内容正文:
高考一轮复习考点通关
【专题1.1集合】
一:考纲要求
1. 集合的含义与表示
了解集合的含义,理解元素与集合的属于关系,能在自然语言、图形语言的基础上,用符号语言刻画集合。
掌握集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性。
熟悉常用数集及记法,如自然数集、正整数集或、整数集、有理数集、实数集。
理解集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法(Venn图),并能根据不同情况选择合适的方法表示集合。
2. 集合间的基本关系
理解集合间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集,会判断两个集合之间的包含关系。
了解全集与空集的含义,知道空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
若有限集中有个元素,要掌握的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个。
3. 集合的基本运算
理解两个集合的并集、交集与补集的含义,会求两个简单集合的并集、交集与补集。
能使用Venn图表达集合间的基本关系与基本运算,借助图形进行分析和求解。
在高考中,集合通常以选择题或填空题的形式出现,主要考查对集合概念的理解、集合间关系的判断以及集合的基本运算。同时,也可能与其他知识相结合,如函数、不等式等,综合考查学生的数学素养和解题能力。
二.考情分析
考点要求
考题统计
考情分析
集合的概念与表示:明确集合含义,掌握元素的确定性、互异性、无序性,理解元素与集合的属于关系,熟悉常用数集符号,能熟练运用列举法、描述法、图示法表示集合。
集合间的基本关系:理解集合的包含与相等关系,能识别子集、真子集,牢记空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,清楚有限集的子集、真子集等的数量关系。
集合的基本运算:掌握交集、并集、补集的含义,会求两个集合的交集、并集以及给定集合在全集中的补集,能借助 Venn 图进行分析与求解。
2024年:
全国甲卷:理科第2题,分值5分。题目考查集合的基本运算,通过对集合中元素的分析,运用交集、补集等运算规则来求解。
2023年:
全国乙卷:理科第10题,分值5分。这是一道集合、数列、三角函数的综合题,深入考查集合的概念、三角函数的周期性,既可以通过三角函数的周期性求解,也可以用数形结合的方法求解。
2022年:
全国甲卷:文科第1题,分值5分。考查区间交集运算,属于集合运算中的基础题型,通过对给定区间的分析,确定交集的范围。
新高考Ⅰ卷:第1题,分值5分。考查集合的基础运算,涉及交集、并集、补集等运算概念,要求考生对集合的基本运算规则有清晰的理解和掌握。
题型与分值:集合相关题目在高考中通常以选择题为主,偶尔也会出现在填空题中,分值一般为5分。如2024年全国甲卷理科第2题、2022年全国甲卷文科第1题等,都是以选择题形式考查集合运算,占5分。
考查内容:重点考查集合的交、并、补等基本运算,以及集合间的关系判断。比如2024年全国甲卷理科第2题考查集合的基本运算,通过对集合中元素的分析,运用交集、补集等运算规则来求解;2022年新高考Ⅰ卷第1题,考查集合的基础运算,涉及交集、并集、补集等运算概念。集合常与函数、不等式、数列等知识综合出题,考查学生的综合运用能力。如2023年全国乙卷理科第10题,是集合与数列、三角函数的综合题,考查集合概念、三角函数周期性等。
命题趋势:集合是每年高考必考内容,考查内容、频率、题型、难度均相对稳定。题目注重对集合基本概念、运算规则的考查,同时强调学生对知识的综合运用和转化能力,以及数学思维和核心素养的体现,如逻辑推理、数学运算等。
总体来说,高考数学集合部分的考查较为基础和稳定,但会通过与其他知识的综合来增加一定的难度和区分度,要求学生扎实掌握集合的基础知识,并能灵活运用到综合问题的解决中。
三:考点梳理
【题型一:集合的基本概念】
【知识讲解】
1.集合的定义
集合是由确定的、不同的对象组成的整体。这些对象称为集合的元素。例如,“所有小于10的正整数”组成一个集合,1、2、3、4、5、6、7、8、9就是这个集合的元素。
2.集合中元素的特性
确定性:对于一个给定的集合,任何一个对象是否属于这个集合是明确的,要么属于该集合,要么不属于,不存在模棱两可的情况。例如,“个子高的同学”不能构成一个集合,因为“个子高”没有明确的标准,不具有确定性。
互异性:集合中的元素是互不相同的。如果一个集合中有多个相同的元素,那么只能算作一个元素。例如,集合{1, 2, 2, 3}实际上就是{1, 2, 3}。
无序性:集合中的元素没有固定的顺序。例如,集合{1, 2, 3}与{3, 2, 1}是同一个集合。
3.集合的表示方法
列举法:将集合中的元素一一列举出来,写在大括号内。例如,集合A = {1, 2, 3, 4, 5},这种方法适用于元素较少的集合。
描述法:用集合中元素所具有的共同特征来表示集合。一般形式为{x | x满足的条件}。例如,{x | x是大于5的整数},表示所有大于5的整数组成的集合。
图示法:常用的有韦恩图,用封闭的曲线表示集合,直观地展示集合之间的关系。
4.集合的分类
有限集:含有有限个元素的集合。例如,{1, 2, 3}是有限集。
无限集:含有无限个元素的集合。例如,所有的自然数组成的集合N = {0, 1, 2, 3, …}是无限集。
空集:不含任何元素的集合,记作∅。例如,方程$x^2 + 1 = 0$在实数范围内的解集就是空集。
例题精选
【例题1】(2022·河北·模拟预测)已知集合,集合中所含元素的个数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】根据集合的运算即可利用列举法求解.
