内容正文:
专题02 集合的运算
【清单01】交集
1.定义:一般地,由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为集合A与B的交集,记作A∩B.
2.符号:A∩B={x|x∈A,且x∈B}.
3.图示:
4.性质与结论:A∩A=A;A∩∅=∅;A∩B=B∩A;(A∩B)⊆A;(A∩B)⊆B;A∩B=B⇔B⊆A.
【清单02】并集
1.定义:一般地,由所有属于集合A或集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的并集,记作A∪B
2.符号:A∪B={x|x∈A,或x∈B}
3.图示:
4.性质与结论:A∪A=A;A∪∅=A;A∪B=B∪A;A⊆(A∪B);B⊆(A∪B);A∪B=B⇔A⊆B
【清单03】补集
1.全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集.
2.补集:对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,简称为集合A的补集,记作∁UA.
3.符号:∁UA={x|x∈U,且x∉A}.
4.图示:
5.拓广解读:
(1)简单地说,∁UA是从全集U中取出集合A的全部元素之后,所有剩余的元素组成的集合.
(2)性质:A∪(∁UA)=U,A∩(∁UA)=∅,∁U(∁UA)=A,∁UU=∅,∁U∅=U,∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
(3)如图所示的阴影部分是常用到的含有两个集合运算结果的图示.
【清单4】集合中元素的个数
【考点题型一】交集运算
【例1】(24-25高三上·四川绵阳·开学考试)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(23-24高三下·四川德阳·阶段练习)设集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(河北省保定市2022-2023学年高一上学期期末调研考试数学试题)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】(2024·福建泉州·模拟预测)设集合,则( )
A. B. C. D.
【变式1-4】(24-25高三上·云南昆明·阶段练习)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【考点题型二】根据交集运算结果求集合或参数
【例2】(24-25高三上·江西南昌·开学考试)已知集合,若为单元素集合时,则( )
A. B.
C.或 D.或
【变式2-1】(24-25高三上·陕西安康·开学考试)设集合,若,则( )
A. B.0 C.2 D.
【变式2-2】(24-25高三上·广东汕头·开学考试)设集合,,若,则集合( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高一下·安徽芜湖·开学考试)若集合,,则满足的实数a的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式2-4】(河北省部分地区2025届高三上学期9月摸底考试数学试卷)已知集合,若,则m的取值范围是 .
【考点题型三】并集运算
【例3】(24-25高三上·浙江·开学考试)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(24-25高三上·黑龙江伊春·开学考试)若集合,则( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(24-25高三上·湖南永州·开学考试)设,则( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(2023·四川·模拟预测)设集合,,则( )
A. B.
C. D.
【变式3-4】(24-25高三上·广西贵港·开学考试)若集合,则( )
A. B. C. D.
【考点题型四】根据并集运算结果求集合或参数
【例4】(24-25高三上·河南·开学考试)已知集合,若,则实数的取值范围为 .
【变式4-1】(2024高一·全国·专题练习)已知集合或,.若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(24-25高二上·山西太原·开学考试)已知集合,,若,则( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(24-25高三上·辽宁沈阳·开学考试)设集合,.若;则a= .
【变式4-4】(24-25高三上·辽宁·开学考试)设,若,则实数的取值集合为 .
【考点题型五】补集运算
【例5】(2024·广东珠海·一模)已知全集,集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(24-25高三上·北京海淀·开学考试)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(2024·山西·模拟预测)已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(23-24高三下·北京·开学考试)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【变式5-4】(24-25高一上·河南驻马店·开学考试)已知全集,,则 .
【考点题型六】根据补集运算结果求集合或参数
【例6】(23-24高一上·云南昆明·阶段练习)已知全集,集合,且,则 .
【变式6-1】(23-24高二下·浙江宁波·期末)已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(24-25高一上·全国·课后作业)已知全集,,若,则的值为( )
A. B.2 C. D.5
【变式6-3】(23-24高一上·广东汕头·阶段练习)设集合,,,若,则 .
【变式6-4】(22-23高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试)设全集,集合,若,则实数 .
【考点题型七】交集、并集、补集的综合运算
【例7】(22-23高一上·福建福州·阶段练习)已知集合,或,当时.求:
(1);
(2).
【变式7-1】(24-25高三上·河北·开学考试)设全集是实数集,则( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(24-25高一下·浙江·开学考试)设集合,求,.
