1.1集合 学案 (4份)

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名称 1.1集合 学案 (4份)
格式 zip
文件大小 2.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-05-19 18:13:17

文档简介


§1.1 集 合
1.1.1 集合的含义与表示
第1课时 集合的含义
学习目标 1.了解集合与元素的含义.2.理解集合中元素的特征,并能利用它们进行解题.
3.理解集合与元素的关系.4.掌握数学中一些常见的集合及其记法.
知识点一 集合的概念
元素与集合的概念
(1)把研究对象统称为元素,通常用小写拉丁字母a,b,c,…表示.
(2)把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),通常用大写拉丁字母A,B,C,…表示.
知识点二 元素与集合的关系
思考 1是整数吗?是整数吗?有没有这样一个数,它既是整数,又不是整数?
答案 1是整数;不是整数.没有.
梳理 元素与集合的关系有且只有两种,分别为属于、不属于,数学符号分别为∈、?.
知识点三 元素的三个特性
思考 某班所有的“帅哥”能否构成一个界限清楚的群体?某班身高高于175厘米的男生呢?
答案 某班所有的“帅哥”不能构成界限清楚的群体,因“帅哥”无明确的标准,难以判定该班某男生是否属于“帅哥”这一群体.高于175厘米的男生能构成一个界限清楚的群体,因为标准确定.
梳理 元素的三个特性是指确定性、互异性、无序性.
知识点四 常用数集及表示符号
名称
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*或N+
Z
Q
R
1.y=x+1上所有点构成集合A,则点(1,2)∈A.(√)
2.0∈N但0?N*.(√)
3.由形如2k-1,其中k∈Z的数组成集合A,则4k-1?A.(×)
类型一 判断给定的对象能否构成集合
例1 考察下列每组对象能否构成一个集合.
(1)不超过20的非负数;
(2)方程x2-9=0在实数范围内的解;
(3)某班的所有高个子同学;
(4)的近似值的全体.
考点 集合的概念
题点 集合的概念
解 (1)对任意一个实数能判断出是不是“不超过20的非负数”,所以能构成集合;
(2)能构成集合;
(3)“高个子”无明确的标准,对于某个人算不算高个子无法客观地判断,因此不能构成一个集合;
(4)“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,所以不能构成集合.
反思与感悟 判断给定的对象能不能构成集合,关键在于是否给出一个明确的标准,使得对于任何一个对象,都能按此标准确定它是不是给定集合的元素.
跟踪训练1 下列各组对象可以组成集合的是(  )
A.数学必修1课本中所有的难题
B.小于8的所有素数
C.平面直角坐标系内第一象限的一些点
D.所有小的正数
考点 集合的概念
题点 集合的概念
答案 B
解析 A中“难题”的标准不确定,不能构成集合;B能构成集合;C中“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“平面直角坐标系内第一象限的一些点”不能构成集合;D中没有明确的标准,所以不能构成集合.
类型二 元素与集合的关系
命题角度1 判定元素与集合的关系
例2 给出下列关系:
①∈R;②?Q;③|-3|?N;④|-|∈Q;⑤0?N,
其中正确的个数为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
考点 常用的数集及表示
题点 常用的数集及表示
答案 B
解析 是实数,①对;不是有理数,②对;
|-3|=3是自然数,③错;|-|=是无理数,④错;
0是自然数,⑤错.故选B.
反思与感悟 要判断元素与集合的关系,首先要弄清集合中有哪些元素(涉及常用数集,如N,R,Q,概念要清晰);其次要看待判定的元素是否具有集合要求的条件.
跟踪训练2 用符号 “∈”或“?”填空.
-________R;-3________Q;
-1________N;π________Z.
考点 常用的数集及表示
题点 常用的数集及表示
答案 ∈ ∈ ? ?
命题角度2 根据已知的元素与集合的关系推理
例3 集合A中的元素x满足∈N,x∈N,则集合A中的元素为________.
考点 元素与集合的关系
题点 伴随元素问题
答案 0,1,2
解析 ∵x∈N,∈N,∴0≤x≤2且x∈N.
当x=0时,==2∈N;
当x=1时,==3∈N;
当x=2时,==6∈N.
∴A中元素为0,1,2.
反思与感悟 判断元素和集合关系的两种方法
(1)直接法
①使用前提:集合中的元素是直接给出的.
②判断方法:首先明确集合是由哪些元素构成,然后再判断该元素在已知集合中是否出现.
(2)推理法
①使用前提:对于某些不便直接表示的集合.
②判断方法:首先明确已知集合的元素具有什么特征,然后判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征.
跟踪训练3 已知集合A中元素满足2x+a>0,a∈R,若1?A,2∈A,则(  )
A.a>-4 B.a≤-2
C.-4考点 元素与集合的关系
题点 由元素与集合的关系求参数的值
答案 D
解析 ∵1?A,∴2×1+a≤0,a≤-2.
又∵2∈A,∴2×2+a>0,a>-4,∴-4类型三 元素的三个特性的应用
例4 已知集合A有三个元素:a-3,2a-1,a2+1,集合B也有三个元素:0,1,x.
(1)若-3∈A,求a的值;
(2)若x2∈B,求实数x的值;
(3)是否存在实数a,x,使A=B.
考点 元素与集合的关系
题点 由元素与集合的关系求参数的值
解 (1)由-3∈A且a2+1≥1,
可知a-3=-3或2a-1=-3,
当a-3=-3时,a=0;当2a-1=-3时,a=-1.
经检验,0与-1都符合要求.
∴a=0或-1.
(2)当x=0,1,-1时,都有x2∈B,
但考虑到集合元素的互异性,x≠0,x≠1,故x=-1.
(3)显然a2+1≠0.由集合元素的无序性,
只可能a-3=0或2a-1=0.
若a-3=0,则a=3,
A={a-3,2a-1,a2+1}
={0,5,10}≠B.
若2a-1=0,则a=,
A={a-3,2a-1,a2+1}
=≠B.
故不存在这样的实数a,x,使A=B.
反思与感悟 元素的无序性主要体现在:①给出元素属于某集合,则它可能等于集合中的任一元素;②给出两集合相等,则其中的元素不一定按顺序对应相等.
元素的互异性主要体现在求出参数后要代入检验,同一集合中的元素要互不相等.
跟踪训练4 已知集合M中含有三个元素:2,a,b,集合N中含有三个元素:2a,2,b2,且M=N,求a,b的值.
考点 元素与集合的关系
题点 由元素与集合的关系求参数的值
解 方法一 根据集合中元素的互异性,
有或
解得或或
再根据集合中元素的互异性,得或
方法二 ∵两个集合相等,则其中的对应元素相同.
∴
即
∵集合中的元素互异,
∴a,b不能同时为零.
当b≠0时,由②得a=0或b=.
当a=0时,由①得b=1或b=0(舍去).
当b=时,由①得a=.
当b=0时,a=0(舍去).
∴或
1.下列给出的对象中,能组成集合的是(  )
A.一切很大的数
B.好心人
C.漂亮的小女孩
D.清华大学2018年入学的全体学生
考点 集合的概念
题点 集合的概念
答案 D
2.下面说法正确的是(  )
A.所有在N中的元素都在N*中
B.所有不在N*中的数都在Z中
C.所有不在Q中的实数都在R中
D.方程4x=-8的解既在N中又在Z中
考点 常用的数集及表示
题点 常用的数集及表示
答案 C
3.由“book”中的字母构成的集合中元素个数为________.
考点 集合中元素的特征
题点 集合中元素的个数
答案 3
4.下列结论不正确的是________.(填序号)
①0∈N; ②∈Q; ③0?Q; ④-1∈Z.
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 ③
5.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.
考点 元素与集合的关系
题点 由元素与集合的关系求参数的值
解 由元素互异性知m≠0,m2-3m+2≠0.由2∈A可知:若m=2,则m2-3m+2=0,这与m2-3m+2≠0相矛盾;
若m2-3m+2=2,则m=0或m=3,
当m=0时,与m≠0相矛盾,
当m=3时,此时集合A中的元素为0,3,2,符合题意.
故实数m=2.
1.考察对象能否构成一个集合,就是要看是否有一个确定的特征(或标准),依此特征(或标准)能确定任何一个个体是否属于这个总体,如果有,能构成集合,如果没有,就不能构成集合.
2.元素a与集合A之间只有两种关系:a∈A,a?A.
3.集合中元素的三个特性
(1)确定性:指的是作为一个集合中的元素,必须是确定的,即一个集合一旦确定,某一个元素属不属于这个集合是确定的.要么是该集合中的元素,要么不是,二者必居其一,这个特性通常被用来判断涉及的总体是否构成集合.