【详解】设,
故,故有6个元素,
故选:C
【例题2】(2023·云南保山·二模)定义集合运算:,设,,则集合的所有元素之和为( )
A.14 B.15 C.16 D.18
【答案】A
【分析】由集合的新定义计算即可.
【详解】由题设知,
所有元素之和为,
故选:A.
【例题3】(2025·河南·一模)已知集合,若且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意列出不等式组即可求出结果.
【详解】由题可知且
解得.
故选:C.
相似练习
【相似题1】(2025·辽宁沈阳·一模)集合,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先解绝对值不等式再结合自然数定义计算即可.
【详解】集合.
故选:B.
【相似题2】(2024·辽宁·模拟预测)已知集合,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据描述法表示的集合元素特征,对选项逐一判断即可得出结论.
【详解】因为,所以,因为,所以
所以,故A错误,B正确;
所以,故C错误;
所以,故D错误;
故选:B.
【相似题3】(2024·上海宝山·二模)已知集合,且,则实数的值为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用元素与集合的关系,结合集合元素的性质求解即得.
【详解】由集合,且,得或,解得或,
当时,,符合题意,
当时,且,与集合元素的互异性矛盾,
所以实数的值为0.
故答案为:
【题型二:集合间的基本关系】
【知识讲解】
集合间的基本关系
子集:如果集合A的所有元素都是集合B的元素,那么称集合A是集合B的子集,记作。例如,集合A = {1, 2},集合B = {1, 2, 3},则。
真子集:如果,且集合B中至少有一个元素不属于集合A,那么称集合A是集合B的真子集,记作。例如,{1, 2}是{1, 2, 3}的真子集。
相等集合:如果两个集合A和B的元素完全相同,那么称这两个集合相等,记作。例如,集合A = {x | },集合B = {1, 2},通过求解方程可知。
例题精选
【例题1】(2024·全国·模拟预测)已知集合,则( )
A. B. C.A D.B
【答案】D
【分析】利用元素与集合,集合间的基本关系判定选项即可.
【详解】因为集合中元素都属于,
且是的真子集.
故选:D.
【例题2】(2024·安徽合肥·模拟预测)已知集合,,若,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据几集合中的元素化简集合,再根据集合间的关系即可得实数a的取值范围.
【详解】因为集合,,
若,则,故实数a的取值范围是.
故选:B.
【例题3】(2024·四川成都·三模)已知集合 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查集合间的包含关系,根据题意,分析集合之间的关系,进而作出判断即可.
【详解】因为,
所以,
即,
故选项D正确,选项A、B、C错误.
故选:D.
相似练习
【相似题1】(2024·浙江·二模)已知集合,,若,则满足集合的个数为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【分析】根据包含关系,写出所有满足条件的集合A即可得解.
【详解】因为,
所以可以是,共8个,
故选:D
【相似题2】(2024·山东聊城·一模)已知集合,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】计算出集合、后借助集合间的关系计算即可得.
【详解】由,可得,故,
由,可得,故,
由,则有.
故选:C.
【相似题3】(2023·山东聊城·三模)已知集合,,若对于,都有,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知可得可得答案.
【详解】若对于,都有,则,
由已知可得.
