高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí) 17-18版 第1章 第1課 集合的概念與運(yùn)算

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1、 第一章 集合與常用邏輯用語(yǔ) 第1課集合的概念與運(yùn)算 [最新考綱] 內(nèi)容 要求 A B C 集合及其表示 √ 子集 √ 交集、并集、補(bǔ)集 √ 1.元素與集合 (1)集合中元素的三個(gè)特性:確定性、互異性、無(wú)序性. (2)元素與集合的關(guān)系是屬于或不屬于,表示符號(hào)分別為∈和?. (3)集合的三種表示方法:列舉法、描述法、Venn圖法. 2.集合間的基本關(guān)系 (1)子集:若對(duì)?x∈A,都有x∈B,則A?B或B?A. (2)真子集:若A?B,但?x∈B,且x?A,則AB或BA. (3)相等:若A?B,且B?A,則A=B.

2、 (4)空集的性質(zhì):?是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集. 3.集合的基本運(yùn)算 并集 交集 補(bǔ)集 圖形表示 符號(hào)表示 A∪B A∩B ?UA 意義 {x|x∈A或x∈B} {x|x∈A且x∈B} {x|x∈U且x?A} 4.集合關(guān)系與運(yùn)算的常用結(jié)論 (1)若有限集A中有n個(gè)元素,則A的子集有2n個(gè),真子集有2n-1個(gè). (2)子集的傳遞性:A?B,B?C?A?C. (3)A?B?A∩B=A?A∪B=B. (4)?U(A∩B)=(?UA)∪(?UB),?U(A∪B)=(?UA)∩(?UB). 1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(

3、正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”) (1)任何集合都有兩個(gè)子集.(  ) (2)已知集合A={x|y=x2},B={y|y=x2},C={(x,y)|y=x2},則A=B=C.(  ) (3)若{x2,1}={0,1},則x=0,1.(  ) (4)若A∩B=A∩C,則B=C.(  ) [解析] (1)錯(cuò)誤.空集只有一個(gè)子集,就是它本身,故該說(shuō)法是錯(cuò)誤的. (2)錯(cuò)誤.集合A是函數(shù)y=x2的定義域,即A=(-∞,+∞);集合B是函數(shù)y=x2的值域,即B=[0,+∞);集合C是拋物線y=x2上的點(diǎn)集.因此A,B,C不相等. (3)錯(cuò)誤.當(dāng)x=1時(shí),不滿(mǎn)足互異性. (4)錯(cuò)誤.當(dāng)A=

4、?時(shí),B,C可為任意集合. [答案] (1)× (2)× (3)× (4)× 2.(教材改編)已知集合A={x|3≤x<7},B={x|2

5、3個(gè)元素,故該集合有23=8(個(gè))子集.] 5.(2017·鹽城期中模擬)若集合A={x|x≤m},B={x|-2

6、0,y=0,1,2時(shí),x-y=0,-1,-2; 當(dāng)x=1,y=0,1,2時(shí),x-y=1,0,-1; 當(dāng)x=2,y=0,1,2時(shí),x-y=2,1,0. 根據(jù)集合中元素的互異性可知,B的元素為-2,-1,0,1,2,共5個(gè). (2)若集合A中只有一個(gè)元素,則方程ax2-3x+2=0只有一個(gè)實(shí)根或有兩個(gè)相等實(shí)根. 當(dāng)a=0時(shí),x=,符合題意; 當(dāng)a≠0時(shí),由Δ=(-3)2-8a=0得a=, 所以a的取值為0或.] [規(guī)律方法] 1.研究集合問(wèn)題,首先要抓住元素,其次看元素應(yīng)滿(mǎn)足的屬性;特別地,對(duì)于含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意檢驗(yàn)集合的元素是否滿(mǎn)足互異性,如題(1). 2

