2019_2020学年高中数学第一章集合与函数概念1.1.3集合的基本运算课件+试卷含答案(4份打包)新人教A版必修1

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名称 2019_2020学年高中数学第一章集合与函数概念1.1.3集合的基本运算课件+试卷含答案(4份打包)新人教A版必修1
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科目 数学
更新时间 2020-03-28 15:04:52

文档简介

(共32张PPT)
1.1 集合
1.1.3 集合的基本运算
第1课时 并集、交集
目标定位 重点难点
1.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.
2.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.
3.能够利用交集、并集的性质解决有关问题. 重点:理解交集与并集的概念.
难点:理解交集与并集的概念,以及符号之间的区别与联系.
1.并集和交集的概念及其表示
所有属于
属于
A∪B
A并B
{x|x∈A或x∈B}
属于
且属于
A∩B
A交B
{x|x∈A,
且x∈B}
2.并集与交集的运算性质
A
A
A
?
并集的运算性质 交集的运算性质
A∪B=B∪A A∩B=B∩A
A∪A=____ A∩A=____
A∪?=____ A∩?=____
A?B?A∪B=B A?B?A∩B=A
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)集合M={正方形}与集合N={长方形}无交集.(  )
(2)两个集合的并集中的元素个数一定比两个集合元素个数之和大.(  )
(3)若A∩B=C∩B,则A=C.(  )
【答案】(1)× (2)× (3)×
2.做一做(请把正确的答案写在横线上)
(1)已知集合M={1,3},N={2,3,4},则M∪N=________.
(2)集合M={x|x>1},N={x|x≤6},则M∩N=________.
【答案】(1){1,2,3,4} (2){x|13.思一思:两个非空集合的交集一定是非空集合吗?
【解析】两个非空集合的交集可能是空集,也可能是非空集合.
【例1】(1)若A={-1,1,3},B={-2,1,2,3},求A∪B.
(2)设A={x|-1【解题探究】(1)由并集的定义求解.(2)结合数轴求解.
集合并集的运算
【方法规律】解决此类问题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,同时求并集时要弄清楚集合中的元素是点还是数.
1.已知集合A={(x,y)|x=2},集合B={(x,y)|y=2},求A∪B,并说明其几何意义.
【解析】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.
【解析】从A∪B={1,4,x}看它与集合A,B元素之间的关系,可以发现A∪B=A,从而B是A的子集,则x2=4或x2=x,解得x=±2或1或0.当x=±2时,符合题意;当x=1时,与集合元素的互异性相矛盾(舍去);当x=0时,符合题意.因此,x=±2或0.
【例2】(1)设集合M={-1,0,1},N={x|x2=x},则M∩N=(  )
A.{-1,0,1} B.{0,1} C.{1} D.{0}
(2)若集合A={x|-2≤x≤3},B={x|x<-1或x>4},则集合A∩B等于(  )
A.{x|x≤3或x>4} B.{x|-1C.{x|3≤x<4}  D.{x|-2≤x<-1}
(3)已知A={(x,y)|4x+y=6},B={(x,y)|3x+2y=7},则A∩B=________.
集合交集的运算
【答案】(1)B (2)D (3){(1,2)}
【方法规律】求交集运算应关注两点:
(1)求交集就是求两集合的所有公共元素形成的集合.
(2)利用集合的并、交求参数的值时,要检验集合元素的互异性.
2.已知M={1,2,a2-3a-1},N={-1,a,3},M∩N={3},求实数a的值.
【解析】∵M∩N={3},∴3∈M.
∴a2-3a-1=3,即a2-3a-4=0,
解得a=-1或4.
当a=-1时,与集合中元素的互异性矛盾;
当a=4时,M={1,2,3},N={-1,3,4},符合题意.
∴a=4.
【例3】已知A={x|a5}.若A∪B=R,求实数a的取值范围.
【解题探究】A∪B=R可知A∪B包含了所有的实数,体现在数轴上则A∪B可将整个数轴覆盖.由此知a<-1且a+8≥5.
已知集合的交集、并集求参数
【方法规律】并集、交集的性质应用技巧:对于涉及集合运算的问题,可利用集合运算的等价性(即若A∪B=A,则B?A,反之也成立;若A∩B=B,则B?A,反之也成立),转化为相关集合之间的关系求解.
3.已知A={x|2a≤x≤a+3},B={x|x<-1或x>5},若A∩B=?,求实数a的取值范围.
【示例】已知集合M={2,a2-3a+5,5},N={1,a2-6a+10,3},M∩N={2,3},求a的值.
【错解】∵M∩N={2,3},∴a2-3a+5=3,解得a=1或2.
【错因】解出字母后,没有对原集合进行检验.
含字母的集合运算忽视检验
【正解】∵M∩N={2,3},∴a2-3a+5=3,解得a=1或2.
当a=1时,N={1,5,3},M={2,3,5},不合题意;
当a=2时,N={1,2,3},M={2,3,5},符合题意.
综上所述,a=2.
【警示】本例中的M∩N={2,3}有两层含义:①2,3是集合M,N的元素;②集合M,N只有这两个公共元素.因此解出字母后,要代入原集合进行检验,这一点极易被忽视.
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,但要注意端点值能否取到.
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}
【答案】D 
【解析】∵-2∈N,但-2?M,∴A,B,C三个选项均不对.
2.已知集合S={(x,y)|y=1,x∈R},T={(x,y)|x=1,y∈R},则S∩T=(  )
A.?  B.{1}
C.(1,1)  D.{(1,1)}
【答案】D
【解析】集合S表示直线y=1上的点,集合T表示直线x=1上的点,S∩T表示直线y=1与直线x=1的交点,故选D.

