内容正文:
1.1 集合
课标要求
考情分析
1.了解集合的含义,理解元素与集合的属于关系;能在自然语言和图形语言的基础上,用符号语言刻画集合.
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;了解全集与空集的含义.
3.理解并会求并集、交集、补集;能用Venn图表达集合的基本关系与基本运算.
◎考点考法:集合的交、并、补运算及两集合间的包含关系是考查的重点,在集合的运算中经常与不等式、函数相结合,解题时常用到数轴和Venn图,题型以选择题为主.
◎核心素养:数学抽象、数学运算、直观想象.
[对应学生用书P1]
1.并集的性质
A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A⇔B⊆A.
2.交集的性质
A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔A⊆B.
3.补集的性质
A∪(∁UA)=U;A∩(∁UA)=∅;∁U(∁UA)=A;∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);
∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).
1.(2024·新课标Ⅰ卷)已知集合A={x|-5<x3<5},B={-3,-1,0,2,3},则 A∩B=( )
A.{-1,0} B.{2,3}
C.{-3,-1,0} D.{-1,0,2}
解析 方法一(直接法) 因为A={x|-5<x3<5}={x|-<x<},B={-3,-1,0,2,3},所以A∩B={-1,0},故选A.
方法二(验证法) 因为(-3)3=-27<-5,(-1)3=-1∈(-5,5),03=0∈(-5,5),23=8>5,33=27>5,所以-1∈A,0∈A,-3∉A,2∉A,3∉A,所以A∩B={-1,0},故选A.
答案 A
2.(2024·全国甲卷)已知集合A={1,2,3,4,5,9},B={x|∈A},则∁A(A∩B)=( )
A.{1,4,9} B.{3,4,9}
C.{1,2,3} D.{2,3,5}
解析 B={1,4,9,16,25,81},A∩B={1,4,9},则∁A(A∩B)={2,3,5}.故选D.
答案 D
3.已知全集U=R,集合A=,B={x||x|≤1},则图中阴影部分表示的集合是( )
A.[-1,0) B.[-1,0)∪[1,2)
C.(1,2) D.(0,1)
解析 由图可知所求集合为A∩(∁UB),∵A=(0,2),∁UB=(-∞,-1)∪(1,+∞).∴阴影部分表示的集合是(1,2).故选C.
答案 C
4.已知集合A={x|x2-4x<0,x∈N*},则集合A的真子集的个数为( )
A.3 B.4
C.8 D.7
解析 A={x|x2-4x<0,x∈N*}={1,2,3},所以集合A的真子集的个数为23-1=7.故选D.
答案 D
5.若集合A={x|-1<x<5},B={x|x≤1,或x≥4},则A∪B=________,A∩B=________.
解析 因为A={x|-1<x<5},B={x|x≤1,或x≥4},所以A∪B=R,A∩B={x|-1<x≤1,或4≤x<5}.
答案 R {x|-1<x≤1,或4≤x<5}
[对应学生用书P2]
考点一 集合的含义与表示 基础考点 自练自悟
1.已知集合A={(x,y)|x2+y2≤,x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为( )
A.4 B.5
C.8 D.9
解析 因为x2+y2≤,x∈Z,所以x可取-1,0,1.
当x=-1时,得y=0;
当x=0时,得y=-1,0或1;
当x=1时,得y=0.
所以A={(-1,0),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,0)},共有5个元素.
答案 B
2.已知集合A={x|x2≤4},集合B={x|x∈N*,且x-1∈A},则B=( )
A.{0,1} B.{0,1,2}
C.{1,2,3} D.{1,2,3,4}
解析 因为A={x|x2≤4}=[-2,2],B={x|x∈N*,且x-1∈A},所以B={1,2,3}.
答案 C
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
解析 ∵-1∈A,若a-2=-1,即a=1时,A={1,-1,-1},不符合集合元素的互异性;若a2-a-1=-1,即a=1(舍去)或a=0时,A={1,-2,-1},符合题意,故a=0.
答案 C
4.设a,b∈R,集合{1,a+b,a}=,则a2024+b2025=________.
解析 由题意知a≠0,所以a+b=0,则=-1,又b=1,所以a=-1,b=1.故a2024+b2025=1+1=2.
答案 2
(1)研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件,从而准确把握集合的含义.
(2)利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.
