内容正文:
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第一章集合与逻辑复习讲义
内容概览
教学目标、教学重难点
知识点01集合的概念及表示
题型01集合的概念及表示
题型02元素与集合的关系
知识点02元素与集合的关系
题型03集合间的基本关系
题型04子集个数问题
题型05由集合的关系求参数及其范围
第一章集合与逻辑复习
知识点03集合间的基本关系
题型06集合的基本运算
题型07韦恩图的应用
题型08集合的新定义问题
知识点04集合的基本运算
题型09充要条件的判断
题型10由充要条件求参数范围
知识点05充要条件
题型11全称命题与特称命题
知识点06全称命题与特称命题
教学目标、教学重难点
1理解集合有关概念、掌握集合的常用表示方法(列举法、描述法及相互转化)、理解掌握
常用数集的记法,了解有限集、无限集的意义:
2理解集合元素的性质:确定性、无序性、互异性:
3.理解元素与集合、集合与集合的区别,能在解题时正确区分它们;理解集合之间包含
教学目标
与相等的含义,能识别给定集合的子集、真子集;
4理解与掌握空集的含义,在解题中能够针对空集进行讨论;
5理解并集、交集、全集与补集的意义,掌握集合间的运算方法:
6理解充分条件、必要条件、充分必要条件、既不充分也不必要条件的意义与要求.
7.会判断命题成立的充分、必要、充分必要条件.
1、重点:理解并集、交集、全集与补集的意义,能够熟练进行集合间的运算;
教学重难点
2、难点:(1)充要条件:
(②)理解全称量词与存在量词的含义及符号表示,这两类命题的真假判断.
知识清单
知识点01集合的概念及表示
1集合的含义:某些指定对象的部分或全体构成一个集合.
构成集合的元素除了常见的数、点等数学对象外,还可以是其他对象,
2.集合元素的特征
(1)确定性:集合中的元素必须是确定的,任何一个对象都能明确判断出它是否为该集合中的元素,
(2)互异性:集合中任何两个元素都是互不相同的,即相同元素在同一个集合中不能重复出现.
(3)无序性:集合与其组成元素的顺序无关.
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3.集合的常用表示法:集合的常用表示法有列举法、描述法、图示法(韦恩图)
4.常用数集的表示
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
T*(或N)ZQ
R
【即学即练1-1】(2025高一上全国.专题练习)下列各对象可以组成集合的是(
A.与1非常接近的全体实数
B.新学期2025~2026学年度第一学期全体高一学生
C.高一年级视力比较好的同学
D.高中学生中的游泳高手
【答案】B【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合的元素必须具有确定性,逐个判断各个选项即可,
【详解】对于A:“非常接近”不具有确定性,故选项A错误:
对于B:对于任何一个学生可以判断其在高一学生这个集合中,故选项B正确:
对于C:“比较好”不具有确定性,故选项C错误:
对于D:“高手”不具有确定性,故选项D错误故选:B
【即学即练1-2】(多选(25-26高一上山东德州开学考试)下列说法正确的是()
A.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
B.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合
C.由不大于3的自然数组成的集合的所有元素为1,2,3
组成的集合中有5个元素
【答案】AD【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合、利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】利用集合的定义及集合中元素特征,对各个选项逐一分析判断,即可求解
【详解】对于A,因为联合国安理会常任理事国是确定的,所以A正确:
对于B,因为喜欢足球的同学不确定,所以我校很喜欢足球的同学不能组成一个集合,故B错误:
对于C,不大于3的自然数有0,1,2,3,组成的集合的所有元素为0,1,2,3,故C错误:
对于D,因为24’24
361。
所以最105s,士·子子得
组成的集合中有5个元素,则D正确
故选:AD
知识点02元素与集合的关系
元素与集合的关系:元素与集合之间的关系包括属于(记作a∈A)和不属于(记作a度A)两种.
【即学即练2-1】(2025高一全国专题练习)已知集合A=x∈(x+1)=4,则()
A.-3∈A
B.-1∈A
C.1∈A
D.3∈A
【答案】C【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系
【分析】解方程(x+1)2=4,结合x∈N,化简集合A即可求解
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【详解】因为(x+)2=4,所以x=1或x=-3
又xeN,所以x=1,A={xeN(x+1)=4={,故1eA.故选:C
【即学即练2-2】(24-25高三下云南昭通阶段练习)设集合A={xx2-5x+=0},若1∈A,则A=()
A.}
B.1,4}
C.1,2}
D.1,4}
【答案】D【难度】0.94【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】由元素与集合的关系求出参数m=4,求解方程从而得到集合A.
【详解】1∈A,所以12-5+m=0→m=4,m=4时,x2-5x+4=0,
解得x=1或x=4,即A=1,4.故选:D.
知识点03集合间的基本关系
1.子集: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二B(或B2)
2.真子集:如果集合ASB,但存在元素x∈B,且xA,就称集合A是集合B的真子集,记作AB(或BA)
3.相等:若A二B,且B二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,
5.常用结论
(I)子集个数:含有n个元素的有限集合M,其子集个数为2”;
其真子集个数为2n一1:
其非空子集个数为2一1:
其非空真子集个数为2一2.
(2).0是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
【即学即练3-1】(25-26高一上·全国·课后作业)下列说法中正确的是()
A.0与{0}表示同一个集合
B.集合1,2,3}与{3,2,1}是两个相同的集合
C.方程(x-1)(x-2)=0的解集为1,1,2}D.集合{x4<x<5}可以用列举法表示
【答案】B【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断两个集合是否相等、判断是否为同一集合
【分析】根据集合与元素的关系及集合的表示一一判断即可得结论,
【详解】对于A,0是元素不是集合,O}表示以0为元素的一个集合,所以A错误:
对于B,{1,2,3}与3,2,1}元素完全相同,且集合中元素有无序性,所以是两个相同的集合,所以B正确:
对于C,所给集合不满足集合中元素的互异性,方程(x-1)(x-2)=0的所有解组成的集合可表示为1,2},
C选项错误;
对于D,集合{4<x<5}表示大于4且小于5的全体实数,有无数个且无法一一列举出来,所以不可以用
列举法表示,所以D错误.故选:B
【即学即练3-2】(2024高一上全国.专题练习)下列四组中表示同一集合的为)
A.M={(-1,3)},N={3,-1)}
B.M={-1,3},N={3,-1}
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C.M=(x,y)ly=x2+3x,N=xly=x2+3x
D.M=0},N=0
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断是否为同一集合
【分析】根据集合元素的性质逐一判断即可
【详解】选项A:两个集合中元素对应的坐标不同,A错误:
选项B:集合中的元素具有无序性,两个集合是同一集合,B正确:
选项C:两个集合研究的对象不同,一个是点集,一个是数集,C错误:
选项D:M是以0为元素的集合,N是数字0,D错误故选:B
知识点04集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形语言
AB
(A
CvA
符号语言
AUB={xx∈A,或x∈B}
AnB={xx∈A,且x∈B}
CuA={xx∈U,且x年A}
1.集合的运算性质
(I)交换律:AUB=BUA:A∩B=B∩A:
(2)结合律:(AUB)UC=AU(BUC:(AnB)nC=An(BnC:
(3)分配律:A∩B)UC=AUC)n(BUC:(AUB)∩C=(AnC)U(B∩C):
2.德摩根律:C(AUB)=(CA)∩(CB):C(A∩B)=(CA)U(CB):
3AUB=A÷B≤A;A∩B=B÷B.SA,
4容斥原理:一般地,对任意两个有限集A,B
card(A UB)=card(A)+card(B)-card(A n B)
card(A UB U C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A n B)-card(An c)-card(Bnc)+card(An Bnc)
A∩B
4∩Bn0
B
5.集合运算中的常用方法
若已知的集合是不等式的解集,用数轴求解:
若已知的集合是点集,用数形结合法求解:
若己知的集合是抽象集合,用Venn图求解.
【即学即练41】(2025山东泰安模拟预测)已知全集为R,集合A={1<x<2,B={xx>4,则)
A.A∩B=AB.AUB=R
C.Bn(CRA)=B D.AU(CRB)=A
【答案】C【难度】0.65【知识点】交集的概念及运算、补集的概念及运算、交并补混合运算
【分析】根据交集的运算判断A,根据并集的运算举反例判断B,根据补集和交集的运算判断C,根据补集
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和并集的运算判断D.
