专题1.1 集合的概念【九大题型】-2024-2025学年高一数学举一反三系列(人教A版2019必修第一册)
2024-06-25
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内容正文:
专题1.1 集合的概念【九大题型】
【人教A版(2019)】
【题型1 对集合概念的理解】 1
【题型2 判断是否为同一集合】 2
【题型3 集合中元素特性的求参问题】 3
【题型4 判断元素与集合的关系】 3
【题型5 根据元素与集合的关系求参数】 4
【题型6 集合中的元素个数问题】 4
【题型7 列举法表示集合】 5
【题型8 描述法表示集合】 6
【题型9 集合中的新定义问题】 7
【知识点1 集合的概念】
1.元素与集合的概念及表示
(1)元素:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
(2)集合:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,B,C,…表示.
(3)集合相等:只要构成两个集合的元素是一样的,就称这两个集合是相等的.
2.元素的特性
(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.简记为“确定性”.
(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的.也就是说,集合中的元素是不重复出现的.简记为“互异性”.
(3)无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.简记为“无序性”.
【题型1 对集合概念的理解】
【例1】(23-24高一上·重庆·期中)下列叙述能组成集合的是( )
A.接近0的数 B.数学成绩好的同学
C.中国古代四大发明 D.跑得快的运动员
【变式1-1】(23-24高一上·天津南开·期中)下列给出的对象能构成集合的有( )
①某校2023年入学的全体高一年级新生;②的所有近似值;
③某个班级中学习成绩较好的所有学生;④不等式的所有正整数解
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式1-2】(23-24高一上·山西临汾·阶段练习)下列对象不能组成集合的是( )
A.不超过 20的质数
B.的近似值
C.方程的实数根
D.函数的最小值
【变式1-3】(23-24高二上·河北张家口·阶段练习)下列对象能构成集合的是( )
①裕华中学高一所有个子高的学生 ②方程的实根
③所有小于20的自然数 ④的近似值
A.②③ B.①② C.①④ D.③④
【题型2 判断是否为同一集合】
【例2】(23-24高三上·河北保定·阶段练习)下列集合中表示同一集合的是( )
A., B.,
C., D.,
【变式2-1】(23-24高一上·上海浦东新·期末)设是有理数,集合,在下列集合中;
(1);(2);(3);(4);与相同的集合有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【变式2-2】(23-24高一上·辽宁沈阳·阶段练习)下列关于集合相等的说法正确的有( )
①;
②;
③;
④
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【变式2-3】(23-24高一上·河北·阶段练习)已知集合,则下列与相等的集合个数为( )
①
②
③
④
A.0 B.1 C.2 D.3
【题型3 集合中元素特性的求参问题】
【例3】(23-24高一上·山东烟台·期中)若集合,且,则m的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.0或﹣1
【变式3-1】(23-24高一上·四川成都·期中)集合中实数的取值范围是( )
A.或 B.且
C.或 D.且
【变式3-2】(23-24高一·全国·课后作业)由,4组成一个集合A,且A中含有3个元素,则实数a的取值可以是( )
A.1 B. C. D.2
【变式3-3】(23-24高三上·重庆沙坪坝·开学考试)若,则的值是( )
A.0 B.1 C. D.
【知识点2 元素与集合的关系】
1.元素与集合的关系
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
【注】符号“∈”和“∉”只能用于元素与集合之间,并且这两个符号的左边是元素,右边是集合,具有方向性,左右两边不能互换.
2.常用的数集及其记法
集合
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*(或N+)
Z
Q
R
【题型4 判断元素与集合的关系】
【例4】(23-24高一上·湖南株洲·阶段练习)下列元素与集合的关系中,正确的是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)已知集合中的元素满足,则下列选项正确的是( )
A.,且 B.,且
C.,且 D.,且
【变式4-2】(23-24高一上·四川凉山·期中)下列关系中,正确的有( ).
①;②;③;④.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式4-3】(23-24高三上·重庆渝中·阶段练习)已知集合,,,,若,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【题型5 根据元素与集合的关系求参数】
【例5】(23-24高一上·湖南长沙·阶段练习)已知集合,且,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(23-24高一上·河南郑州·期中)设集合,若且,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(23-24高一上·山东临沂·期中)已知集合有三个元素.若,则实数的值为( )
A. B.1 C.或1 D.0或1
【变式5-3】(23-24高一上·陕西安康·阶段练习)已知集合,,则集合中所有的元素之和为( )
A.0 B.2 C. D.