(2)互异性:集合中的元素必须是互异的,就是说,对于一个给定的集合,它的任何两个元素都是不同的.
(3)无序性:集合与其中元素的排列顺序无关,如由元素a,b,c与由元素b,a,c组成的集合是相等的集合.这个性质通常用来判断两个集合的关系.
一、选择题
1.已知集合A由x<1的数构成,则有(  )
A.3∈A B.1∈A C.0∈A D.-1?A
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 C
解析 很明显3,1不满足不等式,而0,-1满足不等式.
2.集合A中只有一个元素a(a≠0),则(  )
A.0∈A B.a=A
C.a∈A D.a?A
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 C
解析 ∵A中只有一个元素a且a≠0,
∴0?A,选项A错.
∵a为元素,A为集合,故B错误.
由已知选C.
3.下列结论中,不正确的是(  )
A.若a∈N,则-a?N B.若a∈Z,则a2∈Z
C.若a∈Q,则|a|∈Q D.若a∈R,则∈R
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 A
解析 A不对.反例:0∈N,-0∈N.
4.已知x,y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.1∈M
C.-2?M D.2∈M
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 D
解析 ①当x,y为正数时,代数式+的值为2;②当x,y为一正一负时,代数式+的值为0;③当x,y均为负数时,代数式+的值为-2,
所以集合M中的元素共有3个:-2,0,2,故选D.
5.已知集合S中三个元素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
考点 集合中元素的特征
题点 集合中参数的取值范围
答案 D
解析 由元素的互异性知a,b,c均不相等.
6.已知A中元素满足x=3k-1,k∈Z,则下列表示正确的是(  )
A.-1?A B.-11∈A
C.3k2-1∈A D.-34?A
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 C
解析 令3k-1=-1,解得k=0∈Z,∴-1∈A;
令3k-1=-11,解得k=-?Z,∴-11?A;
∵k∈Z,∴k2∈Z,∴3k2-1∈A;
令3k-1=-34,解得k=-11∈Z,∴-34∈A.
7.由实数x,-x,|x|,,-所组成的集合,最多含(  )
A.2个元素 B.3个元素
C.4个元素 D.5个元素
考点 集合中元素的特征
题点 集合中元素的个数
答案 A
解析 由于|x|=±x,=|x|,-=-x,
并且x,-x,|x|之中总有两个相等,所以最多含2个元素.
8.由不超过5的实数组成集合A,a=+,则(  )
A.a∈A B.a2∈A
C.?A D.a+1?A
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
答案 A
解析 a=+<+=4<5,∴a∈A.
a+1<++1=5,∴a+1∈A.
a2=()2+2·+()2=5+2>5.∴a2?A.
===-<5.
∴∈A.
故选A.
二、填空题
9.下列所给关系正确的个数是________.
①π∈R;②D∈/Q;③0∈N*;④|-4|D∈/N*.
考点 常用的数集及表示
题点 常用的数集及表示
答案 2
解析 ∵π是实数,是无理数,0不是正整数,|-4|=4是正整数,∴①②正确,③④不正确,正确的个数为2.
10.如果有一集合含有三个元素:1,x,x2-x,则实数x的取值范围是________.
考点 集合中元素的特征
题点 集合中参数的取值范围
答案 x≠0,1,2,
解析 由集合元素的互异性可得x≠1,x2-x≠1,x2-x≠x,解得x≠0,1,2,.
11.已知a,b∈R,集合A中含有a,,1三个元素,集合B中含有a2,a+b,0三个元素,若A=B,则a+b=____.
考点 集合中元素的特征
题点 集合中参数的取值范围
答案 -1
解析 ∵A=B,0∈B,∴0∈A.
又a≠0,∴=0,则b=0.∴B={a,a2,0}.
∵1∈B,a≠1,∴a2=1,a=-1或1(舍).
由元素的互异性知,a=-1,∴a+b=-1.
三、解答题
12.已知集合A是由a-2,2a2+5a,12三个元素组成的,且-3∈A,求实数a的值.
考点 元素与集合的关系
题点 由元素与集合的关系求参数的值
解 由-3∈A,可得-3=a-2或-3=2a2+5a,
∴a=-1或a=-.
当a=-1时,a-2=-3,2a2+5a=-3,不满足集合中元素的互异性,故a=-1舍去.
当a=-时,a-2=-,2a2+5a=-3,满足题意.
∴实数a的值为-.
13.数集A满足条件:若a∈A,则∈A(a≠1).
(1)若2∈A,试求出A中其他所有元素;
(2)自己设计一个数属于A,然后求出A中其他所有元素;
(3)从上面的解答过程中,你能悟出什么道理?并大胆证明你发现的“道理”.
考点 元素与集合的关系
题点 伴随元素问题
解 (1)2∈A,则∈A,
即-1∈A,则∈A,即∈A,则∈A,
即2∈A,所以A中其他所有元素为-1,.
(2)如:若3∈A,则A中其他所有元素为-,.
(3)分析以上结果可以得出:A中只能有3个元素,它们分别是a,,,且三个数的乘积为-1.
证明如下:
若a∈A,a≠1,则有∈A且≠1,
所以又有=∈A且≠1,
进而有=a∈A.
又因为a≠(因为若a=,则a2-a+1=0,
而方程a2-a+1=0无解),
故≠,所以A中只能有3个元素,
它们分别是a,,,且三个数的乘积为-1.
四、探究与拓展
14.已知集合A中有3个元素a,b,c,其中任意2个不同元素的和的集合中的元素是1,2,3.则集合A中的任意2个不同元素的差的绝对值的集合中的元素是________.
考点 元素与集合的关系
题点 根据新定义求集合
答案 1,2
解析 由题意知解得
∴集合A={0,1,2},则集合A中的任意2个不同元素的差的绝对值分别是1,2.故集合A中的任意2个不同元素的差的绝对值的集合是{1,2}.
15.已知集合A中的元素x均满足x=m2-n2(m,n∈Z),求证:(1)3∈A;
(2)偶数4k-2(k∈Z)不属于集合A.
考点 元素与集合的关系
题点 判断元素与集合的关系
证明 (1)令m=2∈Z,n=1∈Z,
得x=m2-n2=4-1=3,所以3∈A.
(2)假设4k-2∈A,则存在m,n∈Z,
使4k-2=m2-n2=(m+n)(m-n)成立.
①当m,n同奇或同偶时,m+n,m-n均为偶数,
所以(m+n)(m-n)为4的倍数与4k-2不是4的倍数矛盾.
②当m,n一奇一偶时,m+n,m-n均为奇数,
所以(m+n)(m-n)为奇数,与4k-2是偶数矛盾.
所以假设不成立.
综上,4k-2?A.
第2课时 集合的表示
学习目标 1.掌握用列举法表示有限集.2.理解描述法格式及其适用情形.3.学会在集合不同的表示法中作出选择和转换.
知识点一 列举法
思考 要研究集合,要在集合的基础上研究其他问题,首先要表示集合.而当集合中元素较少时,如何直观地表示集合?
答案 把它们一一列举出来.
梳理 把集合中的元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.适用于元素较少的集合.
知识点二 描述法
思考 能用列举法表示所有大于1的实数吗?如果不能,又该怎样表示?
答案 不能.表示集合最本质的任务是要界定集合中有哪些元素,而完成此任务除了一一列举,还可用元素的共同特征(如都大于1)来表示集合,如大于1的实数可表示为{x∈R|x>1}.
梳理 描述法常用以表示无限集或元素个数较多的有限集.表示方法是在花括号内画一竖线,竖线前写元素的一般符号及取值(或变化)范围,竖线后写元素所具有的共同特征.
1.=1.(×)
2.=.(×)
3.=.(√)
4.=.(√)
类型一 用列举法表示集合
例1 用列举法表示下列集合.
(1)小于10的所有自然数组成的集合;
(2)方程x2=x的所有实数根组成的集合.
考点 用列举法表示集合
题点 用列举法表示数集
解 (1)设小于10的所有自然数组成的集合为A,
那么A={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}.
(2)设方程x2=x的所有实数根组成的集合为B,
那么B={0,1}.
反思与感悟 (1)集合中的元素具有无序性、互异性,所以用列举法表示集合时不必考虑元素的顺序,且元素不能重复,元素与元素之间要用“,”隔开.
(2)元素个数少且有限时,全部列举,如{1,2,3,4}.
跟踪训练1 用列举法表示下列集合.
(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1~20以内的所有素数组成的集合.
考点 用列举法表示集合
题点 用列举法表示数集
解 (1)满足条件的数有3,5,7,所以所求集合为{3,5,7}.
(2)设由1~20以内的所有素数组成的集合为C,
那么C={2,3,5,7,11,13,17,19}.
