内容正文:
专题01 集合及其运算
考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点专攻:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
提升专练:真题感知+精选专练,全面突破
知识点1:集合的概念与元素特性
1、元素定义:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
2、集合定义:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,B,C,…表示.
3、元素的三大特性
(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.也就是说,任何一个元素在不在这个集合中是确定的.
(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的.也就是说,集合中的元素是不重复出现的.
(3)无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.
知识点2:元素与集合的关系
1、属于与不属于概念:
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
2、常见数集的记法与关系图
集合
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
知识点3:集合的表示方法
1、自然语言法:用文字叙述的形式表述集合的方法。如小于10的所有的自然数组成的集合.N+
2、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】元素与元素之间必须用“,”隔开;集合中的元素必须是明确的;集合中的元素不能重复;集合中的元素可以是任何事物.
3、描述法:一般地,设A表示一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.有时也用冒号或分号代替竖线.
【注意】用描述法表示集合时,注意区分是数集还是点集.区分的关键在于代表元素.
4、图示法(Venn图法):用平面上封闭曲线的内部表示集合的方法.
知识点4:集合间的基本关系
1、子集、真子集、相等、空集
表示
关系
文字语言
符号语言
图形语言
基本关系
子集
集合A的所有元素都是集合B的元素(则)
或
真子集
集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不属于A
或
相等
集合A,B的元素完全相同
空集
不含任何元素的集合.空集是任何集合A的子集
2、子集个数:如果集合A中含有n个元素,则有
(1)A的子集的个数有2n个.
(2)A的非空子集的个数有2n-1个.
(3)A的真子集的个数有2n-1个.
(4)A的非空真子集的个数有2n-2个.
知识点5:集合的基本运算
1、集合交并补运算的表示
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形语言
符号语言
2、集合运算中的常用二级结论
(1)并集的性质:A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A⇔B⊆A.
(2)交集的性质:A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔A⊆B.
(3)补集的性质:A∪(∁UA)=U;A∩(∁UA)=∅.∁U(∁UA)=A;
∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).
考点剖析
【考点1 元素与集合关系的判定】
1.(23-24高一上·天津河北·期中)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.因为为有理数,所以,选项A正确,
B.因为为无理数,所以是实数,所以,选项B错误,
C.因为0不是正整数,所以,选项C错误,
D.因为为无理数,所以,选项D错误.故选:A
2.(24-25高一上·湖南怀化·期中)下列关系中正确的个数是( )
①,②,③,④
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】对于①:为有理数,则成立,①正确;
对于②:为实数,则不成立,②错误;
对于③:不是正自然数,则不成立,③错误;
对于④:是无理数,不是整数,则不成立,④错误;
故正确的有1个.故选:A.
3.(24-25高一上·江苏常州·月考)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,,.故选:D.
4.(24-25高一上·江苏·月考)已知集合,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对于A中,令,解得,所以A错误;
对于B中,令,解得,所以B错误;
对于C中,令,解得,所以C错误,
对于D中,令,解得,所以D正确.故选:D.
5.(24-25高一上·江苏无锡·期中)(多选)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】由,
则,同为奇数或同为偶数,所以为奇数或4的倍数,故A错误;B正确;
对于选项C,因为,故C正确;
对于选项D,由,则为奇数或4的倍数,
当中至少有一个为4的倍数时,则为4的倍数,所以,
当都为奇数时,则可令,
所以,所以,
故,故D正确.故选:BCD.
【考点2 根据元素与集合的关系求参数】
6.(24-25高一上·四川·期中)已知集合,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,可得,解得,
即实数的取值范围为.故选:A.
7.(24-25高一上·河北衡水·月考)已知,且,,,则取值不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】选项A:当时,,,故,A错误;
选项B:当时,,,故,B正确;
选项C:当时,,,故,C正确;
选项D:当时,,,故,D正确.故选:A.
8.(24-25高一上·福建泉州·月考)已知,则的值为 .
【答案】
【解析】∵,
∴或,解得或,
当时,不满足集合的互异性,故舍弃,
当时,,符合题意,
所以.
故答案为:.
9.(24-25高一上·湖北·期中)已知集合,,若,则实数 .
【答案】
【解析】若,则,此时集合违背互异性,不符合要求;
若,则,此时,符合要求;
若,则,此时集合违背互异性,不符合要求;
综上所述,.
