内容正文:
1.1.3 集合的基本运算
一、交集
1、文字语言:对于两个给定的集合A,B,由属于A又属于B的所有元素构成的集合,叫做A,B的交集,记作A∩B,读作“A交B”
2、符号语言:A∩B={x|x∈A且x∈B}
3、图形语言:阴影部分为A∩B
4、交集常用的运算性质
性质
定义
满足交换律
空集与任何集合的交集都是空集
集合与集合本身的交集仍为集合本身
多个集合的交集满足结合律
若,则
交集关系与子集关系的转化
两个集合的交集是其中任一集合的子集
5、解题思路:单个数字交集找相同,不等式的交集画数轴,不同集合高度画不同。
二、并集
1、文字语言:对于两个给定的集合A,B,由两个集合的所有的元素组成的集合,叫做A与B的并集,记作A∪B,读作“A并B”
2、符号语言:A∪B={x|x∈A或x∈B}
3、符号语言:阴影部分为A∪B
4、并集的常用运算性质
性质
定义
满足交换律
任何集合与其本身的并集等于这个集合本身
任何集合与空集的并集等于这个集合本身
多个集合的并集满足结合律
,
任何集合都是该集合与另一个集合并集的子集
任何集合与它子集的并集都是它本身,反之亦然
5、解题思路:两个集合所有元素集中在一起,但重复元素只写一次,要满足集合中的互异性
三、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.记法:全集通常记作U.
2、补集
(1)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.
(2)符号语言:
(3)符号语言:
(4)补集的常用运算性质
性质
定义
任何集合与其补集的并集为全集
任何集合与其补集的交集为空集
任何集合补集的补集为集合本身
全集的补集为空集,空集的补集为全集
【注意】并不是所有的全集都是用字母U表示,也不是都是R,要看题目的。
四、德摩根律与容斥原理
1、德摩根定律:设集合U为全集,A、B为U的子集,则有
(1)
(2)
2、容斥原理:在部分有限集中,我们经常遇到有关集合中元素的个数问题,常用Venn图表示两集合的交、并、补。如果用card表示有限集合元素的个数,即card(A)表示有限集A的元素个数,则有如下结论:
(1)
(2)
五、交集、并集、补集的基本运算方法
1、进行集合运算时,可按照如下口诀进行:
交集元素仔细找,属于且属于;
并集元素勿遗漏,切忌重复仅取一;
全集是大范围,去掉中元素,剩余元素成补集。
2、解决集合的混合运算问题时,一般先算括号内的部分;
3、当集合是用列举法表示时(如数集),可以通过列举集合的元素分别得到所求的集合;当集合用描述法表示时(如不等式行事表示的集合),则可运用数轴求解。
六、利用交并补求参数范围的解题思路
1、根据并集求参数范围:,
若A有参数,则需要讨论A是否为空集;
若B有参数,则
2、根据交集求参数范围:
若A有参数,则需要讨论A是否为空集;
若B有参数,则
七、运用补集思想解题的步骤
当从正面考虑情况较多、问题较复杂时,往往考虑运用补集思想,其解题步骤为:
第一步:否定已知条件,考虑反面问题;
第二步:求解反面问题对应的参数范围;
第三步:取反面问题对应的参数范围的补集
题型一 交集的概念与运算
【例1】(2022秋·湖北黄冈·高一校考期中)已知集合,集合,则A∩B是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2023秋·江苏南通·高一校考开学考试)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2023春·江西宜春·高一上高中学校考期中)若集合,或,则集合等于( )
A.或 B. C. D.
【变式1-3】(2023·江苏·高一假期作业)已知集合则=________.
题型二 根据交集运算求参数
【例2】(2023·全国·高一课堂例题)已知集合,,若,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(2022秋·江苏徐州·高一统考期中)若,则实数等于( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2023·全国·高一专题练习)已知m是实数,集合,,若,则m= .
【变式2-3】(2023春·安徽·高一安徽省颍上第一中学校联考)已知集合,,若,则实数a取值集合为( )
A. B. C.