3.若集合A={x|-2【答案】R {x|4≤x<5或-2<x≤-1}
【解析】借助数轴可知A∪B=R,A∩B={x|4≤x<5或-2<x≤-1}.

4.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________.
【答案】a≤1
【解析】因为A∪B=R,画出数轴(图略)可知表示实数a的点必须与表示1的点重合或在表示1的点的左边,所以a≤1.
5.设集合A={2,-1,x2-x+1},B={2y,-4,x+4},C={-1,7},且A∩B=C,求实数x,y的值及A∪B.
【解析】由集合A={2,-1,x2-x+1},
B={2y,-4,x+4},C={-1,7},且A∩B=C,得
7∈A,7∈B,且-1∈B,
∴在集合A中,x2-x+1=7,
解得x=-2或3.






第1课时 并集、交集

【基础练习】
1.点集A={(x,y)|x<0},B={(x,y)|y<0},则A∪B中的元素不可能在(  )
A.第一象限   B.第二象限
C.第三象限   D.第四象限
【答案】A 
【解析】A∪B={(x,y)|x<0或y<0},表示的区域是平面直角坐标系中第二、三、四象限和x,y轴的负半轴,故不可能在第一象限.
2.已知全集U=R,集合M={x|-2≤x-1≤2}和N={x|x=2k-1,k∈N*}的关系的Venn图如图所示,则阴影部分所示的集合的元素共有(  )

A.2个    B.3个
C.1个    D.无穷多个
【答案】A 
【解析】M={x|-1≤x≤3},N={x|x=2k-1,k∈N*},∴M∩N={1,3}.
3.设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N等于(  )
A.{0}  B.{0,2}
C.{-2.0}  D.{-2,0,2}
【答案】D 
【解析】集合M={0,-2},N={0,2},故M∪N={-2,0,2},选D.
4.(2019年江西南昌期中)已知集合A={x|1≤x≤5},B={x|y=},则A∩B等于(  )
A.[1,3]   B.[1,5]
C.[3,5]   D.[1,+∞)
【答案】C 
【解析】根据题意得B={x|y=}={x|x≥3},所以A∩B={x|1≤x≤5}∩{x|x≥3}={x|3≤x≤5}=[3,5].
5.设集合A={x|-3≤x≤3},B={y|y=-x2+t}.若A∩B=?,则实数t的取值范围是________.
【答案】(-∞,-3) 
【解析】B={y|y≤t},结合数轴可知t<-3.

