内容正文:
第1章 集合与常用逻辑用语
第1节 集合
课标要求:
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.知识梳理:(学生填空自测,教师补充完善)
1.集合与元素
(1)集合中元素的三个特性: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,用符号∈或∉表示.
(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.
(4)常见数集的记法
集合
非负整数集
(或自然数集)
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*(或N+)
Z
Q
R
2.集合的基本关系
(1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A).
(2)真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作AB(或BA).
(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.
(4)空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
3.集合的基本运算
表示
运算
集合语言
图形语言
记法
并集
{x|x∈A,或x∈B}
A∪B
交集
{x|x∈A,且x∈B}
A∩B
补集
{x|x∈U,且x∉A}
∁UA
常用结论
1.若集合A有n(n≥1)个元素,则集合A有2n个子集,2n-1个真子集.
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⇔A⊆B,A∪B=A⇔B⊆A.
4.德·摩根定律:①CU(A∩B)=(CUA)U(CUB); ②CU(AUB)=(CUA)∩(CUB)
5.集合中元素个数计算(阅读课本人教A 版P15-P16)
①card(AUB)=card(A)+card(B)-card(A∩B)
②card(AUBUC)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(A∩C)-card(B∩C)+card(A∩B∩C)
(本部分教师要帮助学生形成集合知识结构图)
二.考点强化
考点1:集合与元素
例1.(1)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z},则A中元素个数为____个
(2)
设,集合,则b-a=_____;
答案:(1)A={(-1,-1),(-1,0),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}共7个;
(2)1
方法总结:解决集合含义问题的关键点:(1)一是确定构成集合的元素.(2)确定元素的限制条件.(3)根据元素的特征(满足的条件)构造关系式解决相应问题.
考点2:集合的基本关系
例2.(1)(2023·新高考全国Ⅱ)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则a等于( ) A.2 B.1 C. D.-1
(2)
(3)已知集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1≤x≤2m-1},且A∪B=A,则实数m的取值范围是________.
答案(1).B解析:若a-2=0,解得a=2,此时A={0,-2},B={1,0,2},不符合题意;若2a-2=0,解得a=1,此时A={0,-1},B={1,-1,0},符合题意.综上所述,a=1.
(2)M=N
(3){m|m≤4} 解析: 因为A∪B=A,则B⊆A.
当m+1>2m-1,即m<2时,B=∅⊆A,满足题意;
当m+1≤2m-1,即m≥2时,B≠∅,
由B⊆A可得解得-3≤m≤4,此时2≤m≤4.
综上所述,m≤4.
方法总结:(1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系问题时,必须考虑空集的情况,否则易造成漏解.
(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.
考点3:集合的基本运算
例3.(1)(2025新课标2)已知集合,0,1,2,,,则
A.,1, B.,2, C., D.,
(2)(多选)若非空集合M,N,P满足M∩N=N,M∪P=P,则( )
A.P⊆M B.M∩P=M C.N∪P=P D.M∩(∁PN)=∅
答案 (1)D
(2)BC解析:由M∩N=N,可得N⊆M,
由M∪P=P,可得M⊆P,则推不出P⊆M,故A错误;由M⊆P,可得M∩P=M,故B正确;因为N⊆M且M⊆P,所以N⊆P,则N∪P=P,故C正确;由N⊆M,可得M∩(PN)不一定为空集,故D错误.
方法总结:对于集合的交、并、补运算,如果集合中的元素是离散的,可用Venn图表示;如果集合中的元素是连续的,可用数轴表示,此时要注意端点的情况.
三.考点练习
1.(人教A版必修1P5练习2)用符号或填空:
0____N; -3___N; 0.5____Z;__Z;__Q;___R.
2.设集合A={1,2,3},B={4,5},C={x+y|x∈A,y∈B},则C中元素的个数为( )A.3 B.4 C.5 D.6
3.已知集合A={1,a-2,a2-a-1},若-1∈A,则实数a的值为( )
A.1 B.1或0 C.0 D.-1或0
4.(2025新课标1)设全集,集合,则中元素个数为( )
A.0 B.3 C.5 D.8
5.(2025北京卷)已知集合,则( )
A. B. C. D.
6.(2023·新高考全国Ⅰ)已知集合M={-2,-1,0,1,2},N={x|x2-x-6≥0},则M∩N等于( )
A.{-2,-1,0,1} B.{0,1,2} C.{-2} D.{2}
7.已知全集U,若集合A和集合B都是U的非空子集,且满足A∪B=B,则下列集合中表示空集的是( )
A.(∁UA)∩B B.A∩B C.(∁UA)∩(∁UB) D.A∩(∁UB)
(选用)8.(必修1P35拓广探索)
学校举办运动会时,高一(1)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.同时参加田径和球类比赛的有多少人?只参加游泳一项比赛的有多少人?
答案:1.0N; -3N; 0.5Z;Z;Q;R.
2.B.解析 因为集合A={1,2,3},B={4,5},C={x+y|x∈A,y∈B},所以C={5,6,7,8}.即C中元素的个数为4.
3.C 解析 ∵-1∈A,∴当a-2=-1,即a=1时,A={1,-1,-1},不符合集合中元素的互异性;当a2-a-1=-1,即a=1(舍去)或a=0时,A={1,-2,-1},符合题意,故a=0.
4.C 5.D 6.C 7.D解析 由Venn图表示集合U,A,B如图,
由图可得(∁UA)∩B=∁BA,A∩B=A,(∁UA)∩(∁UB)=∁UB,A∩(∁UB)=∅.
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