类型二 用描述法表示集合
例2 试用描述法表示下列集合.
(1)方程x2-2=0的所有实数根组成的集合;
(2)由大于10小于20的所有整数组成的集合.
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示有限数集
解 (1)设方程x2-2=0的实数根为x,并且满足条件x2-2=0,因此,用描述法表示为A={x∈R|x2-2=0}.
(2)设大于10小于20的整数为x,
它满足条件x∈Z,且10因此,用描述法表示为B={x∈Z|10引申探究
用描述法表示函数y=x2-2图象上所有的点组成的集合.
解 {(x,y)|y=x2-2}.
反思与感悟 用描述法表示集合时应注意的四点
(1)写清楚该集合中元素的代号;
(2)说明该集合中元素的性质;
(3)所有描述的内容都可写在集合符号内;
(4)在描述法的一般形式{x∈I|p(x)}中,“x”是集合中元素的代表形式,I是x的范围,“p(x)”是集合中元素x的共同特征,竖线不可省略.
跟踪训练2 用描述法表示下列集合.
(1)方程x2+y2-4x+6y+13=0的解集;
(2)平面直角坐标系中坐标轴上的点组成的集合.
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示点集
解 (1)方程x2+y2-4x+6y+13=0可化为(x-2)2+(y+3)2=0,解得x=2,y=-3.
所以方程的解集为{(x,y)|x=2,y=-3}.
(2)坐标轴上的点(x,y)的特点是横、纵坐标中至少有一个为0,即xy=0,故坐标轴上的点的集合可表示为{(x,y)|xy=0}.
类型三 集合表示的综合应用
命题角度1 选择适当的方法表示集合
例3 用适当的方法表示下列集合.
(1)由x=2n,0≤n≤2且n∈N组成的集合;
(2)抛物线y=x2-2x与x轴的公共点的集合;
(3)直线y=x上去掉原点的点的集合.
考点 集合的表示综合
题点 用适当的方法表示集合
解 (1)列举法:{0,2,4};或描述法{x|x=2n,0≤n≤2且n∈N}.
(2)列举法:{(0,0),(2,0)}.
(3)描述法:{(x,y)|y=x,x≠0}.
反思与感悟 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.
跟踪训练3 若集合A={x∈Z|-2≤x≤2},B={y|y=x2+2 000,x∈A},则用列举法表示集合B=________.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 {2 000,2 001,2 004}
解析 由A={x∈Z|-2≤x≤2}={-2,-1,0,1,2},所以x2∈{0,1,4},x2+2 000的值为2 000,2 001,2 004,所以B={2 000,2 001,2 004}.
命题角度2 新定义的集合
例4 在整数集Z中,被5除所得余数为k的所有整数组成一个“类”,记为[k],即[k]=,k=0,1,2,3,4,给出如下四个结论:
①2 016∈[1];
②-3∈[3];
③若整数a,b属于同一“类”,则a-b∈[0];
④若a-b∈[0],则整数a,b属于同一“类”.
其中,正确结论的个数是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示与余数有关的整数集合
答案 C
解析 由于[k]=,
对于①,2 016除以5等于403余1,∴2 016∈[1],∴①正确;
对于②,-3=-5+2,被5除余2,∴②错误;
对于③,∵a,b是同一“类”,可设a=5n1+k,b=5n2+k,则a-b=5(n1-n2)能被5整除,∴a-b∈[0],
∴③正确;
对于④,若a-b∈[0],则可设a-b=5n,n∈Z,即a=5n+b,n∈Z,不妨令b=5m+k,m∈Z,k=0,1,2,3,4,
则a=5n+5m+k=5(m+n)+k,m∈Z,n∈Z,
∴a,b属于同一“类”,∴④正确,
则正确的有①③④,共3个.
反思与感悟 命题者以考试说明中的某一知识点为依托,自行定义新概念、新公式、新运算和新法则,做题者应准确理解应用此定义,在新的情况下完成某种推理证明或指定要求.
跟踪训练4 定义集合运算:A※B={t|t=xy,x∈A,y∈B},设A={1,2},B={0,2},则集合A※B中的所有元素之和为________.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 6
解析 由题意得t=0,2,4,即A※B={0,2,4},
又0+2+4=6,故集合A※B中的所有元素之和为6.
1.用列举法表示集合{x|x2-2x+1=0}为(  )
A.{1,1} B.{1}
C.{x=1} D.{x2-2x+1=0}
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 B
2.一次函数y=x-3与y=-2x的图象的交点组成的集合是(  )
A.{1,-2} B.{x=1,y=-2}
C.{(-2,1)} D.{(1,-2)}
考点 用列举法表示集合
题点 用列举法表示点集
答案 D
3.第一象限中的点组成的集合可以表示为(  )
A.{(x,y)|xy>0}
B.{(x,y)|xy≥0}
C.{(x,y)|x>0且y>0}
D.{(x,y)|x>0或y>0}
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 C
4.设A={x∈N|1≤x<6},则A用列举法可表示为________.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 
5.(2017·山东青岛高一检测)已知A=,用列举法表示为A=______________.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 
1.在用列举法表示集合时应注意:
(1)元素间用分隔号“,”;(2)元素不重复;(3)元素无顺序;(4)列举法可表示有限集,也可以表示无限集.若集合中的元素个数比较少,则用列举法比较简单;若集合中的元素较多或无限,但出现一定的规律性,在不发生误解的情况下,也可以用列举法表示.
2.在用描述法表示集合时应注意:
(1)弄清元素所具有的形式(即代表元素是什么),是数、还是有序实数对(点)、还是集合或其他形式;
(2)当题目中用了其他字母来描述元素所具有的属性时,要去伪存真(元素具有怎样的属性),而不能被表面的字母形式所迷惑.
一、选择题
1.方程组的解集不可以表示为(  )
A.
B.
C.{1,2}
D.{(1,2)}
考点 集合的表示综合
题点 用适当的方法表示集合
答案 C
解析 方程组的集合中最多含有一个元素,且元素是一个有序实数对,故C不符合.
2.集合A={x∈Z|-2A.1 B.2 C.3 D.4
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示有限数集
答案 D
解析 因为A={x∈Z|-2所以x的取值为-1,0,1,2,共4个.
3.集合{(x,y)|y=2x-1}表示(  )
A.方程y=2x-1
B.点(x,y)
C.平面直角坐标系中的所有点组成的集合
D.函数y=2x-1图象上的所有点组成的集合
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示点集
答案 D
解析 集合{(x,y)|y=2x-1}的代表元素是(x,y),x,y满足的关系式为y=2x-1,因此集合表示的是满足关系式y=2x-1的点组成的集合,故选D.
4.已知x,y为非零实数,则集合M=为(  )
A.{0,3} B.{1,3}
C.{-1,3} D.{1,-3}
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 C
解析 当x>0,y>0时,m=3,
当x<0,y<0时,m=-1-1+1=-1.
当x,y异号,不妨设x>0,y<0时,
m=1+(-1)+(-1)=-1.
因此m=3或m=-1,则M={-1,3}.
5.下列选项中,集合M,N相等的是(  )
A.M={3,2},N={2,3}
B.M={(3,2)},N={(2,3)}
C.M={3,2},N={(3,2)}
D.M={(x,y)|x=3且y=2},N={(x,y)|x=3或y=2}
考点 集合的表示综合
题点 集合的表示综合问题
答案 A
解析 元素具有无序性,A正确;点的横坐标、纵坐标是有序的,B选项两集合中的元素不同;C选项中集合M中元素是两个数,N中元素是一个点,不相等;D选项中集合M中元素是一个点(3,2),而N中元素是两条直线x=3和y=2上所有的点,不相等.
6.对集合{1,5,9,13,17}用描述法来表示,其中正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 D
解析 对于x=4s-3,当s依次取1,2,3,4,5时,
恰好对应的x的值为1,5,9,13,17.
7.已知集合A=,B=,且x1,x2∈A,x3∈B,则下列判断不正确的是(  )
A.x1·x2∈A B.x2·x3∈B
C.x1+x2∈B D.x1+x2+x3∈A
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示与余数有关的整数集合
答案 D
解析 ∵集合A表示奇数集,集合B表示偶数集,
∴x1,x2是奇数,x3是偶数,
∴x1+x2+x3为偶数,故D错误.
8.对于任意两个正整数m,n,定义某种运算“※”如下:当m,n都为正偶数或正奇数时,m※n=m+n;当m,n中一个为正偶数,另一个为正奇数时,m※n=mn,则在此定义下,集合M={(a,b)|a※b=16}中的元素个数是(  )
A.18 B.17 C.16 D.15
答案 B
解析 因为1+15=16,2+14=16,3+13=16,4+12=16,5+11=16,6+10=16,7+9=16,8+8=16,9+7=16,10+6=16,11+5=16,12+4=16,13+3=16,14+2=16,15+1=16,1×16=16,16×1=16,集合M中的元素是有序数对(a,b),所以集合M中的元素共有17个,故选B.
