内容正文:
专题1.1 集合
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 4
考点一:集合中元素的性质 4
考点二:元素与集合间的关系 4
考点三:用列举法表示集合 5
考点四:用描述法表示集合 5
考点五:集合间的基本关系 5
考点六:交集的运算 6
考点七:并集的运算 7
考点八:补集的运算 8
考点九:根据集合的运算求参数 9
【考纲要求】
1. 理解集合的概念及其表示,理解元素与集合的关系及集合间的基本关系;掌握集合的表示方法.
2. 掌握集合间的子集、真子集、相等关系,能用符号表示及相关计算.
3. 掌握交集、并集、补集的概念,并能进行简单的运算,会借助数轴进行不等式形式的集合运算.
【考向预测】
1.集合的基本概念
2.集合间的基本关系
3.集合的基本运算
【知识导图】
【知识清单】
1. 集合中元素的三个性质
确定性、互异性、无序性
2. 集合中元素与集合的关系
属于或不属于
若元素在集合中,记作,
若元素不在集合中,记作
3. 常用数集及其符号
名称
自然数集(非负整数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
复数集
符号
或
4. 子集与真子集的个数
集合中有个元素,子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个
5. 集合间的基本关系:
(1)
子集:对于两个集合、,若集合中的任意一个元素都在集合中,则是的子集;记作,读作包含于
(2)
真子集:对于两个集合、,若集合中的任意一个元素都在集合中,集合中至少有一个元素不在集合中,则是的真子集;记作,读作真包含于
(3)
相等:若,,则
6. 空集
我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为
规定:是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
7. 集合的基本运算
文字语言
图形表示
符号语言
集合的并集
所有属于集合或者属于集合的元素组成的集合
,或
集合的交集
所有属于集合且属于集合的元素组成的集合
,且
集合的补集
全集中不属于集合的所有元素组成的集合
∁U,且
8. 集合的基本运算相关结论
并集运算的相关结论
交集运算的相关结论
补集运算的相关结论
【考点分类剖析】
考点一:元素与集合间的关系
例1.下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式探究】下列元素与集合的关系中,正确的是( )
A. B. C. D.
例2.下列关系中正确的个数为( )
①,②,③④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式探究】给出下列6个关系:①,②,③,④,⑤,⑥.其中正确命题的个数为( )
A.4 B.2 C.3 D.5
考点二:集合中元素的性质
例1.若,则x的可能值为( )
A.1 B.0,1 C.0,2 D.0,1,2
【变式探究】数集中的不能取的数值的集合是( )
A. B. C. D.
例2.若集合,且,则m的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.0或﹣1
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B.或1 C.3 D.
考点三:用列举法表示集合
例1.用列举法表示下列集合:
(1)既是质数又是偶数的整数组成的集合;
(2)大于10而小于20的合数组成的集合;
(3)方程组的解集组成的集合;
(4)中华人民共和国国旗的颜色名称的集合.
【变式探究】用列举法表示下列集合:
(1)大于1且小于6的整数;
(2);
(3).
(4).
(5)由+ (a, b∈R)所确定的实数组成的集合.
考点四:用描述法表示集合
例1.用描述法表示下列集合:
(1)不等式的解集;
(2)平面直角坐标系中第二象限的点组成的集合;
(3)二次函数图象上的点组成的集合.
(4)平面直角坐标系中第四象限内的点组成的集合;
(5)集合.
(6)所有被3整除的整数组成的集合;
(7)方程的所有实数解组成的集合.
【变式探究】用描述法表示下列集合:
(1)所有被3整除的整数组成的集合;
(2)不等式的解集;
(3)方程的所有实数解组成的集合;
(4)抛物线上所有点组成的集合;
(5)集合.
考点五:集合间的基本关系
例1.集合的子集的个数是( )
A.16 B.8 C.7 D.4
【变式探究】设集合,则集合A的真子集个数为( )
A.7个 B.8个 C.16个 D.15个
例2.下列集合中表示同一集合的是( )
A.整数,整数集
B.,
C.,
D.,
【变式探究】下列集合中表示同一集合的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
例3.设集合,若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.
【变式探究】设集合,,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
例4.下列集合关系表述正确的是( )(其中:自然数集,整数集)
A. B.
C. D.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
考点六:交集的运算
例1.集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】设集合,,则( )
A. B. C. D.
例2.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
例3.若集合,,则为( )
A. B. C. D.
【变式探究】若集合,,则等于( )
A. B.
C. D.
考点七:并集的运算
例1.已如集合, ,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知集合,则( )
A. B.
C. D.
例2.已知集合,,则等于( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
例3.设集合,,则( ).