考点二 集合间的基本关系 一题多变 母题探究
(1)已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0<x<5,x∈N},则满足条件A⊆C⊆B的集合C的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
(2)已知集合A={x|(x+1)(x-3)<0},B={x|-m<x<m}.若A⊆B,则实数m的取值范围是________.
[解析] (1)由题意可得,A={1,2},B={1,2,3,4},又因为A⊆C⊆B,所以C={1,2}或{1,2,3}或{1,2,4}或{1,2,3,4},故满足条件的集合C的个数为4.
(2)由题得A={x|-1<x<3},若A⊆B(如图),可得所以m≥3.
故实数m的取值范围是[3,+∞).
[答案] (1)D (2)[3,+∞)
(变条件)本例(2)中,若“A⊆B”改为“B⊆A”,其他条件不变,则实数m的取值范围是________.
解析 当m≤0时,B=∅,显然B⊆A.
当m>0时,因为A={x|-1<x<3}.
当B⊆A时,在数轴上表示出两个集合,如图,
所以
解得0<m≤1.
综上所述,实数m的取值范围为(-∞,1].
答案 (-∞,1]
根据两集合的关系求参数的方法
(1)若B⊆A,应分B=∅和B≠∅两种情况讨论.
(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而求得参数范围.注意合理利用数轴、Venn图帮助分析及对参数进行讨论.求得参数后,一定要把端点值代入进行验证,否则易增解或漏解.
考点三 集合的基本运算 维探究 发散思维
角度1 集合的基本运算
(1)(2024·武汉四调)已知集合A=,B=,则A∩B=( )
A. B.
C. D.
(2)(2024·郑州检测)已知集合A={x|x2-3x-4≤0},B={y|y=ln (x2+1)},则A∪B=( )
A.[-1,+∞) B.[0,1]
C.(0,4] D.(-∞,4]
[解析] (1)A={x|x2-2x-3<0}={ x|-1<x<3},B={x|x2-4x<0,x∈Z}={1,2,3},
所以A∩B={1,2},故选B.
(2)因为A={ x|x2-3x-4≤0},
所以A={x|-1≤x≤4},
因为x2+1∈[1,+∞),所以B={y|y≥0},
所以A∪B=[-1,+∞).故选A.
[答案] (1)B (2)A
角度2 利用集合的运算求参数
(1)(2024·保定二模)设集合A={x|-3≤x≤3},B=,且A∩B={x|-2≤x≤3},则a=( )
A.2 B.3
C.4 D.5
(2)(2024·菏泽三模)已知集合A=,B={x|log2x≥a },若B∪(∁RA)=∁RA,则实数a的取值范围是________.
[解析] (1)因为A∩B={x|-2≤x≤3},
所以-2是方程2x2+(a-8)x-4a=0的根,
即8-2(a-8)-4a=0,得a=4,
当a=4时,2x2-4x-16≤0,解得-2≤x≤4,
此时B={x|-2≤x≤4},满足A∩B={x|-2≤x≤3},所以a=4.故选C.
(2)由≤0,得-2≤x<2,所以A={ x|-2≤x<2},则∁RA={x|x<-2,或x≥2}.由log2x≥a,得x≥2a,所以B={x|x≥2a},
又B∪(∁RA)=∁RA,所以B⊆(∁RA),所以2a≥2,解得a≥1,即实数a的取值范围为[1,+∞).
答案 (1)C (2) [1,+∞)
集合运算的求解策略
(1)进行集合运算时,首先看集合能否化简,能化简的先化简,再研究其关系并进行运算.
(2)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.
1.(2025·韶关模拟)若集合A={x|1<x≤6},B=,则(∁RA)∩B=( )
A.{x|x≤1,或6≤x≤7} B.{x|x≤1,或6<x<7}
C.{x|x<1,或6≤x<7} D.{x|x<1,或6<x≤7}
解析 A={x|1<x≤6},则∁RA={x|x≤1,或x>6},又B=={x|x<7},
则∩B={x|x≤1,或x>6}∩{x|x<7}={x|x≤1,或6<x<7}.故选B.
答案 B
2.已知集合M={x|x2-2x-3<0},N={x|x2-ax<0,x∈Z },若集合M∩N恰有两个元素,则实数a的取值范围是________.
解析 因为M={x|x2-2x-3<0}={x|-1<x<3},N={x|x2-ax<0,x∈Z }={x|x(x-a)<0,x∈Z},
又集合M∩N恰有两个元素,所以M∩N恰有两个元素1和2,所以a>2,即实数a的取值范围为(2,+∞).
答案 (2,+∞)
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