二、填空题
9.集合{x∈N|x2+x-2=0}用列举法可表示为________.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
答案 {1}
解析 由x2+x-2=0,得x=-2或x=1.
又x∈N,∴x=1.
10.已知集合A={1,2,3},B={(x,y)|x∈A,y∈A,x+y∈A},则B中所含元素的个数为________.
考点 集合的表示综合
题点 用适当的方法表示集合
答案 3
解析 根据x∈A,y∈A,x+y∈A,知集合B={(1,1),(1,2),(2,1)},有3个元素.
11.定义集合A-B={x|x∈A,且x?B},若集合A={x|2x+1>0},集合B=,则集合A-B=________.
考点 集合的表示综合
题点 集合的表示综合问题
答案 {x|x≥2}
解析 A=,B={x|x<2},
A-B=={x|x≥2}.
三、解答题
12.已知集合A={x|y=x2+3},B={y|y=x2+3},C={(x,y)|y=x2+3},它们三个集合相等吗?试说明理由.
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示集合的综合问题
解 因为三个集合中代表的元素性质互不相同,
所以它们是互不相同的集合.理由如下:
集合A中代表的元素是x,满足条件y=x2+3中的x∈R,所以A=R;
集合B中代表的元素是y,满足条件y=x2+3中y的取值范围是y≥3,所以B={y|y≥3}.
集合C中代表的元素是(x,y),这是个点集,这些点在抛物线y=x2+3上,所以C={P|P是抛物线y=x2+3上的点}.
13.用适当的方法表示下列集合:
(1)大于2且小于5的有理数组成的集合;
(2)24的所有正因数组成的集合;
(3)平面直角坐标系内与坐标轴的距离相等的点组成的集合.
考点 集合的表示综合
题点 用适当的方法表示集合
解 (1)用描述法表示为{x|2(2)用列举法表示为{1,2,3,4,6,8,12,24}.
(3)在平面直角坐标系内,点(x,y)到x轴的距离为|y|,到y轴的距离为|x|,
所以该集合用描述法表示为{(x,y)||y|=|x|}.
四、探究与拓展
14.已知集合A={x|x=3m,m∈N*},B={x|x=3m-1,m∈N*},C={x|x=3m-2,m∈N*},若a∈A,b∈B,c∈C,则下列结论中可能成立的是(  )
A.2 006=a+b+c B.2 006=abc
C.2 006=a+bc D.2 006=a(b+c)
考点 用描述法表示集合
题点 用描述法表示与余数有关的整数集合
答案 C
解析 由于2 006=3×669-1,不能被3整除,
而a+b+c=3m1+3m2-1+3m3-2=3(m1+m2+m3-1)不满足;
abc=3m1(3m2-1)(3m3-2)不满足;
a+bc=3m1+(3m2-1)(3m3-2)=3m-1适合;
a(b+c)=3m1(3m2-1+3m3-2)不满足.
故选C.
15.若P={0,2,5},Q={1,2,6},定义集合P+Q={a+b|a∈P,b∈Q},用列举法表示集合P+Q.
考点 集合的表示综合
题点 用另一种方法表示集合
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.
∴P+Q={1,2,3,4,6,7,8,11}.
1.1.2 集合间的基本关系
学习目标 1.理解子集、真子集、空集的概念.2.能用符号和Venn图表达集合间的关系.3.掌握列举有限集的所有子集的方法.
知识点一 子集
对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合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A?B(或B?A),读作“A含于B”(或“B包含A”).
子集的有关性质:
(1)任何一个集合是它本身的子集,即A?A.
(2)对于集合A,B,C,如果A?B,且B?C,那么A?C.
(3)若A?B,B?A,则A=B.
知识点二 真子集
如果集合A?B,但存在元素x∈B,且x?A,称集合A是集合B的真子集,记作A?B(或B?A),读作A真含于B(或B真包含A).
知识点三 空集
思考 集合{x∈R|x2<0}中有几个元素?
答案 0个.
梳理 
定义
不含任何元素的集合叫做空集
符号
用符号表示为?
规定
空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
知识点四 Venn图
思考 图中集合A,B,C的关系用符号可表示为__________.
答案 A?B?C
梳理 一般地,用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为Venn图.Venn图可以直观地表达集合间的关系.
1.若用“≤”类比“?”,则“?”相当于“<”.(√)
2.空集可以用表示.(×)
3.若a∈A,则?A.(√)
4.若a∈A,则?A.(×)
类型一 求集合的子集
例1 (1)写出集合{a,b,c,d}的所有子集;
(2)若一个集合有n(n∈N)个元素,则它有多少个子集?多少个真子集?验证你的结论.
考点 子集及其运算
题点 求集合的子集
解 (1)?,{a},{b},{c},{d},{a,b},{a,c},{a,d},{b,c},{b,d},{c,d},{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},{b,c,d},{a,b,c,d}.
(2)若一个集合有n(n∈N)个元素,则它有2n个子集,2n-1个真子集.如?,有20即一个子集,20-1即0个真子集.
反思与感悟 为了罗列时不重不漏,要讲究列举顺序,这个顺序有点类似于从1到100数数:先是一位数,然后是两位数,在两位数中,先数首位是1的等等.
跟踪训练1 适合条件{1}?A?{1,2,3,4,5}的集合A的个数是(  )
A.15 B.16 C.31 D.32
考点 子集及其运算
题点 求集合的子集
答案 A
解析 集合A中必有元素1,其余元素从中取,但A≠.这样的集合A有{1},{1,2},{1,3},{1,4},{1,5},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,3,4},{1,3,5},{1,4,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,3,4,5},共15个,等于真子集的个数24-1.
类型二 判断集合间的关系
命题角度1 概念间的包含关系
例2 设集合M={菱形},N={平行四边形},P={四边形},Q={正方形},则这些集合之间的关系为(  )
A.P?N?M?Q B.Q?M?N?P
C.P?M?N?Q D.Q?N?M?P
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 B
解析 正方形都是菱形,菱形都是平行四边形,平行四边形都是四边形,故选B.
反思与感悟 一个概念通常就是一个集合,要判断概念间的关系首先得准确理解概念的定义.
跟踪训练2 我们已经知道自然数集、整数集、有理数集、实数集可以分别用N,Z,Q,R表示,用符号表示N,Z,Q,R的关系为________.
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 N?Z?Q?R
命题角度2 数集间的包含关系
例3 设集合A={0,1},集合B={x|x<2或x>3},则A与B的关系为(  )
A.A∈B B.B∈A C.A?B D.B?A
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 C
解析 ∵0<2,∴0∈B.
又∵1<2,∴1∈B.
∴A?B.
反思与感悟 判断集合关系的方法
(1)观察法:一一列举观察.
(2)元素特征法:首先确定集合的元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断关系.
(3)数形结合法:利用数轴、坐标系、Venn图表示集合,再直观判断两集合的关系.
跟踪训练3 已知集合A={x|-1A.A∈B B.A?B C.B?A D.B?A
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 B
解析 由数轴易知A中元素都属于B,B中至少有一个元素如-2?A,故有A?B.
类型三 由集合间的关系求参数(或参数范围)
例4 已知集合A={x|x2-x=0},B={x|ax=1},且A?B,求实数a的值.
考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的值
解 A={x|x2-x=0}={0,1}.
(1)当a=0时,B=??A,符合题意.
(2)当a≠0时,B={x|ax=1}=,
∵≠0,要使A?B,只有=1,即a=1.
综上,a=0或a=1.
反思与感悟 集合A的子集可分三类:?、A本身,A的非空真子集,解题中易忽略?.
跟踪训练4 已知集合A={x|1考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的取值范围
解 (1)当2a-3≥a-2,即a≥1时,B=??A,符合题意.
(2)当a<1时,要使A?B,需满足
这样的实数a不存在.
综上,实数a的取值范围是{a|a≥1}.
1.下列集合中,等于空集的是(  )
A.{x∈R|x2-1=0} B.{x|x>6或x<1}
C.{(x,y)|x2+y2=0} D.{x|x>6且x<1}
考点 空集的定义、性质及运算
题点 空集的定义
答案 D
2.下列正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+x=0}关系的Venn图是(  )
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 B
3.若A=,下列关系错误的是(  )
A.??? B.A?A
C.??A D.?∈A
考点 空集的定义、性质及运算
题点 空集的性质
答案 D
4.已知集合A=,B=,则集合A,B之间的关系为________.
