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资源详情
高中数学
人教B版(2019)
必修 第一册
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1集合
1.1.1集合及其表示方法
(新教材)人教B版必修第一册(课件2份+学案+课时作业)1.1.3 集合的基本运算
文档属性
名称
(新教材)人教B版必修第一册(课件2份+学案+课时作业)1.1.3 集合的基本运算
格式
zip
文件大小
1.8MB
资源类型
教案
版本资源
人教B版(2019)
科目
数学
更新时间
2019-09-14 21:37:12
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文档简介
1.1.3 集合的基本运算
最新课程标准:(1)理解两个集合的并集与交集的含义,能求两个集合的并集与交集.(2)在具体情境中,了解全集的含义.(3)理解在给定集合中一个子集的补集的含义,能求给定子集的补集.(4)能使用Venn图表达集合的基本关系与基本运算,体会图形对理解抽象概念的作用.
第1课时 交集与并集
知识点一 交集
自然语言
一般地,给定两个集合A、B,由既属于集合A又属于集合B的所有元素(即A和B的公共元素)组成的集合,称为A与B的交集
符号语言
A∩B={x|x∈A且x∈B}(读作“A交B”)
图形语言
知识点二 并集
自然语言
一般地,给定两个集合A、B,由这两个集合的所有元素组成的集合,称为集合A与B的并集
符号语言
A∪B={x|x∈A,或x∈B}(读作“A并B”)
图形语言
1.两个集合的并集、交集还是一个集合.
2.对于A∪B,不能认为是由A的所有元素和B的所有元素所组成的集合,因为A与B可能有公共元素,每一个公共元素只能算一个元素.
3.A∩B是由A与B的所有公共元素组成,而非部分元素组成.
[基础自测]
1.已知集合A={0,2},B={-2,-1,0,1,2},则A∩B=( )
A.{0,2} B.{1,2}
C.{0} D.{-2,-1,0,1,2}
解析:本题主要考查集合的基本运算.
∵A={0,2},B={-2,-1,0,1,2},∴A∩B={0,2},故选A.
答案:A
2.已知集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N=( )
A.{-1,0,1} B.{-1,0,1,2}
C.{-1,0,2} D.{0,1}
解析:M∪N表示属于M或属于N的元素组成的集合,故M∪N={-1,0,1,2}.
答案:B
3.设集合A={1,2},则满足A∪B={1,2,3}的集合B的个数是( )
A.1 B.3
C.4 D.8
解析:因为A={1,2},A∪B={1,2,3}.所以B={3}或{1,3}或{2,3}或{1,2,3},故选C.
答案:C
4.设集合A={x|2≤x<5},B={x|3x-7≥8-2x},则A∩B=________.
解析:∵A={x|2≤x<5},
B={x|3x-7≥8-2x}={x|x≥3},
∴A∩B={x|3≤x<5}.
答案:{x|3≤x<5}
题型一 交集的运算[经典例题]
例1 (1)已知集合A={1,3,5,7},B={2,3,4,5},则A∩B=( )
A.{3} B.{5}
C.{3,5} D.{1,2,3,4,5,7}
(2)已知集合A={x|x-1≥0},B={0,1,2},则A∩B=( )
A.{0} B.{1}
C.{1,2} D.{0,1,2}
【解析】 (1)本题主要考查集合的运算.
由题意得A∩B={3,5},故选C.
找出A、B的公共元素求A∩B.
(2)本题考查集合的运算.
∵A={x|x-1≥0}={x|x≥1},B={0,1,2},∴A∩B={1,2},故选C.
先求A,再求A∩B.
【答案】 (1)C (2)C
方法归纳
求交集的基本思路
首先要识别所给集合,其次要化简集合,使集合中的元素明朗化,最后再依据交集的定义写出结果,有时要借助于Venn图或数轴写出交集.借助于数轴时要注意数轴上方“双线”(即公共部分)下面的实数组成了交集.
跟踪训练1 (1)已知集合A={x||x|<2},B={-2,0,1,2},则A∩B=( )
A.{0,1} B.{-1,0,1}
C.{-2,0,1,2} D.{-1,0,1,2}
(2)若集合A={x|-5≤x≤5},B={x|x≤-2或x>3},则A∩B=________.
