内容正文:
专题1.1 集合
目录
目录 1
一、5年高考•真题感悟 2
二、课程标准•考情分析 4
【课程标准】 4
【考情分析】 4
【2026考向预测】 5
三、知识点•逐点夯实 5
知识点1、集合与元素 5
知识点2、集合间的基本关系 5
知识点3、集合的运算 6
【常用结论】 6
四、重点难点•分类突破 6
考点1 元素与集合的关系 6
考点2 集合中元素的三大特征 8
考点3 集合间的基本关系(子集、真子集与相等) 10
考点4 集合的基本运算(交集、并集、补基与全集) 12
考点5 韦恩图的应用 14
考点6 集合的创新定义运算 17
五、必考题型•分层训练 21
A、基础保分 21
B、综合提升 25
一、5年高考•真题感悟
1.(2024·北京·高考真题)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
2.(2024·全国甲卷·高考真题)若集合,,则( )
A. B. C. D.
3.(2024·天津·高考真题)集合,,则( )
A. B. C. D.
4.(2023·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,( )
A. B.
C. D.
5.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
6.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
2、 课程标准•考情分析
【课程标准】
1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;
2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中了解全集与空集的含义;
3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算。
【5年考情分析】
5年考情分析
考题示例
考点分析
难易程度(简单、一般、较难、很难)
2025年新I卷,第2题,5分
集合的补集
简单
2025年新Ⅱ卷,第3题,5分
集合的交集
简单
2024年新I卷,第1题,5分
集合的交集
一般
2023年新I卷,第1题,5分
集合的交集
一般
2023年新Ⅱ卷,第2题,5分
元素的性质、集合的子集
简单
2022年新I卷,第1题,5分
集合的交集
简单
2022年新Ⅱ卷,第1题,5分
集合的交集
简单
【2026考向预测】
高考对集合的考查相对稳定,考查内容、频率、题型、难度均变化不大. 重点是集合间的基本运算,主要考查集合的交、并、补运算,常与一元二次不等式解法、一元一次不等式解法、分式不等式解法、指数、对数不等式解法结合
重点关注:集合与集合之间的关系,子集与真子集的个数及关系。
三、知识点•逐点夯实
知识点1.集合与元素
(1)、集合元素的三个特征: 、 、 .
(2)、元素与集合的关系是 或 关系,用符号 或 表示.
(3)、集合的表示法: 、 、 .
(4)、常见数集的记法
集合
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
R
(5)、集合的分类
若按元素的个数分类,可分为 、 、 ;若按元素的属性分类,可分为 、 等.特别注意空集是一个特殊而又重要的集合,如果一个集合不包含任何元素,这个集合就叫做空集,空集用符号 表示,规定:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.解题时切勿忽视空集的情形.
知识点2.集合间的基本关系
关系
自然语言
符号语言
Venn图
子集
集合A中所有元素都在集合B中(即若x∈A,则x∈B)
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在集合A中
集合相等
集合A,B中元素完全相同或集合A,B互为子集
子集与真子集的区别与联系:一个集合的真子集一定是其子集,而其子集不一定是其真子集.
知识点3.集合的运算
如果一个集合包含了我们所要研究的各个集合的全部元素,这样的集合就称为 全集 ,全集通常用字母 U 表示;
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形
符号
A∪B= }
A∩B= }
∁UA= }
【常用结论】
1.若有限集中有个元素,则的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个.
2.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
3.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B
4.奇数集:.
5. 德▪摩根定律:
①并集的补集等于补集的交集,即;
②交集的补集等于补集的并集,即.
6. 数集运算的封闭性,高考多次考查,基础知识如下:若从某个非空数集中任选两个元素(同一元素可重复选出),选出的这两个元素通过某种(或几种)运算后的得数仍是该数集中的元素,那么,就说该集合对于这种(或几种)运算是封闭的.自然数集N对加法运算是封闭的;整数集Z对加、减、乘法运算是封闭的.有理数集、复数集对四则运算是封闭的.对加、减、乘运算封闭的数集叫数环,有限数集{0}就是一个数环,叫零环.设F是由一些数所构成的集合,其中包含0和1,如果对F中的任意两个数的和、差、积、商(除数不为0),仍是F中的数,即运算封闭,则称F为数域.