故答案为:.
10.(23-24高一上·江苏南通·开学考试)设集合,若,则的值的集合为 .
【答案】
【解析】若,即时,,不满足互异性,
若,即或时,同理可验证时不满足互异性,成立,
若,即或,验证都不满足互异性.
综上,.
故答案为:
【考点3 根据集合中元素个数求参数】
11.(23-24高一下·安徽滁州·月考)若集合中有5个元素,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若集合中有5个元素,则这五个元素只能是:,
这表明,即实数的取值范围为.故选:D.
12.(24-25高一上·广东佛山·月考)已知集合,则实数的取值范围是( )
A.或 B.
C.或 D.
【答案】D
【解析】因为集合,
所以,解得,
即实数的取值范围是.故选:D.
13.(22-23高一上·河北衡水·月考)(多选)已知集合,则满足中有8个元素的的值可能为( )
A.6 B. C.8 D.9
【答案】ABC
【解析】当时,满足的有6,3,2,1,,,,,
即集合中有8个元素,符合题意,故A可选,
当时,满足的有6,3,2,1,,,,,
即集合中有8个元素,符合题意,故B可选,
当时,满足的有8,4,2,1,,,,,
即集合中有8个元素,符合题意,故C可选,
当时,满足的有9,3,1,,,,
即集合中有6个元素,不符合题意,故D不可选,故选:ABC.
14.(24-25高一上·江苏无锡·月考)已知集合中含有2个元素,,写出一个满足的条件的 .
【答案】1(答案不唯一)
【解析】由集合中元素的互异性可知:,解得且,
故时,,满足题意.
故答案为: 1(答案不唯一)
15.(24-25高一上·安徽·月考)已知集合中只有一个元素,则的所有可能取值组成的集合为 .
【答案】
【解析】集合表示关于的方程的解集,
因为集合中只有一个元素,
当,即,解得,此时,符合题意;
当,则,解得或,
当时,时,符合题意;
综上可得的所有可能取值组成的集合为.
故答案为:
【考点4 集合与集合间关系的判定】
16.(24-25高一上·江苏淮安·月考)已知集合,则( )
A. B. C.⫋B D.
【答案】C
【解析】集合,,则⫋B.故选:C.
17.(24-25高一上·江苏泰州·月考)已知集合,则间的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,,则.故选:B
18.(24-25高一上·天津·月考)若,则集合间的关系为( )
A.⫋ B.⫋ C. D.
【答案】B
【解析】且,所以⫋.故选:B.
19.(24-25高一上·河北石家庄·月考)若集合,集合则集合之间的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】集合
而集合,表示直线上所有点组成的集合,
所以.故选:B.
20.(24-25高一上·山东淄博·月考)已知集合,,,则、、的关系满足( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,故,
由于,故,
由于为任意整数,故,因此,
,故,
故⫋,所以⫋,故选:B.
【考点5 根据集合间的关系求参数】
21.(23-24高一上·江苏苏州·月考)已知集合,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当时,满足,此时,解得:;
当时,由得:,解得:;
综上所述:实数的取值范围为.故选:C.
22.(24-25高一上·江苏徐州·月考)集合或,,若,则实数的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】①当时,,,故,解得,故;
②当时,,满足;
③当时,,,故,解得,故;
综上所述:.故选:A
23.(24-25高一上·江苏苏州·月考)设集合,若,则( )
A.2 B.1 C. D.1或2
【答案】B
【解析】由,得,
若,则,此时,,不满足,不合题意;
若,则,此时,,满足;
所以.故选:B
24.(24-25高一上·江苏常州·月考)已知集合,,且,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】由,则.
因为,所以为方程的解集.
①若,则,所以或或,
当时,有两个相等实根,即不合题意,
同理,不合题意,
当时,符合题意.
②若,成立,则,即.
综上,实数的取值范围是.
故答案为:
25.(24-25高一上·山东临沂·开学考试)若集合,,且,则实数的值是 .
【答案】或0
【解析】当时,,符合题意;
当时,;
当时,,
综上,的值为或.
故答案为:或.
【考点6 确定集合的子集或真子集】
26.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)满足的集合的个数为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】C
【解析】,所以集合的个数与的子集的个数相等,个数为.故选:C.
