内容正文:
专题01 集合与常用逻辑用语
目录
考情解读 1
知识梳理 1
考点精讲 1
考点一:集合的含义与表示 3
考点二:集合间的基本关系 4
考点三:集合的基本运算 4
考点四:充分条件与必要条件 5
考点五:全称量词与存在量词 6
实战训练 7
明晰学考要求
集合的考查重点是集合与集合之间的关系与运算,考试形式多以选择题为主.近年来试题加强了对集合计算和化简能力的考查,并向无限集方向发展,考查学生的抽象思维能力,在解决这些问题时,要注意运用数轴法和特殊值法解题,应加强集合表示方法的转化和化简的训练.充分必要条件的判断、含有一个量词的命题的否定是常用逻辑用语考查的重点,只需要根据推出关系即可判断充分必要条件;而写出一个含一个量词的命题的否定,只需要按先改变量词再否定结论的步骤解答即可.
基础知识梳理
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.
①确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.
②互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的,如集合应满足.
③无序性:组成集合的元素间没有顺序之分.如集合和是同一个集合.
(2)元素与集合的关系:属于()或 不属于().如对于集合.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、韦恩图.
①列举法: 把集合的元素一一列举出来,并用花括号“”括起来表示集合的方法.
②描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法.注意集合的代表元素表示的不同含义,如集合表示数集,表示点集;表示函数的定义域,表示函数的值域.
(4)常见数集的符号表示
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
或
2、集合间的基本关系
(1)子集:集合中任意一个元素都是集合中的元素,则集合为集合的子集 ,即(或).
(2)真子集:若集合,但存在元素,且,则集合是集合的真子集,即(或).
①元素与集合的关系用或表示,注意与两个集合间的关系相区分.如,,.
②是的必要不充分条件.
(3)相等:且. 同时注意,对于两个有限集,利用两个集合的元素完全相同进行判断更直接.
(4)空集的性质:把不含任何元素的集合叫做空集,记作;是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.列举一个集合的子集或求子集个数时,不要遗漏.
3、集合的基本运算
(1)交集:与的交集,记作,即.
(2)并集:与的并集,记作,即.若两个集合包含相同元素,列举时,相同元素只取其中一个.
(3)补集:集合的补集,记作,即.
4、充分条件、必要条件与充要条件的概念
(1)若,则是的充分条件,是的必要条件;
(2)若且,则是的充分不必要条件;
(3)若且,则是的必要不充分条件;
(4) 若,则是的充要条件;
(5)若且,则是的既不充分也不必要条件.
5、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)全称量词命题及其否定
①全称量词命题:对中的任意一个,有成立,即.
②全称量词命题的否定:.
(4)存在量词命题及其否定
①存在量词命题:存在中的元素,有成立,即.
②存在量词命题的否定:.
6、常用结论
(1)若,则.
(2)若,则,.
(3)条件,条件,则是的充分不必要条件.
(4)命题和的真假性相反.
考点精讲讲练
考点一:集合的含义与表示
【典型例题】
例题1.已知集合,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
例题2.已知集合,则A中元素个数为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
例题3.已知数集含有()个元素,定义集合.
(1)若,写出;
(2)写出一个集合,使得;
(3)当时,是否存在集合,使得?若存在,写出一个符合条件的集合;若不存在,说明理由.
列举法就是通过枚举集合中的所有元素,然后根据集合基本运算的定义求解的方法.
【即时演练】
1.图中阴影区域所表示的集合为( )
A. B. C. D.
2.已知集合,则( )
A. B. C.4 D.
3.设集合,则下列选项正确是( ).
A. B. C. D.
考点二:集合间的基本关系
【典型例题】
例题1.设集合,,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
例题2.已知集合,,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
例题3.设集合,,若,则的取值范围是 .
两个有限集集相等,只需要令它们的元素分别相等;计算一个集合的子集个数时,不要遗漏.
【即时演练】
1.设集合,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
2.已知全集为U,,则下面的图形表示的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
考点三:集合的基本运算
【典型例题】
例题1.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)已知,,则( )
A. B. C. D.
例题2.已知集合,则( )
A. B. C. D.
例题3.(2023高三·江苏·学业考试)对于两个非空实数集合和,我们把集合记作.若集合,则中元素的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【即时演练】
1.集合,,则等于( )
A. B. C. D.
2.已知集合,,若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.4
3.已知,则( )
A. B. C. D.
考点四:充分条件与必要条件
【典型例题】
例题1.(2023高三上·江苏徐州·学业考试)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
例题2.(2024高三上·江苏南京·学业考试)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
例题3.已知两条直线和平面,若,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
由条件p推出条件q,则p是q的充分条件,由q能推出p,则p是q的必要条件.
