内容正文:
清单01 集合与逻辑
(12个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】集合
(1)集合及其表示
①定义:概括地说,把一些确定的对象的全体叫做集合,简称集;
②记法:集合通常用大写字母、、、…来表示;
③常用数集及表示符号:数学上,常常需要用到数的集合;数的集合简称数集;
数集
自然数集
整数集
有理数集
实数集
记法
注意:集合含义中的“研究对象”指的是集合的元素,研究集合问题的核心即研究集合中的元素,因此解决集合问题时,首先要明确集合中的元素是什么.集合中的元素可以是数、点,也可以是一些人或一些物;
(2)元素
①定义:集合所含的各个对象叫做该集合的元素;
②记法:通常用小写字母、、、…来表示;
③性质:确定性、互异性 、无序性.
(3)元素与集合的关系
①属于(belong to):如果是集合的元素,就说属于,记作 .
②不属于(not belong to):如果不是集合的元素,就说不属于,记作.
(4)集合相等
如果两个集合所含的元素完全相同 (即中的元素都是的元素,中的元素也都是的元素),则称这两个集合相等;记作;
(5)集合的分类
①有限集:含有有限个元素的集合
②无限集:含有无限个元素的集合
③空集:不含有任何元素的集合,记作;
【清单02】集合的表示方法
(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】应用列举法表示集合时应关注以下四点: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)描述法定义:一般地,设表示一个集合,把集合中所有具有共同特征的元素所组成的集合表示为,这种表示集合的方法称为描述法.
(3)常见数集的表示
集合
非负整数集(或自然数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*(或N+)
Z
Q
R
(4)区间的概念及表示
①区间的概念
设 , 是实数,且,满足的实数的全体,叫做闭区间,
记作,即,。如图:, 叫做区间的端点.在数轴上表示一个区间时,若区间包括端点,则端点用实心点表示;若区间不包括端点,则端点用空心点表示.
集合
区间
②含有无穷大的表示
全体实数也可用区间表示为,符号“”读作“正无穷大”,“”读作“负无穷大”,即。
集合
区间
【清单03】集合间的基本运算
表示
运算
集合语言
图形语言
记法
并集
{x|x∈A,或x∈B}
A∪B
交集
{x|x∈A,且x∈B}
A∩B
补集
{x|x∈U,且x∉A}
∁UA
【清单04】命题
(1)命题的概念
把用语言、符号或式子表达,且可以判断其真假的语句叫做命题(proposition);
【注意】在数学中,我们将可以判断真假的陈述句叫作命题;特别提醒:(1)判断一个语句是否为命题的两个要素:(2)是陈述句,表达形式可以是符号、表达式或语言;
(2)命题的分类
其含义判断为真的命题叫做真命题:判断为假的命题叫做假命题;
【注意】真命题可以给出证明,假命题只需举出一个反例即可;
命题真假
“若则”为真
“若则”为假
表示方法
读法
推出
不能推出
(3)命题的表示方法
命题通常写成“若,则”的形式;其中陈述句称为命题的条件,称为命题的结论;
用集合的语言描述:满足满足;
【注意】命题的表示形式,在其他参考书上也有表示为: “若,则”,其中叫做命题的条件,叫做命题的结论;
【清单05】充分条件与必要条件
(1)充分条件,必要条件的概念
对于两个陈述句是,如果⇒,则称是的充分条件,或称是的必要条件;
【注意】①充分条件与必要条件的理解
命题真假
“若则”是真命题
“若则”是假命题
推出关系
⇒
条件关系
是的充分条件
是的必要条件
不是的充分条件
不是的必要条件
②的含义:
①“若,则”形式的命题为真命题;②由条件可以得到结论;③是的充分条件或的充分条件是;是的必要条件或的必要条件是;④只要有条件,就一定有结论,即对于是充分的,对于的成立是必要的;⑤为得到结论,具备条件就可以推出;
显然,是的充分条件与是的必要条件表述的是同一个逻辑关系,即,只是说法不同而已;
(2)充要条件的概念
对于两个陈述句是,如果既有⇒,又有⇒,我们就称是的充分必要条件,简称充要条件;记作:⇔;读作“与等价”或“成立当且仅当成立”;
(3)充分条件,必要条件,充要条件与集合交汇
① 记集合,,若是的充分不必要条件,则,
若是的必要不充分条件,则;
② 记集合,,若,则是的充分条件,
若,则是的必要条件,
若,则是的充要条件;
【清单06】全称量词与存在量词
(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“∀”表示.
