内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1.3 集合的基本运算
第1课时 交集与并集
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第一章 集合与常用逻辑用语
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课前案·自主学习
01
课堂案·互动探究
02
课后案·学业评价
03
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第一章 集合与常用逻辑用语
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既属于A又属于B
A和B
A∩B
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B∩A
A
A
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A∪B
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B∪A
A
A
B
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第一章 集合与常用逻辑用语
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学业标准
素养目标
1.理解两个集合的并集、交集及补集的含义,会求两个简单集合的并集、交集及补集.(重点)
2.能使用维恩图(Venn)表达集合的关系及运算.(难点)
1.通过集合的交、并、补概念的学习,培养数学抽象等核心素养.
2.通过集合的基本运算,培养数学运算、逻辑推理等核心素养.
导学1 交集
你能发现集合C与集合A,B之间的关系吗?
(1)A={1,2,3},B={1,2,4},C={1,2};
(2)A={x|0≤x≤2},B={x|1≤x≤3},C={x|1≤x≤2}.
[提示] 集合C是由既属于集合A又属于集合B的元素组成的.
◎结论形成
1.交集
2.交集的运算性质
(1)A∩B=________.
(2)A∩A=______.
(3)A∩∅=∅∩A=∅.
(4)如果A⊆B,则A∩B=______,反之也成立.
导学2 并集
已知集合A={a,b,c,d},B={b,d,e,f},C={a,b,c,d,e,f},则集合C相对于集合A,B有什么特点?
[提示] 集合C是由集合A,B的所有元素构成的.
◎结论形成
1.并集
2.并集的运算性质
(1)A∪B=________.
(2)A∪A=______.
(3)A∪∅=∅∪A=______.
(4)如果A⊆B,则A∪B=______,反之也成立.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)集合A∪B中的元素个数就是集合A和集合B中的所有元素的个数和.( )
(2)当集合A与集合B没有公共元素时,集合A与集合B就没有交集.( )
(3)若A∪B=A∪C,则B=C.( )
(4)A∩B⊆A∪B.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2.设集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N=________,M∩N=________.
解析 ∵M={-1,0,1},N={0,1,2},
∴M∩N={0,1},M∪N={-1,0,1,2}.
答案 {-1,0,1,2} {0,1}
3.若集合A={x|-3<x<4},B={x|x>2},则A∪B=________.
解析 如图:
故A∪B={x|x>-3}.
答案 {x|x>-3}
4.满足{1}∪B={1,2}的集合B可能等于________.
解析 ∵{1}∪B={1,2},∴B可能为{2}或{1,2}.
答案 {2}或{1,2}
题型一 交集
(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}
(2)(2023·北京卷)已知集合M={x|x+2≥0},N={x|x-1<0},则M∩N=( )
A.{x|-2≤x<1}
B.{x|-2≤x≤-1}
C.{x|x≥-2}
D.{x|x<1}
[解析] (1)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}.
(2)如图所示.由题意,M={x|x+2≥0}={x|x≥-2},
N={x|x-1<0}={x|x<1},
根据交集的运算可知,M∩N={x|-2≤x-1}.故选A.
[答案] (1)A (2)A
求集合A∩B的常用方法
(1)定义法:若集合是用列举法表示的,可以直接利用交集的定义求解.
(2)数形结合法:若集合是用描述法或区间表示的由实数组成的数集,则可以借助数轴分析法求解.
[触类旁通]
1.(1)(2023·新课标Ⅰ卷改编)已知集合M={-2,-1,0,1,2},N=(-∞,-2]∪[3,+∞),则M∩N=( )
A.{-2,-1,0,1}
B.{0,1,2}
C.{-2}
D.2
(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 (1)因为N=(-∞,-2]∪[3,+∞),
而M={-2,-1,0,1,2},
所以M∩N={-2}.故选C.
(2)由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+y=2,,x-y=4,)) 得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=3,,y=-1,))
故M∩N={(3,-1)}.
