2025届高考数学一轮复习讲义与课件——集合与常用逻辑用语、不等式之集合

2024-11-02
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2025届高考数学一轮复习教案讲义(原卷版)——集合与常用逻辑用语、不等式之集合 【知识梳理】 1.元素与集合 (1)集合中元素的三个特性:确定性、 、无序性. (2)元素与集合的关系是 或不属于,表示符号分别为∈和∉. (3)集合的三种表示方法: 、 、图示法. (4)常用数集及记法 名称 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集 记法 2.集合间的基本关系 (1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的 ,就称集合A为集合B的子集.记作A ⊆B(或B ⊇A). (2)真子集:如果集合A⊆B,但 元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的 ,记作AB(或BA). (3)相等:若A⊆B,且 ,则A=B. (4)空集的性质:∅是任何集合的子集,是任何 集合的真子集. 3.集合的基本运算 集合的并集 集合的交集 集合的补集 符号表示 A∪B A∩B 若全集为U,则集合A的补集为∁UA 图形表示 集合表示 {x|x∈A,或x∈B} {x|x∈U,且x∉A} 4.集合的运算性质 (1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A. (2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A. (3)A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=U,∁U(∁UA)=A. [常用结论] 1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个. 2.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB. 3.∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB). 【诊断自测】 1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)任何一个集合都至少有两个子集.(  ) (2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(  ) (3)若1∈{x2,x},则x=-1或1.(  ) (4)对于任意两个集合A,B,(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.(  ) 2. (必修一P13T1改编)已知U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5},B={1,3,5,7},则A∩(∁UB)=________. 3.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m的值为________. 4.(必修一P9T5改编)已知集合A={x|0<x<a},B={x|1<x<2},若B⊆A,则实数a的取值范围是________. 考点一 集合的基本概念 例1 (1)(2023·南充模拟)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤,x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为(  ) A.4 B.5 C.8 D.9 (2)(2024·邵阳质检)已知a,b∈R,若={a2,a+b,0},则a2 024+b2 024的值为(  ) A.-1 B.0 C.1 D.±1 方法总结 1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件,从而准确把握集合的含义. 2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性. 训练1 (1)(2023·石家庄联考)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},集合B={(x,y)|y=|x|-1},则集合A∩B的真子集的个数为(  ) A.3 B.4 C.7 D.8 (2)已知集合A={1,a-2,a2-a-1},若-1∈A,则实数a的值为(  ) A.1 B.1或0 C.0 D.-1或0 考点二 集合间的基本关系 例2 (1)已知集合A={x∈Z|y=log5(x+1)},B={x∈Z|x2-x-2<0},则(  ) A.A∩B=A B.A∪B=B C.BA D.AB (2)已知集合A=,B=.若B⊆A,则实数a的取值范围是________. 方法总结 1.若B⊆A,应分B=∅和B≠∅两种情况讨论. 2.已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而求得参数范围.注意合理利用数轴、Venn图帮助分析及对参数进行讨论.求得参数后,一定要把端点值代入进行验证,否则易增解或漏解. 训练2 (1)已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x∈N|x2-6x<0},则满足AC⊆B的集合C的个数为(  ) A.4 B.6 C.7 D.8 (2)(2023·新高考Ⅱ卷)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则 a=(  ) A.2 B.1 C. D.-1 考点三 集合的运算 例3 (1)(2023·新高考Ⅰ卷)已知集合M={-2,-1,0,1,2},N={x|x2-x-6≥0},则M∩N=(  ) A.{-2,-1,0,1} B.{0,1,2} C.{-2} D.{2} (2)(2023·全国乙卷)设集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},则{x|x≥2}=(  ) A.∁U(M∪N) B.N∪∁UM C.∁U(M∩N) D.M∪∁UN (3)(2021·全国甲卷改编)设集合M={x|0<x<4},N=,且M∩N=N,则a的取值范围为(  ) A.a≤ B.a>4 C.a≤4 D.a> 方法总结 1.进行集合运算时,首先看集合能否化简,能化简的先化简,再研究其关系并进行运算. 