故选:B.
【题型三:集合的基本运算】
【知识讲解】
交集
1.
定义:由所有既属于集合 A 又属于集合 B 的元素所组成的集合,叫做集合 A 与集合 B 的交集,记作,读作 “A 交 B”。
2.
Venn 图表示:在 Venn 图中,交集就是表示集合 A 与集合 B 的两个区域重叠的部分。
3. 运算性质:
·
,任何集合与其自身的交集就是它本身。
·
,任何集合与空集的交集都是空集。
·
若,则。
并集
1.
定义:由所有属于集合 A 或属于集合 B 的元素所组成的集合,叫做集合 A 与集合 B 的并集,记作,读作 “A 并 B”。
2.
Venn 图表示:在 Venn 图中,并集就是表示集合 A 与集合 B 的两个区域所覆盖的全部范围。
3. 运算性质:
·
,任何集合与其自身的并集就是它本身。
·
,任何集合与空集的并集是该集合本身。
·
若,则。
补集
1.
全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作 U。例如在研究实数范围内的问题时,全集(全体实数集)。
3.
补集定义:对于一个集合 A,由全集 U 中不属于集合 A 的所有元素组成的集合称为集合 A 相对于全集 U 的补集,简称为集合 A 的补集,记作。
4.
Venn 图表示:在 Venn 图中,补集是全集 U 中除去表示集合 A 的区域后剩下的部分。
4. 运算性质:
·
,集合 A 与它的补集的并集是全集。
·
,集合 A 与它的补集的交集是空集。
·
,对集合 A 的补集再求补集就得到集合 A 本身。
例题精选
【例题1】(2025·天津南开·一模)若集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】应用集合的交补运算求集合.
【详解】由题设,,则.
故选:A
【例题2】(2025·山东·模拟预测)已知集合,或,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题设分和分析求解即可.
【详解】因为,
所以当时满足题意,此时,
当时,要满足题意,则有
综上实数的取值范围为.
故选:A
【例题3】(2025·安徽合肥·二模)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分别化简集合,结合交集的运算规律即可求解.
【详解】因为,所以,所以,
因为,所以,所以,
,
故选:.
相似练习
【相似题1】(2025·辽宁鞍山·二模)设全集,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据交集、并集、补集的定义求解.
【详解】因为全集,,所以,
所以.
故选:B.
【相似题2】(2025·贵州铜仁·模拟预测)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求得集合,再用交集运算求解.
【详解】由解得,,所以,
所以,
故选:B.
【相似题3】(2025·江苏宿迁·二模)设集合,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据交集、并集、补集的知识来求得正确答案.
【详解】依题意,,
所以或,A选项错误;
,B选项正确;
或,
或,C选项错误.
,
,D选项错误.
故选:B
【题型四:Venn图的应用】
【知识讲解】
Venn 图表示集合关系
1.
子集关系:如果集合是集合的子集,即,那么表示集合的封闭区域完全包含在表示集合的封闭区域内部。比如,,在 Venn 图中,代表集合的区域在代表集合的区域之中。
2.
交集关系:集合与集合的交集,在 Venn 图中就是表示集合与集合的两个封闭区域重叠的部分。
3.
并集关系:集合与集合的并集,在 Venn 图中是表示集合与集合的两个封闭区域所覆盖的全部范围,即把两个区域合并在一起(重复部分只算一次)。
4.
补集关系:对于集合,其在全集中的补集,在 Venn 图中是全集所对应的整个区域中,除去表示集合的封闭区域后剩下的部分。
利用 Venn 图解题的一般思路
1. 分析题目条件:仔细阅读题目,明确已知的集合关系和所给的数据信息,确定哪些集合需要在 Venn 图中表示。
2.
绘制 Venn 图框架:先画出表示全集的图形,再根据集合间的包含、相交等关系,逐步画出各个集合对应的封闭区域。例如,如果已知,,那么先画一个大的区域表示全集,在内画一个区域表示,在内画两个有重叠部分的区域分别表示和。
3.
填充元素或数量:将题目中给出的集合元素或相关数量信息,填入 Venn 图的对应区域。如果已知集合中有 3 个元素,中有 1 个元素,就把这 1 个元素填在与重叠的区域,另外 2 个只属于的元素填在不与重叠的区域。
4.
