内容正文:
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
1.定义: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.
2.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 1.补集定义
文字语言
如果给定集合A是全集U的一个子集,由U中不属于A的所有元素构成的集合,叫做A在U中的补集,记作∁UA
符号语言
∁UA={x|x∈U,且x∉A}
图形语言
2.运算性质
A∪∁UA=U;
A∩∁UA=∅;
∁U(∁UA)=A.
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)若全集U={x∈R|-2≤x≤2},A={x∈R|-2≤x≤0},则∁UA等于( )
A.{x∈R|0<x<2} B.{x∈R|0≤x<2}
C.{x∈R|0<x≤2} D.{x∈R|0≤x≤2}
答案 C
解析 ∵U={x∈R|-2≤x≤2},
A={x∈R|-2≤x≤0},
∴∁UA={x∈R|0<x≤2},故选C.
(2)设U={x|x是小于9的正整数},A={1,2,3},B={3,4,5,6},求∁UA,∁UB.
解 根据题意可知,U={1,2,3,4,5,6,7,8},
所以∁UA={4,5,6,7,8},∁UB={1,2,7,8}.
(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).
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:一是认准全集的范围;二是利用数形结合求其补集,常借助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=________.
答案 {3,4,5}
(2)已知集合U=R,A={x|x2-x-2≥0},则∁UA=________.
答案 {x|-1<x<2}
(3)已知全集U={(x,y)|x∈R,y∈R},集合A={(x,y)|xy>0},则∁UA=________.
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.
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=________________.
答案 {x|0≤x≤1或x>2}
解析 A∩B={x|1<x≤2},A∪B={x|x≥0},
由图可得A*B=∁(A∪B)(A∩B)={x|0≤x≤1或x>2}.
命题角度2 补集思想的应用
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.
解 假设三个方程均无实根,则有
即
解得-<a<-1,
∴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.
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,
即当集合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)已知集合A,B均为全集U={1,2,3,