2.对于集合的交、并、补运算,如果集合中的元素是离散的,可用Venn图表示;如果集合中的元素是连续的,可用数轴表示,此时要注意端点的情况. 训练3 (1)(2023·全国乙卷)设全集U={0,1,2,4,6,8},集合M={0,4,6},N={0,1,6},则M∪∁UN=(  ) A.{0,2,4,6,8} B.{0,1,4,6,8} C.{1,2,4,6,8} D.U (2)若全集U={-2,-1,0,1,2},A={-2,2},B={x|x2-1=0},则图中阴影部分所表示的集合为(  ) A.{-1,0,1} B.{-1,0} C.{-1,1} D.{0} (3)(2023·驻马店模拟)已知集合A={x|(x-1)(x-4)<0},B={x|x>a},若A∪B={x|x>1},则a的取值范围是(  ) A.[1,4) B.(1,4) C.[4,+∞) D.(4,+∞) 在部分有限集中,我们经常遇到元素个数的问题,常用Venn图表示两个集合的交、并、补集,借助于Venn图解决集合问题,直观简捷,事半功倍.用Card表示有限集中元素的个数,即Card(A)表示有限集A的元素个数. 例 (2020·新高考Ⅰ卷)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是(  ) A.62% B.56% C.46% D.42% 训练 (2024·西安调研)某学校举办运动会,比赛项目包括田径、游泳、球类,经统计高一年级有57人参加田径比赛,有11人参加游泳比赛,有62人参加球类比赛.参加球类比赛的同学中有14人参加田径比赛,有4人参加游泳比赛;同时参加田径比赛和游泳比赛的有8人;同时参加三项比赛的有2人.则高一年级参加比赛的同学的人数为________. 【习题演练】 1.(2023·上海卷)已知集合P={1,2},Q={2,3},若M={x|x∈P,且x∉Q},则M=(  ) A.{1} B.{2} C.{1,2} D.{1,2,3} 2.(2022·新高考Ⅱ卷)已知集合A={-1,1,2,4},B={x||x-1|≤1},则A∩B=(  ) A.{-1,2} B.{1,2} C.{1,4} D.{-1,4} 3.设集合A={x|log2(x-1)<2},B={x|x<5},则(  ) A.A=B B.B⊆A C.A⊆B D.A∩B=∅ 4.(2023·全国甲卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,4},N={2,5},则N∪∁UM=(  ) A.{2,3,5} B.{1,3,4} C.{1,2,4,5} D.{2,3,4,5} 5.(2024·临汾模拟)已知集合A={x|ln x≤1},B={x||2x+1|≤3},则A∪B=(  ) A.{x|-2≤x≤1} B.{x|-2≤x≤e} C.{x|x≤1} D.{x|x≤e} 6.(2024·湖北部分学校联考)设集合M=,N=,则集合M∩N的真子集个数为(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 7.(2023·盐城模拟)已知集合A={0,1,2},B=,且B⊆A,则实数x=(  ) A. B.1 C.或1 D.0 8.(2023·洛阳模拟)设集合A={x|-2≤x≤1},B={x|2x2+(a-4)x-2a≤0},且A∩B={x|-1≤x≤1},则a=(  ) A.1 B.-1 C.2 D.-2 9.若全集U=R,A={x|-1≤x≤6},B={x|0<x≤8},则图中阴影部分所表示的集合为________. 10.(2024·郑州质检)设集合A={x|x≤3},B={x|x2-6x+5≤0},则A∩B=________. 11.(2023·青岛调研)设A,B,C是非空集合,定义A·B·C={x|x∈A,且x∈B,且x∈C}.已知A={x|y=},B={y|y=3x+1},C={x|log2x<3},则A·B·C=________. 12.已知集合A={x|y=lg(a-x)},B={x|1<x<2},且(∁RB)∪A=R,则实数a的取值范围是________. 13.(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},则∁U(M∪N)=(  ) A.{x|x=3k,k∈Z} B.{x|x=3k-1,k∈Z} C.{x|x=3k-2,k∈Z} D.∅ 14.(多选)已知全集U={x∈N|log2x<3},A={1,2,3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则集合B可能为(  ) A.{2,3,4} B.{3,4,5} C.{4,5,6} D.{3,5,6} 15.已知集合A={x|1<x<3},B={x|2m<x<1-m},若A∩B=∅,则实数m的取值范围是________. 16.已知集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},且A∪B=A,则m的值可能是________. 第 54 页 学科网(北京)股份有限公司 $$ 2025届高考数学一轮复习教案讲义(解析版)——集合与常用逻辑用语、不等式之集合 【知识梳理】 1.元素与集合 (1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性. (2)元素与集合的关系是属于或不属于,表示符号分别为∈和∉. (3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法. (4)常用数集及记法 名称 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集 记法 N N*或N+ Z Q R 2.集合间的基本关系 (1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集.记作A ⊆B(或B ⊇A). (2)真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作AB(或BA). (3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B. (4)空集的性质:∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集. 3.集合的基本运算 集合的并集 集合的交集 集合的补集 符号表示 A∪B A∩B 若全集为U,则集合A的补集为∁UA 图形表示 集合表示 {x|x∈A,或x∈B} {x|x∈A,且x∈B} {x|x∈U,且x∉A} 4.