四、重点难点•分类突破
考点1 元素与集合的关系
例1.(2025·辽宁沈阳·一模)集合,则集合( )
A. B. C. D.
例2.(2025·河南·一模)下列表达式中不正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练1】.(2025·宁夏银川·一模)已知集合,则集合中元素的个数是( )
A.1 B.3 C.6 D.9
【变式训练2】.(2022·全国乙卷·高考真题)设全集,集合M满足,则( )
A. B. C. D.
考点2 集合中元素的三大特征
例3.(2024·内蒙古呼伦贝尔·二模)已知集合,,若中恰有三个元素,则由a的取值组成的集合为( )
A. B. C. D.
例4.(2023·河南郑州·模拟预测)已知集合,,则集合中元素的个数为( )
A.30 B.28 C.26 D.24
【变式训练3】.(2024·四川乐山·三模)已知集合,则集合的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式训练4】.(2025·江西新余·模拟预测)已知集合,,若,则实数 .
考点3 集合间的基本关系(子集、真子集与相等)
例5.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
例6.(2025·安徽安庆·二模)已知集合,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
例7.(2025·河北衡水·模拟预测)设集合,,若,则 .
【变式训练5】.(2025·辽宁·模拟预测)已知集合,则的子集个数为( )
A.3 B.7 C.8 D.9
【变式训练6】、(2025·广东广州·模拟预测)满足的集合A的个数为( )
A.3 B.7 C.8 D.15
【变式训练7】.(2023·江西·模拟预测)已知实数集合,若, 则( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
考点4 集合的基本运算(交集、并集、全集与补集)
例8.(2025·云南·模拟预测)已知全集,则( )
A. B. C. D.
例9.(2024·广东江苏·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
例10.(2024·北京·高考真题)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练8】.(2025·河北邯郸·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式训练9】.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练10】.(2025·甘肃·二模)已知,,则( )
A. B. C. D.
考点5 韦恩图的应用(容斥原理)
例11.(2025·吉林·二模)设全集,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
例12.(24-25高三上·湖北·阶段练习)向50名学生调查对两事件的态度,有如下结果:赞成的人数是全体的五分之三,其余的不赞成;赞成的比赞成的多3人,其余的不赞成;另外,对都不赞成的学生数比对都赞成的学生数的三分之一多1人.则下列说法错误的是( )
A.赞成的不赞成的有9人
B.赞成的不赞成的有11人
C.对都赞成的有21人
D.对都不赞成的有8人
【变式训练11】.(24-25高三上·广东佛山·周测)已知全集,集合,,则图中的阴影部分表示的集合( )