(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“∃”表示.
(3)全称量词命题和存在量词命题
名称
全称量词命题
存在量词命题
结构
对M中任意一个x,p(x)成立
存在M中的元素x,p(x)成立
简记
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
∃x∈M,﹁p(x)
∀x∈M,﹁p(x)
【考点题型一】集合的概念
【例1】(25-26高一上·全国·课前预习)下列说法中正确的是( )
A.与定点等距离的点不能组成集合
B.由“title”中的字母组成的集合中元素的个数为5
C.一个集合中有三个元素,其中是的三边长,则不可能是等腰三角形
D.高中学生中的游泳能手能组成集合
【答案】C
【分析】根据集合中的元素的互异性、确定性等性质对选项逐一判断即可得出结论.
【详解】对于A,与定点等距离的点是线段的垂直平分线上的所有点,满足集合中元素的性质,能构成集合,即A错误;
对于B,因为集合中的元素具有互异性,因此由“title”中的字母组成的集合中元素的个数为4,可知B错误;
对于C,由集合中的元素具有互异性可知,各不相同,所以不可能是等腰三角形,即C正确;
对于D,高中学生中的游泳能手不具有确定性,不能组成集合,即D错误.
故选:C
【变式1-1】(24-25高一上·上海·随堂练习)下列命题中正确的有( ).
①很小的实数可以构成集合;
②R表示一切实数组成的集合;
③给定的一条长度为0.3的线段上的所有点组成的集合是有限集;
④2023年联合国所有常任理事国组成一个集合.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【分析】根据集合的定义和性质判断可得答案.
【详解】对于①,很小的实数是个不确定的概念,不可以构成集合,故错误;
对于②,R表示一切实数组成的集合,故正确;
对于③,给定的一条长度为0.3的线段上的所有点组成的集合是无限集,故错误;
对于④,2023年联合国常任理事国有中国、俄罗斯、英国、法国、美国,能组成一个集合,故正确.
故选:C.
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·全国·随堂练习)下列对象能构成集合的有( )
A.接近于1的所有正整数 B.小于0的实数
C.与 D.未来世界的高科技产品
【答案】BC
【分析】根据集合的性质逐一分析即可.
【详解】对于A,接近于1的所有正整数标准不明确,故A不能构成集合;
对于B,小于0是一个明确的标准,故B能构成集合;
对于C, 与是两个不同的点,是确定的,故C能构成集合;
对于D,未来世界的高科技产品,不明确,故D不能构成一个集合.
故选:BC.
【考点题型二】元素与集合的关系
注意:若集合的表示形式是描述法,则元素属于集合的充要条件是元素满足集合的约束条件.
【例2】(23-24高一上·江苏盐城·期末)设集合,则下列选项正确是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用元素与集合,集合与集合之间的关系逐一判断即可.
【详解】对于选项A:由元素与集合的关系可知,故A错误;
对于选项B:由元素与集合的关系可知,故B正确;
对于选项C:由元素与集合的关系可知,故C错误;
对于选项D:由集合与集合的关系可知,故D错误.
故选:B
【变式2-1】(23-24高一上·重庆·期末)已知集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可得,运算求解即可.
【详解】由题意可知:,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:A.
【变式2-2】(23-24高一上·山东淄博·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B.或1 C.1 D.5
【答案】C
【分析】分和两种情况进行求解,要检验是否与互异性矛盾,得到答案.
【详解】当,解得或1,
当时,,与元素互异性矛盾,舍去;
当时,,满足要求,
当时,解得,显然与元素互异性矛盾,舍去,
综上,.
故选:C
【变式2-3】(23-24高一上·四川德阳·期末)若,则 .
【答案】2
【分析】分类讨论结合互异性即可得出答案.
【详解】因为,
所以或,
若,,不满足互异性;
若或2,又,所以,
故答案为:2.
【变式2-4】(23-24高一上·安徽六安·期末)已知集合,,若,且,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】分别求出集合,,由且,从而可求解.