集合的运算性质 (1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A. (2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A. (3)A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=U,∁U(∁UA)=A. [常用结论与微点提醒] 1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个. 2.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB. 3.∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB). 【诊断自测】 1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)任何一个集合都至少有两个子集.(  ) (2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(  ) (3)若1∈{x2,x},则x=-1或1.(  ) (4)对于任意两个集合A,B,(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.(  ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ 解析 (1)错误.空集只有一个子集. (2)错误.{x|y=x2+1}=R,{y|y=x2+1}=[1,+∞),{(x,y)|y=x2+1}是抛物线 y=x2+1上的点集. (3)错误.当x=1时,不满足集合中元素的互异性. 2. (必修一P13T1改编)已知U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5},B={1,3,5,7},则A∩(∁UB)=________. 答案 {2,4} 解析 易知∁UB={2,4,6},故A∩(∁UB)={2,4}. 3.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m的值为________. 答案 - 解析 当m+2=3时,m=1, 此时,m+2=2m2+m=3,故舍去; 当2m2+m=3时,解得m=-(m=1舍去). 4.(必修一P9T5改编)已知集合A={x|0<x<a},B={x|1<x<2},若B⊆A,则实数a的取值范围是________. 答案 [2,+∞) 解析 由图可知a≥2. 考点一 集合的基本概念 例1 (1)(2023·南充模拟)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤,x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为(  ) A.4 B.5 C.8 D.9 答案 B 解析 因为x2+y2≤,x∈Z, 所以x可取-1,0,1. 当x=-1时,得y=0; 当x=0时,得y=-1,0或1; 当x=1时,得y=0. 所以A={(-1,0),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,0)},共有5个元素. (2)(2024·邵阳质检)已知a,b∈R,若={a2,a+b,0},则a2 024+b2 024的值为(  ) A.-1 B.0 C.1 D.±1 答案 C 解析 由集合相等可知0∈,且a≠0,则=0, 所以b=0,所以a2=1,解得a=1或a=-1. 根据集合中元素的互异性可知a=1应舍去, 因此a=-1, 所以a2 024+b2 024=(-1)2 024+02 024=1. 方法总结 1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件,从而准确把握集合的含义. 2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性. 训练1 (1)(2023·石家庄联考)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},集合B={(x,y)|y=|x|-1},则集合A∩B的真子集的个数为(  ) A.3 B.4 C.7 D.8 答案 C 解析 结合图象可知,集合A∩B有3个元素,所以集合A∩B的真子集的个数为23-1=7. (2)已知集合A={1,a-2,a2-a-1},若-1∈A,则实数a的值为(  ) A.1 B.1或0 C.0 D.-1或0 答案 C 解析 ∵-1∈A, 若a-2=-1,即a=1时,A={1,-1,-1},不符合集合元素的互异性; 若a2-a-1=-1,即a=1(舍去)或a=0时,A={1,-2,-1},故a=0. 考点二 集合间的基本关系 例2 (1)已知集合A={x∈Z|y=log5(x+1)},B={x∈Z|x2-x-2<0},则(  ) A.A∩B=A B.A∪B=B C.BA D.AB 答案 C 解析 由x+1>0,得x>-1, ∴A={x∈Z|x>-1}={0,1,2,3,…}. 由x2-x-2<0,得-1<x<2, ∴B={0,1},∴A∩B=B,A∪B=A,BA. (2)已知集合A=,B=.若B⊆A,则实数a的取值范围是________. 答案 [0,+∞) 解析 由<,得-<x-<, 解得0<x<,即A=. 当a≥时,B=∅,满足B⊆A; 当a<时,因为B⊆A,所以0≤a<. 综上,实数a的取值范围是[0,+∞). 方法总结 1.若B⊆A,应分B=∅和B≠∅两种情况讨论. 2.已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而求得参数范围.注意合理利用数轴、Venn图帮助分析及对参数进行讨论.求得参数后,一定要把端点值代入进行验证,否则易增解或漏解. 训练2 (1)已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x∈N|x2-6x<0},则满足AC⊆B的集合C的个数为(  ) A.4 B.6 C.7 D.8 答案 C 解析 ∵A={1,2},B={1,2,3,4,5},且AC⊆B, ∴集合C的所有可能为{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5},共7个. (2)(2023·新高考Ⅱ卷)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则 a=(  ) A.2 B.1 C. D.