【变式7-3】(23-24高一上·山东聊城·阶段练习)已知全集,集合,,求,,.
【变式7-4】(2023高一·江苏·专题练习)已知集合,,.求:
(1)集合;
(2)集合;
(3)集合,.
【考点题型八】根据集合的运算求参数
【例8】(23-24高一上·河南濮阳·阶段练习)已知,.
(1)若,求;
(2)已知全集,若,求实数的取值范围.
【变式8-1】(2024·贵州贵阳·二模)设全集,集合满足,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式8-2】(2023·江苏无锡·江苏省天一中学校考模拟预测)已知集合,,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(23-24高一上·安徽安庆·阶段练习)已知,且,,,则 .
【变式8-4】(23-24高一上·广东珠海·期中)已知集合,.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【考点题型九】集合运算中元素的个数问题
【例9】(23-24高一上·河南郑州·阶段练习)某年级先后举办了数学、历史、音乐讲座,其中有人听了数学讲座,人听了历史讲座,人听了音乐讲座,记
是听了数学讲座的学生,是听了历史讲座的学生,是听了音乐讲座的学生.用来表示有限集合中元素的个数,若 ,,则( )
A. B.
C. D.
【变式9-1】(23-24高一上·吉林·期末)集合,,则中元素的个数为( )
A. B. C. D.
【变式9-2】(22-23高一上·辽宁·阶段练习)已知集合,则的元素个数为( )
A.8 B.7 C.5 D.2
【变式9-3】(23-24高一上·河南郑州·阶段练习)为丰富学生的课外活动,学校开展了“数学建模选修课”和“语文素养选修课”,两项选修课都参与的有30人,两项选修课都没有参与的有20人,全校共有317人.问只参与一项活动的同学有多少人?( )
A.237 B.297 C.277 D.267
【变式9-4】(23-24高一上·重庆南岸·期中)重庆市第十一中学校每学年分上期、下期分别举行“大阅读”与“科技嘉年华”两项大型活动,深受学生们的喜爱.某社团经问卷调查了解到如下数据:96%的学生喜欢这两项活动中的至少一项,78%的学生喜欢“大阅读”活动,87%的学生喜欢“科技嘉年华”活动,则我校既喜欢“大阅读”又喜欢“科技嘉年华”活动的学生数占我校学生总数的比例是 .
【考点题型十】集合新定义问题
【例10】(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)当时, 定义运算: 当时, ;当时,; 当或时,; 当时,; 当时,.在此定义下, 若集合, 则中元素的个数为 .
【变式10-1】(23-24高三上·重庆南岸·阶段练习)定义集合的一种运算:,若,则中的元素个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式10-2】(多选)(2024·新疆乌鲁木齐·三模),运算“”为,则( )
A. B.
C. D.若,则
【变式10-3】(多选)(2024·新疆乌鲁木齐·三模),运算“”为,则( )
A. B.
C. D.若,则
【变式10-4】(24-25高一上·广西·开学考试)定义集合运算:.已知集合,则集合有 个真子集.
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专题02 集合的运算
【清单01】交集
1.定义:一般地,由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为集合A与B的交集,记作A∩B.
2.符号:A∩B={x|x∈A,且x∈B}.
3.图示:
4.性质与结论:A∩A=A;A∩∅=∅;A∩B=B∩A;(A∩B)⊆A;(A∩B)⊆B;A∩B=B⇔B⊆A.
【清单02】并集
1.定义:一般地,由所有属于集合A或集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的并集,记作A∪B
2.符号:A∪B={x|x∈A,或x∈B}
3.图示:
4.性质与结论:A∪A=A;A∪∅=A;A∪B=B∪A;A⊆(A∪B);B⊆(A∪B);A∪B=B⇔A⊆B
【清单03】补集
1.全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集.
2.补集:对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,简称为集合A的补集,记作∁UA.
3.符号:∁UA={x|x∈U,且x∉A}.
4.图示:
5.拓广解读:
(1)简单地说,∁UA是从全集U中取出集合A的全部元素之后,所有剩余的元素组成的集合.
(2)性质:A∪(∁UA)=U,A∩(∁UA)=∅,∁U(∁UA)=A,∁UU=∅,∁U∅=U,∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
(3)如图所示的阴影部分是常用到的含有两个集合运算结果的图示.