【详解】对于A选项,因为A={x1<x<2,B={xx>4},所以A∩B=O≠A,故A不正确:
对于B选项,因为3R,但3EAUB,得AUB≠R,故B不正确:
对于C选项,由B={xx>4,A={1<x<2},则CA={8≤1或x≥2}
所以Bn(CA)=B,故C正确:
对于D选项,由B={xx>4,得CB={xx≤4,
又A={x1<x<2},所以AU(CB)={xk≤4≠A,故D不正确.故选:C
【即学即练42】(24-25高二下江西赣州期末)已知全集U=N,,集合A={xx=3k,k∈N},
B={xx=6k,k∈N,则正确的关系是()
A.AUB=B
B.Bn(CuA)=C.BU(CuA)=U D.An(CuB)=A
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断两个集合的包含关系、交并补混合运算、并集的概念及运算
【分析】根据题意先判断集合A与集合B的基本关系,再逐项验证即可
【详解】由A={xx=3k,k∈N},当k=2n,n∈N,A={xx=6n,neN},所以A=B,
当k=2+l,n∈N,A={k=6n+3,n∈N},所以BCA,所以AUB=A,故A错误:
B∩(CuA)=O,故B正确:由BSA,所以BU(CuA)≠U,故C错误:
因为BcA,所以An(CuB)≠A,故D错误.故选:B.
N
知识点05充要条件
(一)充分条件、必要条件与充要条件的概念
1.若卫→q,则P是q的充分条件,9是卫的必要条件:
2.若p三q且q书p,则P是q的充分不必要条件:
3.若p羚q且9→卫,则P是9的必要不充分条件:
4.若p台9,则P是9的充要条件:
5若p羚q且q羚p,则P是q的既不充分也不必要条件
(二)等价转化法判断充分条件、必要条件
1.若P是9的充分不必要条件一一q是一P的充分不必要条件;
2.若P是q的必要不充分条件一一q是一P的必要不充分条件:
3.若P是q的充要条件一q是一卫的充要条件:
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4.若卫是9的既不充分也不必要条件一一9是P的既不充分也不必要条件.
(三)集合判断法判断充分条件、必要条件
若P以集合A的形式出现,q以集合B的形式出现,即P:A={xp(x)},q:B={xq(x)},则
1.若A≤B,则P是9的充分条件:
2.若B三A,则P是9的必要条件:
3.若A主B,则P是I的充分不必要条件:
4若B三A,则P是q的必要不充分条件:
5.若A=B,则P是9的充要条件:
6若A手B且BA,则P是q的既不充分也不必要条件
(四)注意区别两种结构
1若卫是9的充分不必要条件一p→q且q花P(标志性词:“是”,此时卫与q正常顺序)
2若P的充分不必要条件是9一9P卫且P(q(标志性词:“的”,此时P与q倒装顺序)
【即学即练5-1(24-25高三下.重庆阶段练习)已知集合A={a,0,1},B={x∈R|X≤1},则“a=-1"是“A三B”
的)
A.充要条件B.既不充分也不必要条件C.充分不必要条件
D.必要不充分条件
【答案】C【难度】0.65【知识点】判断命题的充分不必要条件、解不含参数的一元二次不等式
【分析】先求出集合B,再根据充分条件和必要条件的定义,分别判断“a=-1"能否推出“A三B"以及“A三B”
能否推出"a=-1”,进而确定“a=-1"是“A二B"的什么条件.
【详解】已知B={x∈Rx2≤1},解不等式x2≤1,即-1≤x≤1,所以B={x|-1≤x≤1
判断充分性:当a=-1时,集合A={1,0,1},此时集合A中的所有元素都在集合B中,满足A三B,
所以由“a=-1"可以推出“A三B”,充分性成立.
判断必要性:若AsB,因为集合A={a,0,1},集合B={x-1≤x≤1},
所以a的值可以为-1,也可心以是其他值知a=行,不一定只能是-1,
即由“A≤B”不能推出“a=-1”,必要性不成立
所以“a=-1"是“AsB"的充分不必要条件,故选:C.
【即学即练52】24-25高二下安徽合肥期未)设mR且m≠0,“不等式m+>2“成立的一个充分不必要
条件是()
A.>0
B.m>1
C.>0且m≠1D.m≥1
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断命题的充分不必要条件、分式不等式
【分析】求解不等式+1>2,根据充分不必要条件的逻辑关系判断各选项,即得答案
1
【详解】不等式m+上>2即心-2+10,即0m-少>0,解得m>0且m+1,
n
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结合选项,只有m>1对应的集合{m>1}为{mm>0且≠1}的真子集,
1
故“不等式m+二>2"成立的一个充分不必要条件是m>1,故选:B
【即学即练5-31(24-25高一上广东江门期中)若p:1-x>0是q:2x≤a的必要不充分条件,则实数a的取值
范围为)
A.a>2
B.a22
C.a<2
D.a≤2
【答案】C【难度】0.85【知识点】根据必要不充分条件求参数
【分析】根据两个命题的关系,得到两集合的包含关系,列不等式求解即可
【详解】依思意知:P:x<1,9:X≤号,因为P是g的必要不充分条件,
所以≤=<,所以号<1,解得a<2故选:C
知识点06全称命题与特称命题
(一)全称量词与特称量词:
1全称量词:短语“所有的”、“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“”表示。
2存在量词:短语“存在一个”、“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“了”表示。
(二)全称量词命题、存在量词命题及其否定
1.全称量词命题及其否定
(1)全称量词命题:对M中的任意一个x,有p(x)成立;数学语言:命题p:Vx∈M,p(w)
(2)全称量词命题的否定:一p:3xo∈M,p(o)
2.存在量词命题及其否定
(1)存在量词命题:存在M中的元素x,有P(x)成立;数学语言:命题p:3xo∈M,p(xo).
(2)存在量词命题的否定:p:Vx∈M,p(x).
(三)常用的正面叙述词语和它的否定词语
正面词语
等于(=)
大于(>)
小于(<)
是
否定词语
不等于(≠)
不大于(≤)
不小于(≥)不是
正面词语
都是
任意的
所有的
至多一个
至少一个
否定词语
不都是
某个
某些
至少两个
个也没有
【即学即练6-1】(25-26高一上广西·开学考试)己知命题P:Vx>0,x2-3x+2≥0则()
A.P是真命题,p:x>0,x2-3x+2<0B.P是真命题,p:3x>0,x2-3x+2≤0
C.P是假命题,p:x>0,x2-3x+2<0D.P是假命题,p:3x>0,x2+3x-2≤0
【答案】C【难度】0.94【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】根据命题的否定和存在量词和全称量词的否定求解。
【详解】由x2-3x+2≥0,得x≤1或x≥2,则当1<x<2时,x2-3x+2<0,故P是假命题,
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又因为:p:x>0,x2-3x+2<0.故选:C
【即学即练6-2】(23-24高一上北京海淀阶段练习)已知命题P:“x∈[1,2],x-a≥0”,
命题q:“3x∈R,x2+2x+4=0”.若两个命题中全称量词命题是真命题,另一个命题是假命题,则实数a的
取值范围是()
A.{al-2<a≤1}
B.{a-2<a≤2}c.{a-2<a<2}D.{al1≤a<2}
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、根据全称命题的真假求参数
【分析】分别根据已知命题的真假求出相应参数的取值范围,即可求得答案
【详解】由题意知命题P:"x∈[1,2],x-a≥0"为全称量词命题,是真命题,
故x∈[1,2],x≥a,可得a≤1:
结合题意知命题9:“x∈R,x2+2ax+4=0"为假命题,
则x∈R,x2+2ar+4≠0,即x2+2ax+4=0无实数解,
则△=4a2-16<0,解得-2<a<2,
a≤1
综合上述α需满足
-2<a<21
可知实数a的取值范围是{ad-2<a≤1},故选:A
题型精讲
题型01集合的概念及表示
()用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是
数集、点集还是其他类型的集合,要明了集合xy=x)},yy=心x)乃,{c,y)y=)}三者是不同的
(2)集合元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注
意检验集合中的元素是否满足互异性。
【典例1-1】(24-25高一上·广东清远阶段练习)给出下列说法:
①所有接近于0的数构成一个集合:②2019年高考数学全国卷I中的选择题构成一个集合:
③高科技产品构成一个集合;④所有不大于3的自然数构成一个集合:
®1,05,吉组成的案合含有4个元燕
其中正确的是()
A.①②④
B.②③⑤
C.③④⑤
D.②④
【答案】D【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合的性质逐项分析判断即可
【详解】对于①:接近于0的数不能确定,所以不能构成集合,故①错误:
对于②:2019年高考数学全国卷I中的选择题是确定的,且互不相同,可以构成集合,故②正确:
对于③:高科技产品不能确定,所以不能构成一个集合,故③错误:
对于④:不大于3的自然数为0,1,2,3,能构成集合,故④正确:
对于⑤:因为=0,5,不能构成一个集合,故⑤错误:故选:D,
2
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【典例1-2】(24-25高一上湖南长沙阶段练习)下列说法正确的是()
A.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合
B.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
C.数10号组成的集合中有7个元素D。由不大于4的白然数组成的朱合的所有元素为1234
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据题意,利用集合的定义逐一判断,即可得到结果
【详解】对于A,"很喜欢"”没有明确的标准,不符合集合确定性,不能组成一个集合,故A错误:
对于B,联合国安理会常任理事国有明确标准,符合集合确定性,能组成一个集合,故B正确:
对丁C,因为存在号。,所以组成的架合中不可能有7个元素,故C错误:
对于D,由不大于4的自然数组成的集合的所有元素为0,1,2,3,4,故D错误:故选:B.