A.或 B.或
C. D.
【变式训练12】.(2024·河北石家庄·三模)(多选题)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
考点6 集合的创新定义运算
例13.(24-25高三上·河南新乡·期中)定义非空数集的“和睦数”如下:将中的元素按照递减的次序排列,然后将第一个元素交替地加上、减去后继的数所得的结果.例如,集合的“和睦数”是,的“和睦数”是,的“和睦数”是1.对于集合,其所有非空子集的“和睦数”的总和为( )
A.82 B.74 C.12 D.70
例14.(2025·浙江温州·模拟预测)(多选题)给定,若集合,且存在,满足,则称P为“广义等差集合”.记P的元素个数为,则( )
A.是“广义等差集合”
B.是“广义等差集合”
C.若P不是“广义等差集合”,当时,的最大值为4
D.若P不是“广义等差集合”,若的最大值为4,则n可以是13
【变式训练13】、(2024·全国·模拟预测)大数据时代,需要对数据库进行检索,检索过程中有时会出现笛卡尔积现象,而笛卡尔积会产生大量的数据,对内存、计算资源都会产生巨大压力,为优化检索软件,编程人员需要了解笛卡尔积.两个集合和,用中元素为第一元素,中元素为第二元素构成有序对,所有这样的有序对组成的集合叫作与的笛卡尔积,又称直积,记为.即且.关于任意非空集合,下列说法一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练14】(24-25高三上·河北石家庄·阶段练习)(多选题)群论,是代数学的分支学科,在抽象代数中有重要地位,且群论的研究方法也对抽象代数的其他分支有重要影响,例如一般一元五次及以上的方程没有根式解就可以用群论知识证明.群的概念则是群论中最基本的概念之一,其定义如下:设G是一个非空集合,“”是G上的一个代数运算,如果该运算满足以下条件:①对任意的a,,有;②对任意的a,b,,有;③存在,使得对任意的,有,e称为单位元;④对任意的,存在,使,称a与b互为逆元.则称G关于“”新构成一个群.则下列说法不正确的有( )
A.关于数的乘法构成群
B.自然数集关于数的加法构成群
C.实数集关于数的乘法构成群
D.关于数的加法构成群
五、分层训练
一、单选题
1.(2025·浙江·二模)已知全集,,,则( )
A. B. C. D.
2.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)设集合,,则( )
A. B. C. D.
3.(2025·湖南长沙·一模)已知集合,那么集合( )
A. B. C. D.
4.(2025·福建莆田·三模)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
5.(2025·重庆·模拟预测)已知集合,,则( ).
A. B.
C. D.
6.(21-22高三下·四川德阳·期末)已知集合,集合,则的子集个数是( )
A.8 B.7 C.4 D.3
二、多选题
7.(2024·江西·模拟预测)设集合,,若,则的值可以为( )
A.1 B.0 C. D.
8.(2024·甘肃定西·一模)设集合,则( )
A.
B.的元素个数为16
C.
D.的子集个数为64
三、填空题
9.(2025·上海崇明·二模)已知全集,集合,则 .
10.(23-24高一上·上海徐汇·期末)已知集合,则 .
11.(2023·湖北·模拟预测)从集合的非空子集中随机取出两个不同的集合A,,则在的条件下,恰有个元素的概率为( )
A. B. C. D.
12.(2023·上海普陀·一模)设、、、、是均含有个元素的集合,且,,记,则中元素个数的最小值是( )
A. B. C. D.
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专题1.1 集合
目录
目录 1
一、5年高考•真题感悟 2
二、课程标准•考情分析 4
【课程标准】 4
【考情分析】 4
【2026考向预测】 5
三、知识点•逐点夯实 5
知识点1、集合与元素 5
知识点2、集合间的基本关系 5
知识点3、集合的运算 6
【常用结论】 6
四、重点难点•分类突破 6
考点1 元素与集合的关系 6
考点2 集合中元素的三大特征 8
考点3 集合间的基本关系(子集、真子集与相等) 10
考点4 集合的基本运算(交集、并集、补基与全集) 12
考点5 韦恩图的应用 14
考点6 集合的创新定义运算 17
五、必考题型•分层训练 21
A、基础保分 21
B、综合提升 25
一、5年高考•真题感悟
1.(2024·北京·高考真题)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】并集的概念及运算
【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.
2.(2024·全国甲卷·高考真题)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】交集的概念及运算
【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
3.(2024·天津·高考真题)集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据集合交集的概念直接求解即可.
【详解】因为集合,,
所以,
故选:B
4.(2023·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】交并补混合运算
【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.
5.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【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】方法一:由一元二次不等式的解法求出集合,即可根据交集的运算解出.
方法二:将集合中的元素逐个代入不等式验证,即可解出.
【详解】方法一:因为,而,
所以.
故选:C.
方法二:因为,将代入不等式,只有使不等式成立,所以.
故选:C.