27.(24-25高一上·河南信阳·月考)集合M满足⫋,则集合M的个数为( )
A.3 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解析】由⫋可知,可以取
共7个.故选:C.
28.(23-24高一上·江苏常州·月考)已知集合满足⫋⫋,则所有满足条件的集合的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意知:中必含有元素,且至少含有元素中的一个,
集合的个数等价于集合的非空真子集的个数,即有个.故选:B.
29.(24-25高一上·江苏盐城·月考)已知集合,则A子集的个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】D
【解析】由已知可得,
所以,所以,
所以A子集的个数为个,故选:D.
30.(23-24高一上·江苏镇江·月考)集合的非空真子集的个数是 .
【答案】30
【解析】因为,
所以其非空真子集的个数为,
故答案为:30
【考点7 集合相等及其应用】
31.(24-25高一上·江苏连云港·月考)(多选)下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】对于A,,故A正确;
对于B,集合表示数集,集合表示点集,两者不相等,故B错误;
对于C,因为点与点不一定重合,所以两个集合不一定相等,故C错误;
对于D,空集是任意集合的子集,故D正确.故选:AD.
32.(24-25高一上·广东珠海·月考)下列集合中表示同一集合的是( )
A.整数,整数集
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【解析】A选项,整数中的元素是整数,整数集中的元素是整数集,故不是同一集合;
B选项,中的元素是,中的元素是,故不是同一集合;
C选项,与都表示直线上的所有点,故是同一集合
D选项,中的元素是数1,2,中的元素是有序数对,故不是同一集合;
故选:C.
33.(24-25高一上·河北邢台·月考)已知集合,若,则( )
A. B.2 C. D.6
【答案】A
【解析】因为集合,
若,则或,解得或,
当时,,与集合元素的互异性矛盾,舍去,
故,,符合题意,此时.故选:A.
34.(24-25高一上·重庆·月考),若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,或,∴或,
由集合元素互异性可知,则实数的取值集合为.故选:A.
35.(24-25高一上·江苏扬州·月考)已知,若集合,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【解析】根据题意,故,则,
故,则,即,
当时,与集合的互异性相矛盾,故舍去,
当,时,,符合题意,
所以,故选:C.
【考点8 集合的交并补混合运算】
36.(24-25高一上·江苏南通·期中)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】故,故.故选:B
37.(24-25高一上·江苏常州·月考)集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,可得,
故,故选:D
38.(24-25高一上·江苏·月考)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,
所以,则.故选:C
39.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)设全集,集合,则为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以或,又因为,
所以或.故选:D.
40.(24-25高一上·江苏镇江·期中)(多选)若集合,,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】因为,所以,
因为
,所以,
又是奇数,是偶数,
所以,,,,故ABD正确,C不正确;故选:ABD.
【考点9 根据集合的运算结果求参数】
41.(24-25高一上·海南海口·月考)已知集合,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】因为集合,且,
所以,即,解得或,
当时,,符合题意;
当时,与互异性矛盾,
所以2,故选:B
42.(24-25高一上·福建福州·期中)集合或,,若(R为实数集),则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵全集R,或,,,
∴,
结合数轴可知,当时,,
故(R为实数集)时,a的取值范围为,故选:C.
43.(24-25高一上·江苏苏州·月考)集合,若.则实数a的范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【解析】因为,则,
当时,不成立,所以,所以满足,
当时,因为,所以,
又因为,所以,所以,
当时,因为,所以,
又因为,所以,所以,
综上可知:.故选:A.
44.(24-25高一上·天津·月考)已知集合或,,且,则实数的取值范围是
【答案】
【解析】或,,且,
,解得:.
故答案为:.
45.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知全集,集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)因为,
当时,,则或,
此时,.
(2)因为,则,
显然,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
【考点10 空集的运算及其性质应用】
46.(24-25高一上·江苏苏州·期中)下列是关于的描述,其中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对于AB,,故A正确,B错误;
对于CD,,,故CD正确.故选:B.
47.(24-25高一上·江苏通州·月考)下列写法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.,故选项不正确,不符合题意;
B.是没有元素的,故,故选项不正确,不符合题意;
C.空集是任何集合的子集,故选项正确,符合题意;
D.,是集合与集合之间的关系,故选项不正确,不符合题意;故选:C.