-1 答案 B 解析 依题意,有a-2=0或2a-2=0. 当a-2=0时,解得a=2, 此时A={0,-2},B={1,0,2},不满足A⊆B; 当2a-2=0时,解得a=1, 此时A={0,-1},B={-1,0,1},满足A⊆B. 所以a=1,故选B. 考点三 集合的运算 例3 (1)(2023·新高考Ⅰ卷)已知集合M={-2,-1,0,1,2},N={x|x2-x-6≥0},则M∩N=(  ) A.{-2,-1,0,1} B.{0,1,2} C.{-2} D.{2} 答案 C 解析 因为N={x|x2-x-6≥0}={x|x≥3,或x≤-2},所以M∩N={-2},故选C. (2)(2023·全国乙卷)设集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},则{x|x≥2}=(  ) A.∁U(M∪N) B.N∪∁UM C.∁U(M∩N) D.M∪∁UN 答案 A 解析 因为M∪N={x|x<2}, 所以∁U(M∪N)={x|x≥2},故选A. (3)(2021·全国甲卷改编)设集合M={x|0<x<4},N=,且M∩N=N,则a的取值范围为(  ) A.a≤ B.a>4 C.a≤4 D.a> 答案 C 解析 由M∩N=N,∴M⊇N. 当N=∅时,即a≤成立; 当N≠∅时,借助数轴易知<a≤4. 综上,a≤4. 感悟提升 1.进行集合运算时,首先看集合能否化简,能化简的先化简,再研究其关系并进行运算. 2.对于集合的交、并、补运算,如果集合中的元素是离散的,可用Venn图表示;如果集合中的元素是连续的,可用数轴表示,此时要注意端点的情况. 训练3 (1)(2023·全国乙卷)设全集U={0,1,2,4,6,8},集合M={0,4,6},N={0,1,6},则M∪∁UN=(  ) A.{0,2,4,6,8} B.{0,1,4,6,8} C.{1,2,4,6,8} D.U 答案 A 解析 由题意知,∁UN={2,4,8}, 所以M∪∁UN={0,2,4,6,8}. (2)若全集U={-2,-1,0,1,2},A={-2,2},B={x|x2-1=0},则图中阴影部分所表示的集合为(  ) A.{-1,0,1} B.{-1,0} C.{-1,1} D.{0} 答案 D 解析 B={x|x2-1=0}={-1,1},阴影部分所表示的集合为∁U(A∪B). 又A∪B={-2,-1,1,2},全集U={-2,-1,0,1,2}, 所以∁U(A∪B)={0}. (3)(2023·驻马店模拟)已知集合A={x|(x-1)(x-4)<0},B={x|x>a},若A∪B={x|x>1},则a的取值范围是(  ) A.[1,4) B.(1,4) C.[4,+∞) D.(4,+∞) 答案 A 解析 由题意可得A={x|1<x<4}, 因为A∪B={x|x>1},所以1≤a<4. 在部分有限集中,我们经常遇到元素个数的问题,常用Venn图表示两个集合的交、并、补集,借助于Venn图解决集合问题,直观简捷,事半功倍.用Card表示有限集中元素的个数,即Card(A)表示有限集A的元素个数. 例 (2020·新高考Ⅰ卷)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是(  ) A.62% B.56% C.46% D.42% 答案 C 解析 用Venn图表示该中学喜欢足球和游泳的学生所占比例之间的关系如图, 设既喜欢足球又喜欢游泳的学生占该中学学生总数的比例为x, 则(60%-x)+(82%-x)+x=96%, 解得x=46%. 训练 (2024·西安调研)某学校举办运动会,比赛项目包括田径、游泳、球类,经统计高一年级有57人参加田径比赛,有11人参加游泳比赛,有62人参加球类比赛.参加球类比赛的同学中有14人参加田径比赛,有4人参加游泳比赛;同时参加田径比赛和游泳比赛的有8人;同时参加三项比赛的有2人.则高一年级参加比赛的同学的人数为________. 答案 106 解析 设集合A,B,C分别指参加田径、游泳、球类比赛的学生构成的集合,作出Venn图,如图所示. 由图可知,高一年级参加比赛的同学的人数为46+37+1+12+2+6+2=106. 习题演练 1.(2023·上海卷)已知集合P={1,2},Q={2,3},若M={x|x∈P,且x∉Q},则M=(  ) A.{1} B.{2} C.{1,2} D.{1,2,3} 答案 A 解析 由M={x|x∈P,且x∉Q}知,M={1}. 2.(2022·新高考Ⅱ卷)已知集合A={-1,1,2,4},B={x||x-1|≤1},则A∩B=(  ) A.{-1,2} B.{1,2} C.{1,4} D.{-1,4} 答案 B 解析 由|x-1|≤1,得-1≤x-1≤1, 解得0≤x≤2, 所以B={x|0≤x≤2},所以A∩B={1,2}. 3.设集合A={x|log2(x-1)<2},B={x|x<5},则(  ) A.A=B B.B⊆A C.A⊆B D.A∩B=∅ 答案 C 解析 由log2(x-1)<2得0<x-1<4, 解得1<x<5,则A={x|1<x<5}, 又B={x|x<5},所以A⊆B. 4.(2023·全国甲卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,4},N={2,5},则N∪∁UM=(  ) A.{2,3,5} B.{1,3,4} C.{1,2,4,5} D.{2,3,4,5} 答案 A 解析 由题意知,∁UM={2,3,5}, 又N={2,5},所以N∪∁UM={2,3,5},故选A. 5.(2024·临汾模拟)已知集合A={x|ln x≤1},B={x||2x+1|≤3},则A∪B=(  ) A.{x|-2≤x≤1} B.{x|-2≤x≤e} C.{x|x≤1} D.{x|x≤e} 答案 B 解析 易知ln x≤1的解集为{x|0<x≤e}, 则A={x|0<x≤e}. 由|2x+1|≤3可得-3≤2x+1≤3, 即-2≤x≤1,所以B={x|-2≤x≤1}. 所以A∪B={x|-2≤x≤e}. 6.(2024·湖北部分学校联考)设集合M=,N=,则集合M∩N的真子集个数为(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 C 解析 联立解得或 所以集合M∩N含有2个元素,其真子集的个数为22-1=3. 7.(2023·盐城模拟)已知集合A={0,1,2},B=,且B⊆A,则实数x=(  ) A. B.1 C.或1 D.0 答案 A 解析 因为集合A={0,1,2},B=,B⊆A,所以由集合中元素的互异性及子集的概念可知=2,解得x=. 