内容正文:
重难点培优01 集合、含参数集合之间关系
目录
01 知识重构・重难梳理固根基 1
02 题型精研・技巧通法提能力 2
题型一 基于解不等式对集合的考察(★★) 2
题型二 含参集合的包含关系(★★★) 4
03 实战检测・分层突破验成效 8
检测Ⅰ组 重难知识巩固 8
检测Ⅱ组 创新能力提升 13
1、 集合常用结论
1、子集:
(1)子集的定义:一般地,对于两个集合,如果集合A的每一个元素都是集合B的元素,那么集合A叫做集合B的子集,记做或,
读做“A包含于B”,或“B包含A”.
(2)子集的表示:用符号“”表示子集,读作“包含于”,用符号“”表示不是子集,读作“不包含于”;
规定:空集是任何集合的子集,即对任意的集合A,都有A;
2、真子集:
(1)真子集的定义:如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A,那么集合A叫做集合B的真子集,记做AB.
(2)真子集的表示:用符号“”表示真子集,读作“真包含于”,用符号“”表示不是真子集,读作“不真包含于”;
(3)真子集与子集的关系:①真子集一定是子集;②子集不一定是真子集。
3、集合与集合的相等关系:
① 集合与集合相等的定义:
如果集合A、B满足:AB,且BA,则称集合A与集合B相等;
②集合与集合相等的表示:
用符号“=”表示集合与集合的相等关系,例如集合A与集合B相等可表示为A=B
4、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.
5、容斥原理:在部分有限集中,我们经常遇到有关集合中元素的个数问题,常用Venn图表示两集合的交、并、补。如果用card表示有限集合元素的个数,即card(A)表示有限集A的元素个数,则有如下结论:
(1)
(2)
二、从集合的角度理解充分必要性
若条件p,q以集合的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},
则由A⊆B可得,p是q的充分条件,
(1)若AB,则p是q的充分不必要条件;
(2)若A⊇B,则p是q的必要条件;
(3)若AB,则p是q的必要不充分条件;
(4)若A=B,则p是q的充要条件;
(5)若A⊈B且A⊉B,则p是q的既不充分也不必要条件.
充分必要条件判断精髓:小集合推出大集合,小集合是大集合的充分不必要条件,大集合是小集合的必要不充分条件;若两个集合范围一样,就是充要条件的关系;
题型一 基于解不等式对集合的考察
【技巧通法·提分快招】
解不等式在集合的考察的能力要求
(1)能基于作图解出指数、对数不等式,基于因式分解解出二次不等式
(2)认清常见数集如N、R、Z、Q
(3)根式、对数的定义域
(4)理清描述法表示的集合中相关字母变量的取值范围及条件.
1.(2025·天津·二模)集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求解一元二次不等式及绝对值不等式,再由交集运算即可求解.
【详解】因为集合,
,
所以,
故选:C
2.(2025·天津河西·二模)“”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】C
【分析】解出两不等式的解集,并根据其包含关系判断即可.
【详解】易知不等式的解集为,
不等式的解集也为,
所以“”是“”的充分必要条件.
故选:C
3.(2025·天津和平·二模)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】解不等式,得到,利用交集概念求出答案.
【详解】,故.
故选:C
4.(2025·天津河东·一模)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】化简集合,再由交集运算即可求解;
【详解】且
所以,
故选:C
5.(高三数学重组全真卷·天津卷)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】解一元二次不等式求出,再根据集合的运算求出即可.
【详解】因为,解得:,所以,
所以,即.
故选:C
6.(24-25高三上·天津四中·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分别求两个集合,再求交集.
【详解】,,
.
故选:C
题型二 含参集合的包含关系
【技巧通法·提分快招】
根据两集合的关系求参数的方法
已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对含参数的集合是否为空集进行分类讨论,做到不漏解.
①若集合中的元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性.
②若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为方程(组)或不等式(组)求解,此时注意检验端点值能否取到
充分条件、必要条件的应用一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意:
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验,尤其是利用两个集合之间的关系求解参数的取值范围时,不等式是否能够取等号决定端点值的取舍,处理不当容易漏解或增解.