6.满足{1,3}∪A={1,3,5}的所有集合A的个数是________.
【答案】4 
【解析】由{1,3}∪A={1,3,5},知A?{1,3,5}且A中至少有一个元素为5,从而A中其余元素可以是集合{1,3}的子集的元素.而{1,3}有4个子集,因此满足条件的A的个数是4.它们分别是{5},{1,5},{3,5},{1,3,5}.
7.已知集合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,即实数a的取值范围为(-4,+∞).
8.已知集合A={x|-2≤x≤4},B={x|x>a}.
(1)若A∩B≠A,求实数a的取值范围;
(2)若A∩B≠?,且A∩B≠A,求实数a的取值范围.

【解析】(1)如图,若A∩B≠A,则a≥-2.

(2)由于A∩B≠?,且A∩B≠A,所以在数轴上,实数a在-2的右边且在4的左边,可得-2≤a<4.
【能力提升】
9.集合A={0,2,a},B={1,a2},若A∪B={0,1,2,4,16},则a的值为(  )
A.0  B.1 
C.2  D.4
【答案】D 
【解析】∵A∪B={0,1,2,a,a2},又A∪B={0,1,2,4,16},∴{a,a2}={4,16}.∴a=4.
10.已知集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1<x<2m-1},且B≠?,若A∪B=A,则(  )
A.-3≤m≤4  B.-3<m<4
C.2<m<4  D.2<m≤4
【答案】D 
【解析】∵A∪B=A,∴B?A.又B≠?,
∴即2<m≤4.
11.设集合A={x|-1≤x≤2},B={x|-1<x≤4},C={x|-3<x<2},且集合A∩(B∪C)={x|a≤x≤b},则a=________,b=________.
【答案】-1 2 
【解析】∵B∪C={x|-3<x≤4},∴A?(B∪C).∴A∩(B∪C)=A.由题意{x|a≤x≤b}={x|-1≤x≤2},∴a=-1,b=2.
12.已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|2a≤x≤a+3},若A∪B=A,求实数a的取值范围.

【解析】∵A∪B=A,∴B?A.
若B=?时,2a>a+3,即a>3;
若B≠?时,
解得-1≤a≤2.
综上所述,实数a的取值范围是{a|-1≤a≤2或a>3}.






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(共29张PPT)
1.1 集合
1.1.3 集合的基本运算
第2课时 补集及综合应用
目标定位 重点难点
1.了解全集的意义和它的记法.理解补集的概念,能正确运用补集的符号和表示形式,会用图形表示一个集合及其子集的补集.
2.会求一个给定集合在全集中的补集,并能解答简单的应用题. 重点:理解全集、补集的概念.
难点:会计算集合的交集、并集、补集的混合运算.
补集的概念及性质
不属于集合A
?UA
x∈U,且x?A