借助图形推理计算:通过观察 Venn 图,利用集合运算的性质和逻辑关系进行推理和计算。比如要求的元素个数,就把、区域内的元素个数相加(注意重叠部分只算一次);若求,则在全集对应的区域内,去掉所覆盖的区域,剩下区域对应的元素或数量就是结果。
【例题精选】
【例题1】(2025·广东佛山·二模)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】 根据集合的运算即可得到答案.
【详解】 在阴影部分区域内任取一个元素,则或,故阴影部分所表示的集合为或者,故A正确.
故选:A.
【例题2】(2025·广东佛山·模拟预测)已知全集,集合,,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用韦恩图法即可判断.
【详解】如图,对于A:,所以A错误;
对于B:,所以B错误;
对于D:,所以D错误,
对于C:由图观察显然,故C正确.
故选:C
【例题3】(24-25高三上·云南昆明·阶段练习)如图所示,集合是全集的三个真子集,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由韦恩图写出阴影部分的对应集合即可.
【详解】由韦恩图知:阴影部分表示对应元素不属于集合,但属于集合,所以阴影部分所表示的集合是.
故选:C.
相似练习
【相似题1】(2022·安徽马鞍山·模拟预测)已知M,N均为R的子集,且,则为( )
A.M B.N C. D.R
【答案】A
【分析】根据题意作出韦恩图,结合韦恩图分析求解.
【详解】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.
【相似题2】多选题(2022·湖南长沙·模拟预测)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】在阴影部分区域内任取一个元素,分析与集合、、的关系,利用集合的运算关系,逐个分析各个选项,即可得出结论.
【详解】如图,在阴影部分区域内任取一个元素,则或,所以阴影部分所表示的集合为 ,再根据集合的运算可知,阴影部分所表示的集合也可表示为,
所以选项AD正确,选项BC不正确.
故选:AD.
【相似题3】多选题(2022·福建泉州·模拟预测)已知集合均为的子集,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据题意,画出韦恩图,结合韦恩图和选项,逐一判断,即可得到答案.
【详解】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.
【题型五:集合的新定义问题】
【例题精选】
【例题1】(2022·江西九江·模拟预测)设集合,集合,定义,则中元素个数是( )
A.7 B.10 C. D.
【答案】B
【分析】根据交集和并集的定义求得,再根据的定义求解即可.
【详解】集合,集合
,
,
共有10个元素.
故选:B.
【例题2】(2023·全国·模拟预测)对于集合A,B,定义集合且,已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合新定义可知,求得,进而根据补集的定义求解即可.
【详解】结合新定义可知,又,
所以.
故选:A
【例题3】(2022·陕西西安·一模)定义集合且.已知集合,,则中元素的个数为( )
A.6 B.5 C.4 D.7
【答案】C
【分析】根据集合新定义求解即可.
【详解】根据题意,因为,,
所以.
故选:C.
相似练习
【相似题1】(22-23高三上·广西贵港·阶段练习)定义差集且,已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据差集的定义直接求解即可.
【详解】因为,,
所以,
所以.
故选:B
【相似题2】多选题(2024·江苏泰州·模拟预测)对任意,记,并称为集合A,B的对称差.例如:若,,则.下列命题中,为真命题的是( )
A.若且,则 B.若且,则
C.若且,则 D.存在,使得
【答案】AB
【分析】A选项,根据题意得到且中元素不能出现在中,故;B选项,与是相同的,所以;C选项,推出;D选项,表达出,结合,,得到,故.
【详解】A选项,且,则,
故,且中元素不能出现在中,故,A正确;
B选项,且,则,
即与是相同的,所以,B正确;
C选项,因为,所以,故,C错误;
D选项,,
其中,,
故,
而,
故,D错误.
故选:AB
课后针对训练
一、单选题
1.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
2.(2020·浙江·高考真题)已知集合P=,,则PQ=( )
A. B.
C. D.
3.(2024·北京·高考真题)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)若集合,,则( )
A. B. C. D.
5.(2024·全国甲卷·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
6.(2023·北京·高考真题)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
7.(2023·全国乙卷·高考真题)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
8.(2023·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,( )
A. B.
C. D.
9.(2023·全国乙卷·高考真题)设集合,集合,,则( )
A. B.
C. D.
10.(2023·天津·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
11.(2022·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
12.(2022·新高考全国Ⅰ卷·高考真题)若集合,则( )
A. B. C. D.
13.(2021·全国乙卷·高考真题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
14.(2024·江苏泰州·一模)已知集合均为全集的子集,若,则( )
A. B. C. D.
15.(2024·江西新余·模拟预测)已知集合为全集的子集,,则( ).