8.(2023·洛阳模拟)设集合A={x|-2≤x≤1},B={x|2x2+(a-4)x-2a≤0},且A∩B={x|-1≤x≤1},则a=(  ) A.1 B.-1 C.2 D.-2 答案 C 解析 由2x2+(a-4)x-2a≤0, 得(2x+a)(x-2)≤0, 当-=2,即a=-4时,B={2}, 此时A∩B=∅,不符合题意; 当->2,即a<-4时,B=, 此时A∩B=∅,不符合题意; 当-<2,即a>-4时,B=, 因为A={x|-2≤x≤1},A∩B={x|-1≤x≤1}, 所以-=-1,解得a=2. 9.若全集U=R,A={x|-1≤x≤6},B={x|0<x≤8},则图中阴影部分所表示的集合为________. 答案 {x|0<x≤6} 解析 由题图知阴影部分所表示的集合为A∩B={x|0<x≤6}. 10.(2024·郑州质检)设集合A={x|x≤3},B={x|x2-6x+5≤0},则A∩B=________. 答案 [1,3] 解析 由x2-6x+5=(x-1)(x-5)≤0, 解得1≤x≤5,即B=[1,5], 又A={x|x≤3},∴A∩B=[1,3]. 11.(2023·青岛调研)设A,B,C是非空集合,定义A·B·C={x|x∈A,且x∈B,且x∈C}.已知A={x|y=},B={y|y=3x+1},C={x|log2x<3},则A·B·C=________. 答案 (1,8) 解析 因为A={x|y=}={x|x2+4x≥0}={x|x≤-4,或x≥0}, B={y|y=3x+1}={y|y>1}, C={x|log2x<3}={x|0<x<8}, 所以A·B·C=(1,8). 12.已知集合A={x|y=lg(a-x)},B={x|1<x<2},且(∁RB)∪A=R,则实数a的取值范围是________. 答案 [2,+∞) 解析 由已知可得A=(-∞,a), ∁RB=(-∞,1]∪[2,+∞), ∵(∁RB)∪A=R,∴a≥2. 13.(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},则∁U(M∪N)=(  ) A.{x|x=3k,k∈Z} B.{x|x=3k-1,k∈Z} C.{x|x=3k-2,k∈Z} D.∅ 答案 A 解析 集合M∪N表示被3除余1或2的整数集,则它在整数集中的补集是恰好被3整除的整数集,故选A. 14.(多选)已知全集U={x∈N|log2x<3},A={1,2,3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则集合B可能为(  ) A.{2,3,4} B.{3,4,5} C.{4,5,6} D.{3,5,6} 答案 BD 解析 由log2x<3得0<x<23,即0<x<8,于是得全集U={1,2,3,4,5,6,7}, 因为∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则有A∩B={3},3∈B,C不正确; 若B={2,3,4},则A∩B={2,3},∁U(A∩B)={1,4,5,6,7},矛盾,A不正确; 若B={3,4,5},则A∩B={3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},B正确; 若B={3,5,6},则A∩B={3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},D正确. 15.已知集合A={x|1<x<3},B={x|2m<x<1-m},若A∩B=∅,则实数m的取值范围是________. 答案 [0,+∞) 解析 ①当2m≥1-m, 即m≥时,B=∅,符合题意; ②当2m<1-m,即m<时, 因为A∩B=∅,所以1-m≤1或2m≥3, 解得0≤m<. 综上,实数m的取值范围是[0,+∞). 16.已知集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},且A∪B=A,则m的值可能是________. 答案 0,-, 解析 由x2+x-6=0,得x=2或x=-3, 所以A={x|x2+x-6=0}={-3,2}, 因为A∪B=A,所以B⊆A, 当B=∅时,B⊆A成立, 此时方程mx+1=0无解,得m=0; 当B≠∅时,得m≠0, 则集合B={x|mx+1=0}=, 因为B⊆A,所以-=-3或-=2, 解得m=或-, 综上,m=0,或-. 学科网(北京)股份有限公司 $$2025届高考数学一轮复习讲义课件——集合与常用逻辑用语、不等式之集合 知识梳理 1.元素与集合 (1)集合中元素的三个特性:确定性、________、无序性. (2)元素与集合的关系是______或不属于,表示符号分别为∈和∉. (3)集合的三种表示方法:________、________、图示法. 互异性 属于 列举法 描述法 (4)常用数集及记法 名称 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集 记法 ____ ____________ ____ ____ ____ N N*或N+ Z Q R 3 2.集合间的基本关系 (1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的______,就称集合A为集合B的子集.记作A ____B(或B ____A). (2)真子集:如果集合A⊆B,但______元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的________,记作AB(或BA). (3)相等:若A⊆B,且________,则A=B. (4)空集的性质:∅是任何集合的子集,是任何______集合的真子集. 元素 ⊆ ⊇ 存在 真子集 B⊆A 非空 4 3.集合的基本运算   集合的并集 集合的交集 集合的补集 符号表示 A∪B A∩B 若全集为U,则集合A的补集为∁UA 图形表示 集合表示 {x|x∈A,或x∈B} _________________ {x|x∈U,且x∉A} {x|x∈A,且x∈B} 5 4.集合的运算性质 (1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A. (2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A. (3)A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=U,∁U(∁UA)=A. 6 常用结论 1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个. 2.