考点 集合的关系
题点 集合关系的判定
答案 A=B
解析 A=
=,
B=
=,故A=B.
5.若A={x|x>a},B={x|x>6},且A?B,则实数a的取值范围是________.
考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的取值范围
答案 [6,+∞)
1.对子集、真子集有关概念的理解
(1)集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素,即由x∈A,能推出x∈B,这是判断A?B的常用方法.
(2)不能简单地把“A?B”理解成“A是B中部分元素组成的集合”,因为若A=?时,则A中不含任何元素;若A=B,则A中含有B中的所有元素.
(3)在真子集的定义中,A?B首先要满足A?B,其次至少有一个元素x满足x∈B,但x?A.
2.集合子集的个数
求集合的子集问题时,一般可以按照子集元素个数分类,再依次写出符合要求的子集.
集合的子集、真子集个数的规律为:含n个元素的集合有2n个子集,有2n-1个真子集,有2n-2个非空真子集.写集合的子集时,空集和集合本身不要漏掉.
3.由集合间的关系求参数问题的注意点及常用方法
(1)注意点:①不能忽视集合为?的情形;
②当集合中含有字母参数时,一般需要分类讨论.
(2)常用方法:对于用不等式给出的集合,已知集合的包含关系求相关参数的范围(值)时,常采用数形结合的思想,借助数轴解答.
一、选择题
1.在下列关系中错误的个数是(  )
①1∈{0,1,2};
②{1}∈{0,1,2};
③{0,1,2}?{0,1,2};
④{0,1,2}={2,0,1};
⑤{0,1}?{(0,1)}.
A.1 B.2 C.3 D.4
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 B
解析 ①正确;因为集合{1}是集合{0,1,2}的真子集,而不能用∈来表示,所以②错误;③正确,因为任何集合都是它本身的子集;④正确,因为集合元素具有无序性;因为集合{0,1}表示数集,它有两个元素,而集合{(0,1)}表示点集,它只有一个元素,所以⑤错误,所以错误的个数是2.故选B.
2.若=,则(  )
A.b=-3,c=2 B.b=3,c=-2
C.b=-2,c=3 D.b=2,c=-3
考点 集合相等的概念
题点 由集合相等求参数的值
答案 A
解析 依题意知,1,2是方程x2+bx+c=0的两根,
由根与系数的关系得,b=-(x1+x2)=-3,c=x1x2=2.
3.已知集合U,S,T,F的关系如图所示,则下列关系正确的是(  )
①S∈U;②F?T;③S?T;④S?F;⑤S∈F;⑥F?U.
A.①③ B.②③ C.③④ D.③⑥
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 D
解析 元素与集合之间的关系才用∈,故①⑤错;子集的区域要被全部涵盖,故②④错.
4.已知集合A={x|x是三角形},B={x|x是等腰三角形},C={x|x是等腰直角三角形},D={x|x是等边三角形},则(  )
A.A?B B.C?B C.D?C D.A?D
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 B
解析 ∵等腰三角形包括等腰直角三角形,∴C?B.
5.设集合A={-1,1},集合B={x|x2-2ax+b=0},若B≠?,B?A,则(a,b)不能是(  )
A.(-1,1) B.(-1,0)
C.(0,-1) D.(1,1)
考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的值
答案 B
解析 当a=-1,b=1时,B={x|x2+2x+1=0}={-1},符合;
当a=b=1时,B={x|x2-2x+1=0}={1},符合;
当a=0,b=-1时,B={x|x2-1=0}={-1,1},符合;
当a=-1,b=0时,B={x|x2+2x=0}={0,-2},不符合.
6.已知集合A?,且集合A中至少含有一个偶数,则这样的集合A的个数为(  )
A.6 B.5 C.4 D.3
考点 子集及其运算
题点 求集合的子集
答案 A
解析 方法一 集合的子集为?,,,,,,,,其中含有偶数的集合有6个.
方法二 共有23=8(个)子集,其中不含偶数的有?,.
故符合题意的A共有8-2=6(个).
7.已知??,则实数a的取值范围是(  )
A.a< B.a≤
C.a≥ D.a>
考点 空集的定义、性质及运算
题点 与空集有关的参数问题
答案 B
解析 ∵??,
∴方程x2-x+a=0有实根,
∴Δ=(-1)2-4a≥0,故a≤.
8.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
考点 子集个数
题点 附加条件的子集个数
答案 C
解析 P,Q中的公共元素组成集合C={0,2},M?C,这样的集合M共有22=4个.
二、填空题
9.已知{0,1}?A?{-1,0,1},则集合A=________.
考点 子集及其运算
题点 求集合的子集
答案 {-1,0,1}
解析 由题意知集合A中一定含有元素0,1,并且A中至少含三个元素,又因为A?{-1,0,1},
所以A={-1,0,1}.
10.若集合A={x|2≤x≤3},集合B={x|ax-2=0,a∈Z},且B?A,则实数a=________.
考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的值
答案 0或1
解析 当B=?时,a=0,满足B?A;
当B≠?时,a≠0,B=,又B?A,∴2≤≤3,
即≤a≤1,又a∈Z,
∴a=1.综上知a的值为0或1.
11.设集合M={(x,y)|x+y<0,xy>0}和P={(x,y)|x<0,y<0},那么M与P的关系为________.
考点 集合相等的概念
题点 判断集合的相等关系
答案 M=P
解析 ∵xy>0,∴x,y同号,又x+y<0,∴x<0,y<0,
即集合M表示第三象限内的点,
而集合P表示第三象限内的点,故M=P.
三、解答题
12.已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0考点 子集及其运算
题点 求集合的子集
解 先用列举法表示集合A,B.
由x2-3x+2=0得x=1或x=2,∴A={1,2}.
由题意知B={1,2,3,4},
∴满足条件的C可为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}.
13.已知集合A={1,3,-x3},B={x+2,1},是否存在实数x,使得B是A的子集?若存在,求出集合A,B;若不存在,请说明理由.
考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的值
解 因为B是A的子集,
所以B中元素必是A中的元素.
若x+2=3,则x=1,符合题意;
若x+2=-x3,则x3+x+2=0,
所以(x+1)(x2-x+2)=0.
因为x2-x+2≠0,所以x+1=0,所以x=-1,
此时x+2=1,集合B中的元素不满足互异性.
综上所述,存在实数x=1,使得B是A的子集,
此时A={1,3,-1},B={1,3}.
四、探究与拓展
14.设B={1,2},A={x|x?B},则A与B的关系是(  )
A.A?B B.B?A C.B∈A D.A=B
考点 集合的包含关系
题点 集合包含关系的判定
答案 C
解析 ∵A={x|x?B},∴A={?,{1},{2},{1,2}},∴B∈A.
15.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.
考点 子集及其运算
题点 根据子集关系求参数的取值范围
解 ∵A?B,
∴当A=?时,即方程x2-4mx+2m+6=0无实根,
故Δ=16m2-8(m+3)<0,解得-1当A≠?时,方程x2-4mx+2m+6=0的根为负,
则即
所以
解得-3综上,实数m的取值范围是.
1.1.3 集合的基本运算
第1课时 并集与交集
学习目标 1.理解并集、交集的概念.2.会用符号、Venn图和数轴表示并集、交集.3.会求简单集合的并集和交集.
知识点一 并 集
(1)定义:一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的并集,记作A∪B(读作“A并B”).
(2)并集的符号语言表示为A∪B={x|x∈A,或x∈B}.
(3)图形语言:、.阴影部分为A∪B.
(4)性质:A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪?=A,A∪B=A?B?A,A?A∪B.
知识点二 交 集
思考 一副扑克牌,既是红桃又是A的牌有几张?
答案 1张.红桃共13张,A共4张,其中两项要求均满足的只有红桃A一张.
梳理 (1)定义:一般地,由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为A与B的交集,记作A∩B(读作“A交B”).
(2)交集的符号语言表示为A∩B={x|x∈A,且x∈B}.
(3)图形语言:,阴影部分为A∩B.
(4)性质:A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩?=?,A∩B=A?A?B,A∩B?A∪B,A∩B?A,A∩B?B.
1.若x∈A∩B,则x∈A∪B.(√)
2.A∩B是一个集合.(√)
3.如果把A,B用Venn图表示为两个圆,则两圆必须相交,交集才存在.(×)
4.若A,B中分别有2个元素,则A∪B中必有4个元素.(×)
类型一 求并集
命题角度1 数集求并集
例1 (1)(2017·全国Ⅱ)设集合A={1,2,3},B={2,3,4},则A∪B等于(  )
A.{1,2,3,4} B.{1,2,3}
C.{2,3,4} D.{1,3,4}
考点 并集的概念及运算
题点 有限集合的并集运算
答案 A
解析 ∵A={1,2,3},B={2,3,4},
∴A∪B={1,2,3,4}.
