内容正文:
第1课时 并集与交集
第一章 集合与常用逻辑用语
1.3 集合的基本运算
整体感知
[学习目标] 1.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集和交集.(数学运算)
2.能使用Venn图表示集合的关系及运算.(直观想象)
第1课时 并集与交集
第1课时 并集与交集
[讨论交流] 预习教材P10-P12,并思考以下问题:
问题1.两个集合的并集与交集的含义是什么?
问题2.如何用Venn图表示集合的并集和交集?
问题3.并集和交集有哪些性质?
[自我感知] 经过认真预习,结合你对本节课的理解和认识,请画出本节课的知识逻辑体系.
整体感知
探究建构
应用迁移
课时分层作业
第1课时 并集与交集
整体感知
探究建构
应用迁移
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第1课时 并集与交集
探究1 并集
探究问题1 观察集合A={0,1,2},B={2,3,4},C={0,1,2,3,4},回答下面的问题:
(1)集合A中的元素与集合C中的元素有什么关系?集合B中的元素呢?
(2)集合C中的元素与集合A中的元素和集合B中的元素有什么关系?
探究建构
第1课时 并集与交集
第1课时 并集与交集
提示:(1)集合A中的元素都属于集合C,集合B中的元素也都属于集合C.
(2)集合C中的元素是由集合A和B中的所有元素组成.
整体感知
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第1课时 并集与交集
[新知生成]
文字语言 一般地,由所有属于集合A__属于集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的____,记作______(读作“______”)
符号语言 A∪B=__________________
图形语言
性质 A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪∅=A
或
并集
A∪B
A并B
{x|x∈A,或x∈B}
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第1课时 并集与交集
【教用·微提醒】 并集符号语言中的“或”包含三种情况:①x∈A且x∉B;②x∈A且x∈B;③x∉A且x∈B.如图所示.
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第1课时 并集与交集
【链接·教材例题】
例1 设A={4,5,6,8},B={3,5,7,8},求A∪B.
解:A∪B={4,5,6,8}∪{3,5,7,8}
={3,4,5,6,7,8}.
例2 设集合A={x|-1<x<2},集合B={x|1<x<3},求A∪B.
解:A∪B={x|-1<x<2}∪{x|1<x<3}={x|-1<x<3}.
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第1课时 并集与交集
[典例讲评] 1.(1)已知集合M={x|x为小于6的质数},N={1,3,5},则M∪N=( )
A.{1,3,5} B.{3,5}
C.{2,3,5} D.{1,2,3,5}
(2)若集合A={x|-2<x≤3},B={x|x≤-2,或x>4},则集合A∪B等于( )
A.{x|x≤3 或x>4} B.{x|-1<x≤3}
C.{x|3≤x<4} D.{x|-2≤x<-1}
√
√
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第1课时 并集与交集
(1)D (2)A [(1)由题意可知M={2,3,5},
所以M∪N={1,2,3,5}.故选D.
(2)利用数轴如图所示,则A∪B={x|x≤3,或x>4}.
故选A.]
反思领悟 求集合并集的2种基本方法
(1)直接法: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.
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第1课时 并集与交集
[学以致用] 1.(1)若集合M={x|-1<x<3},N={x|x≥1},则集合M∪N=( )
A.{x|x>-1} B.{x|-1<x<3}
C.{x|1≤x<3} D.R
(2)已知集合A={-1,0,1},则满足A∪B={-1,0,1,2,3}的集合B可能是( )
A.{-1,2} B.{-1,0,1,3}
C.{-1,0,1} D.{0,2,3}
√
√
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第1课时 并集与交集
(1)A (2)D [(1)因为M={x|-1<x<3},N={x|x≥1},所以M∪N={x|x>-1}.故选A.
(2){-1,0,1}∪{0,2,3}={-1,0,1,2,3},故D符合题意.]
探究2 交集
探究问题2 观察集合A={0,1,2},B={2,3,4},D={2},思考下面的问题:
(1)集合A与集合B有公共元素吗?它们组成的集合是什么?
(2)集合D中的元素与集合A,B中的元素有什么关系?
提示:(1)有公共元素,组成的集合是{2}.