解析:(1)本题主要考查集合的运算.
化简A={x|-2
先求A再求A∩B.
(2)在数轴上表示出集合A与B,如下图.
由交集的定义可得A∩B={x|-5≤x≤-2或3
利用数轴求A∩B.
答案:(1)A (2){x|-5≤x≤-2或3
题型二 并集的运算[教材P17例3]
例2 已知区间A=(-3,1),B=[-2,3],求A∩B,A∪B.
【解析】 在数轴上表示出A和B,如图所示.
由图可知A∩B=[-2,1),A∪B=(-3,3].
(1)由并集定义A∪B是由A、B中所有元素组成的.
(2)利用数轴求并集更直观.
教材反思
(1)在求两个集合的并集时,它们的公共元素在并集中只能出现一次.
(2)此类题目首先应看清集合中元素的范围,简化集合,若是用列举法表示的数集,可以根据并集的定义直接观察或用Venn图表示出集合运算的结果;若是用描述法表示的数集,可借助数轴分析写出结果,此时要注意当端点不在集合中时,应用“空心点”表示.
跟踪训练2 (1)已知集合A={1,3,4,7},B={x|x=2k+1,k∈A},则集合A∪B中元素的个数为________.
(2)已知集合P={x|-1
A.{x|-1
C.{x|-1
解析:(1)∵A={1,3,4,7},B={x|x=2k+1,k∈A},
∴B={3,7,9,15},
∴A∪B={1,3,4,7,9,15}.
∴集合A∪B中元素的个数为6.
(2)因为P={x|-1
所以P∪Q={x|-1
答案:(1)6 (2)A
(1)找出集合A,B中出现的所有元素,写出A∪B,求元素个数.
(2)画数轴,根据条件确定P∪Q.
题型三 交集、并集性质的运用[经典例题]
例3 已知A={x|x2-ax+a2-19=0},B={x|x2-5x+8=2},C={x|x2+2x-8=0},若??(A∩B),且A∩C=?,求a的值.
【解析】 A={x|x2-ax+a2-19=0},
B={2,3},C={-4,2}.
因为??(A∩B),且A∩C=?,
那么3∈A,故9-3a+a2-19=0.
即a2-3a-10=0.
所以a=-2或a=5.
当a=-2时A={x|x2+2x-15=0}={3,-5},符合题意.
当a=5时A={x|x2-5x+6=0}={2,3},
不符合A∩C=?.
综上知,a=-2.
审结论
(明解题方向)
审条件
(挖解题信息)
求a的值,需建立关于a的方程
(1)集合A,B,C是由相应方程的解构成的,先要解方程求B,C.
(2)由??(A∩B),知A∩B≠?,结合A∩C=?,可确定集合A中的元素,建立关于a的方程.
建关系——找解题突破口
??(A∩B),A∩C=?→确定集合A中的元素→建立关于a的方程→检验集合中元素的互异性.
方法归纳
(1)连续数集求交、并集借助数轴采用数形结合法.
(2)利用A∩B=A?A?B,A∪B=A?B?A可实现交、并运算与集合间关系的转化.
注意事项:(1)借助数轴求交、并集时注意端点的实虚.
(2)关注Venn图在解决复杂集合关系中的作用.
跟踪训练3 已知集合A={x|x<-1或x>4},B={x|2a≤x≤a+3},若A∩B=B,求实数a的取值范围.
解析:①当B=?时,只需2a>a+3,即a>3;
②当B≠?时,根据题意作出如图所示的数轴,
可得或解得a<-4或2
综上可得,实数a的取值范围为(-∞,-4)∪(2,+∞).
由A∩B=B得B ?A,B分2类,B=?,B≠?,再利用数轴求.
课时作业 3
一、选择题
1.已知集合M={x|-3
A.{-2,-1,0,1} B.{-3,-2,-1,0}
C.{-2,-1,0} D.{-3,-2,-1}
解析:运用集合的运算求解.
M∩N={-2,-1,0},故选C.