【详解】由题意得,,
因为且,所以,
故的取值范围是.
故答案为:.
【考点题型三】求集合的子集(真子集)
【例3】(23-24高一上·河南开封·期末)集合的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8
【答案】A
【分析】计算出该集合后,可得元素个数,从而得到真子集个数.
【详解】,共有两个元素,
故其真子集的个数为.
故选:A.
【点睛】若集合中有个元素,则该集合有个子集,个真子集.
【变式3-1】(23-24高一上·湖北荆州·期中)集合,则的子集的个数为( )
A.2 B.5 C.6 D.8
【答案】D
【分析】分别对集合和集合化简,然后求出,从而确定子集个数.
【详解】因为,
所以,
所以的子集的个数为.
故选:D.
【变式3-2】(23-24高一上·内蒙古·期末)已知集合,,则的真子集个数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出集合,利用真子集个数公式可求得结果.
【详解】因为集合,,则,则集合的元素个数为,
所以,的真子集个数是.
故选:A.
【变式3-3】(23-24高一上·四川内江·期末)已知集合,则的非空子集的个数是 .
【答案】
【分析】求出集合中元素个数,再利用子集个数公式求解.
【详解】,
集合中有个元素,
则的非空子集的个数是.
故答案为:.
【考点题型四】判断集合间的关系
注意:判断集合间关系的方法主要有:(1)一一列举;(2)数轴分析;(3)韦恩图.
【例4】(23-24高一上·安徽蚌埠·期末)设集合,则下列选项中正确的是( )
A.⫋ B.⫌ C. D.
【答案】B
【分析】求出,即可得出两集合之间的关系.
【详解】由题意, 在中,,,
∴,∴⫌,
故选:B.
【变式4-1】(23-24高一上·贵州黔西·期末)已知集合,集合,下列表述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据子集定义得出结果即可.
【详解】已知集合,集合,所以.
故选:C.
【变式4-2】(23-24高一上·上海青浦·期末)已知非空集合且,设,,则对于的关系,下列问题正确的是( )
A. B. C. D.的关系无法确定
【答案】C
【分析】由集合与元素、集合与集合之间的关系从两个方面推理论证即可求解.
【详解】,有,从而有,进一步,即,所以,
,有,从而有,进一步有,即,所以,
综上所述,有.
故选:C.
【变式4-3】已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,,,因为表示所有偶数,能表示所有整数,故
故选:B
【考点题型五】已知集合间的关系求参数
【例5】(23-24高一上·重庆九龙坡·期末)已知集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】解一元二次不等式求集合,根据包含关系即可得参数范围.
【详解】由题设,,
又,故,即范围是.
故选:D
【变式5-1】(23-24高一上·陕西汉中·期末)已知集合,,若,则( )
A.0 B.4 C.16 D.16或0
【答案】D
【分析】由集合元素间的互异性以及包含关系列方程求解即可.
【详解】由题意集合,,若,则(互异性)即,
所以或,解得或0.
故选:D.
【变式5-2】(23-24高一上·吉林长春·期末)设集合,,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据集合之间的关系可直接得到答案.
【详解】因为集合,,
若,则,
故选:A.
【变式5-3】(23-24高一上·广西贺州·期末)已知集合,集合.
(1)若,求;
(2)若,求实数的范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)解一元二次不等式求出集合B,由集合的并集运算可得结果;
(2)根据条件对集合A分类讨论,分别求出实数的范围.
【详解】(1)由时,集合,
,
所以,
(2)当,即时,集合,符合,
当时,由,有, 解得 ,
综上可知,若,则的范围是.
【考点题型六】集合间的运算
注意:若集合是不等式的解集注意结合数轴进行集合间的运算;若集合是点集,注意结合点的轨迹进行运算;若集合是抽象集合,注意结合韦恩图进行运算.
【例6】(23-24高一上·北京东城·期末)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求得集合,结合集合的交集的概念与运算,即可求解.
【详解】由集合,
根据集合交集的定义与运算,可得.
故选:D.
【变式6-1】(23-24高一上·浙江杭州·期末)若集合,,,则集合( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据交集、并集的定义计算可得.
【详解】因为,,,
所以,则.
故选:C
【变式6-2】(23-24高一上·贵州毕节·期末)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出,再根据补集的运算,即可求得答案.