6.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【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、 课程标准•考情分析
【课程标准】
1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;
2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中了解全集与空集的含义;
3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算。
【5年考情分析】
5年考情分析
考题示例
考点分析
难易程度(简单、一般、较难、很难)
2025年新I卷,第2题,5分
集合的补集
简单
2025年新Ⅱ卷,第3题,5分
集合的交集
简单
2024年新I卷,第1题,5分
集合的交集
一般
2023年新I卷,第1题,5分
集合的交集
一般
2023年新Ⅱ卷,第2题,5分
元素的性质、集合的子集
简单
2022年新I卷,第1题,5分
集合的交集
简单
2022年新Ⅱ卷,第1题,5分
集合的交集
简单
【2026考向预测】
高考对集合的考查相对稳定,考查内容、频率、题型、难度均变化不大. 重点是集合间的基本运算,主要考查集合的交、并、补运算,常与一元二次不等式解法、一元一次不等式解法、分式不等式解法、指数、对数不等式解法结合
重点关注:集合与集合之间的关系,子集与真子集的个数及关系。
三、知识点•逐点夯实
知识点1.集合与元素
(1)、集合元素的三个特征: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关系,用符号∈或∉表示.
(3)、集合的表示法:列举法、描述法、Venn图法.
(4)、常见数集的记法
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
(5)、集合的分类
若按元素的个数分类,可分为有限集、无限集、空集;若按元素的属性分类,可分为点集、数集等.特别注意空集是一个特殊而又重要的集合,如果一个集合不包含任何元素,这个集合就叫做空集,空集用符号“∅”表示,规定:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.解题时切勿忽视空集的情形.
知识点2.集合间的基本关系
关系
自然语言
符号语言
Venn图
子集
集合A中所有元素都在集合B中(即若x∈A,则x∈B)
A⊆B
(或B⊇A)
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在集合A中
AB
(或BA)
集合相等
集合A,B中元素完全相同或集合A,B互为子集
A=B
子集与真子集的区别与联系:一个集合的真子集一定是其子集,而其子集不一定是其真子集.
知识点3.集合的运算
如果一个集合包含了我们所要研究的各个集合的全部元素,这样的集合就称为 全集 ,全集通常用字母 U 表示;
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形
符号
A∪B={x|x∈A,或x∈B}
A∩B={x|x∈A,且x∈B}
∁UA={x|x∈U,且x∉A}
【常用结论】
1.若有限集中有个元素,则的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个.
2.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
3.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B
4.奇数集:.
5. 德▪摩根定律:
①并集的补集等于补集的交集,即;
②交集的补集等于补集的并集,即.
6. 数集运算的封闭性,高考多次考查,基础知识如下:若从某个非空数集中任选两个元素(同一元素可重复选出),选出的这两个元素通过某种(或几种)运算后的得数仍是该数集中的元素,那么,就说该集合对于这种(或几种)运算是封闭的.自然数集N对加法运算是封闭的;整数集Z对加、减、乘法运算是封闭的.有理数集、复数集对四则运算是封闭的.对加、减、乘运算封闭的数集叫数环,有限数集{0}就是一个数环,叫零环.设F是由一些数所构成的集合,其中包含0和1,如果对F中的任意两个数的和、差、积、商(除数不为0),仍是F中的数,即运算封闭,则称F为数域.
四、重点难点•分类突破
考点1 元素与集合的关系
例1.(2025·辽宁沈阳·一模)集合,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】列举法表示集合
【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.
例2.(2025·河南·一模)下列表达式中不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】判断元素与集合的关系、判断两个集合的包含关系
【分析】利用元素与集合、集合与集合的关系,逐项判断得解.
【详解】对于正确;对于中无任何元素,而有一个元素错误;
对于C,,C正确;对于D,数对满足,则D正确.
故选:B
【变式训练1】.(2025·宁夏银川·一模)已知集合,则集合中元素的个数是( )
A.1 B.3 C.6 D.9
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】列举法求集合中元素的个数
【分析】根据题意,采用列举法表示集合即可求解.
【详解】由题,可得,
所以集合含有6个元素.
故选:C.
