方程无实根,,解得,
当时,方程有两个相等的实根,则,
当时,方程有两个相等的实根,
而方程有实根时,两根之积为,因此无解,
当时,方程的两根分别为,同上无解,
实数的取值范围为.
故答案为:;