【详解】由题意得,则,
故选:B.
【变式6-3】(23-24高一上·江苏常州·期末)设全集,集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求出集合,然后结合集合的基本运算即可求解.
【详解】因为,
所以,,
,,或,,
故选:B.
【变式6-4】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】依题意可得,,,再假设推出矛盾,即可得到,同理得到,,,即可得解.
【详解】因为,,
所以,,,,,,
若,则,,所以,与题意矛盾,所以,
同理可证,,,
所以.
故选:A
【考点题型七】根据集合间的运算求参数
【例7】(23-24高一上·云南昆明·期末)设集合,集合,且,则的值可以是 .(写出满足条件的一个答案即可)
【答案】(答案不唯一,满足即可)
【分析】解不等式化简集合,再利用集合的并集结果得到,由此得解.
【详解】因为,,
又,即,所以,
则的值可以是.
故答案为:(答案不唯一,满足即可).
【变式7-1】(23-24高一上·浙江丽水·期末)设集合,,若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,由交集运算的结果,即可得到答案.
【详解】因为集合,,
且,则.
故选:C
【变式7-2】(23-24高一上·天津滨海新·期末)已知集合或,,其中.
(ⅰ)当时, ;
(ⅱ)若,则实数的取值范围为 .
【答案】 或
【分析】根据并集的定义,结合交集的运算性质进行求解即可.
【详解】(ⅰ)当时,集合或,,
所以或;
(ⅱ)因为,所以,
于是有或,即或,
因此实数的取值范围为,
故答案为:或;
【变式7-3】(23-24高一上·四川雅安·期末)已知集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)解出集合A,根据并集的概念运算即得;
(2)在数轴上表示集合,数形结合求参数范围.
【详解】(1),
由,得,
.
(2)依题意,或,
因为,
所以解得,
故的取值范围为.
【变式7-4】(23-24高一上·北京石景山·期末)已知集合,集合
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或;
(2)
【分析】(1)分别求集合,再求;
(2)根据(1)的结果,首先求,再根据集合的运算结果,求实数的取值范围.
【详解】(1)当时,,
,得或,即或,
所以或;
(2)由(1)可知,,,
若,则.
【考点题型八】韦恩图的应用
【例8】(23-24高一上·宁夏石嘴山·期末)设全集,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据集合的交集及补集运算可得结果.
【详解】因为,
所以,图中阴影部分表示的集合为,
故选:B.
【变式8-1】(23-24高一上·重庆·期末)已知全集,能表示集合,,关系的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】解集合A中的不等式,判断集合A,B的关系.
【详解】,
因为,所以BA,B正确.
故选:B.
【变式8-2】(23-24高一上·云南昆明·期末)设全集,,,如图阴影部分所表示的集合为( )
A. B.
C.或 D.
【答案】B
【分析】由题意知,阴影部分表示的为,算出集合表示的范围,根据集合的交集的运算,即可得到本题答案.
【详解】全集,集合中函数满足,解得或,
或,
集合中指数函数在上单调递增,则,,
由图可得阴影部分所表示的集合为,
故选:B.
【变式8-3】(23-24高一上·安徽合肥·期末)学校举办运动会时,高二(8)班共有30名同学参加比赛,有15人参加田径比赛,14人参加球类比赛,13人参加趣味比赛,同时参加田径比赛和球类比赛的有5人,同时参加田径比赛和趣味比赛的有4人,有2人同时参加三项比赛,只参加趣味比赛一项的有 人.
【答案】6
【分析】根据韦恩图计算得到答案.
【详解】如图所示,设同时参加田径和球类比赛有人,
可得,解得.
易知只参加趣味比赛一项的有6人,
故答案为:6
【考点题型九】集合中的新定义问题
【例9】(23-24高一上·河南南阳·期末)已知集合,,记.则下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先根据集合对元素的要求,求得集合,再根据交集并集的定义判断A,B两项,根据集合新定义和的元素要求,分别求出集合判断即得.
【详解】由可得可能的取值有,即,均满足,故.
对于A项,,故A项错误;
对于B项,,故B项错误;
对于C项,因,故,故C项正确;
对于D项,依题有,,则,故D项错误.
故选:C.
