内容正文:
预备知识
§1 集 合
1.3 集合的基本运算
第1课时 交集与并集
第一章
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高中数学 必修 第一册 (北)
学习目标 1.理解两个集合的并集与交集的含义,能求两个集合的并集与交集(重点).
2.能使用Venn图表示集合的并集与交集运算,体会图形对理解抽象概念的作用(难点).
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B∩A
A
∅
A
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B∪A
A
A
B
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×
√
×
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课时梯级训练(4)
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一、交集
1.交集概念
2.交集的性质
(1)A∩B=_______;(2)A∩A=____;
(3)A∩∅=∅∩A=_____;
(4)如果A⊆B,则A∩B=____,反之也成立.
(1)A∩B仍是一个集合.
(2)文字语言中“所有”的含义:A∩B中任一元素都是A与B的公共元素,A与B的公共元素都属于A∩B.
(3)如果两个集合没有公共元素,不能说两个集合没有交集,而是A∩B=∅.
二、并集
1.并集概念
2.并集的性质
(1)A∪B=_______;
(2)A∪A=___;
(3)A∪∅=∅∪A=___;
(4)如果A⊆B,则A∪B=___,反之也成立.
(1)“所有”表示全部、一个不漏.
(2)“或”是或此、或彼、或彼此.
(3)“∪”开口向上.
1.判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里画“√”,错误的画“×”.
(1)交集的元素个数一定比参与运算的任何一个集合的元素个数少. ( )
(2)若A∪B=A,B≠∅,则B中的每一个元素都在集合A中. ( )
(3)A∩B=C∩B,则A=C. ( )
2.已知集合A={1,2,3,4},B={1,3,5,7},则A∪B= ( )
A.{1,3} B.{1,2,3,4,5,7}
C.{5,7} D.{2,4,5,7}
A∪B={1,2,3,4}∪{1,3,5,7}={1,2,3,4,5,7}.
3.若集合M={-1,1},N={-2,1,0},则M∩N= ( )
A.{0,-1} B.{0}
C.{1} D.{1,1}
M∩N={-1,1}∩{-2,1,0}={1}.
4.已知集合M={(x,y)|y=2x+1},N={y|y=x-1},则M∩N= ( )
A.{-2} B.{(-2,-3)}
C.∅ D.{-3}
集合M是点的集合,集合N是数的集合,两个集合没有公共元素,故M∩N=∅.
5.满足{1}∪B={1,2}的集合B的个数是______.
答案:2
由{1}∪B={1,2},得B={2},{1,2},共2个.
探究一 求集合的交集
[例1] (1)(2025·济南高一期末检测)设集合A={x|-2<x≤2},B={-2,-1,0,1,2},则A∩B= ( )
A.(-2,2) B.{-2,2}
C.{-1,0,1,2} D.{-2,-1,0,1}
(2)(2024·全国甲卷)已知集合A={1,2,3,4,5,9},B={x|x+1∈A},则A∩B= ( )
A.{1,2,3} B.{3,4,9}
C.{1,2,3,4} D.{2,3,4,5}
(1)因为A={x|-2<x≤2},B={-2,-1,0,1,2},
所以A∩B={-1,0,1,2}.故选C.
(2)依题意得,对于集合B中的元素x,满足x+1=1,2,3,4,5,9,
则x可能的取值为0,1,2,3,4,8,即B={0,1,2,3,4,8},于是A∩B={1,2,3,4}.故选C.
1.A∩B=A⇔A⊆B.
2.求两个集合的交集的方法
(1)对于元素个数有限的集合,逐个挑出两个集合的公共元素即可;
(2)对于元素是连续实数的集合,一般借助数轴求交集,两个集合的交集等于两个集合在数轴上的公共范围,要注意端点值的取舍.
[练1] (1)(2025·南昌高一检测)已知集合A={x|x≤6},B={x|x=3n,n∈N},则A∩B= ( )
A.{0,3} B.{3,6}
C.{0,3,6} D.{0,1,2,3,4,5,6}
(2)已知集合M={(x,y)|x+y=2},N={(x,y)|x-y=4},则M∩N= ( )
A.x=3,y=-1 B.(3,-1)
C.{3,-1} D.{(3,-1)}
(1)由题意知,B表示的是自然数中,由3的倍数组成的集合.∴A∩B={0,3,6}.
(2)由得
故M∩N={(3,-1)}.故选D.
探究二 求集合的并集
[例2] (1)已知集合M={x|-3<x≤5},N={x|x<-5,或x>5},则M∪N= ( )
A.{x|x<-5,或x>-3}
B.{x|-5<x<3}
C.{x|-3<x<5}
D.{x|x<-3,或x>5}
(2)设集合A={-1,1,2,3,5},B={2,3,4},C={x∈R|1≤x<3},则(A∩C)∪B= ( )
A.{2} B.{2,3}
C.{-1,2,3} D.{1,2,3,4}
(1)在数轴上表示出集合M,N(图略),
可知M∪N={x|x<-5,或x>-3}.故选A.