【变式训练2】.(2022·全国乙卷·高考真题)设全集,集合M满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】判断元素与集合的关系、补集的概念及运算
【分析】先写出集合,然后逐项验证即可
【详解】由题知,对比选项知,正确,错误
故选:
考点2 集合中元素的三大特征
例3.(2024·内蒙古呼伦贝尔·二模)已知集合,,若中恰有三个元素,则由a的取值组成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】根据并集结果求集合或参数、利用集合元素的互异性求参数
【分析】中恰有三个元素,则两集合中有一个相同元素,分类讨论列方程求解并检验即可.
【详解】因为中恰有三个元素,所以或或,
结合集合中元素的互异性,解得或或(舍去)或.
故选:D.
例4.(2023·河南郑州·模拟预测)已知集合,,则集合中元素的个数为( )
A.30 B.28 C.26 D.24
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】集合元素互异性的应用、利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】
根据题意得到,再结合求解即可.
【详解】,,
因为,
当时,为偶数,共有个元素.
当时,为奇数,
此时,共有个元素.
当时,为奇数,
此时,有重复数字,去掉,共有个元素.
综上中元素的个数为个.
故选:B
【变式训练3】.(2024·四川乐山·三模)已知集合,则集合的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】根据集合的定义与运算法则,进行计算即可.
【详解】由题意知,,,
当,时,,
当,时,,
所以,
所以集合中的元素个数为4.
故选:C.
【变式训练4】.(2025·江西新余·模拟预测)已知集合,,若,则实数 .
【答案】或
【难度】0.94
【知识点】根据交集结果求集合或参数、利用集合元素的互异性求参数
【分析】根据集合元素互异性可得,由可得,然后分类讨论即可求得参数.
【详解】由题知,,
因为,所以,
则当时,,而;
当时,(舍)或,
所以或.
故答案为:或
考点3 集合间的基本关系(子集、真子集与相等)
例5.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【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.
例6.(2025·安徽安庆·二模)已知集合,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据集合的包含关系求参数、解不含参数的一元二次不等式
【分析】先求出集合,然后利用列出方程即可得出答案.
【详解】,
又,所以,得.
故选:C.
例7.(2025·河北衡水·模拟预测)设集合,,若,则 .
【答案】/0.5
【难度】0.94
【知识点】利用集合元素的互异性求参数、根据两个集合相等求参数
【分析】根据给定条件,利用集合元素的特性及集合相等求出.
【详解】在中,,则且,
而,,显然,因此,解得,
所以.
故答案为:
【变式训练5】.(2025·辽宁·模拟预测)已知集合,则的子集个数为( )
A.3 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、交集的概念及运算、列举法求集合中元素的个数
【分析】根据题意先求出集合,利用集合的交集运算得到,再根据交集中元素的个数计算其子集的个数.
【详解】由题意得,
所以,所以的子集个数为.
故选:C.
【变式训练6】、(2025·广东广州·模拟预测)满足的集合A的个数为( )
A.3 B.7 C.8 D.15
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、根据集合的包含关系求参数、补集的概念及运算
【分析】由一元二次方程以及集合之间的包含关系,可得答案.
【详解】由,整理可得,解得或,
则,设,所以,可得.
故选:B.
【变式训练7】.(2023·江西·模拟预测)已知实数集合,若, 则( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】根据两个集合相等求参数
【分析】根据得到,或,,然后解方程,再根据集合中元素的互异性得到,,最后计算即可.
【详解】当,时,,或任意,(舍去);
当,时,,,不成立,
所以,,.
故选:A.
考点4 集合的基本运算(交集、并集、全集与补集)
例8.(2025·云南·模拟预测)已知全集,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】交并补混合运算
【分析】根据给定条件,利用交并补的运算求解.
【详解】由,得,而,
所以.
故选:B
例9.(2024·广东江苏·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】交集的概念及运算、由幂函数的单调性解不等式
【分析】化简集合,由交集的概念即可得解.
【详解】因为,且注意到,
从而.
故选:A.
例10.(2024·北京·高考真题)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】并集的概念及运算
【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.