考点分布
集合间的交集、并集和补集的运算,不等式的解法,集合间的包含关系,函数定义域及指数不等式的求解,函数的单调性、不等式的性质
1.不等式的解集是,关于x的不等式的解集是.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
(3)设实数x满足,其中,命题实数x满足.若p是q的必要不充分条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1);
(2)
(3)
【知识点】根据并集结果求集合或参数、根据必要不充分条件求参数、交集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】(1)分别解出解出集合A,B,再求;
(2)由得到.对m分类讨论,分, 和三种情况,分别求出m的范围,即可得到答案;
(3)用集合法列不等式组,求出a的范围.
【详解】(1)由的解集是,解得:.
当m=1时,可化为,解得.
所以.
(2)因为,所以.
由(1)得:.
当时,由可解得.要使,只需,解得:;
当时,由可解得.不符合,舍去;
当时,由可解得.要使,只需,解得:;
所以,或.
所以实数的取值范围为:.
(3)设关于x的不等式(其中)的解集为M,则;
不等式组的解集为N,则;
要使p是q的必要不充分条件,只需NM,即,解得:.
即实数a的取值范围.
2.设函数的定义域为A,集合.
(1);
(2)若集合是的子集,求实数a的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)由函数的定义域、指数函数的性质可得,,再由集合的并集运算即可得解;
(2)由集合的交集运算可得,再由集合的关系可得,即可得解.
【详解】由可得,所以,
,
(1)所以;
(2)因为,所以,
所以,解得,
所以实数a的取值范围为.
3.已知全集,集合,,.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)或
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交并补混合运算
【分析】(1)分别求出集合与,然后将和集合取交集即可;
(2)先求出,再由,可分和两种情况讨论,可求出的取值范围.
【详解】(1)由题意,,解得,
即集合,则或,
又,所以;
(2),,
若,则,解得;
若,则,解得.
故的取值范围是或.
4.已知集合,.
(1)分别求A∩B,A∪B;
(2)已知集合,若C⊆A,求实数a的取值范围.
【答案】(1) A∩B=[1,2),A∪B=(0,3](2) a≤3
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交集的概念及运算、并集的概念及运算
【分析】(1)利用指数函数与对数函数的单调性分别化简A,B,再利用集合的运算性质即可得出;
(2)由C⊆A,对集合C分类讨论:当C为空集时,当C为非空集合时,即可得出.
【详解】(1)由3≤3x≤27,即3≤3x≤33,∴1≤x≤3,∴A=[1,3].
由log2x<1,可得0<x<2,∴B=(0,2).
∴A∩B=[1,2).
A∪B=(0,3].
(2)由C⊆A,
当C为空集时,a≤1.
当C为非空集合时,可得 1<a≤3.
综上所述:a的取值范围是a≤3.
检测Ⅰ组 重难知识巩固
1.(2025·福建·模拟预测)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出集合B,再利用集合的交运算即可求得结果.
【详解】易知,所以,
故选:A.
2.已知集合,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出,,利用交集和补集求出答案.
【详解】,
令得,令得,令得,
故,
,
所以.
故选:D
3.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出集合,再根据交集的定义求解即可.
【详解】因为,,
所以.
故选:A.
4.(2025·天津·模拟预测)已知集合,,如果有且只有两个元素,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】先分析出曲线表示的是双曲线在轴上及上方的所有点,再分情况讨论当取不同值时,表示的不同曲线,及与曲线的交点个数情况即可得到结果.
【详解】因为有且只有两个元素,
所以曲线与有且只有两个交点.