【即时演练】
1.“为整数”是“为整数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2. “”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.即不充分也不必要
3.已知平面,是与无公共点的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
考点五:全称量词与存在量词
【典型例题】
例题1.(2023高三上·江苏徐州·学业考试)命题:“”的否定是( )
A. B.
C. D.
例题2.命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
写全称量词命题的否定,先将改为,再将结论否定;写存在量词命题的否定,先将改为,再将结论否定.
【即时演练】
1.命题“”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
2.命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
实战能力训练
1.设集合,则不正确的是( )
A. B. C. D.
2.已知集合,则( )
A. B. C. D.
3.已知,,则( )
A. B. C. D.
4.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
5.已知集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知集合,若有且仅有3个不同元素,则的值可以为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.设命题,则p为( )
A. B.
C. D.
8. 已知,,则“且”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
9.已知命题,,则命题的为( )
A., B.,
C., D.,
10.设全集,集合,,则( ).
A. B. C. D.
11.已知命题:,,则命题的否定为( ).
A., B.,
C., D.,
12.若集合,,则( )
A. B. C. D.
13.已知向量,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
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专题01 集合与常用逻辑用语
目录
考情解读 1
知识梳理 1
考点精讲 1
考点一:集合的含义与表示 3
考点二:集合间的基本关系 5
考点三:集合的基本运算 7
考点四:充分条件与必要条件 8
考点五:全称量词与存在量词 11
实战训练 13
明晰学考要求
集合的考查重点是集合与集合之间的关系与运算,考试形式多以选择题为主.近年来试题加强了对集合计算和化简能力的考查,并向无限集方向发展,考查学生的抽象思维能力,在解决这些问题时,要注意运用数轴法和特殊值法解题,应加强集合表示方法的转化和化简的训练.充分必要条件的判断、含有一个量词的命题的否定是常用逻辑用语考查的重点,只需要根据推出关系即可判断充分必要条件;而写出一个含一个量词的命题的否定,只需要按先改变量词再否定结论的步骤解答即可.
基础知识梳理
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.
①确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.
②互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的,如集合应满足.
③无序性:组成集合的元素间没有顺序之分.如集合和是同一个集合.
(2)元素与集合的关系:属于()或 不属于().如对于集合.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、韦恩图.
①列举法: 把集合的元素一一列举出来,并用花括号“”括起来表示集合的方法.
②描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法.注意集合的代表元素表示的不同含义,如集合表示数集,表示点集;表示函数的定义域,表示函数的值域.
(4)常见数集的符号表示
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
或
2、集合间的基本关系
(1)子集:集合中任意一个元素都是集合中的元素,则集合为集合的子集 ,即(或).
(2)真子集:若集合,但存在元素,且,则集合是集合的真子集,即(或).
①元素与集合的关系用或表示,注意与两个集合间的关系相区分.如,,.
②是的必要不充分条件.
(3)相等:且. 同时注意,对于两个有限集,利用两个集合的元素完全相同进行判断更直接.
(4)空集的性质:把不含任何元素的集合叫做空集,记作;是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.列举一个集合的子集或求子集个数时,不要遗漏.
3、集合的基本运算
(1)交集:与的交集,记作,即.
(2)并集:与的并集,记作,即.若两个集合包含相同元素,列举时,相同元素只取其中一个.
(3)补集:集合的补集,记作,即.
4、充分条件、必要条件与充要条件的概念
(1)若,则是的充分条件,是的必要条件;
(2)若且,则是的充分不必要条件;
(3)若且,则是的必要不充分条件;
(4) 若,则是的充要条件;
(5)若且,则是的既不充分也不必要条件.
5、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)全称量词命题及其否定
①全称量词命题:对中的任意一个,有成立,即.
②全称量词命题的否定:.
(4)存在量词命题及其否定
①存在量词命题:存在中的元素,有成立,即.
②存在量词命题的否定:.
6、常用结论
(1)若,则.
(2)若,则,.
(3)条件,条件,则是的充分不必要条件.
(4)命题和的真假性相反.
考点精讲讲练
考点一:集合的含义与表示
【典型例题】
例题1.已知集合,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】判断元素与集合的关系
【分析】直接由元素与集合的关系即可求解.