(2)集合D的所有元素既属于A,又属于B.
探究问题3 若A={1,2,3},B={4,5},则A∩B存在吗?
提示:存在.A∩B=∅.
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第1课时 并集与交集
[新知生成]
文字语言 一般地,由所有属于集合A__属于集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的交集,记作______(读作“______”)
符号语言 A∩B=________________________
图形语言
性质 A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩∅=∅
且
A∩B
A交B
{x|x∈A,且x∈B}
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第1课时 并集与交集
【教用·微提醒】 如果两个集合A,B没有公共元素,不能说两个集合没有交集,而是A∩B=∅.
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第1课时 并集与交集
【链接·教材例题】
例3 立德中学开运动会,设
A={x|x是立德中学高一年级参加百米赛跑的同学},
B={x|x是立德中学高一年级参加跳高比赛的同学},
求A∩B.
解:A∩B就是立德中学高一年级中那些既参加百米赛跑又参加跳高比赛的同学组成的集合.所以,
A∩B={x|x是立德中学高一年级既参加百米赛跑又参加跳高比赛的同学}.
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第1课时 并集与交集
例4 设平面内直线l1上点的集合为L1,直线l2上点的集合为L2,试用集合的运算表示l1,l2的位置关系.
解:平面内直线l1,l2可能有三种位置关系,即相交于一点、平行或重合.
(1)直线l1,l2相交于一点P可表示为
L1∩L2={点P};
(2)直线l1,l2平行可表示为
L1∩L2=∅;
(3)直线l1,l2重合可表示为
L1∩L2=L1=L2.
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第1课时 并集与交集
[典例讲评] 2.(1)已知集合A={-3,-1,0,1},集合B={x|-2<x<2,x∈Z},则A∩B=( )
A.{-1} B.{-1,0,1}
C.{0,1,2} D.{-1,0}
(2)(2023·北京高考)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}
√
√
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第1课时 并集与交集
(1)B (2)A [(1)因为A={-3,-1,0,1},B={x|-2<x<2,x∈Z}={-1,0,1},因此,A∩B={-1,0,1}.故选B.
(2)由题意,M={x|x≥-2},N={x|x<1},
∴M∩N={x|-2≤x<1}.故选A.]
反思领悟 求两个集合的交集的方法
(1)直接法:对于元素个数有限的集合,逐个挑出两个集合的公共元素即可.
(2)数形结合法:对于元素个数无限的集合,一般借助数轴求交集,两个集合的交集等于两个集合在数轴上的相应图形所覆盖的公共范围,要注意端点值的取舍.
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第1课时 并集与交集
[学以致用] 2.(1)设集合A={x|-2<x<4},B={2,3,4,5},则A∩B=( )
A.{2} B.{2,3}
C.{3,4} D.{2,3,4}
(2)已知A={(x,y)|x+y=0},B={(x,y)|x-y=0},则A∩B=________.
(1)B (2){(0,0)} [(1)由题设知A∩B={2,3}.故选B.
(2)由得故A∩B={(0,0)}.]
√
{(0,0)}
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第1课时 并集与交集
探究3 集合交、并集运算的性质及综合应用
探究问题4 若A⊆B,则A∩B=________;若A=B,则A∩B=A∪B成立吗?反之呢?
提示:A 成立 成立
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第1课时 并集与交集
[新知生成]
(1)A∪B=A⇔B⊆A;
(2)A∩B=A⇔A⊆B;
(3)(A∩B)⊆(A∪B),(A∩B)⊆A,(A∩B)⊆B;
(4)A∩B=A∪B⇔A=B.
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第1课时 并集与交集
[典例讲评] 3.已知集合A={x|2<x<4},B={x|a<x<3a(a>0)}.
(1)若A∪B=B,求a的取值范围;
(2)若A∩B=∅,求a的取值范围;
(3)若A∩B={x|3<x<4},求a的值.
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第1课时 并集与交集
[解] (1)因为A∪B=B,所以A⊆B,
观察数轴可知,
解得≤a≤2,
所以a的取值范围是.
(2)A∩B=∅有两类情况:B在A的左边和B在A的右边,如图.