7、.由于方程的不定性導(dǎo)致求解過(guò)程用了分類(lèi)討論思想,如題(2). [變式訓(xùn)練1] (1)(2017·啟東中學(xué)高三第一次月考)已知x2∈{0,1,x},則實(shí)數(shù)x的值是________. (2)已知集合A={x∈R|ax2+3x-2=0},若A=?,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_______. (1)-1 (2) [(1)由集合中元素的互異性可知x≠0且x≠1. 又x2∈{0,1,x},所以只能x2=1,解得x=-1或x=1(舍去). (2)∵A=?,∴方程ax2+3x-2=0無(wú)實(shí)根, 當(dāng)a=0時(shí),x=不合題意; 當(dāng)a≠0時(shí),Δ=9+8a<0,∴a<-.] 集合間的基本關(guān)系  (1

8、)已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0

9、,則m≤2. 當(dāng)B≠?時(shí),若B?A,如圖. 則 解得2<m≤4. 綜上,m的取值范圍為m≤4.] [規(guī)律方法] 1.空集是任何集合的子集,在涉及集合關(guān)系時(shí),必須優(yōu)先考慮空集的情況,否則會(huì)造成漏解,如題(2). 2.已知兩集合間的關(guān)系求參數(shù)時(shí),關(guān)鍵是將兩集合間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為元素或區(qū)間端點(diǎn)間的關(guān)系,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為參數(shù)滿(mǎn)足的關(guān)系,解決這類(lèi)問(wèn)題常常要合理利用數(shù)軸、Venn圖化抽象為直觀進(jìn)行求解. [變式訓(xùn)練2] (1)設(shè)a,b∈R,集合{1,a+b,a}=,則b-a=________. (2)設(shè)集合A={0,-4},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,x∈R}.若B?A,則實(shí)數(shù)

10、a的取值范圍是________. (1)2 (2)(-∞,-1]∪{1} [(1)由題意可知a,b≠0,由集合相等的定義可知,a+b=0,∴a=-b,即=-1, ∴b=1,故b-a=2b=2. (2)因?yàn)锳={0,-4},所以B?A分以下三種情況: ①當(dāng)B=A時(shí),B={0,-4},由此知0和-4是方程x2+2(a+1)x+a2-1=0的兩個(gè)根,由根與系數(shù)的關(guān)系,得 解得a=1; ②當(dāng)B≠?且BA時(shí),B={0}或B={-4}, 并且Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0, 解得a=-1,此時(shí)B={0}滿(mǎn)足題意; ③當(dāng)B=?時(shí),Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得a<-

11、1. 綜上所述,所求實(shí)數(shù)a的取值范圍是a≤-1或a=1.] 集合的基本運(yùn)算 角度1 求集合的交集或并集  (1)(2017·南京二模)設(shè)集合A={x|-2

12、}.] 角度2 交、并、補(bǔ)的混合運(yùn)算  (1)(2017·蘇錫常鎮(zhèn)二調(diào))已知集合U={1,2,3,4,5},A={1,2},B={2,3,4},則A∪(?UB)=________. (2)已知全集U=R,集合M={x|(x-1)(x+3)<0},N={x||x|≤1},則陰影部分表示的集合是________. 圖1-1 (1){1,2,5} (2)(-3,-1) [(1)由題意可知?UB={1,5},又A={1,2},∴A∪(?UB)={1,2,5}. (2)由題意可知,M=(-3,1),N=[-1,1],∴陰影部分表示的集合為M∩(?UN)=(-3,-1).] 角度3 利用

13、集合的運(yùn)算求參數(shù)  (1)(2017·南通二調(diào))設(shè)集合A={-1,0,1},B=,A∩B={0},則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172001】 (2)已知集合A={1,3,},B={1,m},A∪B=A,則m=________. (3)設(shè)集合A={0,1},集合B={x|x>a},若A∩B=?,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________. (1)1 (2)0或3 (3)[1,+∞) [(1)∵A={-1,0,1},B=,A∩B={0}, ∴a-1=0或a+=0(舍去), ∴a=1. (2)由A∪B=A可知B?A, 又A={1,3,},B={1,m}, 所以m=3或