A. B.
C. D.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
考点八:补集的运算
例1.如果,,,那么( )
A. B. C. D.
【变式探究】
1.已知全集,则( )
A. B. C. D.
2.设全集,集合满足,则( )
A. B. C. D.
例2.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
例3.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式探究】
1.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
2.已知全集,集合,则等于( )
A. B.
C. D.
考点九:根据集合的运算求参数
例1.已知集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式探究】设集合,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
例2.设集合,,若,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知集合,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例3.已知集合,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式探究】设集合或,集合,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3
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专题1.1 集合
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 4
考点一:集合中元素的性质 4
考点二:元素与集合间的关系 4
考点三:用列举法表示集合 7
考点四:用描述法表示集合 7
考点五:集合间的基本关系 9
考点六:交集的运算 11
考点七:并集的运算 14
考点八:补集的运算 16
考点九:根据集合的运算求参数 18
【考纲要求】
1. 理解集合的概念及其表示,理解元素与集合的关系及集合间的基本关系;掌握集合的表示方法.
2. 掌握集合间的子集、真子集、相等关系,能用符号表示及相关计算.
3. 掌握交集、并集、补集的概念,并能进行简单的运算,会借助数轴进行不等式形式的集合运算.
【考向预测】
1.集合的基本概念
2.集合间的基本关系
3.集合的基本运算
【知识导图】
【知识清单】
1. 集合中元素的三个性质
确定性、互异性、无序性
2. 集合中元素与集合的关系
属于或不属于
若元素在集合中,记作,
若元素不在集合中,记作
3. 常用数集及其符号
名称
自然数集(非负整数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
复数集
符号
或
4. 子集与真子集的个数
集合中有个元素,子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个
5. 集合间的基本关系:
(1)
子集:对于两个集合、,若集合中的任意一个元素都在集合中,则是的子集;记作,读作包含于
(2)
真子集:对于两个集合、,若集合中的任意一个元素都在集合中,集合中至少有一个元素不在集合中,则是的真子集;记作,读作真包含于
(3)
相等:若,,则
6. 空集
我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为
规定:是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
7. 集合的基本运算
文字语言
图形表示
符号语言
集合的并集
所有属于集合或者属于集合的元素组成的集合
,或
集合的交集
所有属于集合且属于集合的元素组成的集合
,且
集合的补集
全集中不属于集合的所有元素组成的集合
∁U,且
8. 集合的基本运算相关结论
并集运算的相关结论
交集运算的相关结论
补集运算的相关结论
【考点分类剖析】
考点一:元素与集合间的关系
例1.下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据元素与集合,集合与集合之间关系逐项分析即可.
【详解】对A,不是自然数,故A错误;
对B,0是自然数,故B正确;
对C,集合之间不用属于符号,故C错误;
对D,0不属于空集,故D错误;
故选:B.
【变式探究】下列元素与集合的关系中,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由元素与集合的关系即可求解.
【详解】由题意.
故选:D.
例2.下列关系中正确的个数为( )
①,②,③④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】正确理解常用数集的定义,并正确表达元素与集合之间的关系即得.
【详解】对于①,显然正确;
对于②,是无理数,故②正确;
对于③,是自然数,故③正确;
对于④,是无理数,故④错误.
故正确个数为3.
故选:C.
【变式探究】给出下列6个关系:①,②,③,④,⑤,⑥.其中正确命题的个数为( )
A.4 B.2 C.3 D.5
【答案】A
【分析】根据,,,,,这几个常用数集的含义判断即可.
【详解】对于①,因为为无理数,有理数和无理数统称为实数,所以,所以①正确;
对于②,因为是无理数,所以,所以②错误;
对于③,因为不是正整数,所以,所以③正确;
对于④,因为,所以④正确;
对于⑤,因为是无理数,所以,所以⑤正确;
对于⑥,因为,所以⑥错误.
故选:A.
考点二:集合中元素的性质
例1.若,则x的可能值为( )
A.1 B.0,1 C.0,2 D.0,1,2
【答案】C
【分析】根据题意,结合集合中元素的互异性,即可求解.
【详解】因为,
当时,,不满足元素的互异性,
当时,,满足互异性,
当时,即或(舍)时,,满足互异性,
所以或2.
故选:C.
【变式探究】数集中的不能取的数值的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直接根据集合的互异性即可得结果.