【典例1-3】(24-25高一上·安徽毫州·阶段练习)2024巴黎奥运会己圆满结束,中国体育健儿披荆斩棘,顽强
拼搏,取得了骄人的成绩.下列有关巴黎奥运会的团体中不能构成集合的是()
A.全体参赛国家
B.全体裁判员
C.全体荣获金牌的运动员
D.全体表现较好的运动员
【答案】D【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合【分析】由集合的概念可得答案
【详解】根据集合元素的确定性可以判断A,B,C正确:
对于D,“表现较好”没有衡量标准,因此表现较好的运动员是不确定的,故不能构成集合,故D不正确;
故选:D.
《变式1-1】(24-25高一上山东德州阶段练习)下列元素的全体能构成集合的是()
A.某学校个子高的学生
B.巴黎奥运会上受欢迎的运动员
C.2024年参加“两会”的代表
D.兀的近似值
【答案】C【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合【分析】由集合的概念可得答案.
【详解】A选项,个子高是不明确的说法,故某学校个子高的学生不能构成集合,A错误:
B选项,受欢迎是不明确的说法,故巴黎奥运会上受欢迎的运动员不能构成集合,B错误:
C选项,2024年参加“两会”的代表是明确的,则2024年参加“两会"的代表能构成集合,C正确:
D选项,精确度未确定的情况下,兀的近似值是不明确的说法,故其不能构成集合,D错误.故选:C
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·福建泉州阶段练习)下面四个说法中正确的是()
A.10以内的质数组成的集合是{2,3,5,7}
B.由2,3组成的集合可表示为{2,3}或3,2}
C.方程x2-4x+4=0的所有解组成的集合是{2,2}D.0与{②}表示同一个集合
【答案】AB【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断是否为同一集合
【分析】直接运用集合的含义和集合中元素的性质逐项判断即可.
【详解】对于A,10以内的质数组成的集合是{2,3,5,7},故A正确:
对于B,由集合中元素的无序性知{2,3}和3,2}表示同一集合,故B正确:
对于C,方程x2-4x+4=0的所有解组成的集合是{2},故C错误:
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对于D,{②}表示以O为元素的集合,故D错误.故选:AB.
《变式1-3】(多选24-25高一上·湖南·阶段练习)下列对象能构成集合的有()
A.接近于2025的所有正整数
B.小于-3的实数
C.未来10年内的房价趋势
D.点M(3,2)与点N(4,3)
【答案】BD【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合中元素的确定性判断各项是否能构成集合即可.
【详解】对于A,接近于2025所有正整数的标准不明确,不能构成集合.
对于B,小于一3的实数是确定的,能构成集合.
对于C,未来10年内的房价趋势不明确,不能构成集合.
对于D,点M(3,2)与点N(4,3)是两个不同的点,是确定的,能构成集合.故选:BD
凰变式1-4】(多选24-25高一上·江西阶段练习)下列各组对象能构成集合的有()
A.南昌大学2024级大一新生
B.我国第一位获得奥运会金牌的运动员
C.体型庞大的海洋生物
D.唐宋八大家
【答案】ABD【难度】O.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合的定义逐个分析判断即可.
【详解】对于A,因为南昌大学2024级大一新生是确定的,所以能构成集合,所以A正确,
对于B,因为我国第一位获得奥运会金牌的运动员是确定的,所以能构成集合,所以B正确,
对于C,因为体型庞大的海洋生物没有明确的标准,没有确定性,所以不能构成集合,所以C错误,
对于D,因为唐宋八大家是确定的,所以能构成集合,所以D正确.故选:ABD
【变式1-5】(24-25高一上·上海随堂练习)下列各组对象能组成一个有限集的有
·(填序号)
(1)小于100的自然数;(2)等腰直角三角形的全体;(3)平面内到坐标原点距离为1的所有点:
(4)方程x2-1=0的实数根:(5)高一(1)班喜欢数学的全体同学。
【答案】(1(4)【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断元素能否构成集合
【分析】根据有限集的定义逐一可以判断
【详解】对于(1),小于100的自然数,可以一一列举,0,1,2,3,,99,故(1)为有限集:
对于(2),等腰直角三角形有无限多个,故(2)不是有限集:
对于(3),在平面直角坐标系内,单位圆上的所有点到原点的距离都为1,所以到坐标原点距离为1的点有无
穷多个,故(3)不是有限集:
对于(4),x2-1=0的实数根为x=1或x=-1,共两个,故(4)为有限集:
对于(5),到底有多喜欢算喜欢,无法定论,故元素不确定,故(5)不是集合;故答案为:(1(4).
题型02元素与集合的关系
【典例2-1】(25-26高一上全国课后作业)集合A={x∈Z-6<4x-2<6},则下列表示正确的是(
A.0EAB.0∈AC.1EAD.-1∈A
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系
【分析】通过列举法表示集合,然后利用元素与集合的关系逐项判断即可.
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第一章 集合与逻辑 复习讲义
教学目标
1.理解集合有关概念、掌握集合的常用表示方法(列举法、描述法及相互转化)、理解掌握常用数集的记法,了解有限集、无限集的意义;
2.理解集合元素的性质:确定性、无序性、互异性;
3.理解元素与集合、集合与集合的区别,能在解题时正确区分它们;理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集、真子集;
4.理解与掌握空集的含义,在解题中能够针对空集进行讨论;
5.理解并集、交集、全集与补集的意义,掌握集合间的运算方法;
6.理解充分条件、必要条件、充分必要条件、既不充分也不必要条件的意义与要求.
7.会判断命题成立的充分、必要、充分必要条件.
教学重难点
1、重点:理解并集、交集、全集与补集的意义,能够熟练进行集合间的运算;
2、难点:(1)充要条件;
(2)理解全称量词与存在量词的含义及符号表示,这两类命题的真假判断.
知识点01 集合的概念及表示
1.集合的含义:某些指定对象的部分或全体构成一个集合.
构成集合的元素除了常见的数、点等数学对象外,还可以是其他对象.
2.集合元素的特征
(1)确定性:集合中的元素必须是确定的,任何一个对象都能明确判断出它是否为该集合中的元素.
(2)互异性:集合中任何两个元素都是互不相同的,即相同元素在同一个集合中不能重复出现.
(3)无序性:集合与其组成元素的顺序无关.
3.集合的常用表示法:集合的常用表示法有列举法、描述法、图示法(韦恩图).
4.常用数集的表示
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
【即学即练1-1】(2025高一上·全国·专题练习)下列各对象可以组成集合的是( )
A.与1非常接近的全体实数
B.新学期2025~2026学年度第一学期全体高一学生
C.高一年级视力比较好的同学
D.高中学生中的游泳高手
【即学即练1-2】(多选)(25-26高一上·山东德州·开学考试)下列说法正确的是( )
A.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
B.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合
C.由不大于的自然数组成的集合的所有元素为
D.数,,,,组成的集合中有5个元素
知识点02 元素与集合的关系
元素与集合的关系:元素与集合之间的关系包括属于(记作)和不属于(记作)两种.