14、m=,解得m=0或m=3或m=1(舍去). (3)由A∩B=?可知,a≥1.] [規(guī)律方法] 1.求集合的交集和并集時(shí)首先應(yīng)明確集合中元素的屬性,然后利用交集和并集的定義求解. 2.在進(jìn)行集合的運(yùn)算時(shí)要盡可能地借助Venn圖和數(shù)軸使抽象問(wèn)題直觀化.一般地,集合元素離散時(shí)用Venn圖表示;集合元素連續(xù)時(shí)用數(shù)軸表示,用數(shù)軸表示時(shí)要注意端點(diǎn)值的取舍. 易錯(cuò)警示:在解決有關(guān)A∩B=?,A?B等集合問(wèn)題時(shí),往往忽視空集的情況,一定要先考慮?是否成立,以防漏解. [思想與方法] 1.在解題時(shí)經(jīng)常用到集合元素的互異性,一方面利用集合元素的互異性能順利找到解題的切入點(diǎn);另一方面,對(duì)求出的字母的

15、值,應(yīng)檢驗(yàn)是否滿(mǎn)足集合元素的互異性,以確保答案正確. 2.求集合的子集(真子集)個(gè)數(shù)問(wèn)題,需要注意的是:首先,過(guò)好轉(zhuǎn)化關(guān),即把圖形語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為符號(hào)語(yǔ)言;其次,當(dāng)集合的元素個(gè)數(shù)較少時(shí),常利用枚舉法解決. 3.對(duì)于集合的運(yùn)算,常借助數(shù)軸、Venn圖求解. (1)對(duì)連續(xù)數(shù)集間的運(yùn)算,借助數(shù)軸的直觀性,進(jìn)行合理轉(zhuǎn)化;對(duì)已知連續(xù)數(shù)集間的關(guān)系,求其中參數(shù)的取值范圍,關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)化成關(guān)于參數(shù)的方程或不等式關(guān)系. (2)對(duì)離散的數(shù)集間的運(yùn)算,或抽象集合間的運(yùn)算,可借助Venn圖,這是數(shù)形結(jié)合思想的又一體現(xiàn). [易錯(cuò)與防范] 1.集合問(wèn)題解題中要認(rèn)清集合中元素的屬性(是數(shù)集、點(diǎn)集還是其他類(lèi)型集合),要對(duì)

16、集合進(jìn)行化簡(jiǎn). 2.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,時(shí)刻關(guān)注對(duì)空集的討論,以防漏解. 3.解題時(shí)注意區(qū)分兩大關(guān)系:一是元素與集合的從屬關(guān)系;二是集合與集合的包含關(guān)系. 4.Venn圖圖示法和數(shù)軸圖示法是進(jìn)行集合交、并、補(bǔ)運(yùn)算的常用方法,其中運(yùn)用數(shù)軸圖示法時(shí)要特別注意端點(diǎn)是實(shí)心還是空心. 課時(shí)分層訓(xùn)練(一) A組 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) (建議用時(shí):30分鐘) 一、填空題 1.(2017·蘇州期中)已知集合A={0,1},B={-1,0},則A∪B=________. {-1,0,1} [A∪B={0,1}∪{-1,0}={-1,0,1}.] 2.(2017·南京模擬)設(shè)集合

17、A={x|-1≤x≤2},B={x|0≤x≤4},則A∩B=________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172002】 {x|0≤x≤2} [A∩B={x|-1≤x≤2}∩{x|0≤x≤4} ={x|0≤x≤2}.] 3.(2017·南通第一次學(xué)情檢測(cè))已知集合A={x|0

18、θ=________.  [由A=B可知cos θ=,又θ為銳角,∴θ=.] 5.(2017·鹽城三模)已知集合A={1,2,3,4,5},B={1,3,5,7,9},C=A∩B,則集合C的子集的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. 8 [由題意可知A∩B={1,3,5}, ∴C={1,3,5}, ∴集合C的子集共有23=8個(gè).] 6.(2017·南京三模)已知全集U={-1,2,3,a},集合M={-1,3}.若?UM={2,5},則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______. 5 [∵M(jìn)∪?UM=U,∴U={-1,2,3,5},∴a=5.] 7.(2017·泰州中學(xué)高三摸底考試)已知集合A={x|x

19、>0},B={-1,0,1,2},則A∩B=________. {1,2} [A∩B={x|x>0}∩{-1,0,1,2}={1,2}.] 8.設(shè)全集U={1,2,3,4},集合A={1,3},B={2,3},則B∩(?UA)=________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172003】 {2} [∵A={1,3},∴?UA={2,4},∴B∩(?UA)={2,3}∩{2,4}={2}.] 9.設(shè)集合A={1,2,4},集合B={x|x=a+b,a∈A,b∈A},則集合B中的元素個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. 6 [∵A={1,2,4},B={2,3,4,5,6,8}, ∴集合B中共有6個(gè)元素.