观察数轴可知,a≥4或3a≤2,又a>0,
所以a的取值范围是.
(3)画出数轴如图,
观察图形可知即a=3.
【教用·备选题】 (1)已知M={2,a2-3a+5,5},N={1,a2-6a+10,3},M∩N={2,3},则a的值是( )
A.1或2 B.2或4
C.2 D.1
(2)已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-2x+a-1=0},若A∩B=B,则a的取值范围为________.
√
{a|a≥2}
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课时分层作业
第1课时 并集与交集
(1)C (2){a|a≥2} [(1)∵M∩N={2,3},∴a2-3a+5=3,∴a=1或2.当a=1时,N={1,5,3},M={2,3,5},不符合题意;当a=2时,N={1,2,3},M={2,3,5},符合题意.
(2)由题意,得A={1,2}.
∵A∩B=B,∴B⊆A,
∴当B=∅时,Δ=(-2)2-4(a-1)<0,解得a>2;
当1∈B时,1-2+a-1=0,解得a=2,且此时B={1},符合题意;
当2∈B时,4-4+a-1=0,解得a=1,此时B={0,2},不符合题意.
综上所述,a的取值范围是{a|a≥2}.]
反思领悟 利用集合交集、并集的性质解题的依据及注意点
(1)依据:A∩B=A⇔A⊆B,A∪B=B⇔A⊆B等,解答时应灵活处理.
(2)注意点:当集合B⊆A时,如果集合B不确定,运算时一定要考虑B=∅的情况,否则易漏解.
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第1课时 并集与交集
[学以致用] 3.已知集合A={x|x≤-3或x≥1},B={x|a<x<4},若A∪B=R,则实数a的取值范围是________;若 A∩B=B,则实数a的取值范围是________.
a≤-3 a≥1 [若A∪B=R,利用数轴(图略),得a≤-3.
若 A∩B=B,则B⊆A.
当a≥4时,集合B为空集,满足题意;
当a<4时,若要满足A∩B=B,必有a≥1.
综上,实数a的取值范围是a≥1.]
a≤-3
a≥1
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第1课时 并集与交集
1.(2024·天津高考)集合A={1,2,3,4},B={2,3,4,5},则A∩B=( )
A.{1,2,3,4} B.{2,3,4}
C.{2,4} D.{1}
应用迁移
√
2
3
题号
4
1
B [因为集合A={1,2,3,4},B={2,3,4,5},
所以A∩B={2,3,4}.故选B.]
第1课时 并集与交集
第1课时 并集与交集
2.已知集合A={x|-1<x<1},B={x|0≤x≤2},则A∪B=( )
A.{x|0≤x<1} B.{x|-1<x≤2}
C.{x|1<x<2} D.{x|0<x≤2}
2
3
题号
4
1
√
B [如图所示:
∴A∪B={x|-1<x≤2}.故选B.]
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课时分层作业
第1课时 并集与交集
3.若集合A={x|x≤2},B={x|x≥a},且满足A∩B={2},则实数a=________.
2
3
题号
4
1
2 [当a>2时,A∩B=∅;
当a<2时,A∩B={x|a≤x≤2};
当a=2时,A∩B={2}.综上,a=2.]
2
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第1课时 并集与交集
4.已知集合A={x|x-a>0},B={x|2-x<0},且A∪B=B,则实数a满足的条件是________.
2
3
题号
4
1
{a|a≥2} [∵A={x|x>a},B={x|x>2},
又A∪B=B,∴A⊆B.
∴a≥2.]
{a|a≥2}
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第1课时 并集与交集
1.知识链:(1)并集的概念及运算;
(2)交集的概念及运算;
(3)根据集合间的运算求参数范围.
2.方法链:图示法、数形结合、分类讨论.
3.警示牌:在根据运算求参数范围时,注意不要遗漏空集的情况.
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第1课时 并集与交集
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.集合A,B的交集和并集的定义分别是什么?
[提示] A∩B={x|x∈A,且x∈B},A∪B={x|x∈A,或x∈B}.
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第1课时 并集与交集
2.集合A∪B=A可以得出A与B存在怎样的关系?A∩B=A呢?