【即学即练2-1】(2025高一·全国·专题练习)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【即学即练2-2】(24-25高三下·云南昭通·阶段练习)设集合,若,则( )
A. B. C. D.
知识点03 集合间的基本关系
1.子集: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A(或B).
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.
5.常用结论
(1).子集个数:含有n个元素的有限集合M,其子集个数为2n;
其真子集个数为2n-1;
其非空子集个数为2n-1;
其非空真子集个数为2n-2.
(2).是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
【即学即练3-1】(25-26高一上·全国·课后作业)下列说法中正确的是( )
A.0与表示同一个集合 B.集合与是两个相同的集合
C.方程的解集为 D.集合可以用列举法表示
【即学即练3-2】(2024高一上·全国·专题练习)下列四组中表示同一集合的为( )
A., B.,
C., D.,
知识点04 集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形语言
符号语言
{x|x∈A,或x∈B}
{x|x∈A,且x∈B}
{x|x∈U,且x∉A}
1.集合的运算性质
(1)交换律:A∪B=B∪A;A∩B=B∩A;
(2)结合律:(A∪B)∪C=A∪(B∪C);(A∩B)∩C=A∩(B∩C);
(3)分配律:(A∩B)∪C=(A∪C)∩(B∪C);(A∪B)∩C=(A∩C)∪(B∩C);
2.德摩根律:∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB);
3.A∪B=A⇔B⊆A;A∩B=B⇔B⊆A.
4.容斥原理:一般地,对任意两个有限集,
推广:
5.集合运算中的常用方法
若已知的集合是不等式的解集,用数轴求解;
若已知的集合是点集,用数形结合法求解;
若已知的集合是抽象集合,用Venn图求解.
【即学即练4-1】(2025·山东泰安·模拟预测)已知全集为,集合,,则( )
A. B. C. D.
【即学即练4-2】(24-25高二下·江西赣州·期末)已知全集,集合,,则正确的关系是( )
A. B. C. D.
知识点05 充要条件
(一)充分条件、必要条件与充要条件的概念
1.若,则是的充分条件,是的必要条件;
2.若且,则是的充分不必要条件;
3.若且,则是的必要不充分条件;
4.若,则是的充要条件;
5.若且,则是的既不充分也不必要条件.
(二)等价转化法判断充分条件、必要条件
1.若是的充分不必要条件是的充分不必要条件;
2.若是的必要不充分条件是的必要不充分条件;
3.若是的充要条件是的充要条件;
4.若是的既不充分也不必要条件是的既不充分也不必要条件.
(三)集合判断法判断充分条件、必要条件
若以集合的形式出现,以集合的形式出现,即:,:,则
1.若,则是的充分条件;
2.若,则是的必要条件;
3.若,则是的充分不必要条件;
4.若,则是的必要不充分条件;
5.若,则是的充要条件;
6.若且,则是的既不充分也不必要条件.
(四)注意区别两种结构
1.若是的充分不必要条件且(标志性词:“是”,此时与正常顺序)
2.若的充分不必要条件是且(标志性词:“的”,此时与倒装顺序)
【即学即练5-1】(24-25高三下·重庆·阶段练习)已知集合,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.既不充分也不必要条件 C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【即学即练5-2】(24-25高二下·安徽合肥·期末)设且,“不等式”成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C.且 D.
【即学即练5-3】(24-25高一上·广东江门·期中)若是的必要不充分条件,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
知识点06 全称命题与特称命题
(一)全称量词与特称量词:
1.全称量词:短语“所有的”、“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“”表示.
2.存在量词:短语“存在一个”、“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“”表示.
(二)全称量词命题、存在量词命题及其否定
1.全称量词命题及其否定
(1)全称量词命题:对中的任意一个,有成立;数学语言:命题p:∀x∈M,p(x).
(2)全称量词命题的否定:p:∃x0∈M,p(x0).
2.存在量词命题及其否定
(1)存在量词命题:存在中的元素,有成立;数学语言:命题p:∃x0∈M,p(x0).
(2)存在量词命题的否定:p:∀x∈M,p(x).
(三)常用的正面叙述词语和它的否定词语
正面词语
等于()
大于()
小于()
是
否定词语
不等于()
不大于()
不小于()
不是
正面词语
都是
任意的
所有的
至多一个
至少一个
否定词语
不都是
某个
某些
至少两个
一个也没有
【即学即练6-1】(25-26高一上·广西·开学考试)已知命题:,则( )
A.是真命题, B.是真命题,
C.是假命题, D.是假命题,
【即学即练6-2】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)已知命题:“”,
命题:“”.若两个命题中全称量词命题是真命题,另一个命题是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型01 集合的概念及表示
(1)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型的集合,要明了集合{x|y=f(x)},{y|y=f(x)},{(x,y)|y=f(x)}三者是不同的.
(2)集合元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.
【典例1-1】(24-25高一上·广东清远·阶段练习)给出下列说法:
①所有接近于的数构成一个集合;②年高考数学全国卷Ⅰ中的选择题构成一个集合;
③高科技产品构成一个集合;④所有不大于的自然数构成一个集合;
⑤,,,组成的集合含有个元素. 其中正确的是( )
A.①②④ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④
【典例1-2】(24-25高一上·湖南长沙·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合 B.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
C.数组成的集合中有7个元素 D.由不大于4的自然数组成的集合的所有元素为
【典例1-3】(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)2024巴黎奥运会已圆满结束,中国体育健儿披荆斩棘,顽强拼搏,取得了骄人的成绩.下列有关巴黎奥运会的团体中不能构成集合的是( )
A.全体参赛国家 B.全体裁判员
C.全体荣获金牌的运动员 D.全体表现较好的运动员
【变式1-1】(24-25高一上·山东德州·阶段练习)下列元素的全体能构成集合的是( )
A.某学校个子高的学生 B.巴黎奥运会上受欢迎的运动员
C.2024年参加“两会”的代表 D.的近似值
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·福建泉州·阶段练习)下面四个说法中正确的是( )
A.10以内的质数组成的集合是 B.由2,3组成的集合可表示为或
C.方程的所有解组成的集合是 D.与表示同一个集合
【变式1-3】(多选)(24-25高一上·湖南·阶段练习)下列对象能构成集合的有( )
A.接近于2025的所有正整数 B.小于的实数
C.未来10年内的房价趋势 D.点与点
【变式1-4】(多选)(24-25高一上·江西·阶段练习)下列各组对象能构成集合的有( )
A.南昌大学2024级大一新生 B.我国第一位获得奥运会金牌的运动员
C.体型庞大的海洋生物 D.唐宋八大家
【变式1-5】(24-25高一上·上海·随堂练习)下列各组对象能组成一个有限集的有 .(填序号)
(1)小于100的自然数;(2)等腰直角三角形的全体;(3)平面内到坐标原点距离为1的所有点;
(4)方程的实数根;(5)高一(1)班喜欢数学的全体同学.
题型02 元素与集合的关系
【典例2-1】(25-26高一上·全国·课后作业)集合,则下列表示正确的是( )
A. B. C. D.
【典例2-2】(25-26高一上·全国·课前预习)已知集合,,则集合中的元素个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【典例2-3】(23-24高一上·安徽安庆·阶段练习)设是整数集的一个非空子集,对于,如果,且,那么是的一个“孤立元”,给定,由的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有( ) 个.
A.0 B.2 C.4 D.6
【变式2-1】(25-26高一上·全国·单元测试)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(24-25高一上·全国·课前预习)集合为非零常数,则下列不正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(23-24高一下·江西·阶段练习)若集合,,则中所有元素的和为( )
A. B. C. D.
【变式2-4】(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)已知是满足下列条件的集合:①,;②若,,则;③若且,则.则下列说法正确的个数为( )
(1),(2),(3)
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式2-5】(25-26高一上·福建龙岩·开学考试)若,则 .
题型03 集合间的基本关系
1、两种方法:
(1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系;
(2)用列举法(图示法)表示各集合,从元素(图形)中寻找关系
2、一个关键:关键是看它们是否具有包含关系,若有包含关系就是子集关系
3、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,对子集是否为空集进行分类讨论(必须优先考虑空集的情况),做到不漏解,其次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.
(1)若集合元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为解方程(组)求解,此时应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,常依据数轴转化为不等式(组)求解,此时需注意端点值能否取到.