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB. 3.∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB). 诊断自测 1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)任何一个集合都至少有两个子集.(  ) (2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(  ) (3)若1∈{x2,x},则x=-1或1.(  ) (4)对于任意两个集合A,B,(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.(  ) × × × √ 解析 (1)错误.空集只有一个子集. (2)错误.{x|y=x2+1}=R,{y|y=x2+1}=[1,+∞),{(x,y)|y=x2+1}是抛物线y=x2+1上的点集. (3)错误.当x=1时,不满足集合中元素的互异性. 2. (必修一P13T1改编)已知U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5},B={1,3,5,7},则A∩(∁UB)=________. {2,4} 解析 易知∁UB={2,4,6},故A∩(∁UB)={2,4}. 3.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m的值为________. 解析 当m+2=3时,m=1, 此时,m+2=2m2+m=3,故舍去; 4.(必修一P9T5改编)已知集合A={x|0<x<a},B={x|1<x<2},若B⊆A,则实数a的取值范围是__________. [2,+∞) 解析 由图可知a≥2. 考点一 集合的基本概念 B 所以x可取-1,0,1. 当x=-1时,得y=0; 当x=0时,得y=-1,0或1; 当x=1时,得y=0. 所以A={(-1,0),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,0)},共有5个元素. C 所以b=0,所以a2=1, 解得a=1或a=-1. 根据集合中元素的互异性可知a=1应舍去, 因此a=-1, 所以a2 024+b2 024=(-1)2 024+02 024=1. 方法总结 1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件,从而准确把握集合的含义. 2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性. 训练1 (1)(2023·石家庄联考)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},集合B={(x,y)|y=|x|-1},则集合A∩B的真子集的个数为(  ) A.3 B.4 C.7 D.8 C 解析 结合图象可知,集合A∩B有3个元素,所以集合A∩B的真子集的个数为23-1=7. (2)已知集合A={1,a-2,a2-a-1},若-1∈A,则实数a的值为(  ) A.1 B.1或0 C.0 D.-1或0 C 解析 ∵-1∈A, 若a-2=-1,即a=1时,A={1,-1,-1},不符合集合元素的互异性; 若a2-a-1=-1,即a=1(舍去)或a=0时,A={1,-2,-1},故a=0. 考点二 集合间的基本关系 例2 (1)已知集合A={x∈Z|y=log5(x+1)},B={x∈Z|x2-x-2<0},则(  ) A.A∩B=A B.A∪B=B C.BA D.AB C 解析 由x+1>0,得x>-1, ∴A={x∈Z|x>-1}={0,1,2,3,…}. 由x2-x-2<0,得-1<x<2, ∴B={0,1},∴A∩B=B,A∪B=A,BA. [0,+∞) 综上,实数a的取值范围是[0,+∞). 方法总结 1.若B⊆A,应分B=∅和B≠∅两种情况讨论. 2.已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而求得参数范围.注意合理利用数轴、Venn图帮助分析及对参数进行讨论.求得参数后,一定要把端点值代入进行验证,否则易增解或漏解. 训练2 (1)已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x∈N|x2-6x<0},则满足AC⊆B的集合C的个数为(  ) A.4 B.6 C.7 D.8 C 解析 ∵A={1,2},B={1,2,3,4,5},且AC⊆B, ∴集合C的所有可能为{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5},共7个. B 解析 依题意,有a-2=0或2a-2=0. 当a-2=0时,解得a=2, 此时A={0,-2},B={1,0,2},不满足A⊆B; 当2a-2=0时,解得a=1, 此时A={0,-1},B={-1,0,1},满足A⊆B. 所以a=1,故选B. 考点三 集合的运算 例3 (1)(2023·新高考Ⅰ卷)已知集合M={-2,-1,0,1,2},N={x|x2-x-6≥0},则M∩N=(  ) A.{-2,-1,0,1} B.{0,1,2} C.{-2} D.{2} C 解析 因为N={x|x2-x-6≥0}={x|x≥3,或x≤-2}, 所以M∩N={-2},故选C. (2)(2023·全国乙卷)设集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},则{x|x≥2}=(  ) A.∁U(M∪N) B.N∪∁UM C.∁U(M∩N) D.M∪∁UN A 解析 因为M∪N={x|x<2}, 所以∁U(M∪N)={x|x≥2},故选A. C 解析 由M∩N=N,∴M⊇N. 综上,a≤4. 方法总结 1.进行集合运算时,首先看集合能否化简,能化简的先化简,再研究其关系并进行运算. 2.对于集合的交、并、补运算,如果集合中的元素是离散的,可用Venn图表示;如果集合中的元素是连续的,可用数轴表示,此时要注意端点的情况. 训练3 (1)(2023·全国乙卷)设全集U={0,1,2,4,6,8},集合M={0,4,6},N={0,1,6},则M∪∁UN=(  ) A.{0,2,4,6,8} B.{0,1,4,6,8} C.{1,2,4,6,8} D.U A 解析 由题意知,∁UN={2,4,8}, 所以M∪∁UN={0,2,4,6,8}. (2)若全集U={-2,-1,0,1,2},A={-2,2},B={x|x2-1=0},则图中阴影部分所表示的集合为(  ) A.