内容正文:
1.1 集合
目录
01 课标要求 2
02 落实主干知识 3
一、 集合的含义与表示 3
二、集合间的基本关系 3
三、集合的基本运算 3
四、常用二级结论 4
03 探究核心题型 5
题型一:集合的含义与表示 5
题型二:元素与集合的基本关系 6
题型三:集合元素的特征 8
题型四:集合间的基本关系 9
题型五:集合的基本运算 12
题型六:集合与排列组合的综合应用 14
题型七:韦恩图表达集合的关系及运算 16
题型八:容斥问题 18
题型九:集合中的创新问题 20
1、了解集合的含义,了解全集、空集的含义.
2、理解元素与集合的属于关系,理解集合间的包含和相等关系.
3、会求两个集合的并集、交集与补集.
4、能用自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题,能使用Venn图表示集合间的基本关系和基本运算.
一、 集合的含义与表示
1、元素与集合:一般地,把研究对象统称元素;把一些元素组成的总体叫做集合.集合中的元素具有:确定性,互异性,无序性.
2、元素与集合的关系:,;
3、集合的表示方法:列举法、描述法、韦恩图(图).
4、常见数集和数学符号
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
或
二、集合间的基本关系
(1)子集:一般地,对于两个集合、,如果集合中任意一个元素都是集合中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合为集合的子集 ,记作(或),读作“包含于”(或“包含”).
(2)真子集:如果集合,但存在元素,且,我们称集合是集合的真子集,记作(或).读作“真包含于 ”或“真包含 ”.
(3)相等:如果集合是集合的子集(,且集合是集合的子集(),此时,集合与集合中的元素是一样的,因此,集合与集合相等,记作.
(4)空集的性质: 我们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.
三、集合的基本运算
1、①并集:;
②交集:;
③补集:.
④全集: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
2、运算律
① 交换律 ,;
② 结合律 ,;
③ 分配律 ,;
④ 德摩根律 ,.
四、常用二级结论
(1)若集合中有个元素,则集合的所有子集个数为,所有非空子集的个数是,所有真子集的个数是,所有非空真子集的个数是.
(2)包含关系的各种等价表示:①;②;③;④;⑤.
(3)容斥原理
.
(4)牢记两个注意点
①在应用条件时要树立分类讨论的思想,将集合A是空集的情况优先进行讨论.
②在解答集合问题时,要注意集合元素的特性,特别是互异性对集合元素的限制.
题型一:集合的含义与表示
【例1】(2025·重庆·三模)已知集合,,则的元素个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】集合,则,
所以集合C的元素个数为3个.
故选:C
【方法技巧与总结】
(1)确定集合中的代表元素.
(2)确定元素的限制条件.
(3)理解元素的互异性,在解决集合中含有字母的问题时,一定要返回代入验证,防止与集合中元素的互异性相矛盾.
【变式1-1】(2025·广东揭阳·二模)已知集合,则A中元素的个数为( )
A.7 B.9 C.11 D.13
【答案】C
【解析】因为,所以,
又,所以,可得,所以x可能取值为
当时:代入得,又,
所以,此时得到元素;
当时:代入得,,,
此时得到元素;
当时:代入得,.,,
此时得到元素;
当时:代入得,,,
此时得到元素;
当时:代入得,所以,
此时得到元素;
满足条件的元素分别为:
,,,,共11个,
故选:C
【变式1-2】(2025·四川成都·模拟预测)现有、、、四个数,从这四个数中任取两个相加,可以得到多少个不同的数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】现有、、、四个数,从这四个数中任取两个相加,所得结果构成的集合为.
故选:A.
【变式1-3】(2025·甘肃平凉·模拟预测)已知集合,,,则集合C的子集有( )
A.64个 B.63个 C.16个 D.15个
【答案】C
【解析】由集合,,且,
因为,,可得集合,所以集合的子集有个.
故选:C.
题型二:元素与集合的基本关系
【例2】(2025·重庆·二模)已知全集,集合满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为全集,,可得,
所以,,,.
故选:D.
【方法技巧与总结】
明确元素与集合的“属于”或“不属于”关系。判断时,看元素是否满足集合定义条件。若满足,则元素属于该集合;若不满足,则不属于。此关系用于界定元素与集合的归属,是集合论的基础。
【变式2-1】(2025·辽宁·二模)设集合.若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以,所以.