故选A.
(2)A={x|-1考点 并集的概念及运算
题点 无限集合的并集运算
解 如图:
由图知A∪B={x|-1反思与感悟 有限集求并集就是把两个集合中的元素合并,重复的保留一个;用不等式表示的,常借助数轴求并集.由于A∪B中的元素至少属于A,B之一,所以从数轴上看,至少被一道横线覆盖的数均属于并集.
跟踪训练1 (1)A={-2,0,2},B={x|x2-x-2=0},求A∪B.
考点 并集的概念及运算
题点 有限集合的并集运算
解 B={-1,2},∴A∪B={-2,-1,0,2}.
(2)A={x|-13},求A∪B.
考点 并集的概念及运算
题点 有限集合的并集运算
解 如图:
由图知A∪B={x|x<2或x>3}.
命题角度2 点集求并集
例2 集合A={(x,y)|x>0},B={(x,y)|y>0},求A∪B,并说明其几何意义.
考点 并集的概念及运算
题点 无限集合的并集运算
解 A∪B={(x,y)|x>0或y>0}.
其几何意义为平面直角坐标系内去掉第三象限和x轴,y轴的非正半轴后剩下的区域内所有点.
反思与感悟 求并集要弄清楚集合中的元素是什么,是点还是数.
跟踪训练2 A={(x,y)|x=2},B={(x,y)|y=2}.求A∪B,并说明其几何意义.
考点 并集的概念及运算
题点 无限集合的并集运算
解 A∪B={(x,y)|x=2或y=2},其几何意义是直线x=2和直线y=2上所有的点组成的集合.
类型二 求交集
例3 (1)(2016·全国Ⅱ)已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x-2)=0,x∈Z},则A∩B等于(  )
A.{1} B.{2}
C.{-1,2} D.{1,2,3}
考点 交集的概念及运算
题点 有限集合的交集运算
答案 B
解析 B=,
∴A∩B=
(2)若集合A={x|-5A.{x|-3C.{x|-3考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
答案 A
解析 在数轴上将集合A,B表示出来,如图所示,由交集的定义可得A∩B为图中阴影部分,即A∩B={x|-3(3)集合A={(x,y)|x>0},B={(x,y)|y>0},求A∩B并说明其几何意义.
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
解 A∩B={(x,y)|x>0且y>0},其几何意义为第一象限所有点的集合.
反思与感悟 求集合A∩B的步骤
(1)首先要搞清集合A,B的代表元素是什么;
(2)把所求交集的集合用集合符号表示出来,写成“A∩B”的形式;
(3)把化简后的集合A,B的所有公共元素都写出来即可.
跟踪训练3 (1)集合A={x|-13},求A∩B;
(2)集合A={x|2k(3)集合A={(x,y)|y=x+2},B={(x,y)|y=x+3},求A∩B.
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
解 (1)A∩B={x|-1(2)A∩B={x|2(3)A∩B=?.
类型三 并集、交集性质的应用
例4 已知A={x|2a≤x≤a+3},B={x|x<-1或x>5},若A∪B=B,求a的取值范围.
考点 集合的交集、并集性质及应用
题点 利用集合的交集、并集性质求参数的取值范围
解 A∪B=B?A?B.
当2a>a+3,即a>3时,A=?,满足A?B.
当2a=a+3,即a=3时,A={6},满足A?B.
当2a需或
解得a<-4或综上,a的取值范围是
{a|a>3}∪{a|a=3}∪
=.
反思与感悟 解此类题,首先要准确翻译,诸如“A∪B=B”之类的条件.在翻译成子集关系后,不要忘了空集是任何集合的子集.
跟踪训练4 若集合A,B,C满足A∩B=A,B∪C=C,则A与C一定满足(  )
A.A?C B.C?A C.A?C D.C?A
考点 集合的交集、并集性质及应用
题点 交集、并集的性质
答案 C
解析 A∩B=A?A?B,B∪C=C?B?C,所以A?C.
1.已知集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N等于(  )
A.{-1,0,1} B.{-1,0,1,2}
C.{-1,0,2} D.{0,1}
考点 并集的概念及运算
题点 有限集合的并集运算
答案 B
2.已知集合A={x|x2-2x=0},B={0,1,2},则A∩B等于(  )
A.{0} B.{0,1}
C.{0,2} D.{0,1,2}
考点 交集的概念及运算
题点 有限集合的交集运算
答案 C
3.已知集合A={x|x>1},B={x|0A.{x|x>0} B.{x|x>1}
C.{x|1考点 并集的概念及运算
题点 无限集合的并集运算
答案 A
4.已知A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合A∩B=________.
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
答案 ?
5.已知集合A={1,3,},B={1,m},A∪B=A,则m=________.
考点 集合的交集、并集性质及应用
题点 利用集合的交集、并集性质求参数的值
答案 0或3
1.对并集、交集概念的理解
(1)对于并集,要注意其中“或”的意义,“或”与通常所说的“非此即彼”有原则性的区别,它们是“相容”的.“x∈A,或x∈B”这一条件,包括下列三种情况:x∈A但x?B;x∈B但x?A;x∈A且x∈B.因此,A∪B是由所有至少属于A,B两者之一的元素组成的集合.
(2)A∩B中的元素是“所有”属于集合A且属于集合B的元素,而不是部分,特别地,当集合A和集合B没有公共元素时,不能说A与B没有交集,而是A∩B=?.
2.集合的交、并运算中的注意事项
(1)对于元素个数有限的集合,可直接根据集合的“交”“并”定义求解,但要注意集合元素的互异性.
(2)对于元素个数无限的集合,进行交、并运算时,可借助数轴,利用数轴分析法求解,但要注意端点值取到与否.
一、选择题
1.已知集合M={1,2,3,4},N={-2,2},下列结论成立的是(  )
A.N?M B.M∪N=M
C.M∩N=N D.M∩N={2}
考点 并集、交集的综合运算
题点 并集、交集的综合运算
答案 D
解析 ∵-2∈N,但-2?M,
∴A,B,C三个选项均不对.
2.若集合M={x|-3≤x<4},N={-3,1,4},则M∩N等于(  )
A.{-3} B.{1}
C.{-3,1,4} D.{-3,1}
考点 交集的概念及运算
题点 有限集合与无限集合的交集运算
答案 D
解析 M={x|-3≤x<4},N={-3,1,4},
则M∩N={-3,1},故选D.
3.已知集合A={x|-1≤x≤1}和集合B={y|y=x2},则A∩B等于(  )
A.{y|0C.{y|y>0} D.{(0,1),(1,0)}
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
答案 B
解析 ∵B={y|y=x2}=,
∴A∩B={y|0≤y≤1}.
4.已知集合M={x|(x-1)2<4,x∈R},N={-1,0,1,2,3},则M∩N等于(  )
A.{0,1,2} B.{-1,0,1,2}
C.{-1,0,2,3} D.{0,1,2,3}
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
答案 A
解析 集合M={x|-1<x<3,x∈R},N={-1,0,1,2,3},则M∩N={0,1,2},故选A.
5.集合A=,B=,则图中阴影部分表示的集合的真子集的个数为(  )
A.7 B.8 C.15 D.16
考点 Venn图表达的集合关系及运用
题点 Venn图表达的集合关系
答案 C
解析 A=,图中阴影部分表示的集合为A∩B=,
∴真子集个数为24-1=15.
6.(2017·全国Ⅱ)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0}.若A∩B={1},则B等于(  )
A.{1,-3} B.{1,0} C.{1,3} D.{1,5}
考点 交集的概念及运算
题点 由交集的运算结果求参数的值
答案 C
解析 ∵A∩B={1},∴1∈B.
∴1-4+m=0,即m=3.
∴B={x|x2-4x+3=0}={1,3}.故选C.
7.已知集合A=,A∪B=,则满足条件的集合B的个数为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
考点 集合的交集、并集性质及应用
题点 利用交集、并集性质求集合的个数
答案 D
解析 因为集合A=,A∪B=,
所以B中至少含有3,4两个元素,
所以满足条件的集合B为,,,,共4个.
8.设A,B是非空集合,定义A*B={x|x∈A∪B且x?A∩B},已知A={x|0≤x≤3},B={y|y≥1},则A*B等于(  )
A.{x|1≤x<3}
B.{x|1≤x≤3}
C.{x|0≤x<1或x>3}
D.{x|0≤x≤1或x≥3}
考点 并集、交集的综合运算
题点 并集、交集的综合运算
答案 C
解析 由题意知,A∪B={x|x≥0},
A∩B={x|1≤x≤3},
则A*B={x|0≤x<1或x>3}.