【典例3-1】(24-25高一上·天津·阶段练习)下列说法中正确的是( )
①空集与表示同一个集合;②由1,2,3组成的集合可表示为或;
③方程的所有解的集合可表示为;④集合可以用列举法表示.
A.只有①和④ B.只有②和③ C.只有② D.只有②和④
【典例3-2】(25-26高一上·全国·单元测试)给出下列四个结论:①;②R;③;④.
其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【典例3-3】(多选)(24-25高一上·安徽马鞍山·阶段练习)对于集合,给出如下结论,其中正确的结论是( )
A.如果,那么 B.若,对于任意的,则
C.如果,,那么 D.,使
【变式3-1】(2025高一上·湖南岳阳·专题练习)下列不是同一集合的是( )
A.且 B.
C. D.
【变式3-2】(24-25高一上·重庆·阶段练习)下列命题中正确的( )
A.与表示同一个集合;
B.方程的所有解的集合可表示为;
C.由3,4,5组成的集合可表示为或;
D.很小的实数可以构成集合.
【变式3-3】(24-25高一上·湖北十堰·阶段练习)若集合,,,则A,B,C之间的关系是( )
A. B.AB=C C.B=CA D.BC=A
【变式3-4】(多选)(23-24高一上·江苏常州·阶段练习)下列各组中表示不同集合的是( )
A., B.,
C.,
D.,
【变式3-5】(25-26高一上·北京·开学考试)若,,并有以下7个关系式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦
其中正确的有 (填序号).
题型04 子集个数问题
【典例4-1】(24-25高一上·安徽蚌埠·期中)集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8
【典例4-2】(25-26高一上·河南信阳·开学考试)已知集合有且仅有2个子集,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.或
【典例4-3】(25-26高一上·全国·课前预习)已知集合满足,则不同的集合的个数为 .
【变式4-1】(25-26高一上·全国·课后作业)已知集合,则集合的非空真子集的个数为( )
A.4 B.8 C.14 D.15
【变式4-2】(25-26高一上·全国·单元测试)已知集合,则集合的子集个数为( )
A.16 B.15 C.4 D.8
【变式4-3】(2025高三·全国·专题练习)已知a为给定实数,那么集合的非空子集的个数为( )
A.1 B.3 C.4 D.不确定
【变式4-4】(2025高二上·北京·学业考试)已知集合.若存在的个不同的非空子集,它们的并集是的真子集,则的最大值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式4-5】(25-26高一上·湖北武汉·开学考试)定义集合的运算:
已知集合,则.
若集合,则集合的真子集个数的可能取值是 .
题型05 由集合的关系求参数及其范围
【典例5-1】(2025高一上·北京·专题练习)已知集合,,若为的真子集,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例5-2】(2025高一·全国·专题练习)若集合,,且,则实数的值可以是( ) .
A.2 B.2, C.2,,0 D.2,,0,1
【典例5-3】(24-25高二下·浙江杭州·期末)已知集合,,若,则实数的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式5-1】(2025高一·全国·专题练习)已知集合,,且,则实数的取值范围为( )
A. B.或 C. D.或
【变式5-2】(24-25高二下·天津滨海新·期中)已知集合,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(24-25高二下·北京·期中)已知集合的子集B满足:对任意x,,有,则集合B中元素个数的最大值是( )
A.506 B.507 C.1012 D.1013
【变式5-4】(多选)(23-24高一上·湖北宜昌·阶段练习)已知集合,若,则的可能取值为( )
A. B. C.0 D.
【变式5-5】(2025高一·全国·专题练习)已知集合,,若,则实数的取值范围为 .
题型06 集合的基本运算
1、集合基本运算的方法技巧
2、数形结合常使集合间的运算更简捷、直观
对离散的数集间的运算或抽象集合间的运算,可借助韦恩(Venn)图;
对连续的数集间的运算,常利用数轴进行;
对点集间的运算,则往往通过坐标平面内的图形求解.
这些在本质上都是数形结合思想的体现和运用.
3、集合运算中参数问题的求解策略
集合运算中的求参数问题,首先要会化简集合,因为在高考中此类问题常与不等式等知识综合考查,以体现综合性,其次注意数形结合(包括用数轴、韦恩(Venn)图等)及端点值的取舍.
具体步骤如下:(1)化简所给集合;(2)用数轴表示所给集合;(3)根据集合端点的大小关系列出不等式(组);(4)解不等式(组);(5)检验.
【典例6-1】(25-26高一上·湖南邵阳·阶段练习)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【典例6-2】(24-25高一下·贵州遵义·阶段练习)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【典例6-3】(25-26高三上·湖南长沙·阶段练习)已知集合,,则整数集可以表示为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(24-25高二下·辽宁辽阳·期末)设集合,则( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)设集合,若,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.
【变式6-3】(2025·安徽·模拟预测)已知全集,集合,则的子集个数为( )
A.1 B.4 C.8 D.16
【变式6-4】(25-26高一上·上海·开学考试)已知集合,集合,则集合的子集数为 .
【变式6-5】(25-26高一上·全国·课前预习)已知集合,集合满足且,写出一个符合条件的集合 .
题型07 韦恩图的应用
韦恩(Venn)图能更直观地表示集合之间的关系,先分析集合关系,化简集合,再由韦恩(Venn)图所表示的集合关系进行运算.对复杂的集合关系问题,或相关的数学应用问题,可通过构造韦恩(Venn)图进行求解.
【典例7-1】(多选)(24-25高一上·江西赣州·阶段练习)已知全集,集合,,则图中阴影部分所表示的集合为( )
A. B. C. D.
【典例7-2】(2025高三·全国·专题练习)某小学对小学生的课外活动进行了调查.调查结果显示:参加舞蹈课外活动的有人,参加唱歌课外活动的有人,参加体育课外活动的有人,三种课外活动都参加的有人,选择两种课外活动参加的有人,不参加其中任何一种课外活动的有人.则接受调查的小学生共有( )
A.人 B.人 C.人 D.人
【典例7-3】(24-25高一上·湖北荆州·阶段练习)下列表示集合和关系的图中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(2025·安徽合肥·三模)已知集合,则图中阴影部分所示集合的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【变式7-2】(25-26高一上·宁夏吴忠·阶段练习)《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》位列2025年我国暑期档票房前三名.高一(1)班共有28名同学,有15人观看了《南京照相馆》,有8人观看了《浪浪山小妖怪》,有14人观看了《长安的荔枝》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《浪浪山小妖怪》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《长安的荔枝》,没有人同时观看三部电影.只观看了《长安的荔枝》的人数为( )
A.6人 B.7人 C.8人 D.9人
【变式7-3】(24-25高一上·福建福州·期中)设全集,,,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
【变式7-4】(多选)(24-25高一上·云南昆明·期中)某高中为了迎接国庆的到来,在国庆前一周举办了“迎国庆,向未来”的趣味运动会,其中共有12名同学参加拔河、4人足球、羽毛球三个项目,其中有8人参加“拔河”,有7人参加“4人足球”,有5人参加“羽毛球”,“拔河和4人足球”都参加的有4人,“拔河和羽毛球”都参加的有3人,“4人足球和羽毛球”都参加的有3人,则( )
A.三项都参加的有1人 B.只参加拔河的有3人
C.只参加4人足球的有2人 D.只参加羽毛球的有4人
【变式7-5】(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)某校“田径运动会”上,共有12名同学参加100米、400米、1500米三个项目,其中有8人参加“100米比赛”,有7人参加“400米比赛”,有5人参加“1500米比赛”,“100米和400米”都参加的有4人,“100米和1500米”都参加的有3人,“400米和1500米”都参加的有3人,则三项比赛都参加的有 人.
题型08 集合的新定义问题
(1)遇到新定义问题,先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,并能够应用到解题的过程中,这是解答新定义型问题的关键所在;
(2)集合的性质是集合新定义问题的基础,也是突破口,在解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些条件.