48.(24-25高一上·上海·月考)以下几个关系中正确的是( )
A. B. C.⫋ D.⫋
【答案】C
【解析】对于A,因为,所以A错误,
对于B,因为方程无实数解,所以,则,所以B错误,
对于C,因为空集是任何非空集合的真子集,所以,所以C正确,
对于D,若,则,此时,所以D错误,故选:C
49.(23-24高一上·江苏扬州·月考)(多选)下列表述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】对于A,两个集合之间是包含关系,故A错误;
对于B,,是相等的集合,所以,故B正确;
对于C,空集是任何集合的子集,故C正确;
对于D,空集与一个非空集合不相等,故D错误.故选:BC.
50.(23-24高一上·贵州黔东南·期中)(多选)下列关系式正确的为( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】因为,故A错误;
是指元素为0的集合,所以,故B正确;
是指元素为的集合,所以,故C正确;
是任何集合的子集,所以,故D正确.故选:BCD.
【考点11 Venn图在集合运算中的应用】
51.(24-25高一上·江苏扬州·月考)已知M,N均为R的子集,且,则为( )
A.M B.N C. D.R
【答案】A
【解析】因为M,N均为R的子集,且,作出韦恩图,
由韦恩图可知:.故选:A.
52.(24-25高一上·江苏无锡·月考)已知全集,集合,满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】全集,集合,满足,绘制Venn图,如下:
对于A:,A错误;对于B:,B错误;
对于C:,C正确;对于D:; D错误;故选:C.
53.(24-25高一上·福建·期中)如图,三个圆的内部区域分别代表集合,,,全集为,则图中阴影部分的区域表示( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:如图所示,
A. 对应的是区域1;
B. 对应的是区域2;
C. 对应的是区域3;
D. 对应的是区域4故选:B
54.(23-24高一上·江苏苏州·月考)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图中阴影部分可知,阴影部分相应的元素要么在集合的交集中,
要么在集合的交集中,
故阴影部分用集合符号可以表示为,故选:D
55.(24-25高一上·江苏无锡·月考)一群学生参加学科夏令营,每名同学参加至少一个学科考试.已知有80名学生参加了数学考试,50名学生参加了物理考试,45名学生参加了化学考试,学生总数是只参加一门考试学生数的2倍,也是参加三门考试学生数的4倍,则学生总数为( )
A.100名 B.108名 C.120名 D.前三个答案都不对
【答案】A
【解析】设只参加了数学、物理、化学考试的学生数分别为,,;
参加了两门学科考试的同学中参加了数学和物理、物理和化学、化学和数学的学生数分别为,,;
同时参加了三门学科考试的学生数为,如图.
根据题意,有,
前面三个等式相加,可得.
由第四个等式可得,,
因此,解得.因此学生总数为.
故选:A.
【考点12 集合运算的创新问题】
56.(24-25高一上·江苏苏州·月考)定义集合,的一种运算:,若,,则中的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】当时,;
当时,;
当时,;
当时,.
所以,即中的元素个数为4.故选:C
57.(23-24高一上·浙江绍兴·月考)对于集合A,B,我们把集合且叫做集合A与集合B的差集,记作.现已知集合,,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为,,
则,故A正确;
,故B正确;
,故C不正确;
,故,故D正确.故选:C
58.(24-25高一上·江苏苏州·期中)(多选)给定实数集,定义集合都有,若是非空集合,则称集合中最小的元素为集合的上确界,记作.以下说法正确的是( )
A.若数集中有2024个元素,则数集一定有上确界
B.若数集中没有最大值,则数集中一定没有上确界
C.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
D.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
【答案】AC
【解析】对于A,若数集中有2024个元素,则数集中的元素一定有最大值,
所以数集一定有上确界,故A正确;
对于B,若,当时,,
则数集中的元素没有最大值,
因为,都有,所以,
所以,即数集中有上确界,故B错误;
对于C,若数集有上确界,设,
由上确界的定义可知,对于,都有,
所以,
即,故C正确;
对于D,若,则数集有上确界,且,
此时,
则,故D错误.故选:AC.