故选:C
【变式2-2】(2025·河南·三模)已知集合,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为集合,且,
则.
所以,,,.
故选:C.
【变式2-3】(2025·陕西汉中·二模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,
设,则:有理数部分:,无理数部分,
, ,符合条件,所以,故A错误;
设,则有理数部分,无理数部分:,
, ,符合条件,故,故B错误;
设,则:有理数部分,无理数部分: ,故,故C正确;
设,则有理数部分: (非整数,矛盾),故,故D错误.
故选:C.
题型三:集合元素的特征
【例3】(2025·广东深圳·二模)已知等差数列的公差为,集合,若,则( )
A. B.0 C.1 D.
【答案】B
【解析】根据已知条件,等差数列的通项公式为:.
根据三角函数的性质,.
这说明数列的周期为3.
因为集合,即有三个不同的值.
设时,;时,;
时,.
根据三角函数两角和公式可得:
.
.
则
故选:B.
【方法技巧与总结】
利用集合元素的特征:确定性、无序性、互异性.
【变式3-1】(2025·高三·安徽宣城·期末)已知集合,,若,则a的值是( )
A.1或2 B.或0 C.1 D.
【答案】C
【解析】由题设,可得或,
当时,,满足题设;
当时,,不符合集合元素的互异性;
所以.
故选:C
【变式3-2】(2025·全国·模拟预测)已知集合,,若,则中所有元素之和为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】由得或,解得:或,
若,则,不符合题意;
若,,从而,
所以中所有元素之和为4.
故选:C.
【变式3-3】已知集合若,则的值为( )
A.1 B. C.1或 D.或
【答案】B
【解析】因为
所以或,
当时,,此时,,故舍去:
当时,解得或(舍去),
综上.
故选:B
题型四:集合间的基本关系
【例4】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以,
所以,
因为,所以,
所以,
因为表示所有奇数,表示部分奇数,
所以.
故选:.
【方法技巧与总结】
(1)在判定两个集合之间的关系时,我们通常会采用两种主要方法。第一种是逻辑分析法,此方法要求我们先对集合的表达式进行化简处理,再通过分析化简后的表达式来明确两个集合之间的逻辑关系。第二种方法则是列举法,具体操作是分别将两个集合中的所有元素列举出来,然后通过对比这些元素来直观地判断两个集合之间的关系。
(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、Venn图等来直观解决这类问题.
【变式4-1】(2025·北京·二模)已知集合,集合,那么( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,
错误,错误,错误,
,
所以,D正确,
故选:D
【变式4-2】(2025·河北保定·二模)已知集合,则的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.15
【答案】D
【解析】因为的对称轴为,顶点为,且过点,
当时,上的点为,
作,的图象,如图,
由图可知,的图象与抛物线有4个不同的交点,
则有4个元素,从而的真子集的个数为.
故选:D
【变式4-3】(2025·四川成都·三模)已知集合,,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由于,所以,
故选:D
【变式4-4】(2025·辽宁·模拟预测)已知复数,若集合,则的子集个数是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】C
【解析】方法一:由,复数,
,即,
,解得,
所以,
所以集合,含有两个元素,所以A的子集有个;
方法二:,所以由求根公式得,
所以集合,含有两个元素,所以A的子集有个;
方法三:因为,∴有且仅有2个虚数根,
所以含有两个元素,所以A的子集有个.
故选:C.
题型五:集合的基本运算
【例5】(2025·宁夏银川·三模)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,,
,又,
所以.
故选:C.
【方法技巧与总结】
在处理集合的交、并、补运算时,可视元素特性选择合适表示方法。若元素为离散型,可借助Venn图直观展示集合关系;若元素连续分布,则宜用数轴表示,同时需特别留意数轴端点的包含或排除情况。
【变式5-1】(2025·山西朔州·二模)若集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由得,则,解得,
所以,则,
所以.
故选:D
【变式5-2】(2025·湖南长沙·二模)已知全集,,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】全集,∴,
又∵,∴,,∴集合.
故选:C.
【变式5-3】(2025·黑龙江辽宁·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,即,解得,
所以,
由,即,解得,
所以,
所以,则.