[提示] A∪B=A⇒B⊆A;A∩B=A⇒A⊆B.
3.A∩∅=∅吗?A∪∅呢?
[提示] A∩∅=∅,A∪∅=A.
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第1课时 并集与交集
课时分层作业(四) 并集与交集
一、选择题
1.已知集合A={x|x<2},B={x|-1≤x≤3},则A∪B=( )
A.{x|x≤3} B.{x|x≥-1}
C.{x|-1≤x<2} D.{x|-1≤x≤3}
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
A [因为集合A={x|x<2},B={x|-1≤x≤3},
所以A∪B={x|x≤3}.故选A.]
第1课时 并集与交集
第1课时 并集与交集
2.设集合A={0,1},B={1,2},C={1,2,3},则(A∪B)∩C=
( )
A.{1,2} B.{0,1,2}
C.{1} D.{1,2,3}
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
A [由集合A={0,1},B={1,2},C={1,2,3},
可得A∪B={0,1,2},所以(A∪B)∩C={1,2}.
故选A.]
整体感知
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第1课时 并集与交集
3.集合M={a,b},N={a+1,3},a,b为实数,若M∩N={2},则M∪N=( )
A.{0,1,2} B.{0,1,3}
C.{0,2,3} D.{1,2,3}
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
整体感知
探究建构
应用迁移
课时分层作业
第1课时 并集与交集
D [因为M∩N={2},所以2∈M,2∈N,
又因为N={a+1,3},
所以a+1=2,解得a=1,
所以M={a,b}={1,b},所以b=2,
所以M={1,2},N={2,3},所以M∪N={1,2,3}.故选D.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
4.(多选)满足{1,3}∪A={1,3,5}的集合A可能是( )
A.{5} B.{1,5}
C.{3} D.{1,3,5}
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
√
√
ABD [由{1,3}∪A={1,3,5},知A⊆{1,3,5},且A中至少有1个元素5.
所以A={5},或A={1,5},或A={3,5},或A={1,3,5}.
故选ABD.]
整体感知
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第1课时 并集与交集
5.(多选)已知集合M={1,2,3,4},N={-2,2},下列结论不成立的是( )
A.NM B.M∪N=M
C.M∩N=N D.M∩N={2}
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
√
√
ABC [因为-2∉M,所以A错误;
由题意可知:M∪N={1,2,3,4,-2}≠M,所以B错误;
易知M∩N={2},故C错误,D正确.故选ABC.]
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第1课时 并集与交集
二、填空题
6.若集合A={x|-1<x<5},B={x|x≤1,或x≥4},则A∪B=________,A∩B=________________________.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
R {x|-1<x≤1,或4≤x<5} [借助数轴可知:
A∪B=R,A∩B={x|-1<x≤1,或4≤x<5}.]
R
{x|-1<x≤1,或4≤x<5}
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第1课时 并集与交集
7.已知集合A={x|x≥2},B={x|x≥m},且A∪B=A,则实数m的取值范围是________.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
m≥2 [因为A∪B=A,所以B⊆A,
因为集合A={x|x≥2},B={x|x≥m},
所以实数m的取值范围是m≥2.]
m≥2
整体感知
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第1课时 并集与交集
8.已知集合A={(x,y)|x,y∈N*,y≥x},B={(x,y)|x+y=8},则A∩B中元素的个数为________.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
4 [由题意,A∩B的元素是x+y=8上满足x,y∈N*且y≥x的点,故点(1,7),(2,6),(3,5),(4,4)是A∩B中的4个元素.]
4
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第1课时 并集与交集
三、解答题
9.已知集合A={x|x≥3},B={x|1≤x≤7},C={x|x≥a-1}.
(1)求A∩B,A∪B;
(2)若C∪A=A,求实数a的取值范围.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
整体感知
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应用迁移
课时分层作业
第1课时 并集与交集
[解] (1)因为A={x|x≥3},
B={x|1≤x≤7},
所以A∩B={x|3≤x≤7},
A∪B={x|x≥1}.
(2)因为C∪A=A,A={x|x≥3},
C={x|x≥a-1},
所以C⊆A,所以a-1≥3,即a≥4.