【典例8-1】(23-24高一上·江苏盐城·阶段练习)设集合,,定义集合,则集合中元素的个数是( )
A.5 B.6 C.8 D.9
【典例8-2】(24-25高一下·湖北黄石·阶段练习)当一个非空数集G满足“如果,则,且时,”时,我们称G就是一个数域,以下四个关于数域的命题:①是任何数域的元素;②若数域G有非零元素,则;③集合是一个数域;④有理数集是一个数域,其中真命题有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【典例8-3】(24-25高一上·上海·开学考试)设集合是正整数集的子集,且中至少有两个元素,若集合满足以下三个条件:①是正整数的子集,且中至少有两个元素;②对于任意,当,都有;③对于任意,若,则;则称集合为集合的“耦合集,若集合,且,设,则集合的“耦合集”
【变式8-1】(24-25高一上·山东烟台·期中)若集合的三个子集满足⫋⫋,则称为集合的一组“亲密子集”.已知集合,则的所有“亲密子集”的组数为( )
A.9 B.12 C.15 D.18
【变式8-2】(24-25高一上·广东珠海·阶段练习)若且则称集合为“和谐集”.已知集合,则集合的子集中“和谐集”的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式8-3】(23-24高一上·山西大同·期中)用表示非空集合A中元素的个数,定义,已知集合,,且,设实数a的所有可能取值构成集合S,则( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【变式8-4】(多选)(24-25高一上·河南·阶段练习)已知非空集合,,定义且,且,则下列结论一定正确的是( )
A. B.
C.当时 D.当时,
【变式8-5】(23-24高一上·重庆沙坪坝·开学考试)已知有限集合,定义集合中的元素个数为集合的“容量”,记为.若集合,则 ;若集合,且,则正整数的值是 .
题型09 充要条件的判断
判断充要条件需注意的三点
(1)要分清条件与结论分别是什么;
(2)要从充分性、必要性两个方面进行判断;
(3)直接判断比较困难时,可举出反例说明.
【典例9-1】(24-25高一下·广东汕头·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【典例9-2】(2025·重庆·模拟预测)若A是B的充分不必要条件,B是C的充要条件,C是D的必要不充分条件,则A是D的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【典例9-3】(24-25高一上·四川自贡·阶段练习)已知集合,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式9-1】(2025高一上·上海·专题练习)毛泽东同志在《清平乐·六盘山》中的两句诗为“不到长城非好汉,屈指行程二万”,假设诗句的前一句为真命题,则“到长城”是“好汉”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式9-2】(24-25高一上·广东深圳·期末)设集合则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式9-3】(2025高一·全国·专题练习)如果,是实数,那么“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式9-4】(多选)(24-25高一上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知集合,集合,则的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【变式9-5】(24-25高一上·全国·课堂例题)下列命题中,p是q的充分条件的是 .
①p:,q:;②p:两个三角形面积相等,q:两个三角形全等;
③p:,q:方程无实根.
题型10 由充要条件求参数范围
根据充分、必要条件求解参数范围的方法及注意点
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(或不等式组)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,处理不当容易出现漏解或增解的现象.
【典例10-1】(25-26高一上·全国·课后作业)已知或,若是的必要条件,则实数的范围是 .
【典例10-2】(2024高三·全国·专题练习)若不等式的一个充分条件为,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例10-3】(2022·福建宁德·模拟预测)已知命题,命题,若命题是命题的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
【变式10-1】(2025高一·全国·专题练习)若“”是“”的充分不必要条件,则实数的取值范围为 .
【变式10-2】(24-25高一上·广东广州·期中)已知或,且是的充分不必要条件,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式10-3】(24-25高一上·山东泰安·阶段练习)已知集合,.若“”是“”的充分不必要条件,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式10-4】(24-25高一上·天津西青·阶段练习)已知集合,,若是成立的一个充分不必要条件,则实数的取值范围是 .
【变式10-5】(23-24高一上·福建·期中)已知命题“方程至少有一个负实根”,若为真命题的一个必要不充分条件为,则实数的取值范围是 .
题型11 全称命题与特称命题
1.全称命题与特称命题真假判断
命题名称
真假
判断方法一
判断方法二
全称量词命题
真
所有对象使命题真
否定为假
假
存在一个对象使命题假
否定为真
存在量词命题
真
存在一个对象使命题真
否定为假
假
所有对象使命题假
否定为真
2.含有一个量词的命题的否定
(1)命题p:∀x∈M,p(x);其否定:p:∃x0∈M,p(x0)
(2)命题p:∀x∈M,p(x);其否定:p:∀x∈M,p(x).
3.全称量词命题与存在量词命题的否定的步骤
(1)改写量词:确定命题所含量词的类型,省去量词的要结合命题的含义加上量词,再对量词进行改写;
(2)否定结论:对原命题的结论进行否定.
【典例11-1】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)已知命题,则为( )
A., B., C., D.,
【典例11-2】(25-26高一上·全国·课后作业)若“,使得”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例11-3】(2023高一·全国·专题练习)已知命题,都有,命题,使,若命题为真命题,命题的否定为假命题,则实数的取值范围为 .
【变式11-1】(25-26高一上·广东广州·开学考试)命题,的否定是( )
A., B., C., D.,
【变式11-2】(25-26高一上·全国·课前预习)下列命题的否定既是全称量词命题又是真命题的是( )
A.所有的矩形都是正方形 B.是偶数
C. D.存在一个整数不是质数
【变式11-3】(24-25高二下·黑龙江牡丹江·期末)命题“,”为假命题的一个充分不必要条件为( )
A. B. C. D.
【变式11-4】(多选)(2025·河北·三模)已知集合,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【变式11-5】(24-25高一上·河南·期末)若命题“,使得”是假命题,则m的取值范围是 .
一、单选题
1.(2024高一上·全国·专题练习)下列说法中正确的是( )
A.1与表示同一个集合
B.由1,2,3组成的集合可表示为或
C.方程的所有解的集合可表示为
D.集合可以用列举法表示
2.(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段练习)已知命题p:,,则是( )
A., B., C., D.,
3.(2025高一·全国·专题练习)我们定义一种新运算“”:对于两个集合A和B,规定,其中和分别表示集合A和B在全集下的补集,已知全集,集合,集合,则等于( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)有以下说法:
①“”是“”的必要不充分条件;②“”是“”的必要不充分条件
③“”是“”的充分不必要条件;④“”是“”的充要条件
其中正确的说法为( )
A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④
5.(24-25高一下·云南临沧·期末)设全集,集合,则中元素的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6.(24-25高一上·广东广州·期中)已知集合是4与10的公倍数,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
7.(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)已知集合满足:();
(b),若且,则;(c),若且,则.
给出下列四个结论:①若集合中有最大数,则集合中没有最小数;
②若集合中没有最大数,则集合中可能没有最小数;
③,使得;
④,存在无理数,使得. 其中,正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.(24-25高一下·湖南·期中)置换是抽象代数的一种基本变换,对于有序数组,有序数组,定义“间距置换”:,,.已知有序数组,经过一次“间距置换”后得到新的有序数组(),且S中所有数之和为2025,则的值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高一上·广东中山·阶段练习)的一个必要条件是( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·山东泰安·期中)下列命题为真命题的是( )
A.是的必要不充分条件;
B.已知是的充分不必要条件,则实数的取值范围为;
C.若集合有且仅有一个元素,则实数;
D.已知,则的取值范围是.
11.(24-25高一下·云南曲靖·期末)已知.若对于非空数集,存在个两两交集为空的集合,,使得,且任意两个集合的所有元素之和均相等,则称集合为“可分集”.设,则( )
A.是“4可分集” B.若是“4可分集”,则为偶数
C.对于任意的偶数不为“可分集” D.对于任意的奇数均为“可分集”
三、填空题
12.(25-26高一上·全国·课后作业)设集合.若,则 .
13.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知或,或,若是的必要条件,则实数m的取值范围是 (取值范围用区间表示).
14.(24-25高一上·上海宝山·阶段练习)已知,,,记,,若,则集合为 .
四、解答题
15.(24-25高一上·全国·课前预习)已知集合.
(1)若中只有一个元素,求的值;(2)若中至多有一个元素,求的取值范围;
(3)若中至少有一个元素,求的取值范围.
16.(25-26高一上·宁夏吴忠·阶段练习)已知集合.
(1)若,求实数的值;(2)若,且,求m的值;
(3)求实数的值使得.
17.(2025高一上·全国·专题练习)已知集合
(1)若,求实数的取值范围;
(2)设命题,命题,若是成立的必要不充分条件,求实数的取值范围.
18.(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)集合,非空集合
(1)若,求:的取值集合(2)若是的必要条件,求:的取值集合
19.(24-25高一上·云南昭通·期末)集合为进入高中数学的第一章节,在高中数学数学知识中占据一定的地位.已知集合为非空数集,我们根据数学知识和定义,规定:,
(1)若集合,直接写出集合(请写出计算过程);
(2)若集合,,且,求证:;
(3)若集合,,记为集合中元素的个数,求的最大值.