【变式训练8】.(2025·河北邯郸·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【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】求出集合,再求解判断选项.
【详解】解析:由题意可知,集合,或,
.
故选:A.
【变式训练9】.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】交集的概念及运算、补集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解一元二次不等式求出集合,再根据补集、交集的定义计算可得.
【详解】由,即,解得,
所以,所以或,
又,所以.
故选:C
【变式训练10】.(2025·甘肃·二模)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】交集的概念及运算、具体函数的定义域、由对数函数的单调性解不等式
【分析】由对数函数单调性解不等式及求解不等式,再由交集运算即可求解.
【详解】,
由可得:,则,
所以,
故选:D
考点5 韦恩图的应用(容斥原理)
例11.(2025·吉林·二模)设全集,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】利用Venn图求集合、交并补混合运算
【分析】先判断表示的集合怎么表示,再利用交集和并集的定义求解即可.
【详解】因为,所以,
因为,所以,,
而阴影部分表示的集合是,
则图中阴影部分表示的集合是,故B正确.
故选:B
例12.(24-25高三上·湖北·阶段练习)向50名学生调查对两事件的态度,有如下结果:赞成的人数是全体的五分之三,其余的不赞成;赞成的比赞成的多3人,其余的不赞成;另外,对都不赞成的学生数比对都赞成的学生数的三分之一多1人.则下列说法错误的是( )
A.赞成的不赞成的有9人
B.赞成的不赞成的有11人
C.对都赞成的有21人
D.对都不赞成的有8人
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】容斥原理的应用
【分析】根据题意,用韦恩图进行求解即可.
【详解】赞成A的人数为,赞成B的人数为.记50名学生组成的集合为U,赞成事件A的学生全体为集合A,赞成事件B的学生全体为集合B.如图所示,
设对事件A,B都赞成的学生人数为x,
则对A,B都不赞成的学生人数为.赞成A而不赞成B的人数为,
赞成B而不赞成的人数为.依题意,解得.
所以赞成A的不赞成B的有9人,赞成B的不赞成A的有12人,对A,B都赞成的有21人,对A,B都不赞成的有8人.
故选:B
【变式训练11】.(24-25高三上·广东佛山·周测)已知全集,集合,,则图中的阴影部分表示的集合( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】利用Venn图求集合、解不含参数的一元二次不等式、并集的概念及运算、交集的概念及运算
【分析】解不等式化简集合,再结合韦恩图及集合运算求出答案.
【详解】依题意,或,而,
则,,
由韦恩图知,阴影部分是或.
故选:A
【变式训练12】.(2024·河北石家庄·三模)(多选题)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
【难度】0.65
【知识点】根据交集结果求集合元素个数、容斥原理的应用
【分析】根据总人数和各个项目的人数,可求出三项比赛都参加的人数,从而可判定各选项.
【详解】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
考点6 集合的创新定义运算
例13.(24-25高三上·河南新乡·期中)定义非空数集的“和睦数”如下:将中的元素按照递减的次序排列,然后将第一个元素交替地加上、减去后继的数所得的结果.例如,集合的“和睦数”是,的“和睦数”是,的“和睦数”是1.对于集合,其所有非空子集的“和睦数”的总和为( )
A.82 B.74 C.12 D.70
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求集合的子集(真子集)、集合新定义
【分析】分别列举子集,根据“和睦数”的定义,即可求解每种情况的“和睦数”,相加即可求解.
【详解】,非空子集有个.
当子集为单元素集,,,时,“和睦数”分别为1,2,3,6,和为12;
当子集为双元素集,,,,,时,
“和睦数”分别为3,4,7,5,8,9,和为36;
当子集为三元素集,,,时,
“和睦数”分别为4,7,8,7,和为26;
当子集为四元素集时,“和睦数”为.
故“和睦数”的总和为.