对于曲线变形可得,
表示的是双曲线在轴上及上方的所有点,
对于曲线,
(1)当时,如图所示,表示的是一条直线,
与交于,两点,符合题意;
(2)当时,,与至多有一个交点,不符合题意;
(3)当时,表示的是两条射线,
,
当时,表示的是
和两条射线,与仅有一个交点,
如下图所示,所以不符合题意;
当时,与轴的交点为,,
且的斜率,的斜率,
而双曲线的两条渐近线为,斜率分别为和,
所以与的左右两支各有一个交点,
如下图所示,所以符合题意;
当时,,当时,的斜率,
当时,的斜率,联立,
解得,
此时与左支仅有一个交点,如下图所示:
当时,与轴的交点为,,
且的斜率,的斜率,
而双曲线的两条渐近线为,斜率分别为和,
所以与的右支没有交点,与左支有两个交点,
如下图所示,所以符合题意;
当时,与轴的交点为,,
且的斜率,的斜率,
而双曲线的两条渐近线为,斜率分别为和,
所以与的右支没有交点,与左支有两个交点,
如下图所示:符合题意;
当时,与轴的交点为,且的斜率,的斜率,
而双曲线的两条渐近线为,斜率分别为和,
所以与的右支没有交点,与左支有两个交点,
如下图所示:符合题意;
当时,与轴的交点为,,
且的斜率,的斜率,
而双曲线的两条渐近线为,斜率分别为和,
所以与的右支没有交点,与左支有两个交点,
如下图所示:符合题意;
综上,实数的取值范围为.
故答案为:
5.已知集合,,若,,则 .
【答案】19
【分析】由题意可得,所以5和6是方程的两个根,代入解方程可求出,即可求出的值.
【详解】因为,,
,,所以,
所以5和6是方程的两个根,
所以,解得,,
所以.
故答案为:19.
6.已知函数,若集合中恰有个元素,且各元素之和为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】易知当时,,又恰有个解,可得,分情况列方程,结合根于系数关系及各解之和可得,结合判别式可得解.
【详解】由已知当时,,
又由已知可得方程恰有个解,则,
即当时,方程至多只有一解,
当时,方程可转化为,即,至多有两个解,
综上所述方程在时有一解为,
方程在时有两个解,,且满足,,
又,解得,
则,
解得,
故答案为:.
检测Ⅱ组 创新能力提升
1.(24·高三·南开中学模拟)已知集合,定义:当时,把集合中所有的数从小到大排列成数列,数列的前项和为.例如:时,,.
(1)写出,并求;
(2)判断88是否为数列中的项.若是,求出是第几项;若不是,请说明理由;
(3)若2024是数列中的某一项,求及的值.
【答案】(1),;
(2)88是数列的第30项;
(3),,
【分析】当时,此时,由集合新定义中的规则代入计算即可;
根据集合新定义,由,再列举出比它小的项即可;
方法一:由可得,再列举出比它小的项分别有以下7种情况,再求和;方法二:由可得,求得集合中的元素个数和最大的一个,可得,再求和可得.
【详解】(1)因为,此时,
,
.
(2)当时,,
是数列中的项,
所以比88小的项共有个,故88是数列的第30项.
(3)是数列中的项,故,
则当时,,
方法一:比它小的项分别有以下7种情况:
①个数字任取7个得个,
②,得个,
③,得个,
④,得个,
⑤,得个,
⑥,得个,
⑦,得个,
所以比2024小的项共有个,
其中
故2024是数列的第329项,即.
方法二:共有元素个,
最大的是,其次为,
所以2024是数列的第项,即.
在总共项中,含有的项共有个,同理都各有个,所以,则.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于解读集合的定义计算,并联想到和辅助思考.
2.已知数集,其中,且,若对(),与两数中至少有一个属于,则称数集具有性质.
(Ⅰ)分别判断数集与数集是否具有性质,说明理由;
(Ⅱ)已知数集具有性质,判断数列是否为等差数列,若是等差数列,请证明;若不是,请说明理由.
【答案】解:(Ⅰ)由于3﹣1和3+1都不属于集合{0,1,3},所以该集合不具有性质P;
由于2+0、4+0、6+0、4+2、6﹣2、6﹣4、0﹣0、2﹣2、4﹣4、6﹣6都属于集合{0,2,4,6},
所以该数集具有性质P.…(4分)
(Ⅱ)∵A={a1,a2,…,a8}具有性质P,所以a8+a8与a8﹣a8中至少有一个属于A,
由0≤a1<a2<…<a8,有a8+a8>a8,故a8+a8∉A,∴0=a8﹣a8∈A,故a1=0.