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第一章集合与逻辑复习讲义
内容概览
教学目标、教学重难点
知识点01集合的概念及表示
题型01集合的概念及表示
题型02元素与集合的关系
知识点02元素与集合的关系
题型03集合间的基本关系
题型04子集个数问题
题型05由集合的关系求参数及其范围
第一章集合与逻辑复习
知识点03集合间的基本关系
题型06集合的基本运算
题型07韦恩图的应用
题型08集合的新定义问题
知识点04集合的基本运算
题型09充要条件的判断
题型10由充要条件求参数范围
知识点05充要条件
题型11全称命题与特称命题
知识点06全称命题与特称命题
教学目标、教学重难点
1理解集合有关概念、掌握集合的常用表示方法(列举法、描述法及相互转化)、理解掌握
常用数集的记法,了解有限集、无限集的意义:
2理解集合元素的性质:确定性、无序性、互异性:
3.理解元素与集合、集合与集合的区别,能在解题时正确区分它们;理解集合之间包含
教学目标
与相等的含义,能识别给定集合的子集、真子集;
4理解与掌握空集的含义,在解题中能够针对空集进行讨论;
5理解并集、交集、全集与补集的意义,掌握集合间的运算方法:
6理解充分条件、必要条件、充分必要条件、既不充分也不必要条件的意义与要求.
7.会判断命题成立的充分、必要、充分必要条件.
1、重点:理解并集、交集、全集与补集的意义,能够熟练进行集合间的运算;
教学重难点
2、难点:(1)充要条件:
(②)理解全称量词与存在量词的含义及符号表示,这两类命题的真假判断.
知识清单
知识点01集合的概念及表示
1集合的含义:某些指定对象的部分或全体构成一个集合.
构成集合的元素除了常见的数、点等数学对象外,还可以是其他对象,
2.集合元素的特征
(1)确定性:集合中的元素必须是确定的,任何一个对象都能明确判断出它是否为该集合中的元素,
(2)互异性:集合中任何两个元素都是互不相同的,即相同元素在同一个集合中不能重复出现.
(3)无序性:集合与其组成元素的顺序无关.
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3.集合的常用表示法:集合的常用表示法有列举法、描述法、图示法(韦恩图)
4.常用数集的表示
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
T*(或N)ZQ
R
【即学即练1-1】(2025高一上全国.专题练习)下列各对象可以组成集合的是(
A.与1非常接近的全体实数
B.新学期2025~2026学年度第一学期全体高一学生
C.高一年级视力比较好的同学
D.高中学生中的游泳高手
【即学即练1-2】(多选(25-26高一上山东德州开学考试)下列说法正确的是()
A.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
B.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合
C.由不大于3的自然数组成的集合的所有元素为1,2,3
0.数105,4
36
组成的集合中有5个元素
知识点02元素与集合的关系
元素与集合的关系:元素与集合之间的关系包括属于(记作a∈A)和不属于(记作a庄A)两种.
【即学即练2-1】(2025高一全国专题练习)已知集合A=∈N(x+1)=4,则()
A.-3∈A
B.-1∈A
C.1∈A
D.3∈A
【即学即练2-2】(24-25高三下·云南昭通阶段练习)设集合A={xx2-5x+m=0},若1∈A,则A=()
A.1}
B.L,4}
C.1,2}
D.1,4}
知识点03集合间的基本关系
1.子集: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B2A).
2.真子集:如果集合A三B,但存在元素x∈B,且x年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,
5.常用结论
(I).子集个数:含有n个元素的有限集合M,其子集个数为2";
其真子集个数为2n-1:
其非空子集个数为2n一1:
其非空真子集个数为2一2,
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(2).⑦是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,
【即学即练3-1】(25-26高一上·全国·课后作业)下列说法中正确的是()
A.0与{0表示同一个集合
B.集合1,2,3}与{3,2,1}是两个相同的集合
C.方程(x-1)(x-2)=0的解集为1,1,2}D.集合{x4<x<5}可以用列举法表示
【即学即练3-2】(2024高一上·全国.专题练习)下列四组中表示同一集合的为)
A.M={-1,3},N={3,-1}
B.M={-1,3},N={3,-1}
C.M=(x,y)y=x2+3x,N=xy=x2+3x
D.M=0},N=0
知识点04集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形语言
(A08
A(B
A
符号语言
AUB={xx∈A,或x∈B}
AnB={xx∈A,且x∈B}
CuA={xx∈U,且x年A}
1.集合的运算性质
(I)交换律:AUB=BUA:A∩B=B∩A:
(2)结合律:(AUB)UC=AU(BUC:(AnB)nC=A∩(B∩C):
(3)分配律:(AnB)UC=(AUC)n(BUC:(AUB)∩C=(A∩CU(BnC):
2.德摩根律:C(AUB)=(CA)n(CB):CA∩B)=(CA)U(CB):
3AUB=A÷B≤A;A∩B=B÷B.≤A
4.容斥原理:一般地,对任意两个有限集A,B
card(A U B)=card(A)+card(B)-card(A n B)
card(A U B UC)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A n B)-card(AnC)-card(BnC)+card(An Bn c)
A∩B
M∩BnC
B∩G
B
5.集合运算中的常用方法
若已知的集合是不等式的解集,用数轴求解;
若己知的集合是点集,用数形结合法求解:
若已知的集合是抽象集合,用Venn图求解.
【即学即练41】(2025山东泰安·模拟预测)已知全集为R,集合A={1<x<2},B={xx>4,则()
A.A0B=A B.AUB=R C.Bn(CRA)=B D.AU(CRB)=A
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【即学即练4-2】(24-25高二下江西赣州期末)已知全集U=N,集合A={xx=3k,k∈N},
B={xx=6k,k∈N,则正确的关系是()
A.AUB=B
B.Bn(CuA)=C.BU(CuA)=U D.An(CuB)=A
知识点05充要条件
(一充分条件、必要条件与充要条件的核念
1.若p→q,则P是9的充分条件,q是卫的必要条件;
2.若卫三9且q羚p,则P是9的充分不必要条件:
3.若p羚q且9→P,则P是9的必要不充分条件:
4.若卫台9,则P是9的充要条件:
5.若p书q且q羚p,则P是9的既不充分也不必要条件
(二)等价转化法判断充分条件、必要条件
1.若卫是9的充分不必要条件一9是一P的充分不必要条件:
2.若P是9的必要不充分条件一9是一P的必要不充分条件;
3.若p是q的充要条件一一9是P的充要条件:
4若卫是9的既不充分也不必要条件一一9是P的既不充分也不必要条件。
(三)集合判断法判断充分条件、必要条件
若P以集合A的形式出现,q以集合B的形式出现,即P:A={xp(x)},q:B={xq(x)},则
1.若A二B,则P是9的充分条件:
2.若B二A,则P是q的必要条件:
3.若A≠B,则P是9的充分不必要条件:
4.若B三A,则P是q的必要不充分条件:
5.若A=B,则P是A的充要条件:
6.若AB且BA,则P是q的既不充分也不必要条件
(四)注意区别两种结构
1若P是q的充分不必要条件一P→q且9飞P(标志性词:“是”,此时卫与9正常顺序)
2.若P的充分不必要条件是q一q→p且p飞q(标志性词:“的”,此时P与9倒装顺序)
【即学即练5-1(24-25高三下.重庆阶段练习)已知集合A={a,0,1},B={x∈RX2≤1},则“a=-1"是“A三B”
的))
A.充要条件B.既不充分也不必要条件C.充分不必要条件D.必要不充分条件
【即学即练52】(2425高二下安徽合肥期末)设meR且m≠0,“不等式m+】>2”成立的一个充分不必要
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条件是()
A.>0
B.m>1
C.m>0且m≠1D.m≥1
【即学即练5-3】(24-25高一上广东江门期中)若p:1-x>0是q:2x≤a的必要不充分条件,则实数a的取值
范围为)
A.a>2
B.a≥2
C.a<2
D.a≤2
知识点06全称命题与特称命题
(一全称量词与特称量词:
1全称量词:短语“所有的”、“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“V”表示
2存在量词:短语“存在一个”、“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“彐”表示.