答案:C
2.已知集合A={x|x≥-3},B={x|-5≤x≤2},则A∪B=( )
A.{x|x≥-5} B.{x|x≤2}
C.{x|-3
解析:结合数轴(图略)得A∪B={x|x≥-5}.
答案:A
3.设集合A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3},C={x∈R|-1≤x<2},则(A∪B)∩C=( )
A.{-1,1} B.{0,1}
C.{-1,0,1} D.{2,3,4}
解析:本题主要考查集合的运算.
由题意得A∪B={1,2,3,4,-1,0},∴(A∪B)∩C={1,2,3,4,-1,0}∩{x∈R|-1≤x<2}={-1,0,1}.故选C.
答案:C
4.设集合A={x|-1≤x<2},B={x|x
A.a<2 B.a>-2
C.a>-1 D.-1
解析:在数轴上表示出集合A,B即可得a的取值范围为a>-1.
答案:C
二、填空题
5.定义A-B={x|x∈A,且x?B},若M={1,2,3,4,5},N={2,3,6},则N-M=________.
解析:关键是理解A-B运算的法则,N-M={x|x∈N,且x?M},所以N-M={6}.
答案:{6}
6.设集合A={1,2,a},B={1,a2},若A∩B=B,则实数a允许取的值有________个.
解析:由题意A∩B=B知B?A,所以a2=2,a=±, 或a2=a,a=0或a=1(舍去),所以a=±,0,共3个.
答案:3
7.已知集合A={x|x≤1},B={x|x≥a},且A∪B=R,则实数a的取值范围为________.
解析:由A∪B=R,得A与B的所有元素应覆盖整个数轴.如图所示:
所以a必须在1的左侧,或与1重合,故a≤1.
答案:(-∞,1]
三、解答题
8.设A={x|-1
解析:如图所示:
A∪B={x|-1
A∩B={x|-1
9.已知A={x|a
5}.若A∪B=R,求a的取值范围.
解析:在数轴上标出集合A,B,如图.
要使A∪B=R,则
解得-3≤a<-1.
综上可知,a的取值范围为-3≤a<-1.
[尖子生题库]
10.集合A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2}.
(1)求A∩B;
(2)若集合C={x|2x+a>0},满足B∪C=C,求实数a的取值范围.
解析:(1)∵B={x|x≥2},
∴A∩B={x|2≤x<3}.
(2)C=,
B∪C=C?B?C,
∴-<2,∴a>-4.
即a的取值范围为a>-4.
课件26张PPT。第1课时 交集与并集 第2课时 补集及综合应用
知识点 补集
1.全集
在研究集合与集合之间的关系时,如果所要研究的集合都是某一给定集合的子集,那么称这个给定的集合为全集,全集通常用U表示.
2.补集
全集并不是一个含有任何元素的集合,仅包含所研究问题涉及的所有元素.
?UA的三层含义:
(1)?UA表示一个集合;
(2)A是U的子集,即A ?U;
(3)?UA是U中不属于A的所有元素组成的集合.
[基础自测]
1.设全集U=R,集合P={x|-2≤x<3},则?UP等于( )
A.{x|x<-2或x≥3} B.{x|x<-2或x>3}
C.{x|x≤-2或x>3} D.{x|x≤-2且x≥3}
解析:由P={x|-2≤x<3}得?UP={x|x<-2或x≥3}.
答案:A
2.设全集U={1,2,3,4,5,6},A={1,2},B={2,3,4},则A∩(?UB)=( )
A.{1,2,5,6} B.{1}
C.{2} D.{1,2,3,4}
解析:∵?UB={1,5,6},∴A∩(?UB)={1,2}∩{1,5,6}={1}.
答案:B
3.已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合?U(A∪B)等于( )
A.{x|x≥0} B.{x|x≤1}
C.{x|0≤x≤1} D.{x|0
解析:A∪B={x|x≤0或x≥1},
所以?U(A∪B)={x|0
答案:D
4.已知集合U={2,3,6,8},A={2,3},B={2,6,8},则(?UA)∩B=________.
解析:先计算?UA,再计算(?UA)∩B.