故选:B
【变式5-4】(多选题)(2025·江西萍乡·二模)已知全集,集合,且满足:,则下列说法正确的为( )
A. B.
C.集合可能是 D.
【答案】BCD
【解析】由题意知
所以,
对于 A,因为,且,所以,A 选项错误;
对于B,由于,所以,B 选项正确;
对于C,已知,这意味着既属于A又属于B,
若,当时,
此时满足所有已知条件,故C选项正确;
对于D,因为,又,所以,D选项正确;
故选:BCD.
题型六:集合与排列组合的综合应用
【例6】(2025·北京朝阳·模拟预测)已知集合,若集合A、B满足:,则集合对共有( )个.
A.36 B.48 C.64 D.81
【答案】D
【解析】因为,,
当时,又,故,
当集合中有一个元素时,又,这样的集合对有,
当集合中有两个元素时,又,这样的集合对有,
当集合中有三个元素时,又,这样的集合对有,
当集合中有四个元素时,又,这样的集合对有,
所以集合对共有.
故选:D.
【方法技巧与总结】
在运用排列与组合理论处理集合相关问题,或求解集合中元素数量时,关键在于灵活运用分析与转化的策略。通过深入剖析问题本质,将其转化为排列组合模型,从而高效地找到解决方案。
【变式6-1】(2025·山西·模拟预测)现从一含10个元素的集合的子集中随机选出2个不同的子集,被选出的子集之间必须满足包含或被包含的关系,则满足该选取条件的选法有 种.
【答案】
【解析】不妨设子集有个元素,子集有个元素.
当时,选法有种;
当时,选法有种;
当时,选法有种;
依此类推,当时,选法有种..
故满足该选取条件的选法种数为
.
.
故答案为:
【变式6-2】设集合A是由所有满足下面两个条件的有序数组构成:①;②;则集合A中的元素共有 个.
【答案】232
【解析】当时,有五个数是0,
另一个数为1或,这样有个;
当时,中有四个数是0,
另两个数为两个1或两个或一个1和一个,
这样有个;
当时,中有三个数是0,
另三个数为三个1或三个或一个1和两个或两个1和一个,
这样有个;
综上集合A中的元素共有232个.
故答案为:232
【变式6-3】设集合,若I的非空子集满足,我们称有序集合对为I的“互斥集合对”,则集合I的“互斥集合对”的个数为 .(用数字作答)
【答案】602
【解析】若中只有一个元素,有种选择,此时对应的为的补集中个元素的非空子集有个,故有,
若中只有2个元素,有种选择,此时对应的为的补集中4个元素的非空子集有个,故有,
若中只有3个元素,有种选择,此时对应的为的补集中3个元素的非空子集有个,故有,
若中只有4个元素,有种选择,此时对应的为的补集中2个元素的非空子集有个,故有,
若中只有5个元素,有种选择,此时对应的为的补集中1个元素的非空子集有个,故有,
所以共有,
故答案为:602
题型七:韦恩图表达集合的关系及运算
【例7】(2025·山东枣庄·二模)已知全集为,集合是的两个子集,若,则下列运算结果为的子集的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】作出Venn图,如图,
对于A,,故A错误;
对于B,与集合交集是空集,
若,则不是的子集,故B错误;
对于C,,故C正确;
对于D,与集合交集是空集,
若,则不是的子集,故D错误;
故选:C.
【方法技巧与总结】
Venn 图是一种借助平面几何图形来直观表示集合的工具,通常以封闭曲线(多为矩形等)的内部区域来代表集合。这种图形化表达方式生动形象,能将抽象的集合问题具象化。借助 Venn 图的直观特性,可深入领会集合概念与运算公式,清晰呈现集合间的关联。
【变式7-1】(2025·安徽合肥·三模)已知集合,则图中阴影部分所示集合的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【解析】由题意得,图中阴影部分表示的集合为,
因为集合,可得,
所以阴影部分所示集合的元素个数为个.
故选:B.
【变式7-2】(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
【解析】故阴影部分所表示的集合为或者,故A正确.
故选:A.
【变式7-3】(多选题)(2025·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
【解析】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.
【变式7-4】(多选题)(2025·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
【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.