【变式9-1】(23-24高一上·湖北荆州·期末)给定集合P,Q,定义且,若,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据并集运算和新定义逐一判断即可.
【详解】,
故,故A正确;
由新定义可知,,故B正确;
,故C错误;
,故D正确.
故选:ABD.
【变式9-2】(23-24高一上·江西抚州·期末)若,且,则称是“伙伴关系集合”在集合的所有非空子集中任选一个集合,则该集合是“伙伴关系集合”的概率为 .
【答案】
【分析】根据题意先求出集合的的所有非空子集的个数为,再求出具有“伙伴关系集合”的个数为,利用古典概率从而可求解.
【详解】,集合的所有非空子集的个数为,
若,则;
若,则;
若,则与成对出现;
若,则与成对出现,
集合的所有非空子集中,“伙伴关系集合”共有(个).
在集合的所有非空子集中任选一个集合,则该集合是“伙伴关系集合”的概率为.
故答案为:.
【变式9-3】(23-24高一上·福建厦门·期末)聚点是实数集的重要拓扑概念,其定义是:,,若,存在异于的,使得,则称为集合的“聚点”,集合的所有元素与E的聚点组成的集合称为的“闭包”,下列说法中正确的是( )
A.整数集没有聚点 B.区间的闭包是
C.的聚点为0 D.有理数集的闭包是
【答案】ABD
【分析】利用集合聚点的新定义,集合的表示及元素的性质逐项判断.
【详解】对于A,根据定义,,,若存在,使得,
所以,,当时,这样的不存在,
所以不存在符合不等式且异于的,故整数集无聚点,故A正确;
对于B,若,对于,
因为,所以存在异于的,使得,
故,故为集合的“聚点”, 即区间的闭包是,B正确;
对于C,因为,
所以对于,都存在,使得,
所,故的聚点为1,故C错误;
对于D,对于,,都存在,使得,所以为集合的“聚点”,所以有理数集的闭包是,D正确.
故选:ABD
【考点题型十】充分、必要条件的判断
【例10】已知x,,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【解析】,不能得到, 成立也不能推出,即可得到答案.
【详解】因为x,,
当时,不妨取,,
故时,不成立,
当时,不妨取,则不成立,
综上可知,“”是“”的既不充分也不必要条件,
故选:D
【变式10-1】(23-24高一上·青海西宁·期末)已知,,则是的 .(选“充分不必要条件”“必要不充分条件”“充要条件”“即不充分也不必要条件”之一填空)
【答案】必要不充分条件
【分析】由必要不充分条件的定义即可得解.
【详解】由题意,,所以是的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分条件.
【变式10-2】(23-24高一下·上海黄浦·期末)设,“”是“”的一个 条件(充分非必要、必要非充分、充要、既非充分又非必要)
【答案】充分非必要
【分析】根据不等式的性质证明充分性成立,根据分式不等式的解法证明必要性不成立.
【详解】当时,,
所以“”是“”的充分条件;
当时,,即,解得或,
所以“”是“”的不必要条件,
故“”是“”的充分非必要条件.
故答案为:充分非必要
【考点题型十一】已知充分、必要条件求参数
【例11】(23-24高一上·上海长宁·期中)已知条件:,条件:,若是的必要条件,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据必要条件的定义可得到两集合的包含关系,由包含关系可构造不等式组求得结果.
【详解】是的必要条件
,解得:,
即的取值范围为.
故答案为:
【变式11-1】(多选)(23-24高一上·安徽蚌埠·期末)若不等式成立的必要条件是,则实数的取值可以是( )
A. B. C.0 D.1
【答案】ABC
【分析】化简得,由充分与必要条件判断的取值范围即可.
【详解】由得,因为不等式成立的必要条件是,所以,解得,符合题意的选项有:A,B,C.
故选:ABC
【变式11-2】(24-25高一上·上海·课堂例题)已知集合或,,若“”是“”的必要条件,求实数的取值范围.
【答案】或
【分析】根据题目条件可得,对进行分类讨论求出实数的取值范围.
【详解】∵“”是“”的必要条件,∴,
当时,,则;
当时,根据题意作出如图所示的数轴,
由图可知,或,
解得或,
综上可得,实数的取值范围为或.
【考点题型十二】全称量词与存在量词
【例12】(23-24高一上·新疆克孜勒苏·期末)命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据全称量词命题的否定形式改成存在量词命题.