A. B.
C. D.
16.(24-25高三上·河北承德·阶段练习)已知集合,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
17.(2024·浙江杭州·三模)设集合,,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
18.(2024·江苏南通·模拟预测)设为全集,集合满足条件,那么下列各式中不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
C
C
D
A
A
A
A
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
D
D
C
C
C
A
D
ABC
1.B
【分析】根据包含关系分和两种情况讨论,运算求解即可.
【详解】因为,则有:
若,解得,此时,,不符合题意;
若,解得,此时,,符合题意;
综上所述:.
故选:B.
2.B
【分析】根据集合交集定义求解.
【详解】
故选:B
【点睛】本题考查交集概念,考查基本分析求解能力,属基础题.
3.C
【分析】直接根据并集含义即可得到答案.
【详解】由题意得.
故选:C.
4.C
【分析】根据集合的定义先算出具体含有的元素,然后根据交集的定义计算.
【详解】依题意得,对于集合中的元素,满足,
则可能的取值为,即,
于是.
故选:C
5.D
【分析】由集合的定义求出,结合交集与补集运算即可求解.
【详解】因为,所以,
则,
故选:D
6.A
【分析】先化简集合,然后根据交集的定义计算.
【详解】由题意,,,
根据交集的运算可知,.
故选:A
7.A
【分析】由题意可得的值,然后计算即可.
【详解】由题意可得,则.
故选:A.
8.A
【分析】根据整数集的分类,以及补集的运算即可解出.
【详解】因为整数集,,所以,.
故选:A.
9.A
【分析】由题意逐一考查所给的选项运算结果是否为即可.
【详解】由题意可得,则,选项A正确;
,则,选项B错误;
,则或,选项C错误;
或,则或,选项D错误;
故选:A.
10.A
【分析】对集合B求补集,应用集合的并运算求结果;
【详解】由,而,
所以.
故选:A
11.D
【分析】解方程求出集合B,再由集合的运算即可得解.
【详解】由题意,,所以,
所以.
故选:D.
12.D
【分析】求出集合后可求.
【详解】,故,
故选:D
13.C
【分析】分析可得,由此可得出结论.
【详解】任取,则,其中,所以,,故,
因此,.
故选:C.
14.C
【分析】根据所给关系,结合补集的性质求解.
【详解】因为,则,
根据补集的性质,即,
于是,
故选:C
15.C
【分析】根据得,利用即可得到结果.
【详解】∵,
∴,
∴,
∴.
故选:C.
16.A
【分析】根据得到,当时满足,求出的取值范围,当时,列出不等式组求出的取值范围,结合两种情况求出的取值范围.
【详解】因为,所以,
因为,且满足,,
所以当时满足,
此时,解得,
当时,则有,
解得,综上,,
即实数的取值范围为.
故选:A.
17.D
【分析】利用最小公倍数排除A,B,利用奇数和偶数排除C,求解即可.
【详解】易知集合,,
则中前面的系数应为的最小公倍数,故排除A,B,
对于C,当时,集合为,
而令,可得不为整数,故不含有7,
可得中不含有7,故C错误,
故选:D
18.ABC
【分析】结合举例及集合的运算和集合的关系求解即可.
【详解】当,,,时,满足,
此时,不是的子集,所以A、B不一定成立;
,,所以C不一定成立;
对于D,若,则,但,因为,
所以,于是,所以,
同理若,则,,
因此,成立,所以D成立.
