内容正文:
1.3 集合的基本运算
第1课时 交集与并集
某班有学生30人,他们的学号分别是1,2,3,…,30,
现有a,b两本新书,已知学号是偶数的读过新书a,学号是3的倍数的读过新书b。用本节将要学习的知识探讨至少读过一本书或同时读了a,b两本书各有哪些同学。
理解两个集合之间的并集和交集的含义,能求两个集合的并集与交集。
1.交集
(1)文字语言:由既属于集合A又属于集合B的所有元素组成的集合,叫作集合A与B的交集。
(2)符号语言:A∩B={x|x∈A,且x∈B}。
(3)图形语言:如图所示(阴影部分)。
2.并集
(1)文字语言:由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,叫作集合A与B的并集。
(2)符号语言:A∪B={x|x∈A,或x∈B}。
(3)图形语言:如图所示(阴影部分)。
3.并集与交集的运算性质
(1)交集的性质
①A∩A=A,A∩⌀=⌀,A∩B=B∩A。
②A∩B⊆A,A∩B⊆B,(A∩B)⊆(A∪B)。
(2)并集的性质
①A∪A=A,A∪⌀=A,A∪B=B∪A。
②A⊆A∪B,B⊆A∪B。
③A⊆B⇔A∪B=B。
微思考
1.集合A∪B的元素个数是否等于集合A与集合B的元素个数和?
提示:不一定等于。A∪B的元素个数小于或等于集合A与集合B的元素个数和。
2.当集合A与B没有公共元素时,能不能说集合A与B没有交集?若不能,又该如何表达?
提示:不能。当集合A与B没有公共元素时,集合A与B的交集为⌀,即A∩B=⌀。
类型一
交集的概念及运算
【例1】
(1)若A={x∈N|1≤x≤10},B={x∈R|x2+x-6=0},则图中阴影部分表示的集合为 ( )
A.{2} B.{3} C.{-3,2} D.{-2,3}
解析 易知A={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},B={-3,2},图中阴影部分表示的集合为A∩B={2}。故选A。
答案 A
(2)设集合A={x|-1≤x≤2},B={x|0≤x≤4},则A∩B= ( )
A.{x|0≤x≤2} B.{x|1≤x≤2}
C.{x|0≤x≤4} D.{x|1≤x≤4}
解析
在数轴上表示出集合A与B,如图所示。
则由交集的定义知,A∩B={x|0≤x≤2}。故选A。
答案 A
求集合A∩B的常见类型
(1)若A,B的元素是方程的根,则应先解方程求出方程的根后,再求两集合的交集。
(2)若A,B的元素是有序数对,则A∩B是指两个方程组成的方程组的解集,交集是点集。
(3)若A,B是无限数集,可以利用数轴来求解,但要注意利用数轴表示不等式时,含有端点的值用实心点表示,不含有端点的值用空心圈表示
【变式训练】 (1)已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为 ( )
A.5 B.4 C.3 D.2
解析 分别令3n+2=6,8,10,12,14,只有3n+2=8,3n+2=14有自然数解,故A∩B={8,14}。故选D。
答案 D
(2)已知M={(x,y)|x+y=2},N={(x,y)|x-y=4},则M∩N= ( )
A.x=3,y=-1 B.(3,-1)
C.{3,-1} D.{(3,-1)}
解析 由得故M∩N={(3,-1)}。
答案 D
类型二
并集的概念及运算
【例2】 (1)设集合A={1,2,3},B={2,3,4},则A∪B= ( )
A.{1,2,3,4} B.{1,2,3}
C.{2,3,4} D.{1,3,4}
解析 由定义知A∪B={1,2,3,4}。
答案 A
(2)已知集合P=(-∞,3),Q=[-1,4],那么P∪Q= ( )
A.[-1,3) B.[-1,4]
C.(-∞,4] D.[-1,+∞)
解析 在数轴上表示两个集合,如图,可得P∪Q=(-∞,4]。
答案 C
求集合并集的2种基本方法
(1)定义法:若集合是用列举法表示的,可以直接利用并集的定义求解。
(2)数形结合法:若集合是用描述法表示的由实数组成的数集,则可以借助数轴分析法求解
【变式训练】 (1)已知集合A={x|-1<x<2},B={x|x>1},则A∪B= ( )
A.{x|-1<x<1} B.{x|1<x<2}
C.{x|x>-1} D.{x|x>1}
解析 由题意得A∪B={x|x>-1}。故选C。
答案 C
(2)已知集合A={0,2,4},B={0,1,2,3,5},则A∪B= 。
解析 A∪B={0,2,4}∪{0,1,2,3,5}={0,1,2,3,4,5}。
答案 {0,1,2,3,4,5}
类型三
交集、并集的运算性质及应用
【例3】 已知A={x|2a≤