{-1,0,1} B.{-1,0} C.{-1,1} D.{0} D 解析 B={x|x2-1=0}={-1,1},阴影部分所表示的集合为∁U(A∪B). 又A∪B={-2,-1,1,2},全集U={-2,-1,0,1,2}, 所以∁U(A∪B)={0}. (3)(2023·驻马店模拟)已知集合A={x|(x-1)(x-4)<0},B={x|x>a},若A∪B={x|x>1},则a的取值范围是(  ) A.[1,4) B.(1,4) C.[4,+∞) D.(4,+∞) A 解析 由题意可得A={x|1<x<4}, 因为A∪B={x|x>1}, 所以1≤a<4.   Venn图的应用 在部分有限集中,我们经常遇到元素个数的问题,常用Venn图表示两个集合的交、并、补集,借助于Venn图解决集合问题,直观简捷,事半功倍.用Card表示有限集中元素的个数,即Card(A)表示有限集A的元素个数. 例 (2020·新高考Ⅰ卷)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是(  ) A.62% B.56% C.46% D.42% C 解析 用Venn图表示该中学喜欢足球和游泳的学生所占比例之间的关系如图, 设既喜欢足球又喜欢游泳的学生占该中学学生总数的比例为x, 则(60%-x)+(82%-x)+x=96%, 解得x=46%. 训练 (2024·西安调研)某学校举办运动会,比赛项目包括田径、游泳、球类,经统计高一年级有57人参加田径比赛,有11人参加游泳比赛,有62人参加球类比赛.参加球类比赛的同学中有14人参加田径比赛,有4人参加游泳比赛;同时参加田径比赛和游泳比赛的有8人;同时参加三项比赛的有2人.则高一年级参加比赛的同学的人数为________. 106 解析 设集合A,B,C分别指参加田径、游泳、球类比赛的学生构成的集合,作出Venn图,如图所示. 由图可知,高一年级参加比赛的同学的人数为46+37+1+12+2+6+2=106. 习题演练 1.(2023·上海卷)已知集合P={1,2},Q={2,3},若M={x|x∈P,且x∉Q},则M=(  ) A.{1} B.{2} C.{1,2} D.{1,2,3} A 解析 由M={x|x∈P,且x∉Q}知,M={1}. 2.(2022·新高考Ⅱ卷)已知集合A={-1,1,2,4},B={x||x-1|≤1},则A∩B=(  ) A.{-1,2} B.{1,2} C.{1,4} D.{-1,4} B 解析 由|x-1|≤1,得-1≤x-1≤1, 解得0≤x≤2, 所以B={x|0≤x≤2}, 所以A∩B={1,2}. 3.设集合A={x|log2(x-1)<2},B={x|x<5},则(  ) A.A=B B.B⊆A C.A⊆B D.A∩B=∅ C 解析 由log2(x-1)<2得0<x-1<4, 解得1<x<5,则A={x|1<x<5}, 又B={x|x<5}, 所以A⊆B. 4.(2023·全国甲卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,4},N={2,5},则N∪∁UM=(  ) A.{2,3,5} B.{1,3,4} C.{1,2,4,5} D.{2,3,4,5} A 解析 由题意知,∁UM={2,3,5}, 又N={2,5}, 所以N∪∁UM={2,3,5},故选A. 5.(2024·临汾模拟)已知集合A={x|ln x≤1},B={x||2x+1|≤3},则A∪B=(  ) A.{x|-2≤x≤1} B.{x|-2≤x≤e} C.{x|x≤1} D.{x|x≤e} B 解析 易知ln x≤1的解集为{x|0<x≤e}, 则A={x|0<x≤e}. 由|2x+1|≤3可得-3≤2x+1≤3, 即-2≤x≤1, 所以B={x|-2≤x≤1}. 所以A∪B={x|-2≤x≤e}. C 所以集合M∩N含有2个元素,其真子集的个数为22-1=3. A 8.(2023·洛阳模拟)设集合A={x|-2≤x≤1},B={x|2x2+(a-4)x-2a≤0},且A∩B={x|-1≤x≤1},则a=(  ) A.1 B.-1 C.2 D.-2 C 解析 由2x2+(a-4)x-2a≤0, 得(2x+a)(x-2)≤0, 因为A={x|-2≤x≤1},A∩B={x|-1≤x≤1}, 9.若全集U=R,A={x|-1≤x≤6},B={x|0<x≤8},则图中阴影部分所表示的集合为_____________. {x|0<x≤6} 解析 由题图知阴影部分所表示的集合为A∩B={x|0<x≤6}. 10.(2024·郑州质检)设集合A={x|x≤3},B={x|x2-6x+5≤0},则A∩B=________. [1,3] 解析 由x2-6x+5=(x-1)(x-5)≤0, 解得1≤x≤5, 即B=[1,5], 又A={x|x≤3}, ∴A∩B=[1,3]. (1,8) B={y|y=3x+1}={y|y>1}, C={x|log2x<3}={x|0<x<8}, 所以A·B·C=(1,8). 12.已知集合A={x|y=lg(a-x)},B={x|1<x<2},且(∁RB)∪A=R,则实数a的取值范围是____________. [2,+∞) 解析 由已知可得A=(-∞,a), ∁RB=(-∞,1]∪[2,+∞), ∵(∁RB)∪A=R, ∴a≥2. 13.(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},则∁U(M∪N)=(  ) A.{x|x=3k,k∈Z} B.{x|x=3k-1,k∈Z} C.{x|x=3k-2,k∈Z} D.∅ A 解析 集合M∪N表示被3除余1或2的整数集,则它在整数集中的补集是恰好被3整除的整数集,故选A. 14.(多选)已知全集U={x∈N|log2x<3},A={1,2,3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则集合B可能为(  ) A.{2,3,4} B.{3,4,5} C.{4,5,6} D.{3,5,6} BD 解析 由log2x<3得0<x<23,即0<x<8,于是得全集U={1,2,3,4,5,6,7}, 因为∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则有A∩B={3},3∈B,C不正确; 若B={2,3,4},则A∩B={2,3}, ∁U (A∩B)={1,4,5,6,7},矛盾, A不正确; 若B={3,4,5},则A∩B={3}, ∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},B正确; 若B={3,5,6},则A∩B={3}, ∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},D正确. 15.