【清单4】集合中元素的个数
【考点题型一】交集运算
【例1】(24-25高三上·四川绵阳·开学考试)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】交集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解一元二次不等式可求得,再结合集合的特征即可计算得出结果.
【详解】解不等式可得,
又可得只有当时,的取值分别为在集合中,
所以.
故选:C
【变式1-1】(23-24高三下·四川德阳·阶段练习)设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据集合交集运算求解即可.
【详解】,
故选:C.
【变式1-2】(河北省保定市2022-2023学年高一上学期期末调研考试数学试题)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】交集的概念及运算
【分析】利用交集的概念计算即可.
【详解】根据交集的概念可知。
故选:C
【变式1-3】(2024·福建泉州·模拟预测)设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】交集的概念及运算、根式不等式
【分析】应用排除法或先求集合A,再结合集合的交集判断求解.
【详解】解法一:(排除法)因符合题意,排除D;因为符合题意,排除;
解法二:因为,所以,
故选:C.
【变式1-4】(24-25高三上·云南昆明·阶段练习)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】交集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解出集合,再利用交集含义即可得到答案.
【详解】,
而,则.
故选:A.
【考点题型二】根据交集运算结果求集合或参数
【例2】(24-25高三上·江西南昌·开学考试)已知集合,若为单元素集合时,则( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【知识点】交集的概念及运算、根据交集结果求集合或参数
【分析】由题意可得两集合组成的方程组只有唯一解,再结合方程的性质以及判别式求解即可;
【详解】因为集合,若为单元素集合,
则方程组只有唯一解,
所以,整理可得,
当时,方程变为,此时,符合题意;
当时,,
所以或,
故选:C.
【变式2-1】(24-25高三上·陕西安康·开学考试)设集合,若,则( )
A. B.0 C.2 D.
【答案】C
【知识点】根据交集结果求集合或参数
【分析】根据给定条件,利用交集的结果列出方程求解即得.
【详解】集合,而,则,
经验证符合题意,所以.
故选:C
【变式2-2】(24-25高三上·广东汕头·开学考试)设集合,,若,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据交集结果求集合或参数
【分析】将代入方程求出,再求集合即可.
【详解】由可知,
当时,,解得:或,即.
故选:B
【变式2-3】(23-24高一下·安徽芜湖·开学考试)若集合,,则满足的实数a的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】根据交集结果求集合或参数
【分析】利用,知,求出的值,根据集合元素的互异性舍去不合题意的值,可得答案.
【详解】因为,所以,
即或者,解之可得或或,
当时,,符合题意;
当时,,符合题意;
当时,,根据集合元素互异性可判断不成立。
所以实数a的个数为2个.
故选:B
【变式2-4】(河北省部分地区2025届高三上学期9月摸底考试数学试卷)已知集合,若,则m的取值范围是 .
【答案】或
【知识点】根据交集结果求集合或参数、解不含参数的一元二次不等式
【分析】化简集合,由两集合交集为空集,列出不等式即可求解.
【详解】
因为
所以或
解得:或
故答案为:或
【考点题型三】并集运算
【例3】(24-25高三上·浙江·开学考试)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】并集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】先求出集合,再求出.
【详解】由,
则,
故选:B.
【变式3-1】(24-25高三上·黑龙江伊春·开学考试)若集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】并集的概念及运算
【分析】根据并集运算求解即可.
【详解】因为,所以.
故选:D.
【变式3-2】(24-25高三上·湖南永州·开学考试)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】并集的概念及运算
【分析】根据条件,求出集合,再利用集合的运算,即可求解.
【详解】由,得到或,所以,
又由,得到,所以,得到,
故选:A.
【变式3-3】(2023·四川·模拟预测)设集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】并集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解不等式求集合M,进而根据并集运算求解.
【详解】因为,解得,即,
且,所以.
故选:C.
【变式3-4】(24-25高三上·广西贵港·开学考试)若集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】并集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解一元二次不等式求出集合,然后由并集运算可得.
【详解】解不等式得,即,
又,所以.
故选:A
【考点题型四】根据并集运算结果求集合或参数
【例4】(24-25高三上·河南·开学考试)已知集合,若,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据并集结果求集合或参数、公式法解绝对值不等式
【分析】求出集合,根据集合的包含关系列不等式组求解可得.
【详解】因为,所以,
当时,,不满足题意;
当时,由解得,
依题意有,解得,即实数的取值范围为.