【详解】命题“”的否定是“”.
故选:C
【变式12-1】(23-24高一上·贵州毕节·期末)已知命题:是素数,则为( )
A.不是素数 B.不是素数
C.不是素数 D.不是素数
【答案】D
【分析】根据存在量词命题的否定为全称量词命题即可得解.
【详解】因为存在量词命题的否定为全称量词命题,
所以为不是素数.
故选:D.
【变式12-2】(23-24高一上·安徽宣城·期末)若命题“,使”是真命题,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由存在性问题得即可得解.
【详解】由题意命题“,使”是真命题,所以,
当且仅当,有,所以实数m的取值范围是.
故选:C.
【变式12-3】(23-24高一上·河南开封·期末)若命题:“,”为假命题,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】将问题转化为恒成立问题,从而得解.
【详解】因为命题:“,”为假命题,
所以“,” 为真命题,即恒成立,
所以,解得,
故实数的取值范围为.
故答案为:.
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清单01 集合与逻辑
(12个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】集合
(1)集合及其表示
①定义:概括地说,把一些确定的对象的全体叫做集合,简称集;
②记法:集合通常用大写字母、、、…来表示;
③常用数集及表示符号:数学上,常常需要用到数的集合;数的集合简称数集;
数集
自然数集
整数集
有理数集
实数集
记法
注意:集合含义中的“研究对象”指的是集合的元素,研究集合问题的核心即研究集合中的元素,因此解决集合问题时,首先要明确集合中的元素是什么.集合中的元素可以是数、点,也可以是一些人或一些物;
(2)元素
①定义:集合所含的各个对象叫做该集合的元素;
②记法:通常用小写字母、、、…来表示;
③性质:确定性、互异性 、无序性.
(3)元素与集合的关系
①属于(belong to):如果是集合的元素,就说属于,记作 .
②不属于(not belong to):如果不是集合的元素,就说不属于,记作.
(4)集合相等
如果两个集合所含的元素完全相同 (即中的元素都是的元素,中的元素也都是的元素),则称这两个集合相等;记作;
(5)集合的分类
①有限集:含有有限个元素的集合
②无限集:含有无限个元素的集合
③空集:不含有任何元素的集合,记作;
【清单02】集合的表示方法
(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】应用列举法表示集合时应关注以下四点: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)描述法定义:一般地,设表示一个集合,把集合中所有具有共同特征的元素所组成的集合表示为,这种表示集合的方法称为描述法.
(3)常见数集的表示
集合
非负整数集(或自然数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*(或N+)
Z
Q
R
(4)区间的概念及表示
①区间的概念
设 , 是实数,且,满足的实数的全体,叫做闭区间,
记作,即,。如图:, 叫做区间的端点.在数轴上表示一个区间时,若区间包括端点,则端点用实心点表示;若区间不包括端点,则端点用空心点表示.
集合
区间
②含有无穷大的表示
全体实数也可用区间表示为,符号“”读作“正无穷大”,“”读作“负无穷大”,即。
集合
区间
【清单03】集合间的基本运算
表示
运算
集合语言
图形语言
记法
并集
{x|x∈A,或x∈B}
A∪B
交集
{x|x∈A,且x∈B}
A∩B
补集
{x|x∈U,且x∉A}
∁UA
【清单04】命题
(1)命题的概念
把用语言、符号或式子表达,且可以判断其真假的语句叫做命题(proposition);
【注意】在数学中,我们将可以判断真假的陈述句叫作命题;特别提醒:(1)判断一个语句是否为命题的两个要素:(2)是陈述句,表达形式可以是符号、表达式或语言;
(2)命题的分类
其含义判断为真的命题叫做真命题:判断为假的命题叫做假命题;
【注意】真命题可以给出证明,假命题只需举出一个反例即可;
命题真假
“若则”为真
“若则”为假
表示方法
读法
推出
不能推出
(3)命题的表示方法
命题通常写成“若,则”的形式;其中陈述句称为命题的条件,称为命题的结论;
用集合的语言描述:满足满足;
【注意】命题的表示形式,在其他参考书上也有表示为: “若,则”,其中叫做命题的条件,叫做命题的结论;
【清单05】充分条件与必要条件
(1)充分条件,必要条件的概念
对于两个陈述句是,如果⇒,则称是的充分条件,或称是的必要条件;
【注意】①充分条件与必要条件的理解
命题真假
“若则”是真命题
“若则”是假命题
推出关系
⇒
条件关系
是的充分条件
是的必要条件
不是的充分条件
不是的必要条件
②的含义:
①“若,则”形式的命题为真命题;②由条件可以得到结论;③是的充分条件或的充分条件是;是的必要条件或的必要条件是;④只要有条件,就一定有结论,即对于是充分的,对于的成立是必要的;⑤为得到结论,具备条件就可以推出;
显然,是的充分条件与是的必要条件表述的是同一个逻辑关系,即,只是说法不同而已;
(2)充要条件的概念
对于两个陈述句是,如果既有⇒,又有⇒,我们就称是的充分必要条件,简称充要条件;记作:⇔;读作“与等价”或“成立当且仅当成立”;
(3)充分条件,必要条件,充要条件与集合交汇
① 记集合,,若是的充分不必要条件,则,
若是的必要不充分条件,则;
② 记集合,,若,则是的充分条件,
若,则是的必要条件,
若,则是的充要条件;
【清单06】全称量词与存在量词
(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“∀”表示.