题型八:容斥问题
【例8】(2025·江苏·一模)我市某校共有1500名学生在学校用午餐,每次午餐只能选择在楼上或楼下的一个食堂用餐,经统计,当天在楼上食堂用午餐的学生中,有的学生第二天会到楼下食堂用午餐:而当天在楼下食堂用午餐的学生中,有的学生第二天会到楼上食堂用楼午餐,则一学期后,在楼上食堂用午餐的学生数大约为( )
A.700 B.800 C.900 D.1000
【答案】C
【解析】设一学期后,在楼上食堂用午餐的学生数大约为,
则楼下食堂用午餐的学生数大约为,
原本在楼上食堂且留下的学生:占比,即,
从楼下食堂转来的学生:楼下食堂人数的,即,
所以,解得.
所以一学期后,在楼上食堂用午餐的学生数大约为.
故选:C
【方法技巧与总结】
容斥原理
.
【变式8-1】(多选题)(2025·河北石家庄·三模)某校“五一田径运动会”上,共有12名同学参加100米、400米、1500米三个项目,其中有8人参加“100米比赛”,有7人参加“400米比赛”,有5人参加“1500米比赛”,“100米和400米”都参加的有4人,“100米和1500米”都参加的有3人,“400米和1500米”都参加的有3人,则下列说法正确的是( )
A.三项比赛都参加的有2人 B.只参加100米比赛的有3人
C.只参加400米比赛的有3人 D.只参加1500米比赛的有1人
【答案】ABD
【解析】根据题意,设{是参加100米的同学},
{是参加400米的同学},
{是参加1500米的同学},
则
且
则,
所以三项比赛都参加的有2人,只参加100米比赛的有3人,
只参加400米比赛的有2人,只参加1500米比赛的有1人.
故选:ABD
【变式8-2】“运动改造大脑”,为了增强身体素质,某班学生积极参加学校组织的体育特色课堂,课堂分为球类项目A、径赛项目B、其他健身项目C.该班有25名同学选择球类项目A,20名同学选择径赛项目B,18名同学选择其他健身项目C;其中有6名同学同时选择A和名同学同时选择A和C,3名同学同时选择B和.若全班同学每人至少选择一类项目且没有同学同时选择三类项目,则这个班同学人数是( )
A.51 B.50 C.49 D.48
【答案】B
【解析】
由题意,,,,,
,,
因为全班同学每人至少选择一类项目且没有同学同时选择三类项目,
所以这个班同学人数是.
故选:B.
【变式8-3】学校举办运动会,高三班共有28名同学参加比赛,有15人参加游泳比赛,有8人参加田径比赛,有14人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有3人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有3人,没有人同时参加三项比赛.若从该班参加比赛的同学中随机抽取1人进行访谈,则抽取到的同学只参加田径一项比赛的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设同时参加田径比赛和球类比赛的人数为x,只参加田径比赛的人数为y,
只参加球类比赛的人数为z,
只参加游泳比赛的有人,
作出韦恩图,
由韦恩图得,解得,,
只参加田径一项比赛的人数为
所以从该班参加比赛的同学中随机抽取1人进行访谈,
则抽取到的同学只参加田径一项比赛的概率为
故选:A
题型九:集合中的创新问题
【例9】(2025·江西·模拟预测)中国剩余定理又称“孙子剩余定理”,它是中国古代史上最有创造性的成就之一,其中“韩信点兵”“物不知数”等问题的解法在数论中有相应的推广,数论中的形式表示和除以的余数相同.已知集合满足,,.对于集合中的任意一个元素,下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因,则,
因,则,
又,,
则
又,则,故A正确;
,则,故B正确;
,则,故D正确;
不妨取,不满足,故C错误.
故选:C.
【方法技巧与总结】
数学思维创新代表着思维品质的顶尖水准,而在新高考命题趋势中,以集合知识为载体的创新题型备受瞩目。这类题目往往围绕“问题”展开,鼓励学生通过“探究”过程,最终达成“发现”新知的成果,全面考察学生应对创新问题的理解力与解决能力。
【变式9-1】(多选题)(2025·四川·三模)已知集合,则称集合为分集.下列说法正确的是( )
A.当时,是唯一的分集 B.对任意,总存在至少一个分集
C.若是分集,则 D.若是分集,则
【答案】AD
【解析】由得,当且仅当时等号成立.