【详解】由元素与集合的关系可知:若集合,则.
故选:B.
例题2.已知集合,则A中元素个数为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】B
【分析】由列举法即可判断
【详解】,共有9个元素.
故选:B
例题3.已知数集含有()个元素,定义集合.
(1)若,写出;
(2)写出一个集合,使得;
(3)当时,是否存在集合,使得?若存在,写出一个符合条件的集合;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不存在,理由见解析.
【知识点】判断元素与集合的关系、集合新定义
【分析】(1)根据集合的新定义,写出中元素即可得解;
(2)根据条件分析集合中元素即可得解;
(3)根据题意可得不存在,利用反证法证明即可.
【详解】(1)因为,,
所以为中元素,
故.
(2)取,此时,
满足.
(3)当时,不存在集合,使得.
(反证法)
假设时,存在集合,使得,
不妨设,且,
则,
所以为中7个不同的元素,
所以,
由解得.
此时,与矛盾,
所以假设不成立,
故不存在这样的集合.
列举法就是通过枚举集合中的所有元素,然后根据集合基本运算的定义求解的方法.
【即时演练】
1.图中阴影区域所表示的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】列举法求集合中元素的个数
【分析】根据集合的定义以及表示方法,即可求解.
【详解】阴影中有两个数字,分别是1,2所以表示的集合为.
故选:C
2.已知集合,则( )
A. B. C.4 D.
【答案】B
【分析】由元素与集合的关系即可求解.
【详解】,
故选:B.
3.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
考点二:集合间的基本关系
【典型例题】
例题1.设集合,,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【知识点】根据两个集合相等求参数
【分析】根据集合相等直接得解.
【详解】因为,,且,
所以.
故选:D
例题2.已知集合,,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】判断两个集合的包含关系、并集的概念及运算、判断元素与集合的关系、交集的概念及运算
【分析】根据交集、并集的定义求出,,再根据元素与集合的关系、集合与集合的关系判断即可.
【详解】因为,,
所以,,
所以,,,故A、B、C正确,D错误;
故选:D
例题3.设集合,,若,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据列出不等式即可求解.
【详解】因为,,,故只需即可满足题意.
故答案为:.
两个有限集集相等,只需要令它们的元素分别相等;计算一个集合的子集个数时,不要遗漏.
【即时演练】
1.设集合,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】判断两个集合的包含关系、解不含参数的一元二次不等式
【分析】对于,求出的解集,化为区间的形式,进而与进行比较,即可得答案.
【详解】对有,,对于,有,解可得,或;
则;所以,,.
故选:C.
2.已知全集为U,,则下面的图形表示的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,可得,结合韦恩图的意义判断作答.
【详解】全集为U,,则有,选项BCD不符合题意,选项A符合题意.
故选:A
考点三:集合的基本运算
【典型例题】
例题1.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用集合的交集运算即可得解.
【详解】因为,,
所以.
故选:A.
例题2.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直接根据集合求并集.
【详解】,
.
例题3.(2023高三·江苏·学业考试)对于两个非空实数集合和,我们把集合记作.若集合,则中元素的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】计算,得到元素个数.
【详解】,则,则中元素的个数为
故选:C
【即时演练】
1.集合,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据交集的定义计算可得.
【详解】因为,,
所以.
故选:A
2.已知集合,,若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】A
【知识点】根据交集结果求集合或参数、交集的概念及运算
【分析】根据集合的交集求解即可.
【详解】因为,,
所以,故.
故选:A
3.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用补集的定义即可求解.
【详解】由,,
则,
故选:B.
考点四:充分条件与必要条件
【典型例题】
例题1.(2023高三上·江苏徐州·学业考试)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据充分、必要条件的知识确定正确答案.
【详解】,
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
例题2.(2024高三上·江苏南京·学业考试)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【知识点】充要条件的证明、用和、差角的正切公式化简、求值
【分析】化简得,再根据充分、必要条件的知识判断即可.
【详解】因为,
所以,
解得.
所以“”是“”的充要条件.
故选:C.
例题3.已知两条直线和平面,若,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【知识点】判断命题的必要不充分条件、线面关系有关命题的判断、判断线面平行
【分析】利用空间直观想象与线面平行的判定定理,结合充分必要条件的判定方法即可得解.