二、填空题
9.已知集合P={x||x|>x},Q={x|y=},则P∩Q=________.
考点 交集的概念及运算
题点 无限集合的交集运算
答案 {x|x<0}
解析 |x|>x?x<0,
∴P={x|x<0},∵1-x≥0?x≤1,
∴Q={x|x≤1},故P∩Q={x|x<0}.
10.已知集合A={x|x≤1},B={x|x≥a},且A∪B=R,则实数a的取值范围是________.
考点 并集的概念及运算
题点 由并集运算结果求参数问题
答案 {a|a≤1}
解析 A={x|x≤1},B={x|x≥a},要使A∪B=R,只需a≤1.如图.
11.已知集合A={(0,1),(1,1),(-1,2)},B={(x,y)|x+y-1=0,x,y∈Z},则A∩B=________.
考点 交集的概念及运算
题点 有限集合与无限集合的交集运算
答案 {(0,1),(-1,2)}
解析 A,B都表示点集,A∩B即是由A中在直线x+y-1=0上的所有点组成的集合,代入验证即可.
三、解答题
12.已知集合A=,集合B={m|3>2m-1},求A∩B,A∪B.
考点 并集、交集的综合运算
题点 并集、交集的综合运算
解 解不等式组得-2则A={x|-2解不等式3>2m-1,得m<2,则B={m|m<2}.
用数轴表示集合A和B,如图所示,
则A∩B={x|-213.已知集合A={x|-1≤x≤3},B={x|m-2≤x≤m+2}.
(1)若A∩B={x|1≤x≤3},求实数m的值;
(2)若A∩B=?,求实数m的取值范围.
考点 交集的概念及运算
题点 由交集的运算结果求参数的值
解 A={x|-1≤x≤3},B={x|m-2≤x≤m+2}.
(1)∵A∩B={x|1≤x≤3},∴解得m=3.
(2)若A∩B=?,则A?{x|x∴m-2>3或m+2<-1.
∴实数m的取值范围是{m|m>5或m<-3}.
四、探究与拓展
14.已知集合A=,B=,且9∈(A∩B),则a的值为________.
考点 交集的概念及运算
题点 由交集的运算结果求参数的值
答案 5或-3
解析 因为9∈A∩B,所以9∈A,且9∈B,即2a-1=9或a2=9,
解得a=5或a=±3.
当a=5时,A=,B=,A∩B=,9∈A∩B,符合题意;
当a=3时,A=,a-5=1-a=-2,B中有元素重复,不符合题意,舍去;当a=-3时,A=,B=,A∩B=,9∈A∩B,符合题意,
综上所述,a=5或a=-3.
15.某班有36名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组,已知参加数学、物理、化学小组的人数分别为26,15,13,同时参加数学和物理小组的有6人,同时参加物理和化学小组的有4人,则同时参加数学和化学小组的有多少人?
考点 Venn图表达的集合关系及运用
题点 Venn图的应用
解 设参加数学、物理、化学小组的人数构成的集合分别为A,B,C,同时参加数学和化学小组的有x人,由题意可得如图所示的Venn图.
由全班共36名同学参加课外探究小组可得(26-6-x)+6+(15-10)+4+(13-4-x)+x=36,解得x=8,即同时参加数学和化学小组的有8人.
第2课时 补集及综合应用
学习目标 1.理解全集、补集的概念.2.准确翻译和使用补集符号和Venn图.3.会求补集,并能解决一些集合综合运算的问题.
知识点一 全 集
定义: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全集.
记法:全集通常记作U.
知识点二 补 集
思考 实数集中,除掉大于1的数,剩下哪些数?
答案 剩下不大于1的数,用集合表示为{x∈R|x≤1}.
梳理 补集的概念
自然语言
对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,记作?UA
集合语言
?UA={x|x∈U,且x?A}
图形语言
性质
①A∪(?UA)=U,A∩(?UA)=?;
②?UU=?,?U?=U
1.根据研究问题的不同,可以指定不同的全集.(√)
2.存在x0∈U,x0?A,且x0??UA.(×)
3.设全集U=R,A=,则?UA=.(×)
4.设全集U=,A=,则?UA=.(×)
类型一 求补集
例1 (1)已知全集U=,集合A=,则?UA等于(  )
A. B. C. D.
考点 补集的概念及运算
题点 有限集合的补集
答案 C
解析 ?UA==.
(2)若全集U={x∈R|-2≤x≤2},A={x∈R|-2≤x≤0},则?UA等于(  )
A.{x|0C.{x|0考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
答案 C
解析 ∵U={x∈R|-2≤x≤2},
A={x∈R|-2≤x≤0},
∴?UA={x|0(3)设全集U={x|x是三角形},A={x|x是锐角三角形},B={x|x是钝角三角形},求A∩B,?U(A∪B).
考点 
题点 
解 根据三角形的分类可知A∩B=?,
A∪B={x|x是锐角三角形或钝角三角形},
?U(A∪B)={x|x是直角三角形}.
反思与感悟 求集合的补集,需关注两处:一是确认全集的范围;二是善于利用数形结合求其补集,如借助Venn图、数轴、坐标系来求解.
跟踪训练1 (1)设集合U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则?UA=________.
考点 补集的概念及运算
题点 有限集合的补集
答案 {3,4,5}
(2)已知集合U=R,A={x|x2-x-2≥0},则?UA=________.
考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
答案 {x|-1(3)已知全集U={(x,y)|x∈R,y∈R},集合A={(x,y)|xy>0},则?UA=________.
考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
答案 {(x,y)|xy≤0}
类型二 补集性质的应用
命题角度1 补集性质在集合运算中的应用
例2 已知A={0,2,4,6},?UA={-1,-3,1,3},?UB={-1,0,2},用列举法写出集合B.
考点 补集的概念及运算
题点 有限集合的补集
解 ∵A={0,2,4,6},?UA={-1,-3,1,3},
∴U={-3,-1,0,1,2,3,4,6}.
而?UB={-1,0,2},
∴B=?U(?UB)={-3,1,3,4,6}.
反思与感悟 从Venn图的角度讲,A与?UA就是圈内和圈外的问题,由于(?UA)∩A=?,(?UA)∪A=U,所以可以借助圈内推知圈外,也可以反推.
跟踪训练2 如图所示的Venn图中,A,B是非空集合,定义A*B表示阴影部分的集合.若A={x|0≤x≤2},B={y|y>1},则A*B=________________.
考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
答案 {x|0≤x≤1或x>2}
解析 A∩B={x|1由图可得A*B=?(A∪B)(A∩B)={x|0≤x≤1或x>2}.
命题角度2 补集性质在解题中的应用
例3 关于x的方程:x2+ax+1=0, ①
x2+2x-a=0, ②
x2+2ax+2=0, ③
若三个方程至少有一个有解,求实数a的取值范围.
考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
解 假设三个方程均无实根,则有
即解得-∴当a≤-或a≥-1时,三个方程至少有一个方程有实根,
即a的取值范围为{a|a≤-或a≥-1}.
反思与感悟 运用补集思想求参数取值范围的步骤(1)把已知的条件否定,考虑反面问题;
(2)求解反面问题对应的参数的取值范围;
(3)求反面问题对应的参数的取值集合的补集.
跟踪训练3 若集合A={x|ax2+3x+2=0}中至多有一个元素,求实数a的取值范围.
考点 补集的概念及运算
题点 无限集合的补集
解 假设集合A中含有2个元素,
即ax2+3x+2=0有两个不相等的实数根,
则解得a<,且a≠0,
则集合A中含有2个元素时,实数a的取值范围是
.
在全集U=R中,集合的补集是
,
所以满足题意的实数a的取值范围是.
类型三 集合的综合运算
例4 (1)(2016·浙江)已知全集U=,集合P=,Q=,则(?UP)∪Q等于(  )
A. B.
C. D.
考点 交并补集的综合问题
题点 有限集合的交并补运算
答案 C
解析 ∵?UP=,
∴(?UP)∪Q=.
(2)已知集合A={x|x≤a},B={x|1≤x≤2},且A∪(?RB)=R,则实数a的取值范围是________.
考点 交并补集的综合问题
题点 与交并补集运算有关的参数问题
答案 {a|a≥2}
解析 ∵?RB={x|x<1或x>2}且A∪(?RB)=R,
∴{x|1≤x≤2}?A,∴a≥2.
反思与感悟 解决集合的混合运算时,一般先计算括号内的部分,再计算其他部分.有限集合混合运算可借助Venn图,与不等式有关的可借助数轴.