即
对于A, 当时,则,又,故,故A正确;
对于B,时,,不符合,故B不正确;
对于C, 当时,,所以,故C不正确;
对于D,当时,,
又,所以,解得,.故D正确.
故选:AD.
【变式9-2】(2025·安徽芜湖·二模)已知有限集合,定义集合中的元素的个数为集合A的“容量”,记为.若集合,且,则正整数n的值是 .
【答案】2025
【解析】若集合,则集合,
故,解得.
故答案为:
【变式9-3】(2025·湖南·三模)已知集合且中至少含有2个元素,若对于中的任意两个不同元素,都有,则称具有性质,若,且同时具有性质和,则中至多有 个元素.
【答案】921
【解析】先说明连续11项中集合中最多选取5项,
以为例.
构造抽屉,,,,,,.
①同时选,因为具有性质和,
所以选5则不选;选6则不选;选7则不选;
则只剩,故中属于集合的元素个数不超过5个.
②选2个,
若只选,则不可选,又只能选一个元素,
可以选,故中属于集合的元素个数不超过5个.
若选,则只能从中选,但不能同时选,
故中属于集合的元素个数不超过5个.
若选,则不可选,又只能选一个元素,
可以选,故中属于集合的元素个数不超过5个.
③中只选1个,
又四个集合,,,每个集合至多选1个元素,
故中属于集合的元素个数不超过5个.
由上述①②③可知,连续11项自然数中属于集合的元素至多只有5个,
如取.
因为,则把每11个连续自然数分组,前184组每组至多选取5项,余一个数2025.
给出如下选取方法:从中选取;
然后在这5个数的基础上每次累加11,构造184次.
此时集合的元素为:;;;;
,共个元素,而取也满足题意,
经检验可得该集合符合要求,故集合的元素最多有个.
故答案为:921.
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1.1 集合
目录
01 课标要求 2
02 落实主干知识 3
一、 集合的含义与表示 3
二、集合间的基本关系 3
三、集合的基本运算 3
四、常用二级结论 4
03 探究核心题型 5
题型一:集合的含义与表示 5
题型二:元素与集合的基本关系 5
题型三:集合元素的特征 6
题型四:集合间的基本关系 7
题型五:集合的基本运算 7
题型六:集合与排列组合的综合应用 8
题型七:韦恩图表达集合的关系及运算 9
题型八:容斥问题 10
题型九:集合中的创新问题 11
1、了解集合的含义,了解全集、空集的含义.
2、理解元素与集合的属于关系,理解集合间的包含和相等关系.
3、会求两个集合的并集、交集与补集.
4、能用自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题,能使用Venn图表示集合间的基本关系和基本运算.
一、 集合的含义与表示
1、元素与集合:一般地,把研究对象统称元素;把一些元素组成的总体叫做集合.集合中的元素具有:确定性,互异性,无序性.
2、元素与集合的关系:,;
3、集合的表示方法:列举法、描述法、韦恩图(图).
4、常见数集和数学符号
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
或
二、集合间的基本关系
(1)子集:一般地,对于两个集合、,如果集合中任意一个元素都是集合中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合为集合的子集 ,记作(或),读作“包含于”(或“包含”).
(2)真子集:如果集合,但存在元素,且,我们称集合是集合的真子集,记作(或).读作“真包含于 ”或“真包含 ”.
(3)相等:如果集合是集合的子集(,且集合是集合的子集(),此时,集合与集合中的元素是一样的,因此,集合与集合相等,记作.
(4)空集的性质: 我们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.
三、集合的基本运算
1、①并集:;
②交集:;
③补集:.
④全集: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
2、运算律
① 交换律 ,;
② 结合律 ,;
③ 分配律 ,;
④ 德摩根律 ,.
四、常用二级结论
(1)若集合中有个元素,则集合的所有子集个数为,所有非空子集的个数是,所有真子集的个数是,所有非空真子集的个数是.
(2)包含关系的各种等价表示:①;②;③;④;⑤.
(3)容斥原理
.
(4)牢记两个注意点
①在应用条件时要树立分类讨论的思想,将集合A是空集的情况优先进行讨论.