∵U={2,3,6,8},A={2,3},∴?UA={6,8}.
∴(?UA)∩B={6,8}∩{2,6,8}={6,8}.
答案:{6,8}
题型一 补集的运算[教材P18例5]
例1 已知A=(-1,+∞),B=(-∞,2],求?RA,?RB.
【解析】 在数轴上表示出A和B,如图所示.
由图可知?RA=(-∞,-1],?RB=(2,+∞).
教材反思
求补集的原则和方法
(1)一个基本原则.
求给定集合A的补集,从全集U中去掉属于集合A的元素后,由所有剩下的元素组成的集合即为A的补集.
(2)两种求解方法:
①若所给的集合是有关不等式的集合,则常借助于数轴,把已知集合及全集分别表示在数轴上,然后再根据补集的定义求解,注意端点值的取舍.
②若所给的集合是用列举法表示,则用Venn图求解.
跟踪训练1 (1)已知全集U={1,2,3,4,5},A={1,3},则?UA=( )
A.? B.{1,3}
C.{2,4,5} D.{1,2,3,4,5}
(2)设全集为R,集合A={x|0
A.{x|0
B.{x|0
C.{x|1≤x<2}
D.{x|0
解析:(1)本小题考查集合的运算.
∵U={1,2,3,4,5},A={1,3},∴?UA={2,4,5}.
利用补集定义直接求.
(2)本题主要考查集合的基本运算.
由B={x|x≥1},得?RB={x|x<1},
借助于数轴,可得A∩(?RB)={x|0
利用数轴表示集合A、B,结合数轴求出结果.
答案:(1)C (2)B
题型二 集合交、并、补的综合运算[经典例题]
例2 (1)已知全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={2,3,5,6},集合B={1,3,4,6,7},则集合A∩(?UB)=( )
A.{2,5} B.{3,6}
C.{2,5,6} D.{2,3,5,6,8}
(2)已知全集U=R,A={x|-4≤x<2},B={x|-1
【解析】 (1)因为U={1,2,3,4,5,6,7,8},B={1,3,4,6,7},所以?UB={2,5,8}.又A={2,3,5,6},
所以A∩(?UB)={2,5}.
先求?UB,再求A∩?UB.
(2)将集合A,B,P分别表示在数轴上,如图所示.
因为A={x|-4≤x<2},B={x|-1
所以A∩B={x|-1
3}.
又P=,
所以(?UB)∪P=.
又?UP=,所以(A∩B)∩(?UP)={x|-1
根据集合的交集、补集、并集运算,画数轴,即可求解.
【答案】 (1)A (2)见解析
方法归纳
求集合交、并、补运算的方法
跟踪训练2 已知全集U={x|x≤4},集合A={x|-2
解析: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
借助数轴求出?UA,?UB再运算.
题型三 补集思想的应用[经典例题]
例3 已知集合A={x|x2-4x+2m+6=0},B={x|x<0},若A∩B≠?,求实数m的取值范围.
【解析】 先求A∩B=?时m的取值范围.
(1)当A=?时,①
方程x2-4x+2m+6=0无实根,所以Δ=(-4)2-4(2m+6)<0,解得m>-1.
(2)当A≠?,A∩B=?时,方程x2-4x+2m+6=0的根为非负实根.②
设方程x2-4x+2m+6=0的两根为x1,x2,则
③
即解得-3≤m≤-1,
综上,当A∩B=?时,
m的取值范围是{m|m≥-3}.
又因为U=R,④
所以当A∩B≠?时,
m的取值范围是?R{m|m≥-3}={m|m<-3}.
所以,A∩B≠?时,
m的取值范围是{m|m<-3}.
①A∩B=?,对于集合A而言,分A=?与A≠?两种情况. A=?表示方程无实根.
②B={x|x<0},而A∩B=?,故A ?{x|x≥0},即已知方程的根为非负实根.
