内容正文:
专题02 集合间的运算
在理解集合的概念、元素与集合的从属关系以及集合的表示方法的基础上,类比实数的大小关系引入与理解集合的包含与相等关系,了解空集的含义;通过进一步学习集合与集合之间的关系,同时也为后续学习集合的基本运算打好基础;因此本节内容起着承上启下的重要作用;理解两个集合的并集、交集与补集的含义,会求两个简单集合的并集、交集与补集. 4.能使用Venn图表达集合间的基本关系与基本运算;
一、《必修第一册》目录与内容提要
第1章 集合与逻辑:1.1集合初步
1.1.1 集合;1.1.2 集合的表示方法;1.1.3 集合之间的关系;1.1.4 集合的运算;
1、集合的概念与表示:
(1) 集合是一些确定对象的全体.集合中的元素具有确定、无序、不重复的特征;常用数集有、、、等;
(2)空集是不含任何元素的集合;
(3)当时,满足的所有实数组成的集合记作开区间,满足 的所有实数组成的集合记作闭区间等;
2. 集合的关系与运算:
(1)子集关系可分为两类:真子集与相等的集合.
(2) 集合与的交集是这两个集合的所有公共元素所组成的集合,记作;集合与的并集是这两个集合的所有元素所组成的集合,记作.
(3)相对于全集,其任一子集均有补集.一个集合的补集是指在全集中而不在中的全体元素所组成的集合,记作;也可以写成∁U:
二、考点解读
1、全集、补集、并集、交集的三种视角的理解
并集
交集
补集
符号表示
A∪B
A∩B
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
图形表示
集合表示
{x|x∈A,或x∈B}
{x|x∈A,且x∈B}
{x|x∈U,且x∉A}
(1)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,全集通常用U表示;全集并不是一个含有任何元素的集合,仅包含所研究问题涉及的所有元素;
(2)∁UA的三层含义:
①∁UA表示一个集合;
②A是U的子集,即A ⊆U;
③∁UA是U中不属于A的所有元素组成的集合.
(3)交集的文氏图(Venn)图表示
① ② ③
交集的性质
①A∩B=B∩A;②A∩B⊆A;③A∩B⊆B;④A∩A=A;⑤A∩∅=∅;
思考1:A∩B是把A与B的部分元素组合在一起吗?
【说明】是把公共元素组合在一起,而不是部分;
(4)并集的文氏图(Venn)图表示
① ② ③
并集的性质
①A∪B=B∪A;②A⊆A∪B;③B⊆A∪B;④A∪A=A;⑤A∪∅=A;
思考2:A∪B是把A和B的所有元素组合在一起吗?
【说明】不是,因为A和B可能有公共元素,每个公共元素只能算一个元素.
2、牢记两个注意点
(1)在应用条件A∪B=B⇔A∩B=A⇔A⊆B时要树立分类讨论的思想,将集合A是空集的情况优先进行讨论;
(2)在解答集合问题时,要注意集合元素的特性,特别是互异性对集合元素的限制;
3、灵活应用两个常用性质
(1)∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).
(2)∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
4、集合的运算性质
交集
A∩B=B∩A,A∩B⊆A,A∩B⊆B,A∩A=A,A∩∅=∅,A⊆B⇔A∩B=A
并集
A∪B=B∪A,A∪B⊇A,A∪B⊇B,A∪A=A,A∪∅=A,A⊆B⇔A∪B=B
补集
∁U(∁UA)=A,∁U∅=U,∁UU=∅,A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=U
1、集合的基本运算与综合应用;
语言表示
图形表示
符号语言
并集
所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合
A∪B={x|x∈A,或x∈B }
交集
所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合
A∩B={x|x∈A,且x∈B }
补集
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
∁UA={x|x∈U,且x∉A}
2、集合运算的等价转化
(1)A∪∅=A,A∪A=A,A⊆(A∪B),B⊆(A∪B).
(2)A∩∅=∅,A∩A=A,A∩B⊆A,A∩B⊆B.
(3)A∩B=A∪B⇔A=B.
(4)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔(∁UA)⊇(∁UB)⇔A∩(∁UB)=∅.
(5)A∩(∁UA)=∅;A∪(∁UA)=U;∁U(∁UA)=A.
(6)(∁UA)∩(∁UB)=∁U(A∪B),(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B).
(7)如图所示,用集合A,B表示图中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四个部分所表示的集合分别是A∩B,A∩(∁UB),B∩(∁UA),∁U(A∪B).
3、利用集合运算或等价形式求参数的取值范围;
4、补集思想的灵活运用;
特别注意:解题时用好数轴、直角坐标系与文氏图,化抽象为直观;
题型1、集合的交集运算
例1、(1)设集合A={y|y=x2,x∈R},B={(x,y)