20、] 10.已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},則集合A∩B中元素的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. 2 [集合A中元素滿(mǎn)足x=3n+2,n∈N,即被3除余2,而集合B中滿(mǎn)足這一要求的元素只有8和14.共2個(gè)元素.] 11.(2017·無(wú)錫模擬)已知A={a+2,(a+1)2,a2+3a+3},若1∈A,則實(shí)數(shù)a=________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172004】 0 [∵1∈{a+2,(a+1)2,a2+3a+3}, ∴1=a+2,或(a+1)2=1,或a2+3a+3=1. ①當(dāng)a+2=1,即a=-1時(shí),此時(shí)a2+3a+3=1,不滿(mǎn)足集合中元素的互異性

21、; ②當(dāng)(a+1)2=1時(shí),a=0或a=-2,又當(dāng)a=-2時(shí),a2+3a+3=1,不滿(mǎn)足集合中元素的互異性; ③當(dāng)a2+3a+3=1時(shí),a=-1或-2,由①②可知,均不滿(mǎn)足題意. 綜上可知,a=0.] 12.已知集合A,B均為全集U={1,2,3,4}的子集,且?U(A∪B)={4},B={1,2},則A∩(?UB)=________. {3} [∵U={1,2,3,4},?U(A∪B)={4}, ∴A∪B={1,2,3}. 又∵B={1,2},∴{3}?A?{1,2,3}, 又?UB={3,4},∴A∩(?UB)={3}.] B組 能力提升 (建議用時(shí):15分鐘) 1.

22、(2016·全國(guó)卷Ⅱ改編)已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x-2)<0,x∈Z},則A∪B=________. {0,1,2,3} [B={x|(x+1)(x-2)<0,x∈Z}={x|-1<x<2,x∈Z}={0,1}.又A={1,2,3},所以A∪B={0,1,2,3}.] 2.(2016·天津高考改編)已知集合A={1,2,3,4},B={y|y=3x-2,x∈A},則A∩B=________. {1,4} [因?yàn)榧螧中,x∈A,所以當(dāng)x=1時(shí),y=3-2=1; 當(dāng)x=2時(shí),y=3×2-2=4; 當(dāng)x=3時(shí),y=3×3-2=7; 當(dāng)x=4時(shí),y=3×4-2

23、=10. 即B={1,4,7,10}. 又因?yàn)锳={1,2,3,4},所以A∩B={1,4}.] 3.(2017·鹽城模擬)已知全集U=R,集合A={x|y=lg(x-1)},集合B={y|y=},則A∩B=________. [2,+∞) [∵A={x|y=lg(x-1)}={x|x-1>0}={x|x>1}, B={y|y=}={y|y≥2}, ∴A∩B={x|x≥2}.] 4.(2017·南通中學(xué)月考)已知集合M={1,2,3,4},則集合P={x|x∈M,且2x?M}的子集的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. 4 [由題意可知P={3,4},故集合P的子集共有22=4個(gè).] 5

24、.已知A={x|x2-3x+2=0},B={x|ax-2=0},若A∩B=B,則實(shí)數(shù)a的值為_(kāi)_______. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172005】 0,1,2 [∵A={x|x2-3x+2=0}={1,2}. 由A∩B=B可知B?A. ①當(dāng)a=0時(shí),B=?,滿(mǎn)足A∩B=B; ②當(dāng)a≠0時(shí),B=, 由B?A可知,=1或=2,即a=1或a=2. 綜上可知a的值為0,1,2.] 6.若x∈A,且∈A,就稱(chēng)A是伙伴關(guān)系集合,則集合M=的所有非空子集中具有伙伴關(guān)系的集合的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______. 3 [具有伙伴關(guān)系的元素組是-1,,2,所以具有伙伴關(guān)系的集合有3個(gè):{-1},,.]

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