故答案为:
【变式4-1】(2024高一·全国·专题练习)已知集合或,.若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】根据并集结果求集合或参数
【分析】利用给定条件建立不等式组,求解参数范围即可.
【详解】依题意得解得.
故选:B
【变式4-2】(24-25高二上·山西太原·开学考试)已知集合,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据并集结果求集合或参数
【分析】由得,再根据子集的定义得不等式求解.
【详解】由得,所以或,
解得或,所以.
故选:D.
【变式4-3】(24-25高三上·辽宁沈阳·开学考试)设集合,.若;则a= .
【答案】2
【知识点】根据并集结果求集合或参数
【分析】先化简,再利用集合的性质,以及集合的计算求解即可.
【详解】因为,,
所以,
所以是整数,且,再由集合中元素的互异性知,,.
所以a是整数,且,,,得.
当时,,,故,满足条件.
故答案为:2.
【变式4-4】(24-25高三上·辽宁·开学考试)设,若,则实数的取值集合为 .
【答案】
【知识点】根据并集结果求集合或参数
【分析】化简集合,即可根据分别求解.
【详解】由可得,
由于,故,
因此,
,
,
故实数的取值集合为,
故答案为:
【考点题型五】补集运算
【例5】(2024·广东珠海·一模)已知全集,集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】补集的概念及运算
【分析】由条件,结合补集的运算法则求解即可.
【详解】因为,,
所以,
故选:B.
【变式5-1】(24-25高三上·北京海淀·开学考试)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】补集的概念及运算
【分析】利用补集的概念进行求解.
【详解】.
故选:C
【变式5-2】(2024·山西·模拟预测)已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】化简集合,进而根据补集的定义求得.
【详解】因为,
所以,
故选:A.
【变式5-3】(23-24高三下·北京·开学考试)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】补集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】先用列举法表示集合A,再求补集即可.
【详解】因为,
所以,
因为,
所以,
所以.
故选:B.
【变式5-4】(24-25高一上·河南驻马店·开学考试)已知全集,,则 .
【答案】
【知识点】补集的概念及运算
【分析】化简集合,再求补集.
【详解】,且,
当时,,故.
故答案为:
【考点题型六】根据补集运算结果求集合或参数
【例6】(23-24高一上·云南昆明·阶段练习)已知全集,集合,且,则 .
【答案】
【知识点】根据两个集合相等求参数、根据补集运算确定集合或参数
【分析】由题设知,应用分类讨论求参数值.
【详解】由题设知:,
若;若无解;
所以.
故答案为:
【变式6-1】(23-24高二下·浙江宁波·期末)已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据补集运算确定集合或参数
【分析】利用集合的补集概念即得.
【详解】依题,由可得,.
故选:A.
【变式6-2】(24-25高一上·全国·课后作业)已知全集,,若,则的值为( )
A. B.2 C. D.5
【答案】C
【知识点】根据补集运算确定集合或参数
【分析】根据补集的定义求出,从而求出、的值,即可得解.
【详解】因为,,所以,
又,所以,所以.
故选:C
【变式6-3】(23-24高一上·广东汕头·阶段练习)设集合,,,若,则 .
【答案】
【知识点】根据两个集合相等求参数、根据补集运算确定集合或参数
【分析】根据补集的运算可得,即可列等式求解.
【详解】由可得,由于,所以,所以,解得,
故答案为:
【变式6-4】(22-23高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试)设全集,集合,若,则实数 .
【答案】-3
【知识点】根据元素与集合的关系求参数、补集的概念及运算
【分析】由题意确定,进而求得,解得并判断是否满足集合即可.
【详解】因为,故,即,故,解得或;
当时,,满足条件;
当时,,不满足条件;
故.
故答案为:
【考点题型七】交集、并集、补集的综合运算
【例7】(22-23高一上·福建福州·阶段练习)已知集合,或,当时.求:
(1);
(2).
【答案】(1)或
(2)
【知识点】并集的概念及运算、补集的概念及运算、交并补混合运算
【分析】(1)求出集合A,再根据交集运算即可;
(2)先求实数上B的补集,再求并集运算即可.
【详解】(1)当时,,
或,
或;
(2)或,
,
.