∵0=a1<a2<…<a8,∴a8+ak>a8,故a8+ak∉A(k=2,3,…,8).
由A具有性质P知,a8﹣ak∈A(k=2,3,…,8).
又∵a8﹣a8<a8﹣a7<…<a8﹣a2<a8﹣a1,
∴a8﹣a8=a1,a8﹣a7=a2,…,a8﹣a2=a7,a8﹣a1=a8,即ai+a9﹣i=a8(i=1,2,…,8).…①
由a2+a7=a8知,a3+a7,a4+a7,…,a7+a7均不属于A,
由A具有性质P,a7﹣a3,a7﹣a4,…,a7﹣a7均属于A,
∴a7﹣a7<a7﹣a6<…<a7﹣a4<a7﹣a3<a8﹣a3 ,
∴a7﹣a7=0,a7﹣a6=a2,a7﹣a5=a3,…,a7﹣a3=a5,即 ai+a8﹣i=a7(i=1,2…7).…②
由①②可知ai=a8﹣a9﹣i=a8﹣(a7﹣ai﹣1) (i=1,2…7,8),
即ai﹣ai﹣1=a8﹣a7(i=2,3,…,8).
故a1,a2,…a8构成等查数列.…(10分)
【详解】试题分析:(Ⅰ)由于和都不属于集合,所以该集合不具有性质;
由于、、、、、、、、、都属于集合,所以该数集具有性质. 4分
(Ⅱ)具有性质,所以与中至少有一个属于,
由,有,故,,故.
,,故.
由具有性质知,,又,
,即 ……①
由知,,,…,,均不属于,
由具有性质,,,…,,均属于,
,而,
,,,…,即……②
由①②可知,即().
故构成等差数列. 10分
考点:本题主要考查集合的概念,等差数列的证明.
点评:难题,本题属于新定义问题,关键是理解好给予的解题信息,并灵活地进行应用.(2)证明数列是等差数列的方法,不同于常见方法,令人难以想到.
3.已知和均为给定的大于1的自然数.设集合,集合.
(1)当,时,用列举法表示集合;
(2)设,,,其中证明:若,则.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【分析】(1)当时,采用列举法可得集合;(2)先由已知写出及的表达式:,,再作差可得,放缩法化为最后利用等比数列前项和公式求和,判断出差式的符号,证得结果.
【详解】(1)当时,可得,;
(2)由,及,
可得
.
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重难点培优01 集合、含参数集合之间关系
目录
01 知识重构・重难梳理固根基 1
02 题型精研・技巧通法提能力 3
题型一 基于解不等式对集合的考察(★★) 3
题型二 含参集合的包含关系(★★★) 4
03 实战检测・分层突破验成效 5
检测Ⅰ组 重难知识巩固 6
检测Ⅱ组 创新能力提升 7
1、 集合常用结论
1、子集:
(1)子集的定义:一般地,对于两个集合,如果集合A的每一个元素都是集合B的元素,那么集合A叫做集合B的子集,记做或,
读做“A包含于B”,或“B包含A”.
(2)子集的表示:用符号“”表示子集,读作“包含于”,用符号“”表示不是子集,读作“不包含于”;
规定:空集是任何集合的子集,即对任意的集合A,都有A;
2、真子集:
(1)真子集的定义:如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A,那么集合A叫做集合B的真子集,记做AB.
(2)真子集的表示:用符号“”表示真子集,读作“真包含于”,用符号“”表示不是真子集,读作“不真包含于”;
(3)真子集与子集的关系:①真子集一定是子集;②子集不一定是真子集。
3、集合与集合的相等关系:
① 集合与集合相等的定义:
如果集合A、B满足:AB,且BA,则称集合A与集合B相等;
②集合与集合相等的表示:
用符号“=”表示集合与集合的相等关系,例如集合A与集合B相等可表示为A=B
4、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.