②在解答集合问题时,要注意集合元素的特性,特别是互异性对集合元素的限制.
题型一:集合的含义与表示
【例1】(2025·重庆·三模)已知集合,,则的元素个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【方法技巧与总结】
(1)确定集合中的代表元素.
(2)确定元素的限制条件.
(3)理解元素的互异性,在解决集合中含有字母的问题时,一定要返回代入验证,防止与集合中元素的互异性相矛盾.
【变式1-1】(2025·广东揭阳·二模)已知集合,则A中元素的个数为( )
A.7 B.9 C.11 D.13
【变式1-2】(2025·四川成都·模拟预测)现有、、、四个数,从这四个数中任取两个相加,可以得到多少个不同的数( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2025·甘肃平凉·模拟预测)已知集合,,,则集合C的子集有( )
A.64个 B.63个 C.16个 D.15个
题型二:元素与集合的基本关系
【例2】(2025·重庆·二模)已知全集,集合满足,则( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
明确元素与集合的“属于”或“不属于”关系。判断时,看元素是否满足集合定义条件。若满足,则元素属于该集合;若不满足,则不属于。此关系用于界定元素与集合的归属,是集合论的基础。
【变式2-1】(2025·辽宁·二模)设集合.若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2025·河南·三模)已知集合,,则( ).
A. B. C. D.
【变式2-3】(2025·陕西汉中·二模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
题型三:集合元素的特征
【例3】(2025·广东深圳·二模)已知等差数列的公差为,集合,若,则( )
A. B.0 C.1 D.
【方法技巧与总结】
利用集合元素的特征:确定性、无序性、互异性.
【变式3-1】(2025·高三·安徽宣城·期末)已知集合,,若,则a的值是( )
A.1或2 B.或0 C.1 D.
【变式3-2】(2025·全国·模拟预测)已知集合,,若,则中所有元素之和为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式3-3】已知集合若,则的值为( )
A.1 B. C.1或 D.或
题型四:集合间的基本关系
【例4】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
(1)在判定两个集合之间的关系时,我们通常会采用两种主要方法。第一种是逻辑分析法,此方法要求我们先对集合的表达式进行化简处理,再通过分析化简后的表达式来明确两个集合之间的逻辑关系。第二种方法则是列举法,具体操作是分别将两个集合中的所有元素列举出来,然后通过对比这些元素来直观地判断两个集合之间的关系。
(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、Venn图等来直观解决这类问题.
【变式4-1】(2025·北京·二模)已知集合,集合,那么( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(2025·河北保定·二模)已知集合,则的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.15
【变式4-3】(2025·四川成都·三模)已知集合,,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-4】(2025·辽宁·模拟预测)已知复数,若集合,则的子集个数是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
题型五:集合的基本运算
【例5】(2025·宁夏银川·三模)已知全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
在处理集合的交、并、补运算时,可视元素特性选择合适表示方法。若元素为离散型,可借助Venn图直观展示集合关系;若元素连续分布,则宜用数轴表示,同时需特别留意数轴端点的包含或排除情况。
【变式5-1】(2025·山西朔州·二模)若集合,则( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(2025·湖南长沙·二模)已知全集,,则集合( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(2025·黑龙江辽宁·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式5-4】(多选题)(2025·江西萍乡·二模)已知全集,集合,且满足:,则下列说法正确的为( )
A. B.
C.集合可能是 D.
题型六:集合与排列组合的综合应用
【例6】(2025·北京朝阳·模拟预测)已知集合,若集合A、B满足:,则集合对共有( )个.
A.36 B.48 C.64 D.81
【方法技巧与总结】
在运用排列与组合理论处理集合相关问题,或求解集合中元素数量时,关键在于灵活运用分析与转化的策略。通过深入剖析问题本质,将其转化为排列组合模型,从而高效地找到解决方案。
【变式6-1】(2025·山西·模拟预测)现从一含10个元素的集合的子集中随机选出2个不同的子集,被选出的子集之间必须满足包含或被包含的关系,则满足该选取条件的选法有 种.
【变式6-2】设集合A是由所有满足下面两个条件的有序数组构成:①;②;则集合A中的元素共有 个.