③Δ≥0保证了A≠?,即原方程有实根;x1+x2≥0与x1x2≥0保证了原方程两根非负. 如果两根都大于1,则等价形式为
而不是
④由于A∩B≠?,故方程x2-4x+2m +6=0一定有解,故我们还可以设全集U={m|Δ≥0}={m|m≤-1}.此时,{m|-3≤m≤-1}关于U的补集也是{m|m<-3},结果相同.
方法归纳
(1)运用补集思想求参数范围的方法:
①否定已知条件,考虑反面问题;
②求解反面问题对应的参数范围;
③将反面问题对应参数的范围取补集.
(2)补集思想适用的情况:
从正面考虑,情况较多,问题较复杂的时候,往往考虑运用补集思想.
跟踪训练3 设全集U={3,6,m2-m-1},A={|3-2m|,6},?UA={5},求实数m.
解析:因为?UA={5},所以5∈U但5?A,
所以m2-m-1=5,
解得m=3或m=-2.
当m=3时,|3-2m|=3≠5,
此时U={3,5,6},A={3,6},满足?UA={5};
当m=-2时,|3-2m|=7≠5,
此时U={3,5,6},A={6,7},不符合题意舍去.
综上,可知m=3.
根据补集的定义,得到关于m的方程m2-m-1=5,解得m的值后还需检验.
课时作业 4
一、选择题
1.已知集合A={x|x2-x-2>0},则?RA=( )
A.{x|-1
C.{x|x<-1}∪{x|x>2} D.{x|x≤-1}∪{x|x≥2}
解析:本题主要考查集合的基本运算及一元二次不等式的解法.
化简A={x|x<-1或x>2},∴?RA={x|-1≤x≤2}.故选B.
答案:B
2.已知A,B均为集合U={1,3,5,7,9}的子集,且A∩B={3},(?UB)∩A={9},则A=( )
A.{1,3} B.{3,7,9}
C.{3,5,9} D.{3,9}
解析:因为A∩B={3},所以3∈A,又(?UB)∩A={9},所以9∈A.若5∈A,则5?B(否则5∈A∩B),从而5∈?UB,则(?UB)∩A={5,9},与题中条件矛盾,故5?A.同理1?A,7?A,故A={3,9}.
答案:D
3.设全集U=R,M={x|x<-2或x>2},N={x|1
A.{x|-2≤x<1} B.{x|-2≤x≤2}
C.{x|1
解析:阴影部分所表示集合是N∩(?UM),
又∵?UM={x|-2≤x≤2},
∴N∩(?UM)={x|1
答案:C
4.设集合M={x|-1≤x<2},N={x|x-k≤0},若(?RM)?(?RN),则k的取值范围是( )
A.k≤2 B.k≥-1
C.k>-1 D.k≥2
解析:由(?RM)?(?RN)可知M?N,则k的取值范围为k≥2.
答案:D
二、填空题
5.设全集U={x∈N*|x≤9},?U(A∪B)={1,3},A∩(?UB)={2,4},则B=________.
解析:∵全集U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
由?U(A∪B)={1,3},得A∪B={2,4,5,6,7,8,9},
由A∩(?UB)={2,4}知,{2,4}?A,{2,4}??UB,
∴B={5,6,7,8,9}.
答案:{5,6,7,8,9}
6.已知全集U=R,M={x|-1
解析:∵U=R,?UN={x|0
∴N={x|x≤0或x≥2},
∴M∪N={x|-1
答案:{x|x<1或x≥2}
7.已知U=R,A={x|a≤x≤b},?UA={x|x<3或x>4},则ab=________.
解析:因为A∪(?UA)=R,A∩(?UA)=?,
所以a=3,b=4,
所以ab=12.
答案:12
三、解答题
8.已知全集U=R,集合A={x|-1
求:(1)A∩B;
(2)?U(A∪B);
(3)A∩(?UB).
解析:(1)因为A={x|-1
所以A∩B={x|-1
(2)A∪B={x|-1
={x|-1
?U(A∪B)={x|x≤-1或x>3}.
(3)A∩(?UB)={x|-1
3或x≤0}={x|-1
9.已知全集U={不大于20的素数},M,N为U的两个子集,且满足M∩(?UN)={3,5},(?UM)∩N={7,19},(?UM)∩(?UN)={2,17},求M,N.