故选:A
例14.(2025·浙江温州·模拟预测)(多选题)给定,若集合,且存在,满足,则称P为“广义等差集合”.记P的元素个数为,则( )
A.是“广义等差集合”
B.是“广义等差集合”
C.若P不是“广义等差集合”,当时,的最大值为4
D.若P不是“广义等差集合”,若的最大值为4,则n可以是13
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】集合新定义
【分析】根据“广义等差集合”的定义即可列举求解AB,举反例即可求解D,根据时,设,利用裂项相消得矛盾求解C.
【详解】对于A, 取,则符合“广义等差集合”的定义,故A正确,
对于B,取故B正确,
对于C,当时,,如时,设,
由题意可知两两不相同,则矛盾,故,当时,取,满足P不是“广义等差集合”,故的最大值为4,故C正确,
对于D,当时,取,这与矛盾,故D错误,
故选:ABC
【点睛】方法点睛:对于以集合为背景的新定义问题的求解策略:
1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;
2、用好集合的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的集合的性质的一些因素.
3、涉及有交叉集合的元素个数问题往往可采用维恩图法,基于课标要求的,对于集合问题,要熟练基本的概念,数学阅读技能、推理能力,以及数学抽象和逻辑推理能力.
【变式训练13】、(2024·全国·模拟预测)大数据时代,需要对数据库进行检索,检索过程中有时会出现笛卡尔积现象,而笛卡尔积会产生大量的数据,对内存、计算资源都会产生巨大压力,为优化检索软件,编程人员需要了解笛卡尔积.两个集合和,用中元素为第一元素,中元素为第二元素构成有序对,所有这样的有序对组成的集合叫作与的笛卡尔积,又称直积,记为.即且.关于任意非空集合,下列说法一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】集合新定义、判断两个集合的包含关系、交集的概念及运算、并集的概念及运算
【分析】举例说明判断ABC;利用给定的定义结合集合运算的意义推理判断D.
【详解】对于A,若,则,A错误;
对于B,若,则,
而,B错误;
对于C,若,则,
,,,C错误;
对于D,任取元素,则且,则且,
于是且,即,
反之若任取元素,则且,
因此且,即且,
所以,即,D正确.
故选:D
【变式训练14】(24-25高三上·河北石家庄·阶段练习)(多选题)群论,是代数学的分支学科,在抽象代数中有重要地位,且群论的研究方法也对抽象代数的其他分支有重要影响,例如一般一元五次及以上的方程没有根式解就可以用群论知识证明.群的概念则是群论中最基本的概念之一,其定义如下:设G是一个非空集合,“”是G上的一个代数运算,如果该运算满足以下条件:①对任意的a,,有;②对任意的a,b,,有;③存在,使得对任意的,有,e称为单位元;④对任意的,存在,使,称a与b互为逆元.则称G关于“”新构成一个群.则下列说法不正确的有( )
A.关于数的乘法构成群
B.自然数集关于数的加法构成群
C.实数集关于数的乘法构成群
D.关于数的加法构成群
【答案】ABC
【难度】0.15
【知识点】集合新定义
【分析】反例判断A,B,C是否满足④,对于D,对所有的,设,求出,依次看是否满足要求.
【详解】A:由且,使,但,不存在,使,故A错误;
B:由且,都有,但,不存在,使,故B错误;
C:由且,使,但,不存在,使,故C错误;
D:对所有的,可设,
则,
①满足加法结合律,即,有;
②,使得,有;
③,设,使,正确.
故选:ABC.
【点睛】关键点点睛:对于D,对所有的,,求出.
五、分层训练
一、单选题
1.(2025·浙江·二模)已知全集,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】交并补混合运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】确定全集和集合,再求出,最后根据补集的定义求出.
【详解】已知全集,表示自然数集,所以.
对于集合,解不等式,则其解为.
又因为,所以.
已知,,可得.
因为,,所以.
故选:C.
2.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】交并补混合运算、由指数函数的单调性解不等式
【分析】先求解集合,再求出集合在中的补集,最后求出集合与的交集.
【详解】已知,因为,所以.
根据指数函数的单调性,对于指数函数,函数在上单调递增.
