内容正文:
第一章
集合、常用逻辑用语与不等式
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第一节
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
集合
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课
程
标
准
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必备知识/梳理
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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5
教|材|回|顾
确定性
互异性
无序性
a∈A
b∉A
列举法
描述法
图示法
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子集
真子集
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B∩A
∅
A
B∪A
A
A
B
A
U
U
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微|点|延|伸
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小|题|快|练
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关键能力/落实
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——考向探究
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类型一
集合的含义及表示 自练自悟
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类型二
集合间的基本关系
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类型三
集合的基本运算
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(一)
本部分内容讲解结束
1.了解集合的含义,元素与集合的属于关系,能用列举法或描述法表示集合;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图表示集合的关系与运算.
1.集合与元素
元素的特性
________、________、________
元素与集
合的关系
若a属于集合A,记作________;
若b不属于集合A,记作________
集合的表示法
________、________、________
2.常见的数集
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
BA
A⊆B且B⊆A
3.集合间的基本关系
文字语言
记法
子集
集合A中任意一个元素都是集合B中的元素
________或________
真子集
如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A
________或________
相等
集合A的任何一个元素都是集合B的元素,集合B的任何一个元素也都是集合A的元素
__________________⇔A=B
空集是任何集合的________,任何非空集合的________
A⊆B
B⊇A
AB
4.集合的基本运算
语言表示
图形表示
符号语言
并集
所有属于集合A或者属于集合B的元素组成的集合
A∪B={x|x∈A,或x∈B}
交集
所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合
A∩B={x|x∈A,且x∈B}
补集
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
∁UA={x|x∈U,
且x∉A}
5.集合的运算性质
交集
A∩B=______,A∩A=A,A∩∅=______,A⊆B⇔A∩B=______
并集
A∪B=________,A∪B⊇A,A∪B⊇B,A∪A=______,A∪∅=______,A⊆B⇔A∪B=______
补集
∁U(∁UA)=______,∁U∅=______,∁UU=∅,
A∩(∁UA)=∅,A∪(∁UA)=______
1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个.
2.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB.
3.德·摩根定律:∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
4.对任意两个有限集合A,B,有card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B).
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}
因为A={x|-5<x3<5}={x|-<x<},B={-3,-1,0,2,3},所以A∩B={-1,0},故选A.
2.(人A必一P35复习参考题1 T8改编)若集合M={(x,y)|y=1},集合N={(x,y)|x=0},则M∩N=( )
A.{0,1} B.{(0,1)}
C.{(1,0)} D.{(0,1),(1,0)}
集合M表示纵坐标为1的点集,集合N表示横坐标为0的点集,所以M∩N={(0,1)},故选B.
3.(人A必一P9习题1.2 T1改编)下列结论正确的是( )
A.{y|y=x2+1,x∈R}={x|x=t2+1,t∈R}
B.{y|y=x2+1,x∈R}={(x,y)|y=x2+1,x∈R}
C.∅={0}
D.集合{a,b}的真子集为{a},{b}
对于A,B,{y|y=x2+1,x∈R}=[1,+∞),{x|x=t2+1,t∈R}=[1,+∞),{(x,y)|y=x2+1,x∈R}表示函数y=x2+1图象上的点的集合,所以A正确,B错误;对于C,∅{0},所以C错误;对于D,集合{a,b}的真子集为∅,{a},{b},所以D错误.故选A.
4.已知全集U=A∪B={x∈N|0≤x≤9},若集合B={1,3,5,7},则A∩
(∁UB)=_____________.
由题意知集合A中至少包含0,2,4,6,8,9这几个元素,而∁UB={0,2,4,6,8,9},所以A∩(∁UB)={0,2,4,6,8,9}.
{0,2,4,6,8,9}
5.(人B必一P9练习B T4改编)若集合A={a-3,2a-1,a2-4},且-3∈A,则实数a=________.
当a-3=-3时,可得a=0,此时集合A={-3,-1,-4},符合题意;当2a-1=-3时,可得a=-1,此时a2-4=-3,不满足集合中元素的互异性,舍去;当a2-4=-3时,可得a=1或a=-1(舍去),当a=1时,集合A={-2,1,-3},符合题意.综上可得,实数a=0或1.
0或1
1.(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}
B={1,4,9,16,25,81},A∩B={1,4,9},则∁A(A∩B)={2,3,5}.故选D.
2.已知集合A={(x,y)|x,y∈N*,y≥x},B={(x,y)|x+y=8},则A∩B中元素的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
因为A∩B={(1,7),(2,6),(3,5),(4,4)},所以A∩B中元素的个数为4,故选C.
3.集合A={x|2x2-3x-2<0},若a∈A,a+1∉A,则a的取值范围是( )
A. B. C.[1,2) D.(1,2)
A={x|2x2-3x-2<0}={x|-<x<2},若a∈A,a+1∉A,则解得1≤a<2.故选C.
4.若{a2,0,-1}={a,b,0},则ab的值是( )
A.0 B.1 C.-1 D.±1
因为{a2,0,-1}={a,b,0},所以①或②由①得或其中与元素互异性矛盾,舍去,符合题意;由②得符合题意,两种情况代入得ab=-1.故选C.
与集合中元素有关问题的求解步骤
1.确定集合的元素是什么,集合是数集还是点集.
2.看这些元素满足什么限制条件.
3.根据限制条件列式求参数的值或确定集合中元素的个数,但要注意检验集合是否满足元素的互异性.