答案 (1)C (2)D
题型二 并集
(1)设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N=( )
A.{0}
B.{0,2}
C.{-2,0}
D.{-2,0,2}
(2)已知集合M={x|-3<x≤5},N={x|x<-5或x>5},则M∪N=( )
A.{x|x<-5或x>-3}
B.{x|-5<x<5}
C.{x|-3<x<5}
D.{x|x<-3或x>5}
[解析] (1)M={x|x2+2x=0,x∈R}={0,-2},
N={x|x2-2x=0,x∈R}={0,2},故M∪N={-2,0,2},故选D.
(2)在数轴上表示集合M,N,
如图所示, 则M∪N={x|x<-5或x>-3}.
[答案] (1)D (2)A
求集合并集的两种基本方法
(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.
[触类旁通]
2.(1)已知集合M={0,1,3},N={x|x=3a,a∈M},则M∪N=( )
A.{0}
B.{0,3}
C.{1,3,9}
D.{0,1,3,9}
(2)已知集合A={1,2,3},B={2,4,5},则集合A∪B中元素的个数为________.
解析 (1)易知N={0,3,9},故M∪N={0,1,3,9}.
(2)由题意知A∪B={1,2,3,4,5},故A∪B中元素的个数为5.
答案 (1)D (2)5
题型三 根据交集、并集的运算求参数 一题多变
已知集合A={x|-3<x≤4},集合B={x|k+1≤x≤2k-1},且A∪B=A,试求k的取值范围.
[解析] ①当B=∅,即k+1>2k-1,k<2时,满足A∪B=A.
②当B≠∅时,要使A∪B=A,只需 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-3<k+1,,4≥2k-1,,k+1≤2k-1,)) 解得2≤k≤ eq \f(5,2) .
综合①②可知k≤ eq \f(5,2) .k的取值范围为 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(k\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(k≤\f(5,2))))) .
[母题变式]
(变条件)把本例条件“A∪B=A”改为“A∩B=A”,其余条件不变,试求k的取值范围.
解析 由A∩B=A可知A⊆B,
所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-3≥k+1,,2k-1≥4,)) 即 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k≤-4,,k≥\f(5,2),)) 所以k∈∅,
所以k的取值范围为∅.
[素养聚焦] 利用集合的交、并运算,把逻辑推理、数学运算等核心素养体现在解题过程中.
利用集合交集、并集的性质解题的依据及关注点
(1)依据:A∩B=A⇔A⊆B,A∪B=A⇔B⊆A.
(2)关注点:当集合A⊆B时,若集合A不确定,运算时要考虑A=∅的情况,否则易漏解.
[触类旁通]
3.(1)A={x|x≤-1或x≥3},B={x|a<x<4},若A∪B=R,则实数a的取值范围是( )
A.{a|3≤a<4}
B.{a|-1<a<4}
C.{a|a≤-1}
D.{a|a<-1}
(2)已知集合A={x|-3≤x≤5},B={x|2m-1≤x≤2m+9},若A∪B=B,则m的取值范围是______,若A∩B=A,则m的取值范围是________.
解析 (1)利用数轴,若A∪B=R,则a≤-1.
(2)∵A∪B=B,∴A⊆B,如图所示,
∴ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2m-1≤-3,,2m+9≥5,)) 解得-2≤m≤-1.
∴m的取值范围为{m|-2≤m≤-1}.
当A∩B=A时,同样A⊆B,所以结论是一样的.
答案 (1)C (2){m|-2≤m≤-1} {m|-2≤m≤-1}
知识落实
技法强化
(1)交集、并集的概念及运算.
(2)交集、并集运算的性质.
(3)求参数值或范围.
(1)对于元素个数有限的集合,可直接根据集合的“交”“并”定义求解,但要注意集合元素的互异性.
(2)对于元素个数无限的集合,在进行交、并运算时,可借助数轴,利用数轴分析法求解,但要注意端点值取到与否.
$$