59.(24-25高一上·江苏常州·月考)(多选)设是一个非空集合,是的子集构成的集合,如果同时满足:①,②若,则且,那么称是的一个环.则下列说法正确的是( )
A.若,则 是的环
B.若,则存在的一个环,含有8个元素
C.若,则存在的一个环,含有4个元素且
D.若,则存在的一个环,含有7个元素且
【答案】ABC
【解析】由题意知:①,②若,则且,
对于A,全集且,
满足且当时,可得且,所以A正确;
对于B,由的子集,共8个元素,
若是的子集构成的集合,所以集合有8个元素,所以B正确;
对于C,若,可得,
所以是个环,其中中含有4个元素,所以C正确;
对于D,若,
可得,, ,
,,且,
所以集合中至少有8个元素,所以D错误.故选:ABC.
60.(24-25高一上·安徽芜湖·期中)给定整数,由元实数集合定义其随影数集.若,则称集合为一个元理想数集.
(1)分别判断集合是不是理想数集;
(2)任取一个元理想数集,求证:;
注:由个实数组成的集合叫做元实数集合,分别表示数集中的最大数与最小数.
【答案】(1)集合是理想数集,集合不是理想数集;(2)证明见解析
【解析】(1)设的随影数集分别为,
则,
所以集合是理想数集,集合不是理想数集.
(2)不妨设集合且,即.
为理想数集,,则,且,使得.
当时,
.
当且仅当且时,等号成立;
当时,
.
当且仅当且时,等号成立;
当时,
.
当且仅当时,等号成立.
综上所述:.
过关检测
1.(24-25高一上·江苏淮安·月考)下列四个选项哪个是正确的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为N表示自然数集,Z表示整数集,R表示实数集,Q表示有理数集,
所以只有选项D正确.故选:D
2.(24-25高一上·江苏南通·月考)已知集合,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由集合,且,可得,解得,
即实数的取值范围为.故选:A.
3.(24-25高一上·广东湛江·月考)已知集合中至多含有一个元素,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,原问题转化为方程至多只有一个根,
当时,方程为,解得,此时方程只有一个实数根,符合题意;
当时,方程为一元二次方程,所以,解得.
综上,实数a的取值范围为.故选:D
4.(24-25高一上·全山东聊城·月考)已知集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【解析】由题意可知,两集合元素全部相等,得到或,
又根据集合互异性,可知,解得舍去,
所以解得,
所以,故选:A
5.(23-24高一上·江苏徐州·月考)已知集合满足,则满足的集合的个数为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解析】,
则,即,
所以满足的集合有,
共个.故选:C.
6.(23-24高一上·吉林·月考)已知集合,,,则M,N,P的关系( )
A.⫋ B.⫋
C.⫋⫋ D.⫋⫋
【答案】B
【解析】由,
又,,
而为偶数,和为整数,所以⫋.故选:B.
7.(24-25高一上·福建福州·月考)(多选)已知集合均为的子集,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】因为集合 均为的子集,且,
画出韦恩图,如图所示:
结合图像:由,所以A正确;由 ,所以B错误;
由 ,所以C错误;由,所以D正确.故选:AD.
8.(23-24高一上·广东茂名·期中)(多选)已知集合,,若,则实数的值可以是( )
A.1 B. C. D.3
【答案】ABD
【解析】因为,,且,
当时,即,此时,,满足;
当时,解得或,
当时,,,满足;
当时,,,满足;
综上所述,实数的值可以是.故选:ABD
9.(24-25高一上·江苏镇江·期中)(多选)用来表示有限集合中元素的个数,例如,,则.已知是全集,,是的两个非空真子集,.( )
A.若,则
B.若,,则
C.若,,,则
D.若,则
【答案】ABD
【解析】A选项,,,所以,所以A选项正确.
B选项,,,,
则,所以B选项正确.
C选项,,,所以C选项错误.
D选项,若,
则,
所以D选项正确.故选:ABD
10.(24-25高一上·江苏徐州·期中)设集合的所有非空子集为,其中.设中所有元素之和为,则 .
【答案】
【解析】集合中的每一个元素出现在非空子集中的次数为次,
所以.
故答案为:.
11.(24-25高一上·江苏·期中)若或,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】由或,
则,解得,
故答案为:.