【变式7-1】(24-25高三上·河北·开学考试)设全集是实数集,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】交集的概念及运算、补集的概念及运算、公式法解绝对值不等式
【分析】化简集合,再利用补集、交集的定义直接求解即得.
【详解】依题意,,则,又,
所以.
故选:B
【变式7-2】(24-25高一下·浙江·开学考试)设集合,求,.
【答案】,,.
【知识点】交集的概念及运算、并集的概念及运算、补集的概念及运算
【分析】根据给定条件,利用交集、并集、补集的定义求解即得.
【详解】集合,
所以,,
或,则.
【变式7-3】(23-24高一上·山东聊城·阶段练习)已知全集,集合,,求,,.
【答案】;;
【知识点】交集的概念及运算、并集的概念及运算、补集的概念及运算、交并补混合运算
【分析】根据集合的交、并、补的运算,直接求解即可.
【详解】因为全集,集合,,
则,,
所以;;.
【变式7-4】(2023高一·江苏·专题练习)已知集合,,.求:
(1)集合;
(2)集合;
(3)集合,.
【答案】(1)或.
(2)或.
(3),或.
【知识点】交集的概念及运算、并集的概念及运算、补集的概念及运算、根据补集运算确定集合或参数
【分析】(1)由补集的定义求解即可;
(2)由补集和交集的定义求解即可;
(3)由交集和并集的定义求解即可.
【详解】(1)借助数轴可得
∴或.
(2)∵,
∴=或.
或.
(3),
或.
【考点题型八】根据集合的运算求参数
【例8】(23-24高一上·河南濮阳·阶段练习)已知,.
(1)若,求;
(2)已知全集,若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交集的概念及运算、根据补集运算确定集合或参数、解不含参数的一元二次不等式
【分析】(1)先求集合,再结合集合的交集运算求解即可;
(2)根据题意分析可知,结合子集的性质进行求解即可.
【详解】(1)由题意可得:,,
当时,因为,
所以.
(2)由(1)可得:,,
因为,则,可知,
则或,解得或,
所以实数a的取值范围为.
【变式8-1】(2024·贵州贵阳·二模)设全集,集合满足,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【知识点】根据补集运算确定集合或参数、补集的概念及运算
【分析】根据补集的含义即可得到方程,解出即可.
【详解】由题意得,解得.
故选:A.
【变式8-2】(2023·江苏无锡·江苏省天一中学校考模拟预测)已知集合,,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求得,得到,结合题意得到不等式,即可求解.
【详解】由集合,,
可得,
因为,所以,解得,即实数的取值范围是.
故选:C.
【变式8-3】(23-24高一上·安徽安庆·阶段练习)已知,且,,,则 .
【答案】
【知识点】利用Venn图求集合、根据补集运算确定集合或参数、根据并集结果求集合或参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】根据集合间的运算结果推出,并画出韦恩图验证,得到答案.
【详解】由题意得,
又,故,
又,故,且,,
因为,故,,
因为,故,,
综上:,画出韦恩图如下:
故答案为:
【变式8-4】(23-24高一上·广东珠海·期中)已知集合,.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用交集的定义求解;
(2)分类讨论,利用补集和并集的定义可求得结果.
【详解】(1)集合,,,
则由交集的定义可知,且,解得.
(2)当,即时,,符合题意;
当,即时,,符合题意;
当,即时,或,
若,则,解得,
综上,实数的取值范围是.
【考点题型九】集合运算中元素的个数问题
【例9】(23-24高一上·河南郑州·阶段练习)某年级先后举办了数学、历史、音乐讲座,其中有人听了数学讲座,人听了历史讲座,人听了音乐讲座,记
是听了数学讲座的学生,是听了历史讲座的学生,是听了音乐讲座的学生.用来表示有限集合中元素的个数,若 ,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】根据交集结果求集合元素个数、根据并集结果求集合元素个数、利用Venn图求集合
【分析】将已知条件用Venn图表示出来,然后逐项求解即可判断.
【详解】将已知条件用Venn图表示出来如下图,
对A:,故A错误;
对B:,故B正确;
对C:,故C错误;
对D:,故D错误;
故选:B.
【变式9-1】(23-24高一上·吉林·期末)集合,,则中元素的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】交集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式、根据交集结果求集合元素个数
【分析】先解不等式,求出集合,然后得到,即可求解.
【详解】解不等式可得:,
因为,所以集合,
又,
所以,
所以中元素的个数为.