【详解】由集合的互异性可得,即,
所以不能取的数值的集合是,
故选:D.
例2.若集合,且,则m的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.0或﹣1
【答案】B
【分析】根据集合的元素不重复可解得.
【详解】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
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B.或1 C.3 D.
【答案】D
【分析】根据元素与集合的关系求出值,然后代入检验即得.
【详解】因,,故有:或,
由解得:或,由解得:,
又因时,,与集合元素互异性矛盾,故舍去,而时,符合题意.
故选:D.
考点三:用列举法表示集合
例1.用列举法表示下列集合:
(1)既是质数又是偶数的整数组成的集合;
(2)大于10而小于20的合数组成的集合;
(3)方程组的解集组成的集合;
(4)中华人民共和国国旗的颜色名称的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4){黄色,红色}
【分析】(1)确定出集合中的元素,然后写出集合;(2)确定出集合中的元素,然后写出集合;(3)解方程组得定出集合中的元素,然后写出集合;(4)易知国旗颜色,用列举法表示即可.
【详解】(1)既是质数又是偶数的整数只有2,集合为;
(2)大于10而小于20的合数有12,14,15,16,18,集合表示;
(3)由得,方程组的解集可累表示为.
(4)易知国旗颜色有黄色与红色,所以集合为{黄色,红色},
【变式探究】用列举法表示下列集合:
(1)大于1且小于6的整数;
(2);
(3).
(4).
(5)由+ (a, b∈R)所确定的实数组成的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【分析】(1)写出大于1且小于6的整数即可;(2)求出方程的根即可;(3)解不等式即可求解;(4)写出符合条件的坐标即可;(5)分类讨论即可.
【详解】(1)大于1且小于6的整数组成的集合为;
(2)
(3)
(4)
(5)由题意,
当时,+;
当时,+;
当时,+;
当时,+,
故由+ (a, b∈R)所确定的实数组成的集合为.
考点四:用描述法表示集合
例1.用描述法表示下列集合:
(1)不等式的解集;
(2)平面直角坐标系中第二象限的点组成的集合;
(3)二次函数图象上的点组成的集合.
(4)平面直角坐标系中第四象限内的点组成的集合;
(5)集合.
(6)所有被3整除的整数组成的集合;
(7)方程的所有实数解组成的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
【分析】用描述法表示各集合.
【详解】(1)不等式的解集用描述法表示为.
(2)根据点坐标的符号,集合用描述法表示为.
(3)集合用描述法表示为.
(4)根据点坐标的符号,集合用描述法表示为.
(5)集合用描述法表示为.
(6)集合用描述法表示为.
(7)方程的解集用描述法表示为.
【变式探究】用描述法表示下列集合:
(1)所有被3整除的整数组成的集合;
(2)不等式的解集;
(3)方程的所有实数解组成的集合;
(4)抛物线上所有点组成的集合;
(5)集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)且
【分析】根据题设中的集合和集合的表示方法,逐项表示,即可求解.
【详解】(1)解:所有被3整除的整数组成的集合,用描述法可表示为:
(2)解:不等式的解集,用描述法可表示为:.
(3)解:方程的所有实数解组成的集合,
用描述法可表示为:.
(4)解:抛物线上所有点组成的集合,
用描述法可表示为:.
(5)解:集合,用描述法可表示为:且.
考点五:集合间的基本关系
例1.集合的子集的个数是( )
A.16 B.8 C.7 D.4
【答案】D
【分析】首先判断出集合有2个元素,再求子集个数即可.
【详解】易知集合有2个元素,
所以集合的子集个数是.
故选:D.
【变式探究】设集合,则集合A的真子集个数为( )
A.7个 B.8个 C.16个 D.15个
【答案】D
【分析】列举出集合A的所有元素,由n元集合的真子集个数为可得.
【详解】由和可得,
所以集合A的真子集个数为个.
故选:D
例2.下列集合中表示同一集合的是( )
A.整数,整数集
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【分析】由集合的定义,依次对集合判断,从而确定集合是否相等即可.
【详解】A选项,整数中的元素是整数,整数集中的元素是整数集,故不是同一集合;
B选项,中的元素是,中的元素是,故不是同一集合;
C选项,与都表示直线上的所有点,故是同一集合;
D选项,中的元素是数1,2,中的元素是有序数对,故不是同一集合;
故选:C.
【变式探究】下列集合中表示同一集合的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】A
【分析】根据同一集合的概念可知,两个集合中的元素应一样.