12.(24-25高一上·湖北·期中)学校举办运动会时,高一(1)班共有名同学参加比赛,有人参加游泳比赛,有人参加田径比赛,有人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有人,同时参加田径比赛和球类比赛的有人,没有人同时参加三项比赛.同时参加游泳和球类比赛的有 人.
【答案】
【解析】设高一(1)班参加游泳、田径、球类比赛的学生分别构成集合、、,
设同时参加游泳和球类比赛的学生人数为人,由题意作出如下韦恩图,
由题意可得,解得.
因此,同时参加游泳和球类比赛的有人.
故答案为:.
13.(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知全集,集合或.
(1)求;
(2)求.
【答案】(1)或, 或;(2).
【解析】(1)集合,或,
所以或,或,
所以或.
(2)由或得,
所以.
14.(24-25高一上·江苏苏州·月考)已知集合,,.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】(1),,
若,则,
情形一:若,则,此时满足,
故符合题意;
情形二:若,则首先,其次还要满足,
所以;
综上所述,满足题意的m的取值范围是;
(2)若,则首先,即,
其次还需满足或,解得或,
综上所述,满足题意的的取值范围为.
75.(24-25高一上·江苏南京·月考)对了给定的非空集合A,定义集合,,当时,则称A具有孪生性质.
(1)判断集合是否具有孪生性质,请说明理由;
(2)设集合且,若C具有孪生性质,求n的最小值;
(3)设集合,若,求证:.
【答案】(1)不具有孪生性质,具有孪生性质;(2)675;(3)证明见解析.
【解析】(1)由题意,,,,
,,
所以不具有孪生性质,具有孪生性质;
(2)由题意,,
,则,,
又,所以的最小值是675;
(3),
则都属于集合,
又,则,
又,所以,所以,
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专题01 集合及其运算
考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点专攻:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
提升专练:真题感知+精选专练,全面突破
知识点1:集合的概念与元素特性
1、元素定义:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
2、集合定义:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,B,C,…表示.
3、元素的三大特性
(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.也就是说,任何一个元素在不在这个集合中是确定的.
(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的.也就是说,集合中的元素是不重复出现的.
(3)无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.
知识点2:元素与集合的关系
1、属于与不属于概念:
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
2、常见数集的记法与关系图
集合
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
知识点3:集合的表示方法
1、自然语言法:用文字叙述的形式表述集合的方法。如小于10的所有的自然数组成的集合.N+
2、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】元素与元素之间必须用“,”隔开;集合中的元素必须是明确的;集合中的元素不能重复;集合中的元素可以是任何事物.
3、描述法:一般地,设A表示一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.有时也用冒号或分号代替竖线.
【注意】用描述法表示集合时,注意区分是数集还是点集.区分的关键在于代表元素.
4、图示法(Venn图法):用平面上封闭曲线的内部表示集合的方法.
知识点4:集合间的基本关系
1、子集、真子集、相等、空集
表示
关系
文字语言
符号语言
图形语言
基本关系
子集
集合A的所有元素都是集合B的元素(则)
或
真子集
集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不属于A
或
相等
集合A,B的元素完全相同
空集
不含任何元素的集合.空集是任何集合A的子集
2、子集个数:如果集合A中含有n个元素,则有
(1)A的子集的个数有2n个.
(2)A的非空子集的个数有2n-1个.
(3)A的真子集的个数有2n-1个.
(4)A的非空真子集的个数有2n-2个.
知识点5:集合的基本运算
1、集合交并补运算的表示
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形语言
符号语言
2、集合运算中的常用二级结论
(1)并集的性质:A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A⇔B⊆A.
(2)交集的性质:A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔A⊆B.
(3)补集的性质:A∪(∁UA)=U;A∩(∁UA)=∅.∁U(∁UA)=A;
∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).
考点剖析
【考点1 元素与集合关系的判定】
1.(23-24高一上·天津河北·期中)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·湖南怀化·期中)下列关系中正确的个数是( )
①,②,③,④
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(24-25高一上·江苏常州·月考)若集合,,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·江苏·月考)已知集合,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一上·江苏无锡·期中)(多选)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【考点2 根据元素与集合的关系求参数】
6.(24-25高一上·四川·期中)已知集合,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·河北衡水·月考)已知,且,,,则取值不可能为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·福建泉州·月考)已知,则的值为 .