(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“∃”表示.
(3)全称量词命题和存在量词命题
名称
全称量词命题
存在量词命题
结构
对M中任意一个x,p(x)成立
存在M中的元素x,p(x)成立
简记
∀x∈M,p(x)
∃x∈M,p(x)
否定
∃x∈M,﹁p(x)
∀x∈M,﹁p(x)
【考点题型一】集合的概念
【例1】(25-26高一上·全国·课前预习)下列说法中正确的是( )
A.与定点等距离的点不能组成集合
B.由“title”中的字母组成的集合中元素的个数为5
C.一个集合中有三个元素,其中是的三边长,则不可能是等腰三角形
D.高中学生中的游泳能手能组成集合
【变式1-1】(24-25高一上·上海·随堂练习)下列命题中正确的有( ).
①很小的实数可以构成集合;
②R表示一切实数组成的集合;
③给定的一条长度为0.3的线段上的所有点组成的集合是有限集;
④2023年联合国所有常任理事国组成一个集合.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·全国·随堂练习)下列对象能构成集合的有( )
A.接近于1的所有正整数 B.小于0的实数
C.与 D.未来世界的高科技产品
【考点题型二】元素与集合的关系
注意:若集合的表示形式是描述法,则元素属于集合的充要条件是元素满足集合的约束条件.
【例2】(23-24高一上·江苏盐城·期末)设集合,则下列选项正确是( ).
A. B. C. D.
【变式2-1】(23-24高一上·重庆·期末)已知集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高一上·山东淄博·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B.或1 C.1 D.5
【变式2-3】(23-24高一上·四川德阳·期末)若,则 .
【变式2-4】(23-24高一上·安徽六安·期末)已知集合,,若,且,则的取值范围是 .
【考点题型三】求集合的子集(真子集)
【例3】(23-24高一上·河南开封·期末)集合的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8
【变式3-1】(23-24高一上·湖北荆州·期中)集合,则的子集的个数为( )
A.2 B.5 C.6 D.8
【变式3-2】(23-24高一上·内蒙古·期末)已知集合,,则的真子集个数是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(23-24高一上·四川内江·期末)已知集合,则的非空子集的个数是 .
【考点题型四】判断集合间的关系
注意:判断集合间关系的方法主要有:(1)一一列举;(2)数轴分析;(3)韦恩图.
【例4】(23-24高一上·安徽蚌埠·期末)设集合,则下列选项中正确的是( )
A.⫋ B.⫌ C. D.
【变式4-1】(23-24高一上·贵州黔西·期末)已知集合,集合,下列表述正确的是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(23-24高一上·上海青浦·期末)已知非空集合且,设,,则对于的关系,下列问题正确的是( )
A. B. C. D.的关系无法确定
【变式4-3】已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【考点题型五】已知集合间的关系求参数
【例5】(23-24高一上·重庆九龙坡·期末)已知集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(23-24高一上·陕西汉中·期末)已知集合,,若,则( )
A.0 B.4 C.16 D.16或0
【变式5-2】(23-24高一上·吉林长春·期末)设集合,,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(23-24高一上·广西贺州·期末)已知集合,集合.