【例1】 (1)已知集合A={x|x>5},B={x|1-log2x<0},则( )
A.A⊆B B.B⊆A C.A∩B=∅ D.A∪B=R
因为集合A={x|x>5},B={x|1-log2x<0}={x|x>2},所以A⊆B.故选A.
(2)(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},则∁U(M∪N)=( )
A.{x|x=3k,k∈Z}
B.{x|x=3k-1,k∈Z}
C.{x|x=3k-2,k∈Z}
D.∅
因为整数集Z={x|x=3k,k∈Z}∪{x|x=3k+1,k∈Z}∪{x|x=3k+2,k∈Z},U=Z,所以∁U(M∪N)={x|x=3k,k∈Z}.故选A.
判断两集合关系的常用方法
1.化简集合法:用描述法表示的集合,若代表元素的表达式比较复杂,往往需化简表达式,再寻求两个集合的关系.
2.数形结合法:利用数轴或Venn图直观判断.
易错提醒 当B为A的子集时,易漏掉B=∅的情况而致误.
【训练】 (1)已知集合M={x|y=,x∈R},N={x|x=m2,m∈M},则集合M,N的关系是( )
A.MN B.NM C.M⊆∁RN D.N⊆∁RM
因为M={x|y=,x∈R}={x|-1≤x≤1},N={x|x=m2,m∈M}={x|0≤x≤1},所以NM.故选B.
(2)已知集合A={x|x<-1或x≥3},B={x|ax+1≤0},若B⊆A,则实数a的取值范围是( )
A.
B.∪(0,1)
C.
D.(-∞,-1)∪[0,+∞)
因为B⊆A,所以①若B=∅,即ax+1≤0无解,此时a=0,满足题意.②若B≠∅,即ax+1≤0有解,当a>0时,可得x≤-,要使B⊆A,则需要解得0<a<1;当a<0时,可得x≥-,要使B⊆A,则需要解得-≤a<0,综上,实数a的取值范围是.故选A.
考向❶:集合的基本运算
【例2】 (1)(2024·北京高考)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}
由集合的并运算,得M∪N={x|-3<x<4}.故选C.
(2)已知M,N均为R的子集,且∁RM⊆N,则M∪(∁RN)=( )
A.∅ B.M C.N D.R
解法一:如图所示,易知答案为B.
解法二(特值法):不妨设∁RM=(1,2),N=(0,3),
则M∪(∁RN)=M.故选B.
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.
考向❷:利用集合运算求参数
【例3】 已知集合A= x,若A∩N*=∅,则实数a的取值范围是( )
A.{1} B.(-∞,1) C.[1,2] D.(-∞,2]
由题意,得A={x|(x-1)(x-a)<0},当a>1时,A={x|1<x<a},因为A∩N*=∅,所以1<a≤2;当a<1时,A={x|a<x<1},因为A∩N*=∅,所以a<1;当a=1时,A=∅,满足题意.综上所述,实数a的取值范围为(-∞,2].故选D.
{
利用集合的运算求参数的值或取值范围的方法
1.与不等式有关的集合,一般利用数轴解决,要注意端点值能否取到.
2.若集合中的元素能一一列举,则一般先用观察法得到不同集合中元素之间的关系,再列方程(组)求解.
【题组对点练】
题号
1
2
3
4
考向
❶
❶
❷
新定义问题
1.已知集合U=R,集合A={x|x2+2x-3<0},B={x|0≤x≤2},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.(-3,0)
B.(-1,0)
C.(0,1)
D.(2,3)
由题图可知阴影部分表示的集合为A∩∁UB.解不等式x2+2x-3<0,得-3<x<1,即A=(-3,1),由B=[0,2],得∁UB=(-∞,0)∪(2,+∞),所以A∩∁UB=(-3,0).故选A.
2.(多选题)(2025·山东枣庄模拟)已知全集为U,集合A,B,C均为U的子集.若A∩B=∅,A∩C≠∅,B∩C≠∅,则下列说法一定正确的是( )
A.A⊆∁U(B∩C) B.C⊆∁U(A∪B)
C.A∪B∪C=U D.A∩B∩C=∅
由题意得A⊆∁UB,又∁U(B∩C)=(∁UB)∪(∁UC),所以A⊆∁U(B∩C),故A正确;符合题意的集合A,B,C及全集U的关系可用如图所示的Venn图表示,由图可知C不是∁U(A∪B)的子集,故B错误;集合A∪B∪C与全集U不一定相等,故C错误;由A∩B=∅,可得A∩B∩C=∅∩C=∅,故D正确.综上.选AD.
3.(2024·九省联考)已知集合A={-2,0,2,4},B={x||x-3|≤m},若A∩B=A,则m的最小值为________.
5
由A∩B=A可知B≠∅,所以m≥0.由|x-3|≤m可得-m≤x-3≤m,即3-m≤x≤3+m,故B=[3-m,3+m],因为A∩B=A,所以A⊆B,所以解得m≥5,所以m的最小值为5.
4.(加强练)(多选题)设A,B是R的两个子集,对任意x∈R,定义:m=n=若对任意x∈R,m+n=1,则A,B间的关系为( )
A.B=∁RA B.B=∁R(A∩B) C.A=∁RB D.A=∁R(A∩B)
因为m=n=且对任意x∈R,m+n=1,所以m,n的值一个为0时,另一个为1,即x∈A时,x∉B或x∈B时,x∉A,所以A,B间的关系为B=∁RA或A=∁RB,故选AC.
$$