【题型6 集合中的元素个数问题】
【例6】(23-24高三上·山东泰安·期中)已知集合,,则中的元素个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式6-1】(23-24高一上·广西·假期作业)已知关于的方程的解集只有一个元素,则的值为( )
A.2 B.-2 C.±2 D.2或3
【变式6-2】(23-24高一上·全国·课后作业)已知集合,,则集合中所有元素之和是( )
A.10 B.13 C.14 D.15
【变式6-3】(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)已知集合.若集合A中至多有一个元素,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【知识点3 集合的表示法】
1.列举法
把集合的所有元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.
注意:(1)元素与元素之间必须用“,”隔开.
(2)集合中的元素必须是明确的.
(3)集合中的元素不能重复.
(4)集合中的元素可以是任何事物.
2.描述法
(1)定义:一般地,设A表示一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.有时也用冒号或分号代替竖线.
(2)具体方法:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.
3.图示法
图示法,又称韦恩图法、韦氏图法,是一种利用二维平面上的点集表示集合的方法.一般用平面上的矩形或圆形表示一个集合,是集合的一种直观的图形表示法.
【题型7 列举法表示集合】
【例7】(23-24高一·全国·随堂练习)用列举法表示下列集合:
(1)
(2).
【变式7-1】(2024高一上·全国·专题练习)用列举法表示下列集合
(1)以内非负偶数的集合;
(2)方程的所有实数根组成的集合;
(3)一次函数与的图象的交点组成的集合.
【变式7-2】(23-24高一上·全国·课后作业)用列举法表示下列集合.
(1)不大于10的非负偶数组成的集合A;
(2)小于8的质数组成的集合B;
(3)方程的实数根组成的集合C;
(4)一次函数与的图象的交点组成的集合D.
【变式7-3】(23-24高一上·海南三亚·阶段练习)用列举法表示下列集合:
(1)小于的所有自然数组成的集合;
(2)方程的所有实数根组成的集合;
(3)方程的所有实数根组成的集合.
【题型8 描述法表示集合】
【例8】(23-24高一上·新疆·期中)用描述法表示下列集合;
(1)不等式的解集.
(2)所有的偶数组成的集合.
【变式8-1】(23-24高一上·全国·课后作业)用描述法表示下列集合.
(1)所有不在第一、三象限的点组成的集合;
(2)所有被3除余1的整数组成的集合;
(3)使有意义的实数x组成的集合.
(4)方程的解集.
【变式8-2】(23-24高一·全国·课堂例题)用描述法表示下列集合:
(1);
(2)偶数集;
(3)被3除余2的正整数组成的集合;
(4).
【变式8-3】(23-24高一·江苏·课后作业)用描述法表示下列集合,并思考能否用列举法表示该集合
(1)所有能被3整除的自然数
(2)不等式的解集
(3)的解集
【题型9 集合中的新定义问题】
【例9】(2024·云南保山·二模)定义集合运算:,设,,则集合的所有元素之和为( )
A.14 B.15 C.16 D.18
【变式9-1】(23-24高一上·重庆北碚·期末)定义若则中元素个数为( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【变式9-2】(23-24高一上·江苏常州·期中)对于任意两个正整数m,n,定义某种运算“※”如下:当m,n都为正偶数或都为正奇数时,;当m,n中一个为正偶数,另一个为正奇数时,,则在此定义下,集合中的元素个数是( )
A.10 B.9 C.8 D.7
【变式9-3】(23-24高一上·天津南开·阶段练习)定义集合运算:.设,,则集合中的所有元素之和为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
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专题1.1 集合的概念【九大题型】
【人教A版(2019)】
【题型1 对集合概念的理解】 1
【题型2 判断是否为同一集合】 3
【题型3 集合中元素特性的求参问题】 5
【题型4 判断元素与集合的关系】 6
【题型5 根据元素与集合的关系求参数】 7
【题型6 集合中的元素个数问题】 9
【题型7 列举法表示集合】 11
【题型8 描述法表示集合】 12
【题型9 集合中的新定义问题】 13
【知识点1 集合的概念】
1.元素与集合的概念及表示
(1)元素:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
(2)集合:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,B,C,…表示.
(3)集合相等:只要构成两个集合的元素是一样的,就称这两个集合是相等的.
2.元素的特性
(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.简记为“确定性”.