(2)∵A∩C={-1,1,2,3,5}∩{x∈R|1≤x<3}={1,2},∴(A∩C)∪B={1,2}∪{2,3,4}={1,2,3,4}.故选D.
1.A∪B=A⇔B⊆A.
2.求集合并集的两种基本方法
(1)定义法:若集合是用列举法表示的,可以直接利用并集的定义求解;
(2)数形结合法:若集合是用描述法表示的,由实数组成的数集,则可以借助数轴分析法求解.
[练2] (1)(2024·北京卷)已知集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4},则M∪N= ( )
A.{x|-1≤x<1} B.{x|x>-3}
C.{x|-3<x<4} D.{x|x<4}
(2)已知集合M={0,1},则满足M∪N={0,1,2}的集合N的个数是 ( )
A.2 B.3
C.4 D.8
(1)将集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4}在数轴上表示出来(图略),从图中可以看出M∪N={x|-3<x<4}.故选C.
(2)依题意,可知满足M∪N={0,1,2}的集合N有{2},{0,2},{1,2},{0,1,2},共4个.故选C.
探究三 由集合的交集、并集求参数
[例3] 集合A={x|-1<x<1},B={x|x<a}.
(1)若A∩B=∅,求a的取值范围;
(2)若A∪B={x|x<1},求a的取值范围.
(1)A={x|-1<x<1},B={x|x<a},且A∩B=∅,如图①所示,数轴上点x=a在点x=-1左侧,且包含点x=-1,∴a的取值范围是{a|a≤-1}.
(2)A={x|-1<x<1},B={x|x<a},且A∪B={x|x<1},如图②所示,数轴上点x=a在点x=-1和点x=1之间,不包含点x=-1,但包含点x=1.∴a的取值范围是{a|-1<a≤1}.
1.(A∩B)⊆A,(A∪B)⊇A.
2.利用集合交集、并集的性质解题的方法及关注点
(1)方法:当题目中含有条件A∩B=A,A∪B=B时,解答时常借助于交集、并集的定义及集合间的关系去分析,将关系进行等价转化,如:A∩B=A⇔A⊆B,A∪B=B⇔A⊆B.
(2)关注点:当题目条件中出现B⊆A时,若集合B不确定,解答时要注意讨论B=∅的情况.
[练3] (1)设集合M={x|-2<x<5},N={x|2-t<x<2t+1,t∈R},若M∪N=M,则实数t的取值范围为________.
(2)若集合A={x2,2x-1,-4},B={x-5,1-x,9},A∩B={9},则x=________.
答案:(1){t|t≤2} (2)-3
(1)由M∪N=M得N⊆M,当N=∅时,2t+1≤2-t,即t≤,此时M∪N=M成立;
当N≠∅时,如图所示,
由数轴可得解得<t≤2.
综上所述,实数t的取值范围是{t|t≤2}.
(2)由A∩B={9}可知9∈A,则x2=9或2x-1=9,解得x=±3或x=5.
①当x=3时,x-5=1-x=-2,集合B中元素不满足互异性,故舍去x=3;
②当x=-3时,A={9,-7,-4},B={-8,4,9},满足题意;
③当x=5时,A={25,9,-4},B={0,-4,9},此时A∩B={-4,9},这与A∩B={9}矛盾,故舍去x=5.综上所述,x=-3.
特别提醒:借助数轴求交、并集时,注意端点的实虚.
1.已知集合A={x|x>1},B={0,1,2},则A∩B= ( )
A.{0} B.{2}
C.{1,2} D.{0,1,2}
∵集合A={x|x>1},B={0,1,2},
∴A∩B={2}.故选B.
2.已知集合P={x|x<3},Q={x|-1≤x≤4},那么P∪Q= ( )
A.{x|-1≤x<3} B.{x|-1≤x≤4}
C.{x|x≤4} D.{x|x≥-1}
在数轴上表示出两个集合,如图,可得P∪Q={x|x≤4}.故选C.
3.已知集合A={x|-2<x<1},B={-2,-1,0,1,2},则集合A∩B= ( )
A.{0} B.{-1,0}
C.{0,1} D.{-1,0,1}
∵A={x|-2<x<1},
B={-2,-1,0,1,2},
∴A∩B={-1,0}.故选B.
4.设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0},若A∩B={1},则集合B=________.
答案:{1,3}
∵A∩B={1},∴1∈B,
∴1是方程x2-4x+m=0的根,
∴1-4+m=0,∴m=3.
∴B={x|x2-4x+3=0}={x|(x-1)(x-3)=0}={1,3}.
$$