9.(24-25高一上·湖北·期中)已知集合,,若,则实数 .
10.(23-24高一上·江苏南通·开学考试)设集合,若,则的值的集合为 .
【考点3 根据集合中元素个数求参数】
11.(23-24高一下·安徽滁州·月考)若集合中有5个元素,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(24-25高一上·广东佛山·月考)已知集合,则实数的取值范围是( )
A.或 B.
C.或 D.
13.(22-23高一上·河北衡水·月考)(多选)已知集合,则满足中有8个元素的的值可能为( )
A.6 B. C.8 D.9
14.(24-25高一上·江苏无锡·月考)已知集合中含有2个元素,,写出一个满足的条件的 .
15.(24-25高一上·安徽·月考)已知集合中只有一个元素,则的所有可能取值组成的集合为 .
【考点4 集合与集合间关系的判定】
16.(24-25高一上·江苏淮安·月考)已知集合,则( )
A. B. C.⫋B D.
17.(24-25高一上·江苏泰州·月考)已知集合,则间的关系是( )
A. B. C. D.
18.(24-25高一上·天津·月考)若,则集合间的关系为( )
A.⫋ B.⫋ C. D.
19.(24-25高一上·河北石家庄·月考)若集合,集合则集合之间的关系为( )
A. B. C. D.
20.(24-25高一上·山东淄博·月考)已知集合,,,则、、的关系满足( )
A. B. C. D.
【考点5 根据集合间的关系求参数】
21.(23-24高一上·江苏苏州·月考)已知集合,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
22.(24-25高一上·江苏徐州·月考)集合或,,若,则实数的范围是( )
A. B.
C. D.
23.(24-25高一上·江苏苏州·月考)设集合,若,则( )
A.2 B.1 C. D.1或2
24.(24-25高一上·江苏常州·月考)已知集合,,且,则实数的取值范围为 .
25.(24-25高一上·山东临沂·开学考试)若集合,,且,则实数的值是 .
【考点6 确定集合的子集或真子集】
26.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)满足的集合的个数为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
27.(24-25高一上·河南信阳·月考)集合M满足,则集合M的个数为( )
A.3 B.6 C.7 D.8
28.(23-24高一上·江苏常州·月考)已知集合满足,则所有满足条件的集合的个数是( )
A. B. C. D.
29.(24-25高一上·江苏盐城·月考)已知集合,则A子集的个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
30.(23-24高一上·江苏镇江·月考)集合的非空真子集的个数是 .
【考点7 集合相等及其应用】
31.(24-25高一上·江苏连云港·月考)(多选)下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
32.(24-25高一上·广东珠海·月考)下列集合中表示同一集合的是( )
A.整数,整数集
B.,
C.,
D.,
33.(24-25高一上·河北邢台·月考)已知集合,若,则( )
A. B.2 C. D.6
34.(24-25高一上·重庆·月考),若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
35.(24-25高一上·江苏扬州·月考)已知,若集合,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
【考点8 集合的交并补混合运算】
36.(24-25高一上·江苏南通·期中)已知集合,则( )
A. B. C. D.
37.(24-25高一上·江苏常州·月考)集合,,则( )
A. B. C. D.
38.(24-25高一上·江苏·月考)已知集合,则( )
A. B. C. D.
39.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)设全集,集合,则为( )
A. B. C. D.
40.(24-25高一上·江苏镇江·期中)(多选)若集合,,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【考点9 根据集合的运算结果求参数】
41.(24-25高一上·海南海口·月考)已知集合,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
42.(24-25高一上·福建福州·期中)集合或,,若(R为实数集),则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
43.(24-25高一上·江苏苏州·月考)集合,若.则实数a的范围是( )
A. B. C.或 D.或
44.(24-25高一上·天津·月考)已知集合或,,且,则实数的取值范围是
45.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知全集,集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
【考点10 空集的运算及其性质应用】
46.(24-25高一上·江苏苏州·期中)下列是关于的描述,其中错误的是( )
A. B. C. D.
47.(24-25高一上·江苏通州·月考)下列写法中正确的是( )
A. B. C. D.
48.(24-25高一上·上海·月考)以下几个关系中正确的是( )
A. B. C.⫋ D.⫋
49.(23-24高一上·江苏扬州·月考)(多选)下列表述正确的是( )
A. B.
C. D.
50.(23-24高一上·贵州黔东南·期中)(多选)下列关系式正确的为( )
A. B. C. D.
【考点11 Venn图在集合运算中的应用】
51.(24-25高一上·江苏扬州·月考)已知M,N均为R的子集,且,则为( )
A.M B.N C. D.R
52.(24-25高一上·江苏无锡·月考)已知全集,集合,满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
53.(24-25高一上·福建·期中)如图,三个圆的内部区域分别代表集合,,,全集为,则图中阴影部分的区域表示( )
A. B. C. D.
54.(23-24高一上·江苏苏州·月考)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B. C. D.