故选:.
【变式9-2】(22-23高一上·辽宁·阶段练习)已知集合,则的元素个数为( )
A.8 B.7 C.5 D.2
【答案】A
【知识点】根据并集结果求集合元素个数、解不含参数的一元二次不等式、并集的概念及运算
【分析】化简集合即得解.
【详解】解:解不等式,得,则,
因为,
所以.
所以的元素个数为8个.
故选:A
【变式9-3】(23-24高一上·河南郑州·阶段练习)为丰富学生的课外活动,学校开展了“数学建模选修课”和“语文素养选修课”,两项选修课都参与的有30人,两项选修课都没有参与的有20人,全校共有317人.问只参与一项活动的同学有多少人?( )
A.237 B.297 C.277 D.267
【答案】D
【知识点】容斥原理的应用、根据交集结果求集合元素个数、根据交并补混合运算确定集合或参数、根据补集运算确定集合或参数
【分析】应用Venn图求解即可.
【详解】画出Venn图.全集表示全校学生,
分别用集合表示参与“数学建模选修课”和“语文素养选修课”的学生,
则表示两项选修课都参与的学生,
表示两项选修课都没有参与的学生则可用表示,即.
由题意可知,全集元素的个数为317,元素的个数为30,
元素的个数为20,
则阴影部分表示只参与一项活动的学生,设有人,
则,
故只参与一项活动的学生数为,
故选:D.
【变式9-4】(23-24高一上·重庆南岸·期中)重庆市第十一中学校每学年分上期、下期分别举行“大阅读”与“科技嘉年华”两项大型活动,深受学生们的喜爱.某社团经问卷调查了解到如下数据:96%的学生喜欢这两项活动中的至少一项,78%的学生喜欢“大阅读”活动,87%的学生喜欢“科技嘉年华”活动,则我校既喜欢“大阅读”又喜欢“科技嘉年华”活动的学生数占我校学生总数的比例是 .
【答案】
【知识点】集合的应用
【分析】根据集合的知识求得正确答案.
【详解】设只喜欢“大阅读”的有人,两者都喜欢的有人,只喜欢“科技嘉年华”的有人,
则,解得.
故答案为:
【考点题型十】集合新定义问题
【例10】(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)当时, 定义运算: 当时, ;当时,; 当或时,; 当时,; 当时,.在此定义下, 若集合, 则中元素的个数为 .
【答案】14
【知识点】列举法求集合中元素的个数、集合新定义
【分析】根据定义运算,分成五类情况分别列举符合条件的元素,合并即得集合.
【详解】①当时,,所以或或;
②当时,,所以或或;
③当或时,,
所以或或或或或;
④当时,;
⑤当时,.
所以,
,共14个元素.
故答案为:14.
【变式10-1】(23-24高三上·重庆南岸·阶段练习)定义集合的一种运算:,若,则中的元素个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【知识点】利用集合中元素的性质求集合元素个数、集合新定义
【分析】计算可求得,可得结论.
【详解】因为,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
所以,
故中的元素个数为3.
故选:C.
【变式10-2】(多选)(2024·新疆乌鲁木齐·三模),运算“”为,则( )
A. B.
C. D.若,则
【答案】ABCD
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确、集合新定义
【分析】由运算“”的定义分别计算判断A、B、C,用分析法分别从条件和结论出发证明得到D.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,故B正确;
对于C,,
,
所以,故C正确;
对于D,若,则,,
要证,只需要证,即证,
即证,即证,即证,
因为,,所以上式成立,所以,故D正确.
故选:ABCD.
【变式10-3】(多选)(2024·新疆乌鲁木齐·三模),运算“”为,则( )
A. B.
C. D.若,则
【答案】ABCD
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确、集合新定义
【分析】由运算“”的定义分别计算判断A、B、C,用分析法分别从条件和结论出发证明得到D.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,故B正确;
对于C,,
,
所以,故C正确;
对于D,若,则,,
要证,只需要证,即证,
即证,即证,即证,
因为,,所以上式成立,所以,故D正确.
故选:ABCD.
【变式10-4】(24-25高一上·广西·开学考试)定义集合运算:.已知集合,则集合有 个真子集.
【答案】15
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、集合新定义
【分析】根据题中定义,结合集合真子集个数公式进行求解即可.
【详解】因为,
所以,则集合有个真子集.
故答案为:15
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