那么由可得,即,所以.
已知,,所以.
故选:D.
3.(2025·湖南长沙·一模)已知集合,那么集合( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、由对数函数的单调性解不等式
【分析】分别求出集合,利用交集的定义求解即可.
【详解】因为,所以,
故选:A.
4.(2025·福建莆田·三模)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据题意求集合B,进而可得交集.
【详解】因为,则,
所以.
故选:A.
5.(2025·重庆·模拟预测)已知集合,,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】交集的概念及运算
【分析】集合A,B可化为分母相同的元素,其中分子分别为除3余2整数,除2余1整数,据此可得出交集.
【详解】集合,,
所以,
故选:C
6.(21-22高三下·四川德阳·期末)已知集合,集合,则的子集个数是( )
A.8 B.7 C.4 D.3
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、并集的概念及运算
【分析】根据并运算可得,即可根据子集个数公式求解.
【详解】,所以子集个数为,
故选:A
二、多选题
7.(2024·江西·模拟预测)设集合,,若,则的值可以为( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】ABD
【难度】0.85
【知识点】根据并集结果求集合或参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】由,可得,再分和两种情况讨论即可.
【详解】,
因为,所以,
当时,,
当时,,
则或,所以或,
综上所述,或或.
故选:ABD.
8.(2024·甘肃定西·一模)设集合,则( )
A.
B.的元素个数为16
C.
D.的子集个数为64
【答案】BCD
【难度】0.85
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、解不含参数的一元二次不等式、交集的概念及运算、并集的概念及运算
【分析】解二次不等式化简集合,进而求得集合,利用集合的交并运算与常用数集的定义,结合集合子集个数的求法逐一分析各选项即可得解.
【详解】对于ABC,因为,
所以,即,
所以有个元素,故A错误,BC正确;
对于D,而有个元素,所以的子集个数为,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题
9.(2025·上海崇明·二模)已知全集,集合,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】交并补混合运算
【分析】由集合运算求出,然后得到.
【详解】,∴,
故答案为:
10.(23-24高一上·上海徐汇·期末)已知集合,则 .
【答案】
【难度】0.85
【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】根据集合交集运算律即可求解.
【详解】因为,
又,
所以.
故答案为:
11.(2023·湖北·模拟预测)从集合的非空子集中随机取出两个不同的集合A,,则在的条件下,恰有个元素的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】交并补混合运算、计算古典概型问题的概率、求集合的子集(真子集)、实际问题中的组合计数问题
【分析】按照要求分类讨论计算即可.
【详解】由题意可分以下四种情况讨论:
①若A中有一个元素,则B中至少有三个元素,此时满足的情况有种,而满足恰有个元素的有种;
②若A中有两个元素,则B中至少有两个元素,此时满足的情况有种,而满足恰有个元素的有种;
③若A中有三个元素,则B中至少有一个元素,此时满足的情况有种,而满足恰有个元素的有种;
④若A中有四个元素,则B中至少有一个元素,此时满足的情况
有种,而满足恰有个元素的有种;
故满足题意的概率为:,
故选:B
【点睛】本题考查集合与古典概型,较为新颖,属于较难题.关键在于分类讨论要不重复不遗漏,需要较高的逻辑思维.
12.(2023·上海普陀·一模)设、、、、是均含有个元素的集合,且,,记,则中元素个数的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】根据交集结果求集合元素个数、根据并集结果求集合元素个数
【分析】设、、、是集合互不相同的元素,分析可知,然后对的取值由小到大进行分析,验证题中的条件是否满足,即可得解.
【详解】解:设、、、是集合互不相同的元素,若,则,不合乎题意.
①假设集合中含有个元素,可设,则,
,这与矛盾;
②假设集合中含有个元素,可设,,
,,,满足题意.
综上所述,集合中元素个数最少为.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题考查集合元素个数的最值的求解,解题的关键在于对集合元素的个数由小到大进行分类,对集合中的元素进行分析,验证题中条件是否成立即可.
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