(1)若,求;
(2)若,求实数的范围.
【考点题型六】集合间的运算
注意:若集合是不等式的解集注意结合数轴进行集合间的运算;若集合是点集,注意结合点的轨迹进行运算;若集合是抽象集合,注意结合韦恩图进行运算.
【例6】(23-24高一上·北京东城·期末)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(23-24高一上·浙江杭州·期末)若集合,,,则集合( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(23-24高一上·贵州毕节·期末)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(23-24高一上·江苏常州·期末)设全集,集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式6-4】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【考点题型七】根据集合间的运算求参数
【例7】(23-24高一上·云南昆明·期末)设集合,集合,且,则的值可以是 .(写出满足条件的一个答案即可)
【变式7-1】(23-24高一上·浙江丽水·期末)设集合,,若,则的值是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(23-24高一上·天津滨海新·期末)已知集合或,,其中.
(ⅰ)当时, ;
(ⅱ)若,则实数的取值范围为 .
【变式7-3】(23-24高一上·四川雅安·期末)已知集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【变式7-4】(23-24高一上·北京石景山·期末)已知集合,集合
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【考点题型八】韦恩图的应用
【例8】(23-24高一上·宁夏石嘴山·期末)设全集,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
【变式8-1】(23-24高一上·重庆·期末)已知全集,能表示集合,,关系的图是( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】(23-24高一上·云南昆明·期末)设全集,,,如图阴影部分所表示的集合为( )
A. B.
C.或 D.
【变式8-3】(23-24高一上·安徽合肥·期末)学校举办运动会时,高二(8)班共有30名同学参加比赛,有15人参加田径比赛,14人参加球类比赛,13人参加趣味比赛,同时参加田径比赛和球类比赛的有5人,同时参加田径比赛和趣味比赛的有4人,有2人同时参加三项比赛,只参加趣味比赛一项的有 人.
【考点题型九】集合中的新定义问题
【例9】(23-24高一上·河南南阳·期末)已知集合,,记.则下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式9-1】(23-24高一上·湖北荆州·期末)给定集合P,Q,定义且,若,,则( )
A. B.
C. D.
【变式9-2】(23-24高一上·江西抚州·期末)若,且,则称是“伙伴关系集合”在集合的所有非空子集中任选一个集合,则该集合是“伙伴关系集合”的概率为 .
【变式9-3】(23-24高一上·福建厦门·期末)聚点是实数集的重要拓扑概念,其定义是:,,若,存在异于的,使得,则称为集合的“聚点”,集合的所有元素与E的聚点组成的集合称为的“闭包”,下列说法中正确的是( )
A.整数集没有聚点 B.区间的闭包是
C.的聚点为0 D.有理数集的闭包是
【考点题型十】充分、必要条件的判断
【例10】已知x,,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式10-1】(23-24高一上·青海西宁·期末)已知,,则是的 .(选“充分不必要条件”“必要不充分条件”“充要条件”“即不充分也不必要条件”之一填空)
【变式10-2】(23-24高一下·上海黄浦·期末)设,“”是“”的一个 条件(充分非必要、必要非充分、充要、既非充分又非必要)
【考点题型十一】已知充分、必要条件求参数
【例11】(23-24高一上·上海长宁·期中)已知条件:,条件:,若是的必要条件,则实数的取值范围为 .
【变式11-1】(多选)(23-24高一上·安徽蚌埠·期末)若不等式成立的必要条件是,则实数的取值可以是( )
A. B. C.0 D.1
【变式11-2】(24-25高一上·上海·课堂例题)已知集合或,,若“”是“”的必要条件,求实数的取值范围.
【考点题型十二】全称量词与存在量词
【例12】(23-24高一上·新疆克孜勒苏·期末)命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【变式12-1】(23-24高一上·贵州毕节·期末)已知命题:是素数,则为( )
A.不是素数 B.不是素数
C.不是素数 D.不是素数
【变式12-2】(23-24高一上·安徽宣城·期末)若命题“,使”是真命题,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式12-3】(23-24高一上·河南开封·期末)若命题:“,”为假命题,则实数的取值范围为 .
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