义 文字语言 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.对于一个集合A,由全集U中______________的所有元素组成的集合称为集合A相对全集U的补集,简称为集合A的补集,记作______
符号语言 ?UA={x|______________}
?
U
A
U
?
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)一个集合的补集是全集,则这个集合一定是空集.(  )
(2)集合?BC与?AC相等.(  )
(3)集合A与集合A在全集U中的补集没有公共元素.(  )
【答案】(1)√ (2)× (3)√
2.做一做(请把正确的答案写在横线上)
(1)已知全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,3},则?UM=________.
(2)设全集U=R,A={x|0≤x≤3},则?UA=_____________.
【答案】(1){2,4,5} (2){x|x<0或x>3}
3.思一思:全集一定包含所有元素吗?
【解析】全集并不是一个包罗万象的集合,而仅仅包含我们研究问题所涉及的全部元素,问题不同对应的全集也不尽相同.
【例1】设全集U={x|-5≤x<-2或2【解题探究】先确定集合U、集合A的元素,再依据补集定义求解.
补集的运算
【方法规律】1.根据补集定义,当集合中元素离散时,可借助Venn图;当集合中元素连续时,可借助数轴,利用数轴分析法求解.
2.解题时要注意使用补集的几个性质:?UU=?,?U?=U,A∪(?UA)=U.
1.设全集U={1,3,5,7,9},集合A={1,|a-5|,9},?UA={5,7},则a的值为________.
【答案】8或2
【解析】∵A={1,|a-5|,9},?UA={5,7},A∪(?UA)={1,5,7,9,|a-5|}=U,∴|a-5|=3.解得a-5=±3,即a=8或a=2.
【例2】已知全集U={x|x≤4},集合A={x|-2<x<3},B={x|-3≤x≤2},求A∩B,(?UA)∪B,A∩(?UB),?U(A∪B).
【解题探究】将已知集合在数轴上表示出来,利用集合的运算法则分别求解结果.
集合交、并、补的综合运算
【方法规律】解决集合交、并、补运算的技巧
(1)如果所给集合是有限集,则先把集合中的元素一一列举出来,然后结合交集、并集、补集的定义来求解.在解答过程中常常借助于Venn图来求解.这样处理起来,相对来说比较直观、形象且解答时不易出错.
(2)如果所给集合是无限集,则常借助数轴,把已知集合及全集分别表示在数轴上,然后进行交、并、补集的运算.解答过程中要注意边界问题.
2.(2019年河南郑州期中)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}
【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.
【例3】已知全集U=R,集合A={x|x<-1},B={x|2a<x<a+3},且B??RA,求实数a的取值范围.
【解题探究】先由数轴求出?RA,分情况进行讨论,利用B??RA求实数a的取值范围.
补集的综合应用
【方法规律】1.与集合的交、并、补运算有关的求参数问题一般利用数轴求解,涉及集合间关系时不要忘掉空集的情况.
2.不等式中的等号在补集中能否取到,要引起重视,还要注意补集是全集的子集.
3.已知集合A={x|x0},若A∩(?RB)=?,求实数a的取值范围.
【示例】已知全集U={1,2,3,4,5},A={x|x2+px+4=0},求?UA.
【错解】由已知,得A?U,设方程x2+px+4=0的两根为x1,x2,所以x1x2=4.
当A={1,4}时,p=-5,?UA={2,3,5}.
当A={2}时,p=-4,?UA={1,3,4,5}.
【错因】若A?U,一定不要忘记A=?的情况.
漏掉空集,等价变换时出错

【正解】由已知,得A?U,当A=?时,方程x2+px+4=0无实数解,
此时Δ=p2-16<0,解得-4所以?UA=?U?=U.
当A≠?时,设一元二次方程x2+px+4=0的两个根为x1,x2,则有x1∈U,x2∈U.
因为x1x2=4,所以只可能有以下情况:
当x1=x2=2时,p=-4,此时A={2},?UA={1,3,4,5};
当x1=1,x2=4或x1=4,x2=1时,p=-5,此时A={1,4},?UA={2,3,5}.
综上所述,当-4当p=-4时,?UA={1,3,4,5};
当p=-5时,?UA={2,3,5}.


【警示】在进行集合的交、并、补的运算时,一定要注意等价变形,如A∪B=A?B?A;A∩C=A?A?C;?UA=B??UB=A等等.在进行分类讨论时,一定要注意不重不漏.
1.对集合中含参数的元素,要由条件先求出参数再作集合的运算.
2.集合是实数集的真子集时,其交、并、补运算要结合数轴进行.
3.有些较复杂的集合的运算可以先化简再进行.如(?UA)∪(?UB)=?U(A∩B),计算等号前的式子需三次运算,而计算等号后的式子需两次运算.
1.(2019年广西玉林期中)已知全集U=R,集合M={x|x2-4≤0},则?UM等于(  )
A.{x|-2C.{x|x<-2或x>2}  D.{x|x≤-2或x≥2}
【答案】C 
【解析】∵M={x|-2≤x≤2},∴?UM={x|x<-2或x>2}.
2.已知全集U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},B={2,3,4},则B∩?UA等于(  )
A.{2} B.{3,4}
C.{1,4,5} D.{2,3,4,5}
【答案】B
【解析】因为U={1,2,3,4,5},A={1,2},∴?UA={3,4,5}.∴B∩?UA={2,3,4}∩{3,4,5}={3,4}.