跟踪训练4 (1)已知集合U={x∈N|1≤x≤9},A∩B={2,6},(?UA)∩(?UB)={1,3,7},A∩(?UB)={4,9},则B等于(  )
A.{1,2,3,6,7} B.{2,5,6,8}
C.{2,4,6,9} D.{2,4,5,6,8,9}
考点 交并补集的综合问题
题点 有限集合的交并补运算
答案 B
解析 根据题意可以求得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},画出Venn图(如图所示),可得B={2,5,6,8},故选B.
(2)已知集合U={x|x≤4},集合A={x|-2A∩(?UB).
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
解 如图所示.
∵A={x|-2∴?UA={x|x≤-2或3≤x≤4},
?UB={x|x<-3或2A∩B={x|-2∴(?UA)∪B={x|x≤2或3≤x≤4},
A∩(?UB)={x|21.设集合U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则?UM等于(  )
A.U B.{1,3,5} C.{3,5,6} D.{2,4,6}
考点 补集的概念及运算
题点 有限集合的补集
答案 C
2.已知全集U={1,2,3,4},集合A={1,2},B={2,3},则?U(A∪B)等于(  )
A.{1,3,4} B.{3,4} C.{3} D.{4}
考点 交并补集的综合问题
题点 有限集合的交并补运算
答案 D
3.设集合S={x|x>-2},T={x|-4≤x≤1},则(?RS)∪T等于(  )
A.{x|-2C.{x|x≤1} D.{x|x≥1}
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
答案 C
4.设全集U=R,则下列集合运算结果为R的是________.(填序号)
①Z∪?UN; ②N∩?UN;
③?U(?U?); ④?UQ.
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
答案 ①
5.设全集U={1,2,3,4,5,6},A={1,2},B={2,3,4},则A∩(?UB)=________.
考点 交并补的综合问题
题点 有限集合的交并补运算
答案 {1}
解析 ∵?UB={1,5,6},∴A∩(?UB)={1}.
1.全集与补集的互相依存关系
(1)全集并非是包罗万象,含有任何元素的集合,它是对于研究问题而言的一个相对概念,它仅含有所研究问题中涉及的所有元素,如研究整数,Z就是全集,研究方程的实数解,R就是全集.因此,全集因研究问题而异.
(2)补集是集合之间的一种运算.求集合A的补集的前提是A是全集U的子集,随着所选全集的不同,得到的补集也是不同的,因此,它们是互相依存、不可分割的两个概念.
(3)?UA的数学意义包括两个方面:首先必须具备A?U;其次是定义?UA={x|x∈U,且x?A},补集是集合间的运算关系.
2.补集思想
做题时“正难则反”策略运用的是补集思想,即已知全集U,求子集A,若直接求A困难,可先求?UA,再由?U(?UA)=A,求A.
一、选择题
1.已知全集U={0,1,2,3,4},集合A={1,2,3},B={2,4},则(?UA)∪B为(  )
A.{1,2,4} B.{2,3,4}
C.{0,2,4} D.{0,2,3,4}
考点 交并补集的综合问题
题点 有限集合的交并补运算
答案 C
解析 ?UA={0,4},所以(?UA)∪B={0,2,4},故选C.
2.(2017·北京)已知U=R,集合A=,则?UA等于(  )
A. B.
C. D.
考点 补集的的概念及运算
题点 无限集合的补集
答案 C
解析 ?UA为数轴上去掉集合A剩余部分.
3.已知全集U={1,2,a2-2a+3},A={1,a},?UA={3},则实数a等于(  )
A.0或2 B.0
C.1或2 D.2
考点 补集的概念及运算
题点 由补集运算结果求参数的值
答案 D
解析 由题意,知则a=2.
4.图中的阴影部分表示的集合是(  )
A.A∩(?UB) B.B∩(?UA)
C.?U(A∩B) D.?U(A∪B)
考点 Venn图表达的集合关系及运用
题点 Venn图表达的集合关系
答案 B
解析 阴影部分表示集合B与集合A的补集的交集.
因此,阴影部分所表示的集合为B∩(?UA).
5.已知S=,A=,B=,C=.下列式子不成立的是(  )
A.B∩C=
B.?AB=
C.?SA=
D.A=B∪C
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
答案 D
解析 平行四边形有邻边不相等也不垂直的,D错误.
6.已知U为全集,集合M,N?U,若M∩N=N,则(  )
A.?UN??UM B.M??UN
C.?UM??UN D.?UN?M
考点 集合的交集、并集性质及应用
题点 交集、并集的性质
答案 C
解析 由M∩N=N知N?M,∴?UM??UN.
7.设全集U={x∈N|x≥2},集合A={x∈N|x2≥5},则?UA等于(  )
A.? B.{2}
C.{5} D.{2,5}
考点 补集的概念及运算
题点 有限集合的补集
答案 B
解析 因为A={x∈N|x≤-或x≥},
所以?UA={x∈N|2≤x<},故?UA={2}.
8.设集合M=,P=,Q=,则?Z(P∪M)等于(  )
A.M B.P
C.Q D.?
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
答案 C
解析 集合M,P,Q分别代表被3除余0,1,2的整数构成的集合.整数集中去掉被3除余0或1的,剩余的只有余数为2的,即集合Q.
二、填空题
9.已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合?U(A∪B)=______,(?UA)∩(?UB)=________.
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
答案 {x|0解析 A∪B={x|x≤0或x≥1},?U(A∪B)={x|00},?UB={x|x<1},
∴(?UA)∩(?UB)={x|010.设U=R,集合A={x|x2+3x+2=0},B={x|x2+(m+1)x+m=0},若(?UA)∩B=?,则m的值是__________________________________________________________________.
答案 1或2
解析 A={-2,-1},由(?UA)∩B=?,得B?A,
∵方程x2+(m+1)x+m=0的判别式Δ=(m+1)2-4m=(m-1)2≥0,∴B≠?.
∴B={-1}或B={-2}或B={-1,-2}.
①若B={-1},则m=1;
②若B={-2},则应有-(m+1)=(-2)+(-2)=-4,且m=(-2)×(-2)=4,这两式不能同时成立,
∴B≠{-2};
③若B={-1,-2},则应有-(m+1)=(-1)+(-2)=-3,且m=(-1)×(-2)=2,由这两式得m=2.
经检验知,m=1和m=2符合条件.
∴m=1或2.
11.若集合A={x|0≤x≤2},B={x|x<0或x>1},则图中阴影部分所表示的集合为_________.
考点 Venn图表达的集合关系及运用
题点 Venn图表达的集合关系
答案 {x|x≤1或x>2}
解析 如图,设U=A∪B=R,A∩B={x|1∴阴影部分为?U(A∩B)={x|x≤1或x>2}.
三、解答题
12.已知全集U=R,集合A={x|1≤x≤2},若B∪(?UA)=R,B∩(?UA)={x|0考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
解 ∵A={x|1≤x≤2},
∴?UA={x|x<1或x>2}.
又B∪(?UA)=R,A∪(?UA)=R,
可得A?B.
而B∩(?UA)={x|0∴{x|0借助于数轴
可得B=A∪{x|013.已知A={x|-1<x≤3},B={x|m≤x<1+3m}.
(1)当m=1时,求A∪B;
(2)若B??RA,求实数m的取值范围.
考点 交并补集的综合问题
题点 与交并补集运算有关的参数问题
解 (1)m=1,B={x|1≤x<4},
A∪B={x|-1<x<4}.
(2)?RA={x|x≤-1,或x>3}.
当B=?时,即m≥1+3m
得m≤-,满足B??RA,
当B≠?时,使B??RA成立,
则或解得m>3.
综上可知,实数m的取值范围是
.
四、探究与拓展
14.如图,已知I是全集,A,B,C是它的子集,则阴影部分所表示的集合是(  )
A.(?IA∩B)∩C B.(?IB∪A)∩C
C.(A∩B)∩(?IC) D.(A∩?IB)∩C
考点 Venn图表达的集合关系及运用
题点 Venn图表达的集合关系
答案 D
解析 由题图可知阴影部分中的元素属于A,不属于B,属于C,则阴影部分表示的集合是(A∩?IB)∩C.
15.某网店统计了连续三天售出商品的种类情况:第一天售出19种商品,第二天售出13种商品,第三天售出18种商品;前两天都售出的商品有3种,后两天都售出的商品有4种,求该网店
(1)第一天售出但第二天未售出的商品有多少种?
(2)这三天售出的商品最少有多少种?
考点 Venn图表达的集合关系及运用
题点 Venn图的应用
解 由Venn图知,第一天售出但第二天未售出的商品为19-3=16(种).
而这三天售出的商品最少时有2+18+9=29(种).