解析:方法一 U={2,3,5,7,11,13,17,19},
如图,
∴M={3,5,11,13},N={7,11,13,19}.
方法二 ∵M∩(?UN)={3,5},
∴3∈M,5∈M且3?N,5?N.
又∵(?UM)∩N={7,19},∴7∈N,19∈N且7?M,19?M.
又∵(?UM)∩(?UN)={2,17},
∴?U(M∪N)={2,17},
∴M={3,5,11,13},N={7,11,13,19}.
[尖子生题库]
10.已知A={x|-1
(1)当m=1时,求A∪B;
(2)若B?(?RA),求实数m的取值范围.
解析:(1)m=1时,B={x|1≤x<4},
A∪B={x|-1
(2)?RA={x|x≤-1或x>3}.
当B=?,即m≥1+3m时,
得m≤-,满足B?(?RA),
当B≠?时,要使B?(?RA)成立,
则或
解之得m>3.
综上可知,实数m的取值范围是m>3或m≤-.
课件25张PPT。课时作业 3
一、选择题
1.已知集合M={x|-3
A.{-2,-1,0,1} B.{-3,-2,-1,0}
C.{-2,-1,0} D.{-3,-2,-1}
解析:运用集合的运算求解.
M∩N={-2,-1,0},故选C.
答案:C
2.已知集合A={x|x≥-3},B={x|-5≤x≤2},则A∪B=( )
A.{x|x≥-5} B.{x|x≤2}
C.{x|-3
解析:结合数轴(图略)得A∪B={x|x≥-5}.
答案:A
3.设集合A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3},C={x∈R|-1≤x<2},则(A∪B)∩C=( )
A.{-1,1} B.{0,1}
C.{-1,0,1} D.{2,3,4}
解析:本题主要考查集合的运算.
由题意得A∪B={1,2,3,4,-1,0},∴(A∪B)∩C={1,2,3,4,-1,0}∩{x∈R|-1≤x<2}={-1,0,1}.故选C.
答案:C
4.设集合A={x|-1≤x<2},B={x|x
A.a<2 B.a>-2
C.a>-1 D.-1
解析:在数轴上表示出集合A,B即可得a的取值范围为a>-1.
答案:C
二、填空题
5.定义A-B={x|x∈A,且x?B},若M={1,2,3,4,5},N={2,3,6},则N-M=________.
解析:关键是理解A-B运算的法则,N-M={x|x∈N,且x?M},所以N-M={6}.
答案:{6}
6.设集合A={1,2,a},B={1,a2},若A∩B=B,则实数a允许取的值有________个.
解析:由题意A∩B=B知B?A,所以a2=2,a=±, 或a2=a,a=0或a=1(舍去),所以a=±,0,共3个.
答案:3
7.已知集合A={x|x≤1},B={x|x≥a},且A∪B=R,则实数a的取值范围为________.
解析:由A∪B=R,得A与B的所有元素应覆盖整个数轴.如图所示:
所以a必须在1的左侧,或与1重合,故a≤1.
答案:(-∞,1]
三、解答题
8.设A={x|-1
解析:如图所示:
A∪B={x|-1
A∩B={x|-1
9.已知A={x|a
5}.若A∪B=R,求a的取值范围.
解析:在数轴上标出集合A,B,如图.
要使A∪B=R,则
解得-3≤a<-1.
综上可知,a的取值范围为-3≤a<-1.
[尖子生题库]
10.集合A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2}.
(1)求A∩B;
(2)若集合C={x|2x+a>0},满足B∪C=C,求实数a的取值范围.
解析:(1)∵B={x|x≥2},
∴A∩B={x|2≤x<3}.
(2)C=,
B∪C=C?B?C,
∴-<2,∴a>-4.
即a的取值范围为a>-4.
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同课章节目录
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1集合
1.2 常用逻辑用语
第二章 等式与不等式
2.1等式
2.2不等式
第三章 函数
3.1函数的概念与性质
3.2函数与方程、不等式之间的关系
3.3函数的应用(一)
3.4数学建模活动:决定苹果的最佳出售时间点
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