(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的.也就是说,集合中的元素是不重复出现的.简记为“互异性”.
(3)无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.简记为“无序性”.
【题型1 对集合概念的理解】
【例1】(23-24高一上·重庆·期中)下列叙述能组成集合的是( )
A.接近0的数 B.数学成绩好的同学
C.中国古代四大发明 D.跑得快的运动员
【解题思路】根据集合的确定性逐项分析判断.
【解答过程】对于选项ABD:缺乏统一的判断标准,均不满足确定性,故ABD错误;
对于选项C:中国古代四大发明是确定的,符合确定性,所以能构成集合,故C正确.
故选:C.
【变式1-1】(23-24高一上·天津南开·期中)下列给出的对象能构成集合的有( )
①某校2023年入学的全体高一年级新生;②的所有近似值;
③某个班级中学习成绩较好的所有学生;④不等式的所有正整数解
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解题思路】根据集合的定义判断即可.
【解答过程】对于①:某校2023年入学的全体高一年级新生,对象确定,能构成集合,故①正确;
对于②:的所有近似值,根据精确度不一样得到的近似值不一样,对象不确定,故不能构成集合,故②错误;
对于③:某个班级中学习成绩较好是相对的,故这些学生对象不确定,不能构成集合,故③错误;
对于④:不等式的所有正整数解有、、,能构成集合,故④正确;
故选:B.
【变式1-2】(23-24高一上·山西临汾·阶段练习)下列对象不能组成集合的是( )
A.不超过 20的质数
B.的近似值
C.方程的实数根
D.函数的最小值
【解题思路】根据集合中元素的性质逐项判断即可.
【解答过程】对于A,不超过 20的质数是明确可知的,满足确定性,可以组成集合;
对于B,的近似值是不明确的,不满足确定性,不可以组成集合;
对于C,方程的实数根是明确的,满足确定性,可以组成集合;
对于D,函数不存在最小值,可以组成空集;
故选:B.
【变式1-3】(23-24高二上·河北张家口·阶段练习)下列对象能构成集合的是( )
①裕华中学高一所有个子高的学生 ②方程的实根
③所有小于20的自然数 ④的近似值
A.②③ B.①② C.①④ D.③④
【解题思路】一些元素若能构成集合,则当且仅当满足:“确定性”,“互异性”,“无序性”,逐一判断每一个序号即可求解.
【解答过程】对于①:由于“裕华中学高一所有个子高的学生”高到什么程度,没有一个明确的界限,即不满足确定性,故“裕华中学高一所有个子高的学生”不能构成集合;
对于②:解方程得,,所以方程的实根显然可以构成集合;
对于③:所有小于20的自然数构成的集合可以由描述法表示为:;
对于④:由于没有指明“的近似值”具体精确到什么程度,即不满足确定性,故“的近似值”不能构成一个集合;
综上所述:能构成集合的是②③.
故选:A.
【题型2 判断是否为同一集合】
【例2】(23-24高三上·河北保定·阶段练习)下列集合中表示同一集合的是( )
A., B.,
C., D.,
【解题思路】根据集合的定义,依次分析选项即得.
【解答过程】对于A,两个集合都为点集,与是不同点,故M、N为不同集合,故A错误;
对于B,M是点集,N是数集,故M、N为不同集合,故B错误;
对于C,M是数集,N是点集,故M、N为不同集合,故C错误;
对于D,,,故M、N为同一集合,故D正确.
故选:D.
【变式2-1】(23-24高一上·上海浦东新·期末)设是有理数,集合,在下列集合中;
(1);(2);(3);(4);与相同的集合有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【解题思路】将分别代入(1)、(2)、(3)中,化简并判断与是否一一对应,再举反例判断(4).
【解答过程】对于(1),由,得,一一对应,则
对于(2),由,得,一一对应,则
对于(3),由,得,一一对应,则
对于(4),,但方程无解,则与不相同
故选:B.
【变式2-2】(23-24高一上·辽宁沈阳·阶段练习)下列关于集合相等的说法正确的有( )
①;
②;
③;
④
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【解题思路】根据集合的描述法,转化为集合的列举法,或者化简描述法集合,逐一判断即可.
【解答过程】因为,所以①正确;
因为,,所以②不正确;
因为,,故③正确;
,故④错误.
故选:C.