故选:ABC.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$高考一轮复习考点通关
【专题1.1集合】
一:考纲要求
1. 集合的含义与表示
了解集合的含义,理解元素与集合的属于关系,能在自然语言、图形语言的基础上,用符号语言刻画集合。
掌握集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性。
熟悉常用数集及记法,如自然数集、正整数集或、整数集、有理数集、实数集。
理解集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法(Venn图),并能根据不同情况选择合适的方法表示集合。
2. 集合间的基本关系
理解集合间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集,会判断两个集合之间的包含关系。
了解全集与空集的含义,知道空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
若有限集中有个元素,要掌握的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个。
3. 集合的基本运算
理解两个集合的并集、交集与补集的含义,会求两个简单集合的并集、交集与补集。
能使用Venn图表达集合间的基本关系与基本运算,借助图形进行分析和求解。
在高考中,集合通常以选择题或填空题的形式出现,主要考查对集合概念的理解、集合间关系的判断以及集合的基本运算。同时,也可能与其他知识相结合,如函数、不等式等,综合考查学生的数学素养和解题能力。
二.考情分析
考点要求
考题统计
考情分析
集合的概念与表示:明确集合含义,掌握元素的确定性、互异性、无序性,理解元素与集合的属于关系,熟悉常用数集符号,能熟练运用列举法、描述法、图示法表示集合。
集合间的基本关系:理解集合的包含与相等关系,能识别子集、真子集,牢记空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,清楚有限集的子集、真子集等的数量关系。
集合的基本运算:掌握交集、并集、补集的含义,会求两个集合的交集、并集以及给定集合在全集中的补集,能借助 Venn 图进行分析与求解。
2024年:
全国甲卷:理科第2题,分值5分。题目考查集合的基本运算,通过对集合中元素的分析,运用交集、补集等运算规则来求解。
2023年:
全国乙卷:理科第10题,分值5分。这是一道集合、数列、三角函数的综合题,深入考查集合的概念、三角函数的周期性,既可以通过三角函数的周期性求解,也可以用数形结合的方法求解。
2022年:
全国甲卷:文科第1题,分值5分。考查区间交集运算,属于集合运算中的基础题型,通过对给定区间的分析,确定交集的范围。
新高考Ⅰ卷:第1题,分值5分。考查集合的基础运算,涉及交集、并集、补集等运算概念,要求考生对集合的基本运算规则有清晰的理解和掌握。
题型与分值:集合相关题目在高考中通常以选择题为主,偶尔也会出现在填空题中,分值一般为5分。如2024年全国甲卷理科第2题、2022年全国甲卷文科第1题等,都是以选择题形式考查集合运算,占5分。
考查内容:重点考查集合的交、并、补等基本运算,以及集合间的关系判断。比如2024年全国甲卷理科第2题考查集合的基本运算,通过对集合中元素的分析,运用交集、补集等运算规则来求解;2022年新高考Ⅰ卷第1题,考查集合的基础运算,涉及交集、并集、补集等运算概念。集合常与函数、不等式、数列等知识综合出题,考查学生的综合运用能力。如2023年全国乙卷理科第10题,是集合与数列、三角函数的综合题,考查集合概念、三角函数周期性等。
命题趋势:集合是每年高考必考内容,考查内容、频率、题型、难度均相对稳定。题目注重对集合基本概念、运算规则的考查,同时强调学生对知识的综合运用和转化能力,以及数学思维和核心素养的体现,如逻辑推理、数学运算等。
总体来说,高考数学集合部分的考查较为基础和稳定,但会通过与其他知识的综合来增加一定的难度和区分度,要求学生扎实掌握集合的基础知识,并能灵活运用到综合问题的解决中。
三:考点梳理
【题型一:集合的基本概念】
【知识讲解】
1.集合的定义
集合是由确定的、不同的对象组成的整体。这些对象称为集合的元素。例如,“所有小于10的正整数”组成一个集合,1、2、3、4、5、6、7、8、9就是这个集合的元素。
2.集合中元素的特性
确定性:对于一个给定的集合,任何一个对象是否属于这个集合是明确的,要么属于该集合,要么不属于,不存在模棱两可的情况。例如,“个子高的同学”不能构成一个集合,因为“个子高”没有明确的标准,不具有确定性。
互异性:集合中的元素是互不相同的。如果一个集合中有多个相同的元素,那么只能算作一个元素。例如,集合{1, 2, 2, 3}实际上就是{1, 2, 3}。
无序性:集合中的元素没有固定的顺序。例如,集合{1, 2, 3}与{3, 2, 1}是同一个集合。
3.集合的表示方法
列举法:将集合中的元素一一列举出来,写在大括号内。例如,集合A = {1, 2, 3, 4, 5},这种方法适用于元素较少的集合。
描述法:用集合中元素所具有的共同特征来表示集合。一般形式为{x | x满足的条件}。例如,{x | x是大于5的整数},表示所有大于5的整数组成的集合。
图示法:常用的有韦恩图,用封闭的曲线表示集合,直观地展示集合之间的关系。
4.集合的分类
有限集:含有有限个元素的集合。例如,{1, 2, 3}是有限集。
无限集:含有无限个元素的集合。例如,所有的自然数组成的集合N = {0, 1, 2, 3, …}是无限集。
空集:不含任何元素的集合,记作∅。例如,方程$x^2 + 1 = 0$在实数范围内的解集就是空集。
例题精选
【例题1】(2022·河北·模拟预测)已知集合,集合中所含元素的个数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【例题2】(2023·云南保山·二模)定义集合运算:,设,,则集合的所有元素之和为( )
A.14 B.15 C.16 D.18
【例题3】(2025·河南·一模)已知集合,若且,则( )