所以实数a的取值范围是{a|a≥4}.
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
10.集合A={-2,-1,0,1,2},B={2k|k∈A},则A∩B=( )
A.{0} B.{0,2}
C.{-2,0} D.{-2,0,2}
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
D [因为集合A={-2,-1,0,1,2},B={2k|k∈A},
所以B={-4,-2,0,2,4},则A∩B={-2,0,2}.故选D.]
整体感知
探究建构
应用迁移
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第1课时 并集与交集
11.(2021·全国乙卷)已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T=( )
A.∅ B.S
C.T D.Z
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
√
整体感知
探究建构
应用迁移
课时分层作业
第1课时 并集与交集
C [法一:在集合T中,令n=k(k∈Z),则t=4n+1=2·(2k)+1(k∈Z),而集合S中,s=2n+1(n∈Z),所以必有T⊆S,所以T∩S=T,故选C.
法二:S={…,-3,-1,1,3,5,…},T={…,-3,1,5,…},观察可知T⊆S,所以T∩S=T.故选C.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
12.(多选)若集合M⊆N,则下列结论正确的是( )
A.M∩N=N B.M∪N=N
C.(M∪N)⊆N D.N⊆(M∩N)
题号
1
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√
√
BC [∵M⊆N,∴M∩N=M,M∪N=N,
(M∩N)⊆N,(M∪N)⊆N.
故选BC.]
整体感知
探究建构
应用迁移
课时分层作业
第1课时 并集与交集
13.已知集合M={x|-2≤x-1≤2},N={x|x=2k-1,k∈N*},Venn图如图所示,则阴影部分所表示的集合的元素共有________个.
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2 [集合M={x|-1≤x≤3},集合N是全体正奇数组成的集合,则阴影部分所表示的集合为M∩N={1,3},即阴影部分所表示的集合共有2个元素.]
2
整体感知
探究建构
应用迁移
课时分层作业
第1课时 并集与交集
14.集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2+2(a+1)x+a2-5=0}.
(1)若A∩B={2},写出集合B的真子集;
(2)若A∪B=A,求实数a的取值范围.
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整体感知
探究建构
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课时分层作业
第1课时 并集与交集
[解] (1)由题知,A={1,2},若A∩B={2},
则2∈B,1∉B,
所以22+4(a+1)+a2-5=0,12+2(a+1)+a2-5≠0,
解得a=-1或-3,
当a=-1时,B={x|x2-4=0}={-2,2},
所以集合B的真子集为:∅,{2},{-2};
当a=-3时,B={x|x2-4x+4=0}={2},
所以集合B的真子集为:∅.
综上,当a=-1时,集合B的真子集为:∅,{2},{-2};当a=-3时,集合B的真子集为:∅.
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(2)对于集合B中的方程,Δ=4(a+1)2-4(a2-5)=8(a+3),
因为A∪B=A,所以B⊆A,
当Δ=8(a+3)<0,即a<-3时,此时B=∅,显然满足条件;
当Δ=8(a+3)=0,即a=-3时,此时B={2},满足条件;
当Δ=8(a+3)>0,即a>-3时,当B=A={1,2}才能满足条件,
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由根与系数的关系知,
即无解.
故实数a的取值范围是{a|a≤-3}.
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15.某网店统计了连续三天售出商品的种类情况:第一天售出19种商品,第二天售出13种商品,第三天售出18种商品;前两天都售出的商品有3种,后两天都售出的商品有4种.则该网店
(1)第一天售出但第二天未售出的商品有______种;
(2)这三天售出的商品最少有________种.
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29
整体感知
探究建构
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课时分层作业
第1课时 并集与交集
(1)16 (2)29 [设三天都售出的商品有x种,第一天售出,第二天未售出,且第三天售出的商品有y种,则三天售出商品的种类关系如图所示.
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由图可知:(1)第一天售出但第二天未售出的商品有19-(3-x)-x=16(种).
(2)这三天售出的商品有(16-y)+y+x+(3-x)+(6+x)+(4-x)+(14-y)=43-y(种).
由于所以0≤y≤14.
所以(43-y)min=43-14=29.]
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