【变式6-3】设集合,若I的非空子集满足,我们称有序集合对为I的“互斥集合对”,则集合I的“互斥集合对”的个数为 .(用数字作答)
题型七:韦恩图表达集合的关系及运算
【例7】(2025·山东枣庄·二模)已知全集为,集合是的两个子集,若,则下列运算结果为的子集的是( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
Venn 图是一种借助平面几何图形来直观表示集合的工具,通常以封闭曲线(多为矩形等)的内部区域来代表集合。这种图形化表达方式生动形象,能将抽象的集合问题具象化。借助 Venn 图的直观特性,可深入领会集合概念与运算公式,清晰呈现集合间的关联。
【变式7-1】(2025·安徽合肥·三模)已知集合,则图中阴影部分所示集合的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【变式7-2】(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.
【变式7-3】(多选题)(2025·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.
【变式7-4】(多选题)(2025·福建泉州·模拟预测)已知集合均为的子集,若,则( )
A. B.
C. D.
题型八:容斥问题
【例8】(2025·江苏·一模)我市某校共有1500名学生在学校用午餐,每次午餐只能选择在楼上或楼下的一个食堂用餐,经统计,当天在楼上食堂用午餐的学生中,有的学生第二天会到楼下食堂用午餐:而当天在楼下食堂用午餐的学生中,有的学生第二天会到楼上食堂用楼午餐,则一学期后,在楼上食堂用午餐的学生数大约为( )
A.700 B.800 C.900 D.1000
【方法技巧与总结】
容斥原理
.
【变式8-1】(多选题)(2025·河北石家庄·三模)某校“五一田径运动会”上,共有12名同学参加100米、400米、1500米三个项目,其中有8人参加“100米比赛”,有7人参加“400米比赛”,有5人参加“1500米比赛”,“100米和400米”都参加的有4人,“100米和1500米”都参加的有3人,“400米和1500米”都参加的有3人,则下列说法正确的是( )
A.三项比赛都参加的有2人 B.只参加100米比赛的有3人
C.只参加400米比赛的有3人 D.只参加1500米比赛的有1人
【变式8-2】“运动改造大脑”,为了增强身体素质,某班学生积极参加学校组织的体育特色课堂,课堂分为球类项目A、径赛项目B、其他健身项目C.该班有25名同学选择球类项目A,20名同学选择径赛项目B,18名同学选择其他健身项目C;其中有6名同学同时选择A和名同学同时选择A和C,3名同学同时选择B和.若全班同学每人至少选择一类项目且没有同学同时选择三类项目,则这个班同学人数是( )
A.51 B.50 C.49 D.48
【变式8-3】学校举办运动会,高三班共有28名同学参加比赛,有15人参加游泳比赛,有8人参加田径比赛,有14人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有3人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有3人,没有人同时参加三项比赛.若从该班参加比赛的同学中随机抽取1人进行访谈,则抽取到的同学只参加田径一项比赛的概率为( )
A. B. C. D.
题型九:集合中的创新问题
【例9】(2025·江西·模拟预测)中国剩余定理又称“孙子剩余定理”,它是中国古代史上最有创造性的成就之一,其中“韩信点兵”“物不知数”等问题的解法在数论中有相应的推广,数论中的形式表示和除以的余数相同.已知集合满足,,.对于集合中的任意一个元素,下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
数学思维创新代表着思维品质的顶尖水准,而在新高考命题趋势中,以集合知识为载体的创新题型备受瞩目。这类题目往往围绕“问题”展开,鼓励学生通过“探究”过程,最终达成“发现”新知的成果,全面考察学生应对创新问题的理解力与解决能力。
【变式9-1】(多选题)(2025·四川·三模)已知集合,则称集合为分集.下列说法正确的是( )
A.当时,是唯一的分集 B.对任意,总存在至少一个分集
C.若是分集,则 D.若是分集,则
【变式9-2】(2025·安徽芜湖·二模)已知有限集合,定义集合中的元素的个数为集合A的“容量”,记为.若集合,且,则正整数n的值是 .
【变式9-3】(2025·湖南·三模)已知集合且中至少含有2个元素,若对于中的任意两个不同元素,都有,则称具有性质,若,且同时具有性质和,则中至多有 个元素.
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