3.已知集合M={0,1,2,3,4},N={1,3,5},P=M∩N,则P的子集共有(  )
A.2个 B.4个
C.6个 D.8个
【答案】B
【解析】∵P={1,3},∴子集有22=4个.
4.设集合U=R,A={x|0<x<2},B={x|x<1},则图中阴影部分表示的集合为(  )
A.{x|x≥1}  
B.{x|x≤1}
C.{x|0D.{x|1≤x<2}
【答案】D 
【解析】阴影部分表示的集合为{x|x∈A且x?B}={x|0

5.若全集U=R,集合A={x|x≥1}∪{x|x≤0},则?UA=________.
【答案】{x|0<x<1}
【解析】∵A={x|x≥1}∪{x|x≤0},∴?UA={x|0<x<1}.






第2课时 补集及综合应用

【基础练习】
1.(2019年辽宁大连双基训练)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
【答案】D 
【解析】由题意知则a=2.
2.设全集U=R,集合A={x|0A.3个  B.4个 
C.5个  D.6个
【答案】B 
【解析】因为U=R,A={x|03.图中阴影部分所表示的集合是(  )

A.B∩(?U(A∪C))  B.(A∪B)∪(B∪C)
C.(A∪C)∩(?UB)  D.(?U(A∩C))∪B
【答案】A 
【解析】阴影部分位于集合B内,且位于集合A,C的外部,故可表示为B∩(?U(A∪C)).故选A.
4.已知全集U={1,2,3,4,5},集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x=2a,a∈A},则集合?U(A∪B)中元素的个数为(  )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【答案】B 
【解析】A={1,2},B={x|x=2a,a∈A}={2,4},∴A∪B={1,2,4},∴?U(A∪B)={3,5}.故选B.
5.设全集U=R,A={x|x>0},B={x|x>1},则A∩(?UB)=________.
【答案】{x|0【解析】∵U=R,B={x|x>1},∴?UB={x|x≤1}.又A={x|x>0},∴A∩(?UB)={x|x>0}∩{x|x≤1}={x|06.已知集合A={x|x【答案】{a|a≥2} 
【解析】∵B={x|1
7.已知集合A={x|2≤x<7},B={x|3(1)求A∪B,(?RA)∩B;
(2)若A∩C≠?,求实数a的取值范围.

【解析】(1)因为A={x|2≤x<7},B={x|3(2)因为A={x|2≤x<7},C={x|x2.
8.已知集合A={x|-4≤x≤-2},集合B={x|x-a≥0}.
(1)若A?B,求实数a的取值范围;
(2)若全集U=R,且A?(?UB),求实数a的取值范围.

【解析】(1)∵A={x|-4≤x≤-2},B={x|x≥a},A?B,数轴如图,

∴a≤-4.
(2)∵U=R,∴?UB={x|x<a}.
要使A??UB,即a>-2.

【能力提升】
9.全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x=2a,a∈A},则集合?U(A∪B)的子集个数为(  )
A.1   B.3 
C.4  D.8
【答案】D 
【解析】A={x|x2-3x+2=0}={1,2},则B={x|x=2a,a∈A}={2,4},故A∪B={1,2,4}.又全集U={1,2,3,4,5,6},则?U(A∪B)={3,5,6},含有3个元素,其子集个数为23=8.故选D.
10.(2019年重庆校级月考)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
【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.
11.某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱乒乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为________.
【答案】12 
【解析】设两项运动都喜欢的人数为x.A={喜爱篮球运动的人},B={喜爱乒乓球运动的人},画出Venn图得到方程15-x+x+10-x+8=30?x=3,所以喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为15-3=12(人).

12.已知集合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.
【解析】(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







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