已知集合A={x|1<x<3},B={x|2m<x<1-m},若A∩B=∅,则实数m的取值范围是____________. [0,+∞) 解析 ①当2m≥1-m, 16.已知集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},且A∪B=A,则m的值可 能是_____________. 解析 由x2+x-6=0,得x=2或x=-3, 所以A={x|x2+x-6=0}={-3,2}, 因为A∪B=A,所以B⊆A, 当B=∅时,B⊆A成立,此时方程mx+1=0无解,得m=0; 当B≠∅时,得m≠0, - 当2m2+m=3时,解得m=-eq \f(3,2)(m=1舍去). 例1 (1)(2023·南充模拟)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤eq \r(3),x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为(  ) A.4 B.5 C.8 D.9 解析 因为x2+y2≤,x∈Z, (2)(2024·邵阳质检)已知a,b∈R,若eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a,\f(b,a),1))={a2,a+b,0},则a2 024+b2 024的值为(  ) A.-1 B.0 C.1 D.±1 解析 由集合相等可知0∈eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a,\f(b,a),1)),且a≠0,则eq \f(b,a)=0, 当a≥时,B=∅,满足B⊆A; 当a<时,因为B⊆A,所以0≤a<. (2)已知集合A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,4)))))<\f(1,4)) ),B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|a<x<\f(1,2))).若B⊆A,则实数a的取值范围是_____________. 解析 由<,得-<x-<, 解得0<x<,即A=. (2)(2023·新高考Ⅱ卷)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则a=(  ) A.2 B.1 C.eq \f(2,3) D.-1 (3)(2021·全国甲卷改编)设集合M={x|0<x<4},N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,3)≤x<a)),且M∩N=N,则a的取值范围为(  ) A.a≤eq \f(1,3) B.a>4 C.a≤4 D.a>eq \f(1,3) 当N=∅时,即a≤成立; 当N≠∅时,借助数轴易知<a≤4. 6.(2024·湖北部分学校联考)设集合M=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((x,y)|\f(x,4)+\f(y,3)=1)),N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((x,y)|\f(x2,4)+\f(y,3)=1)),则集合M∩N的真子集个数为(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析 联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)+\f(y,3)=1,,\f(x2,4)+\f(y,3)=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=0,,y=3))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=\f(9,4),)) 7.(2023·盐城模拟)已知集合A={0,1,2},B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(1,\f(1,x))),且B⊆A,则实数x=(  ) A.eq \f(1,2) B.1 C.eq \f(1,2)或1 D.0 解析 因为集合A={0,1,2},B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(1,\f(1,x))),B⊆A, 所以由集合中元素的互异性及子集的概念可知eq \f(1,x)=2,解得x=eq \f(1,2). 当-eq \f(a,2)>2,即a<-4时,B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|2≤x≤-\f(a,2))), 此时A∩B=∅,不符合题意; 当-=2,即a=-4时,B={2}, 此时A∩B=∅,不符合题意; 当-eq \f(a,2)<2,即a>-4时,B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-\f(a,2)≤x≤2)), 所以-=-1,解得a=2. 11.(2023·青岛调研)设A,B,C是非空集合,定义A·B·C={x|x∈A,且x∈B,且x∈C}.已知A={x|y=eq \r(x2+4x)},B={y|y=3x+1},C={x|log2x<3},则A·B·C=___________. 解析 因为A={x|y=eq \r(x2+4x)}={x|x2+4x≥0}={x|x≤-4,或x≥0}, 因为A∩B=∅,所以1-m≤1或2m≥3, 解得0≤m<. 综上,实数m的取值范围是[0,+∞). 即m≥时,B=∅,符合题意; ②当2m<1-m,即m<时, 解得m=eq \f(1,3)或-eq \f(1,2),综上,m=0,eq \f(1,3)或-eq \f(1,2). 0,-, 则集合B={x|mx+1=0}=, 因为B⊆A,所以-=-3或-=2, $$

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2025届高考数学一轮复习讲义与课件——集合与常用逻辑用语、不等式之集合
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