A. B.
C. D.
相似练习
【相似题1】(2025·辽宁沈阳·一模)集合,则集合( )
A. B. C. D.
【相似题2】(2024·辽宁·模拟预测)已知集合,且,则( )
A. B. C. D.
【相似题3】(2024·上海宝山·二模)已知集合,且,则实数的值为 .
【题型二:集合间的基本关系】
【知识讲解】
集合间的基本关系
子集:如果集合A的所有元素都是集合B的元素,那么称集合A是集合B的子集,记作。例如,集合A = {1, 2},集合B = {1, 2, 3},则。
真子集:如果,且集合B中至少有一个元素不属于集合A,那么称集合A是集合B的真子集,记作。例如,{1, 2}是{1, 2, 3}的真子集。
相等集合:如果两个集合A和B的元素完全相同,那么称这两个集合相等,记作。例如,集合A = {x | },集合B = {1, 2},通过求解方程可知。
例题精选
【例题1】(2024·全国·模拟预测)已知集合,则( )
A. B. C.A D.B
【例题2】(2024·安徽合肥·模拟预测)已知集合,,若,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例题3】(2024·四川成都·三模)已知集合 ,则( )
A. B. C. D.
相似练习
【相似题1】(2024·浙江·二模)已知集合,,若,则满足集合的个数为( )
A.4 B.6 C.7 D.8
【相似题2】(2024·山东聊城·一模)已知集合,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【相似题3】(2023·山东聊城·三模)已知集合,,若对于,都有,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【题型三:集合的基本运算】
【知识讲解】
交集
1.
定义:由所有既属于集合 A 又属于集合 B 的元素所组成的集合,叫做集合 A 与集合 B 的交集,记作,读作 “A 交 B”。
2.
Venn 图表示:在 Venn 图中,交集就是表示集合 A 与集合 B 的两个区域重叠的部分。
3. 运算性质:
·
,任何集合与其自身的交集就是它本身。
·
,任何集合与空集的交集都是空集。
·
若,则。
并集
1.
定义:由所有属于集合 A 或属于集合 B 的元素所组成的集合,叫做集合 A 与集合 B 的并集,记作,读作 “A 并 B”。
2.
Venn 图表示:在 Venn 图中,并集就是表示集合 A 与集合 B 的两个区域所覆盖的全部范围。
3. 运算性质:
·
,任何集合与其自身的并集就是它本身。
·
,任何集合与空集的并集是该集合本身。
·
若,则。
补集
1.
全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作 U。例如在研究实数范围内的问题时,全集(全体实数集)。
3.
补集定义:对于一个集合 A,由全集 U 中不属于集合 A 的所有元素组成的集合称为集合 A 相对于全集 U 的补集,简称为集合 A 的补集,记作。
4.
Venn 图表示:在 Venn 图中,补集是全集 U 中除去表示集合 A 的区域后剩下的部分。
4. 运算性质:
·
,集合 A 与它的补集的并集是全集。
·
,集合 A 与它的补集的交集是空集。
·
,对集合 A 的补集再求补集就得到集合 A 本身。
例题精选
【例题1】(2025·天津南开·一模)若集合,则( )
A. B.
C. D.
【例题2】(2025·山东·模拟预测)已知集合,或,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例题3】(2025·安徽合肥·二模)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
相似练习
【相似题1】(2025·辽宁鞍山·二模)设全集,若,则( )
A. B. C. D.
【相似题2】(2025·贵州铜仁·模拟预测)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【相似题3】(2025·江苏宿迁·二模)设集合,,,则( )
A. B. C. D.
【题型四:Venn图的应用】
【知识讲解】
Venn 图表示集合关系
1.