【变式2-3】(23-24高一上·河北·阶段练习)已知集合,则下列与相等的集合个数为( )
①
②
③
④
A.0 B.1 C.2 D.3
【解题思路】解方程组可化简①,由偶次根式有意义可计算②,分别研究n为奇数、n为偶数可计算③,由定义可得④,依次判断即可求得结果.
【解答过程】对于①,;
对于②,中解得,故;
对于③,当n为奇数时,;当n为偶数时,,
所以;
对于④,.
所以与M相等的集合个数有2个.
故选:C.
【题型3 集合中元素特性的求参问题】
【例3】(23-24高一上·山东烟台·期中)若集合,且,则m的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.0或﹣1
【解题思路】根据集合的元素不重复可解得.
【解答过程】因为,所以或,解得,或或,
当时,,又集合中不能有相同的元素,所以
故选:B.
【变式3-1】(23-24高一上·四川成都·期中)集合中实数的取值范围是( )
A.或 B.且
C.或 D.且
【解题思路】根据集合元素的互异性,即可求解.
【解答过程】由集合元素的互异性可知,,解得且,
所以实数的取值范围为且.
故选:D.
【变式3-2】(23-24高一·全国·课后作业)由,4组成一个集合A,且A中含有3个元素,则实数a的取值可以是( )
A.1 B. C. D.2
【解题思路】逐个选项代入判断是否满足集合的互异性即可.
【解答过程】对A,当时,,,不满足题意;
对B,当时,,不满足题意;
对C,当时,,,满足题意;
对D,当时,,不满足题意;
故选:C.
【变式3-3】(23-24高三上·重庆沙坪坝·开学考试)若,则的值是( )
A.0 B.1 C. D.
【解题思路】根据得到或,然后解方程根据元素的互异性进行取舍即可.
【解答过程】因为,所以①或②,由①得或,其中与元素互异性矛盾,舍去,符合题意,由②得,符合题意,两种情况代入得.
故选:C.
【知识点2 元素与集合的关系】
1.元素与集合的关系
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
【注】符号“∈”和“∉”只能用于元素与集合之间,并且这两个符号的左边是元素,右边是集合,具有方向性,左右两边不能互换.
2.常用的数集及其记法
集合
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*(或N+)
Z
Q
R
【题型4 判断元素与集合的关系】
【例4】(23-24高一上·湖南株洲·阶段练习)下列元素与集合的关系中,正确的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据元素与集合的关系依次判断选项即得.
【解答过程】对于选项A,因不是正整数,故A项错误;
对于选项B,是无理数,故必是实数,故B项正确;
对于选项C,是分数,故不是整数,故C项错误;
对于选项D,是自然数,故D项错误.
故选:B.
【变式4-1】(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)已知集合中的元素满足,则下列选项正确的是( )
A.,且 B.,且
C.,且 D.,且
【解题思路】由元素和集合的关系判断.
【解答过程】由解得,
因为,,
故,且,
故选:A.
【变式4-2】(23-24高一上·四川凉山·期中)下列关系中,正确的有( ).
①;②;③;④.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解题思路】根据元素与集合之间的关系结合常用数集逐项分析判断.
【解答过程】对于①:因为为实数集,所以,正确;
对于②④:因为为有理数集,所以,,②正确,④错误;
对于③:因为为自然数集,,正确;
所以正确的有3个.
故选:C.
【变式4-3】(23-24高三上·重庆渝中·阶段练习)已知集合,,,,若,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据对描述法表示的集合的理解,设出的表示形式,得到,判断其与集合的关系即可.
【解答过程】因为,,
则由题意可设,,其中,
则,且,
故,
故选:D.
【题型5 根据元素与集合的关系求参数】
【例5】(23-24高一上·湖南长沙·阶段练习)已知集合,且,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用元素与集合的关系,列式求解即得.
【解答过程】依题意,,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
【变式5-1】(23-24高一上·河南郑州·期中)设集合,若且,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据元素与集合的关系列不等式组求参数范围.
【解答过程】由题意.
故选:D.
【变式5-2】(23-24高一上·山东临沂·期中)已知集合有三个元素.若,则实数的值为( )
A. B.1 C.或1 D.0或1
【解题思路】根据,分类讨论结合元素的互异性求解即可.
【解答过程】因为,所以或.
当即时,,满足题意;
当即时,
若,则,满足题意;若,则,不满足题意;
综上,实数的值为或1.
故选:C.
【变式5-3】(23-24高一上·陕西安康·阶段练习)已知集合,,则集合中所有的元素之和为( )
A.0 B.2 C. D.