5、容斥原理:在部分有限集中,我们经常遇到有关集合中元素的个数问题,常用Venn图表示两集合的交、并、补。如果用card表示有限集合元素的个数,即card(A)表示有限集A的元素个数,则有如下结论:
(1)
(2)
二、从集合的角度理解充分必要性
若条件p,q以集合的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},
则由A⊆B可得,p是q的充分条件,
(1)若AB,则p是q的充分不必要条件;
(2)若A⊇B,则p是q的必要条件;
(3)若AB,则p是q的必要不充分条件;
(4)若A=B,则p是q的充要条件;
(5)若A⊈B且A⊉B,则p是q的既不充分也不必要条件.
充分必要条件判断精髓:小集合推出大集合,小集合是大集合的充分不必要条件,大集合是小集合的必要不充分条件;若两个集合范围一样,就是充要条件的关系;
题型一 基于解不等式对集合的考察
【技巧通法·提分快招】
解不等式在集合的考察的能力要求
(1)能基于作图解出指数、对数不等式,基于因式分解解出二次不等式
(2)认清常见数集如N、R、Z、Q
(3)根式、对数的定义域
(4)理清描述法表示的集合中相关字母变量的取值范围及条件.
1.(2025·天津·二模)集合,,则( )
A. B. C. D.
2.(2025·天津河西·二模)“”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
3.(2025·天津和平·二模)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.(2025·天津河东·一模)已知集合,则( )
A. B.
C. D.
5.(高三数学重组全真卷·天津卷)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
6.(24-25高三上·天津四中·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
题型二 含参集合的包含关系
【技巧通法·提分快招】
根据两集合的关系求参数的方法
已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对含参数的集合是否为空集进行分类讨论,做到不漏解.
①若集合中的元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性.
②若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为方程(组)或不等式(组)求解,此时注意检验端点值能否取到
充分条件、必要条件的应用一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意:
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验,尤其是利用两个集合之间的关系求解参数的取值范围时,不等式是否能够取等号决定端点值的取舍,处理不当容易漏解或增解.
考点分布
集合间的交集、并集和补集的运算,不等式的解法,集合间的包含关系,函数定义域及指数不等式的求解,函数的单调性、不等式的性质
1.不等式的解集是,关于x的不等式的解集是.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
(3)设实数x满足,其中,命题实数x满足.若p是q的必要不充分条件,求实数a的取值范围.
2.设函数的定义域为A,集合.
(1);
(2)若集合是的子集,求实数a的取值范围.
3.已知全集,集合,,.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
4.已知集合,.
(1)分别求A∩B,A∪B;
(2)已知集合,若C⊆A,求实数a的取值范围.
检测Ⅰ组 重难知识巩固
1.(2025·福建·模拟预测)已知集合,则( )
A. B. C. D.
2.已知集合,集合,,则( )
A. B. C. D.
3.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.(2025·天津·模拟预测)已知集合,,如果有且只有两个元素,则实数a的取值范围为 .
5.已知集合,,若,,则 .
6.已知函数,若集合中恰有个元素,且各元素之和为,则实数的取值范围是 .
检测Ⅱ组 创新能力提升
1.(24·高三·南开中学模拟)已知集合,定义:当时,把集合中所有的数从小到大排列成数列,数列的前项和为.例如:时,,.
(1)写出,并求;
(2)判断88是否为数列中的项.若是,求出是第几项;若不是,请说明理由;
(3)若2024是数列中的某一项,求及的值.
2.已知数集,其中,且,若对(),与两数中至少有一个属于,则称数集具有性质.
(Ⅰ)分别判断数集与数集是否具有性质,说明理由;
(Ⅱ)已知数集具有性质,判断数列是否为等差数列,若是等差数列,请证明;若不是,请说明理由.
3.已知和均为给定的大于1的自然数.设集合,集合.
(1)当,时,用列举法表示集合;
(2)设,,,其中证明:若,则.
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