子集关系:如果集合是集合的子集,即,那么表示集合的封闭区域完全包含在表示集合的封闭区域内部。比如,,在 Venn 图中,代表集合的区域在代表集合的区域之中。
2.
交集关系:集合与集合的交集,在 Venn 图中就是表示集合与集合的两个封闭区域重叠的部分。
3.
并集关系:集合与集合的并集,在 Venn 图中是表示集合与集合的两个封闭区域所覆盖的全部范围,即把两个区域合并在一起(重复部分只算一次)。
4.
补集关系:对于集合,其在全集中的补集,在 Venn 图中是全集所对应的整个区域中,除去表示集合的封闭区域后剩下的部分。
利用 Venn 图解题的一般思路
1. 分析题目条件:仔细阅读题目,明确已知的集合关系和所给的数据信息,确定哪些集合需要在 Venn 图中表示。
2.
绘制 Venn 图框架:先画出表示全集的图形,再根据集合间的包含、相交等关系,逐步画出各个集合对应的封闭区域。例如,如果已知,,那么先画一个大的区域表示全集,在内画一个区域表示,在内画两个有重叠部分的区域分别表示和。
3.
填充元素或数量:将题目中给出的集合元素或相关数量信息,填入 Venn 图的对应区域。如果已知集合中有 3 个元素,中有 1 个元素,就把这 1 个元素填在与重叠的区域,另外 2 个只属于的元素填在不与重叠的区域。
4.
借助图形推理计算:通过观察 Venn 图,利用集合运算的性质和逻辑关系进行推理和计算。比如要求的元素个数,就把、区域内的元素个数相加(注意重叠部分只算一次);若求,则在全集对应的区域内,去掉所覆盖的区域,剩下区域对应的元素或数量就是结果。
【例题精选】
【例题1】(2025·广东佛山·二模)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C. D.
【例题2】(2025·广东佛山·模拟预测)已知全集,集合,,且,则( )
A. B.
C. D.
【例题3】(24-25高三上·云南昆明·阶段练习)如图所示,集合是全集的三个真子集,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B.
C. D.
相似练习
【相似题1】(2022·安徽马鞍山·模拟预测)已知M,N均为R的子集,且,则为( )
A.M B.N C. D.R
【相似题2】多选题(2022·湖南长沙·模拟预测)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C. D.
【相似题3】多选题(2022·福建泉州·模拟预测)已知集合均为的子集,若,则( )
A. B.
C. D.
【题型五:集合的新定义问题】
【例题精选】
【例题1】(2022·江西九江·模拟预测)设集合,集合,定义,则中元素个数是( )
A.7 B.10 C. D.
【例题2】(2023·全国·模拟预测)对于集合A,B,定义集合且,已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
【例题3】(2022·陕西西安·一模)定义集合且.已知集合,,则中元素的个数为( )
A.6 B.5 C.4 D.7
相似练习
【相似题1】(22-23高三上·广西贵港·阶段练习)定义差集且,已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【相似题2】多选题(2024·江苏泰州·模拟预测)对任意,记,并称为集合A,B的对称差.例如:若,,则.下列命题中,为真命题的是( )
A.若且,则 B.若且,则
C.若且,则 D.存在,使得
课后针对训练
一、单选题
1.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
2.(2020·浙江·高考真题)已知集合P=,,则PQ=( )
A. B.
C. D.
3.(2024·北京·高考真题)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)若集合,,则( )
A. B. C. D.
5.(2024·全国甲卷·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
6.(2023·北京·高考真题)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
7.(2023·全国乙卷·高考真题)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
8.(2023·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,( )
A. B.
C. D.
9.(2023·全国乙卷·高考真题)设集合,集合,,则( )
A. B.
C. D.
10.(2023·天津·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
11.(2022·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
12.(2022·新高考全国Ⅰ卷·高考真题)若集合,则( )
A. B. C. D.
13.(2021·全国乙卷·高考真题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
14.(2024·江苏泰州·一模)已知集合均为全集的子集,若,则( )
A. B. C. D.
15.(2024·江西新余·模拟预测)已知集合为全集的子集,,则( ).
A. B.
C. D.
16.(24-25高三上·河北承德·阶段练习)已知集合,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
17.(2024·浙江杭州·三模)设集合,,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
18.(2024·江苏南通·模拟预测)设为全集,集合满足条件,那么下列各式中不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
1
学科网(北京)股份有限公司
$$