【解题思路】根据集合的定义求出集合后可得结论.
【解答过程】,,
①当时,,
时,,;
时,,满足条件;
②当时,,,满足条件;
③当时,,,满足条件;
④当时,,,满足条件.
从而得到,
所以集合中所有元素之和为.
故选:D.
【题型6 集合中的元素个数问题】
【例6】(23-24高三上·山东泰安·期中)已知集合,,则中的元素个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【解题思路】利用集合中元素的互异性,对a,b的取值进行分类讨论即可.
【解答过程】由题意,,
当,
当,
当,
当,
当,
当,
由集合中元素满足互异性,所以.
故选:B.
【变式6-1】(23-24高一上·广西·假期作业)已知关于的方程的解集只有一个元素,则的值为( )
A.2 B.-2 C.±2 D.2或3
【解题思路】根据一元二次方程解的个数与判别式的关系求解即可.
【解答过程】因为关于x的方程的解集只有一个元素,
所以,解得.
故选:C.
【变式6-2】(23-24高一上·全国·课后作业)已知集合,,则集合中所有元素之和是( )
A.10 B.13 C.14 D.15
【解题思路】将集合中所有元素代入求得集合即可求解.
【解答过程】集合,
,
集合中所有元素之和为.
故选:A.
【变式6-3】(23-24高一上·山西朔州·阶段练习)已知集合.若集合A中至多有一个元素,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】因集合是方程的解集,欲使集合至多有一个元素,只须此方程有两个相等的实数根或没有实数根,或只有一个实根,下面对进行讨论求解即可.
【解答过程】解:集合至多有一个元素,
分类讨论:
①当时,只有一个元素,符合题意;
②当时,要至多有一个元素,
则必须方程:有两个相等的实数根或没有实数根,
,得:,,
综上所述:或.
故选:B.
【知识点3 集合的表示法】
1.列举法
把集合的所有元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.
注意:(1)元素与元素之间必须用“,”隔开.
(2)集合中的元素必须是明确的.
(3)集合中的元素不能重复.
(4)集合中的元素可以是任何事物.
2.描述法
(1)定义:一般地,设A表示一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.有时也用冒号或分号代替竖线.
(2)具体方法:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.
3.图示法
图示法,又称韦恩图法、韦氏图法,是一种利用二维平面上的点集表示集合的方法.一般用平面上的矩形或圆形表示一个集合,是集合的一种直观的图形表示法.
【题型7 列举法表示集合】
【例7】(23-24高一·全国·随堂练习)用列举法表示下列集合:
(1)
(2).
【解题思路】根据题意,分别用列举法表述即可.
【解答过程】(1),∴或,;
(2),,.
【变式7-1】(2024高一上·全国·专题练习)用列举法表示下列集合
(1)以内非负偶数的集合;
(2)方程的所有实数根组成的集合;
(3)一次函数与的图象的交点组成的集合.
【解题思路】(1)根据偶数的定义即可列举所有的偶数,(2)求出方程的根,即可写出集合,(3)联立方程求交点,进而可求集合.
【解答过程】(1)以内的非负偶数有 ,所以构成的集合为 ,
(2)的根为 ,所以所有实数根组成的集合为 ,
(3)联立和,解得 ,所以两个函数图象的交点为 ,构成的集合为.
【变式7-2】(23-24高一上·全国·课后作业)用列举法表示下列集合.
(1)不大于10的非负偶数组成的集合A;
(2)小于8的质数组成的集合B;
(3)方程的实数根组成的集合C;
(4)一次函数与的图象的交点组成的集合D.
【解题思路】由题意,依次求出(1)、(2)、(3)、(4)集合中的元素,再用列举法写出即可.
【解答过程】(1)不大于10的非负偶数有,
所以;
(2)小于8的质数有,所以;
(3)方程的实数根为,
所以.
(4)由,得,
所以一次函数与图象的交点为,
所以.
【变式7-3】(23-24高一上·海南三亚·阶段练习)用列举法表示下列集合:
(1)小于的所有自然数组成的集合;
(2)方程的所有实数根组成的集合;
(3)方程的所有实数根组成的集合.
【解题思路】(1)根据已知条件和自然数的概念即可求出结果;
(2)解一元二次方程即可求出结果;
(3)解一元二次方程即可求出结果.