【详解】A:根据集合元素具有无序性,则,故A正确;
B:和是不同元素,故B错误;
C:图为中的元素是有序实数对,而中的元素是实数,所以C错误;
D:因为中有两个元素,即4,3,而中有一个元素,即,所以D错误.
故选:A
例3.设集合,若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.
【答案】A
【分析】根据集合相等的含义求出可得答案.
【详解】因为,,所以,所以.
故选:A.
【变式探究】设集合,,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据集合相等直接得解.
【详解】因为,,且,
所以.
故选:D
例4.下列集合关系表述正确的是( )(其中:自然数集,整数集)
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由各数集的含义可得
【详解】为自然数集,为整数集,因为整数集包含自然数集与负整数集,所以;
为整数集,为有理数集,因为有理数集包含整数集和小数集,所以
为有理数集,为实数集,因为实数集包含有理数集与无理数集,所以
为实数集,复数集,因为复数集包含实数集和虚数集,所以,
综上,所以,
故选:A.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先确定集合A中的元素,再确定两个集合的关系.
【详解】由题意可得,所以.
故选:A
考点六:交集的运算
例1.集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据交集的运算即可求解.
【详解】因为,
所以,
故选:B
【变式探究】设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据集合交集运算求解即可.
【详解】,
故选:C.
例2.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先解方程化简集合,再根据交集的定义计算可得.
【详解】由,解得或,
所以,
又,所以.
故选:C
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用两集合的交集定义即得.
【详解】由题意,,则.
故选:C.
例3.若集合,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】运用集合交运算计算即可.
【详解】由题意知,,所以.
故选:D.
【变式探究】若集合,,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据交集的定义即可求解.
【详解】由,可得,
故选:A
考点七:并集的运算
例1.已如集合, ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据集合并集运算即可求解.
【详解】集合, ,则,
故选:C
【变式探究】已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据并集的含义即可.
【详解】由题意得.
故选:D.
例2.已知集合,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解出集合中不等式的解集,再运用集合并运算即可求解.
【详解】,即,
解得,所以,
又,
则.
故选:D.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据并集的定义即可求解.
【详解】因为,所以.
故选:A.
例3.设集合,,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用集合的并集进行求解即可.
【详解】集合,,
则,
故选:D.
【变式探究】已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】首先化简集合,再根据并集的定义计算可得.
【详解】由,可得,
所以,又,
所以.
故选:A.
考点八:补集的运算
例1.如果,,,那么( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据交并补运算的定义即可求解.
【详解】由题设,所以,
故选:D
【变式探究】
1.已知全集,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件,利用集合的运算,即可求出结果.
【详解】因为,所以,
又因为,所以.
故选:B.
2.设全集,集合满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】直接由补集运算以及集合与元素的关系即可求解.
【详解】由题意,所以.
故选:B.
例2.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由集合的交、补集运算可得.
【详解】
或,又,
.
故选:D.
【变式探究】已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出全集,再应用补集及并集定义计算即可.
【详解】由题意,,故.
故选:C.
例3.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】解一元二次不等式求出集合,然后由补集运算可得.
【详解】解不等式,得或,所以,
所以.
故选:A
【变式探究】
1.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求解一元二次不等式从而求出集合B,然后根据集合交集的概念及运算、集合的补集的概念进行求解即可.
【详解】,所以,
则.
故选:D.
2.已知全集,集合,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求出,再求出即可.
【详解】因为,,
所以,
因为,所以.
故选:B
考点九:根据集合的运算求参数
例1.已知集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据题意先求集合,结合包含关系分析求解.
【详解】由题意知,将代入方程,可得,
则,满足题意,
故选:B.
【变式探究】设集合,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意结合包含关系即可得结果.
【详解】因为,
若,则,所以a的取值范围是.
故选:D.
例2.设集合,,若,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据交集的定义进行求解即可.
【详解】因为,,
又,结合数轴分析可得,
所以.
故选:B.
【变式探究】已知集合,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】说明两个集合没有公共部分,借助数轴即可解题.
【详解】由题意可得.
因为,且一定不是空集,
则说明无公共部分.
因此.
故选:C.
例3.已知集合,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出函数值域化简集合A,再利用给定的运算结果,借助包含关系求解即得.
【详解】集合,而,
由,得,则,
所以的取值范围为.
故选:B
【变式探究】设集合或,集合,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据并集的定义列出不等式,进而可得出答案.
【详解】因为或,,且,
所以,解得,
即实数的取值范围为.
故选:B.
3
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