【详解】因为,
当时,与可能异面,即充分性不成立;
当时,由线面平行的判定定理可知,即必要性成立;
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
由条件p推出条件q,则p是q的充分条件,由q能推出p,则p是q的必要条件.
【即时演练】
1.“为整数”是“为整数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由当为整数时,必为整数;当为整数时,不一定为整数;即可选出答案.
【详解】当为整数时,必为整数;
当为整数时,不一定为整数,
例如当时,.
所以“为整数”是“为整数”的充分不必要条件.
故选:A.
2. “”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.即不充分也不必要
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件、由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】若,则,充分性成立,取特殊值,当“”成立时,“”不一定成立,则可得答案.
【详解】若,则,充分性得证;
若,则,但不成立,
故“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
3.已知平面,是与无公共点的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据两个平面平行的性质,结合充要条件的定义即可求解.
【详解】若,则与无交点,
若与无交点,则,
故是与无公共点的充要条件,
故选:C
考点五:全称量词与存在量词
【典型例题】
例题1.(2023高三上·江苏徐州·学业考试)命题:“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据全称命题与存在性命题的关系,准确改写,即可求解.
【详解】根据全称命题与存在性命题的关系,可得:命题“”的否定为:“”.
故选:C.
例题2.命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据命题否定的定义判断.
【详解】特称命题的否定是全称命题,
因此命题“”的否定是
故选:D.
写全称量词命题的否定,先将改为,再将结论否定;写存在量词命题的否定,先将改为,再将结论否定.
【即时演练】
1.命题“”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】利用全称量词命题的否定是存在量词命题直接判断得解.
【详解】命题“”是全称量词命题,其否定是存在量词命题,
所以命题“”的否定是:,.
故选:D
2.命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【分析】利用存在量词命题的否定是全称量词命题,即可作出判断.
【详解】由命题“,”的否定是“,”,
故选:C.
实战能力训练
1.设集合,则不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求出集合A,再根据元素与集合、集合与集合的关系及子集的性质逐一判断.
【详解】,显然A正确;B不正确;
因为是任何集合的子集;任何集合都是它本身的子集,故C、D正确;
故选:B.
2.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据集合交集的概念与运算,即可求解.
【详解】集合,根据集合交集的运算,可得.
故选:A.
3.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】交集的概念及运算
【分析】利用集合的交集运算即可得解.
【详解】因为,,
所以.
故选:A.
4.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】先解一元二次不等式,再结合交集求解.
【详解】因为,
所以.
故选:C.
5.已知集合,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由集合的包含关系,对集合是否是空集分类讨论即可求解.
【详解】集合,若,
则若,则满足题意;
若,且,则,
综上所述,实数的取值范围是.
故选:
6.已知集合,若有且仅有3个不同元素,则的值可以为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【知识点】由指数函数的单调性解不等式、根据交集结果求集合或参数、交集的概念及运算
【分析】先求出集合,然后结合集合的交集运算即可求解.
【详解】因为集合,
若有且仅有3个不同元素,则这3个元素为3,2,1,
故,即.故可取1,
故选:A.
7.设命题,则p为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可.
【详解】该命题含有量词“”,故该命题是一个全称命题,其否定是一个特称命题,
故p为:.
故选:B
8. 已知,,则“且”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据不等式的性质、充分和必要条件等知识确定正确答案.
【详解】若“且”,则;
若“”,则可能,不能得到“且”.
所以“且”是“”的充分不必要条件.
故选:A
9.已知命题,,则命题的为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】根据含有一个全称量词的否定的定义选择即可.
【详解】已知命题,,
则命的为,.
故选:A.
10.设全集,集合,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】交并补混合运算
【分析】根据并集的运算法则可求出,再由补集运算即可求出结果.
【详解】由,可得,
再由以及补集概念可知.
故选:D
11.已知命题:,,则命题的否定为( ).
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】特称命题的否定及其真假判断
【分析】存在量词命题的否定是全称量词命题,把存在改为任意,把结论否定.
【详解】命题的否定为,.
故选:B
12.若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】常用数集或数集关系应用、交集的概念及运算
【分析】利用自然数集的定义与集合的基本运算即可得解.
【详解】因为,,
所以.
故选:C.
13.已知向量,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】由向量共线(平行)求参数、判断命题的充分不必要条件
【分析】根据向量平行的坐标表示,可得,简单计算,可得结果.
【详解】∵,则,或.
∴当时,命题成立,
反之,当时,不一定成立.
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选;A.
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