【解答过程】(1)因为自然数包括0和正整数,所以;
(2)因为方程的实数根为,所以;
(3)因为方程的实数根为,所以方程所有实数根组成的集合.
【题型8 描述法表示集合】
【例8】(23-24高一上·新疆·期中)用描述法表示下列集合;
(1)不等式的解集.
(2)所有的偶数组成的集合.
【解题思路】(1)(2)根据描述法的书写格式作答即可.
【解答过程】(1)解不等式得,
所以,原不等式的解集用描述法表示为.
(2)所有的偶数组成的集合为.
【变式8-1】(23-24高一上·全国·课后作业)用描述法表示下列集合.
(1)所有不在第一、三象限的点组成的集合;
(2)所有被3除余1的整数组成的集合;
(3)使有意义的实数x组成的集合.
(4)方程的解集.
【解题思路】(1)根据点的特点得出解集;
(2)根据被3除余1的整数可表示为得出解集;
(3)解不等式即可;
(4)解方程得出解集.
【解答过程】(1)∵不在第一、三象限的点分布在第二、四象限或坐标轴上,
∴所有不在第一、三象限的点组成的集合为.
(2)∵被3除余1的整数可表示为,∴所有被3除余1的整数组成的集合为
.
(3)要使有意义.则.解得且.
∴使有意义的实数x组成的集合为且.
(4)由,解得.∴方程的解集为.
【变式8-2】(23-24高一·全国·课堂例题)用描述法表示下列集合:
(1);
(2)偶数集;
(3)被3除余2的正整数组成的集合;
(4).
【解题思路】(1)、(2)、(3)、(4)根据描述法求得正确答案.
【解答过程】(1)原集合为,
则描述法表示为:且.
(2)偶数集,用描述法表示为:.
(3)被3除余2的正整数组成的集合,
用描述法表示为:.
(4)原集合为,
用描述法表示为.
【变式8-3】(23-24高一·江苏·课后作业)用描述法表示下列集合,并思考能否用列举法表示该集合
(1)所有能被3整除的自然数
(2)不等式的解集
(3)的解集
【解题思路】根据集合的表示法求解.
【解答过程】(1),集合中元素个数无穷,不能用列举法表示;
(2),即,,
集合为,集合中元素有无数个,不能用列举法表示;
(3)集合可表示为,列举法表示为.
【题型9 集合中的新定义问题】
【例9】(2024·云南保山·二模)定义集合运算:,设,,则集合的所有元素之和为( )
A.14 B.15 C.16 D.18
【解题思路】由集合的新定义计算即可.
【解答过程】由题设知,
所有元素之和为,
故选:A.
【变式9-1】(23-24高一上·重庆北碚·期末)定义若则中元素个数为( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【解题思路】根据新定义中运算的性质,求出集合中的元素即可.
【解答过程】因为且,
当时,可能为,此时的取值为:;
当时,可能为,此时的取值为:;
当时,可能为,此时的取值为:;
综上可知:,所以集合中元素个数为5,
故选:D.
【变式9-2】(23-24高一上·江苏常州·期中)对于任意两个正整数m,n,定义某种运算“※”如下:当m,n都为正偶数或都为正奇数时,;当m,n中一个为正偶数,另一个为正奇数时,,则在此定义下,集合中的元素个数是( )
A.10 B.9 C.8 D.7
【解题思路】根据定义结合已知条件,对分都是正偶数,都是正奇数,一个为正偶数,另一个为正奇数三种情况讨论即可求解
【解答过程】(1)m,n都是正偶数时:
m从2,4,6任取一个有3种取法,而对应的n有一种取法;
∴有3种取法,即这种情况下集合M有3个元素;
(2)m,n都为正奇数时:
m从1,3,5,7任取一个有4种取法,而对应的n有一种取法;
∴有4种取法,即这种情况下集合M有4个元素;
(3)当m,n中一个为正偶数,另一个为正奇数时:
当m=8,n=1,和m=1,n=8,即这种情况下集合M有两个元素;
∴集合M的元素个数是3+4+2=9.
故选:B.
【变式9-3】(23-24高一上·天津南开·阶段练习)定义集合运算:.设,,则集合中的所有元素之和为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【解题思路】根据定义,逐个分析的取值情况,由此得到的取值情况,从而集合可确定,则集合中所有元素的和可求.
【解答过程】当时,;当时,;
当时,;当时,;
所以,所以中所有元素之和为,
故选:A.
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