55.(24-25高一上·江苏无锡·月考)一群学生参加学科夏令营,每名同学参加至少一个学科考试.已知有80名学生参加了数学考试,50名学生参加了物理考试,45名学生参加了化学考试,学生总数是只参加一门考试学生数的2倍,也是参加三门考试学生数的4倍,则学生总数为( )
A.100名 B.108名 C.120名 D.前三个答案都不对
【考点12 集合运算的创新问题】
56.(24-25高一上·江苏苏州·月考)定义集合,的一种运算:,若,,则中的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
57.(23-24高一上·浙江绍兴·月考)对于集合A,B,我们把集合且叫做集合A与集合B的差集,记作.现已知集合,,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C. D.
58.(24-25高一上·江苏苏州·期中)(多选)给定实数集,定义集合都有,若是非空集合,则称集合中最小的元素为集合的上确界,记作.以下说法正确的是( )
A.若数集中有2024个元素,则数集一定有上确界
B.若数集中没有最大值,则数集中一定没有上确界
C.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
D.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
59.(24-25高一上·江苏常州·月考)(多选)设是一个非空集合,是的子集构成的集合,如果同时满足:①,②若,则且,那么称是的一个环.则下列说法正确的是( )
A.若,则 是的环
B.若,则存在的一个环,含有8个元素
C.若,则存在的一个环,含有4个元素且
D.若,则存在的一个环,含有7个元素且
60.(24-25高一上·安徽芜湖·期中)给定整数,由元实数集合定义其随影数集.若,则称集合为一个元理想数集.
(1)分别判断集合是不是理想数集;
(2)任取一个元理想数集,求证:;
注:由个实数组成的集合叫做元实数集合,分别表示数集中的最大数与最小数.
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1.(24-25高一上·江苏淮安·月考)下列四个选项哪个是正确的( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·江苏南通·月考)已知集合,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·广东湛江·月考)已知集合中至多含有一个元素,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·全山东聊城·月考)已知集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
5.(23-24高一上·江苏徐州·月考)已知集合满足,则满足的集合的个数为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
6.(23-24高一上·吉林·月考)已知集合,,,则M,N,P的关系( )
A.⫋ B.⫋
C.⫋⫋ D.⫋⫋
7.(24-25高一上·福建福州·月考)(多选)已知集合均为的子集,若,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一上·广东茂名·期中)(多选)已知集合,,若,则实数的值可以是( )
A.1 B. C. D.3
9.(24-25高一上·江苏镇江·期中)(多选)用来表示有限集合中元素的个数,例如,,则.已知是全集,,是的两个非空真子集,.( )
A.若,则
B.若,,则
C.若,,,则
D.若,则
10.(24-25高一上·江苏徐州·期中)设集合的所有非空子集为,其中.设中所有元素之和为,则 .
11.(24-25高一上·江苏·期中)若或,则实数的取值范围为 .
12.(24-25高一上·湖北·期中)学校举办运动会时,高一(1)班共有名同学参加比赛,有人参加游泳比赛,有人参加田径比赛,有人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有人,同时参加田径比赛和球类比赛的有人,没有人同时参加三项比赛.同时参加游泳和球类比赛的有 人.
13.(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知全集,集合或.
(1)求;
(2)求.
14.(24-25高一上·江苏苏州·月考)已知集合,,.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若,求实数m的取值范围.
75.(24-25高一上·江苏南京·月考)对了给定的非空集合A,定义集合,,当时,则称A具有孪生性质.
(1)判断集合是否具有孪生性质,请说明理由;
(2)设集合且,若C具有孪生性质,求n的最小值;
(3)设集合,若,求证:.
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