(二)全称量词命题、存在量词命题及其否定
1.全称量词命题及其否定
(1)全称量词命题:对M中的任意一个x,有p(x)成立:数学语言:命题p:Vx∈M,p()
(2)全称量词命题的否定:p:3xo∈M,p(xo):
2.存在量词命题及其否定
(1)存在量词命题:存在M中的元素x,有p(x)成立:数学语言:命题p:3xo∈M,pxo):
(2)存在量词命题的否定:p:寸x∈M,p(x)
(三)常用的正面叙述词语和它的否定词语
正面词语
等于(=)
大于(>)
小于(<)
是
否定词语
不等于(≠)】
不大于(≤)
不小于(≥)不是
正面词语
都是
任意的
所有的
至多一个
至少一个
否定词语
不都是
某个
某些
至少两个
个也没有
【即学即练6-1】(25-26高一上广西开学考试)已知命题P:廿x>0,x2-3x+2≥0则()
A.P是真命题,一p:3x>0,x2-3x+2<0
B.P是真命题,p:3x>0,x2-3x+2≤0
C.P是假命题,p:3x>0,x2-3x+2<0D.p是假命题,p:x>0,x2+3x-2≤0
【即学即练6-2】(23-24高一上北京海淀·阶段练习)已知命题P:“x∈[1,2],x-a≥0”,
命题9:“3x∈R,x2+2ax+4=0”.若两个命题中全称量词命题是真命题,另一个命题是假命题,则实数a的
取值范围是()
A.{a-2<a≤1}
B.{a2<a≤2}
c.{a-2<a<2
D.{a1≤a<2}
题型精讲
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题型01集合的概念及表示
(①)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是
数集、点集还是其他类型的集合,要明了集合{xy=fx)},yy=fx)},{c,y)y=f)}三者是不同的
(2)集合元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注
意检验集合中的元素是否满足互异性
【典例1-1】(24-25高一上广东清远阶段练习)给出下列说法:
①所有接近于0的数构成一个集合;②2019年高考数学全国卷I中的选择题构成一个集合:
③高科技产品构成一个集合:④所有不大于3的自然数构成一个集合:
⑤1,05,多占组度的来合含有4个元煮。
其中正确的是()
A.①②④
B.②③⑤
C.③④⑤
D.②④
【典例1-2】(24-25高一上·湖南长沙阶段练习)下列说法正确的是()
A.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合
B.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
C.数1,05,2,64组成的集合中有7个元素D.由不大于4的自然数组成的集合的所有元素为12,3,4
3795
【典例1-3】(24-25高一上·安徽毫州阶段练习)2024巴黎奥运会己圆满结束,中国体育健儿披荆斩棘,顽强
拼搏,取得了骄人的成绩.下列有关巴黎奥运会的团体中不能构成集合的是()
A.全体参赛国家
B.全体裁判员
C.全体荣获金牌的运动员
D.全体表现较好的运动员
《变式1-1】(24-25高一上山东德州阶段练习)下列元素的全体能构成集合的是()
A.某学校个子高的学生
B,巴黎奥运会上受欢迎的运动员
C.2024年参加“两会”的代表
D.T的近似值
凰变式1-2】(多选)24-25高一上福建泉州阶段练习)下面四个说法中正确的是()
A.10以内的质数组成的集合是{2,3,5,7}
B.由2,3组成的集合可表示为{2,3}或{3,2}
C.方程x2-4x+4=0的所有解组成的集合是{2,2}D.☑与0}表示同一个集合
【变式1-3】(多选24-25高一上湖南阶段练习)下列对象能构成集合的有()
A.接近于2025的所有正整数
B.小于-3的实数
C.未来10年内的房价趋势
D.点M(3,2)与点N(4,3)
【变式1-4】(多选24-25高一上·江西阶段练习)下列各组对象能构成集合的有()
A.南昌大学2024级大一新生
B.我国第一位获得奥运会金牌的运动员
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C.体型庞大的海洋生物
D.唐宋八大家
【变式1-5】(24-25高一上·上海随堂练习)下列各组对象能组成一个有限集的有
·(填序号)
(1)小于100的自然数;(2)等腰直角三角形的全体;(3)平面内到坐标原点距离为1的所有点:
(4)方程x2-1=0的实数根;(5)高一(1)班喜欢数学的全体同学.
题型02元素与集合的关系
【典例2-1】(25-26高一上,全国课后作业)集合A={x∈☑-6<4x-2<6},则下列表示正确的是()
A.0EAB.0∈AC.1EAD.-1∈A
【典例2-21(25-26高一上·全国课前预习)已知集合A={x∈Zx<2},2
则集合B
中的元素个数为)
A.5
B.6
C.7
D.8
〖典例2-3】(23-24高一上安徽安庆阶段练习)设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1EA,
且k+1EA,那么k是A的一个“孤立元”,给定S=1,2,3,4,5,6,7,8,由$的3个元素构成的所有集合中,
不含“孤立元”的集合共有()个.
A.0
B.2
C.4
D.6
【变式2-1】(25-26高一上全国单元测试)已知集合A=(x,y)x2+y2=8,x,y∈N},则()
A.(2,3)∈A
B.(17)eA
C.(2,-2)∈A
D.(2,2)∈A
a
【变式2-2】(24-25高一上·全国·课前预习)集合P={xx=
,a,b为非零常数},则下列不正确的是()
a b
A.-1∈P
B.-2∈P
C.0∈P
D.2∈P
【变式23】23-24商一下江西阶段练习若集合A=248,8=e4e4,
则B中所有元素的和为)
31
A.
27
B.
4
4
C.39
4
D.49
4
【变式2-4】(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)已知M是满足下列条件的集合:①0∈M,1∈M;②若x,
y∈M,则x-y∈M:③若x∈M且x≠0,则上∈M.则下列说法正确的个数为()
1
(1)2∈M,②)x+y∈M,(3)x∈M
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A.0
B.1
C.2
D.3
【变式25】(25-26高一上福建龙岩开学考试)若2∈{1,a+1,a+1},则a=
题型03集合间的基本关系
1、两种方法:
(1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系:
(2)用列举法(图示法)表示各集合,从元素(图形)中寻找关系
2、一个关键:关键是看它们是否具有包含关系,若有包含关系就是子集关系
3、根据两集合的关系求参数的方法
己知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对子集是否为空集进行分类讨论(必须优先考虑
空集的情况),做到不漏解,其次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
(1)若集合元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为解方程(组)求解,此时应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,常依据数轴转化为不等式(组)求解,此时需注意端点值能否取到,
【典例3-1】(24-25高一上·天津阶段练习)下列说法中正确的是()
①空集⑦与{0}表示同一个集合;②由1,2,3组成的集合可表示为1,2,3}或{3,2,1}:
③方程x2(x+1)=0的所有解的集合可表示为0,0,-1};④集合{x4<x<5}可以用列举法表示.
A.只有①和④
B.只有②和③
C.只有②
D.只有②和④
【典例32】(25-26高一上全国单元测试)给出下列四个结论:①∈Q:②2R:③0}=0:④N红.
其中正确结论的个数为()
A.1
B.2
C.3
D.4
【典例3-3】(多选24-25高一上安徽马鞍山阶段练习)对于集合M={aa=x2-y2,x∈Z,y∈Z,给出如下
结论,其中正确的结论是()
A.如果B=blb=2n+l,n∈N},那么BsMB.若C={c|c=2n,n∈N},对于任意的c∈C,则c∈M
C.如果a,∈M,a2∈M,那么a,a2eM
D.k∈Z,使k2∈M
【变式31】(2025高一上湖南岳阳.专题练习)下列不是同一集合的是()
A.A={x|x=2,n∈N且0<n<5},B={2,4,6,8
B.A={xx>1以,B=例y>1
C.A=xy=x+1,B=(x,y)ly=x+1
D.A={xx>0,x∈N},B={x|x>0,x∈Z}
【变式32】(24-25高一上·重庆阶段练习)下列命题中正确的)
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A.☑与0}表示同一个集合:
B.方程{x|(x-2)'(x-3)=0}的所有解的集合可表示为{2,2,3}:
C.由3,4,5组成的集合可表示为{3,4,5}或{4,5,3}:
D.很小的实数可以构成集合.
【变式33】24-25高一上湖北十堰阶段练习)若集合A=xx=m+meZ,B={x=ne2?
6
c-x号后pe,则4,8,c之间的关系是()
A.A=B=C
B.A B=C
C.B=C A
D.B C=A
【变式3-4】(多选23-24高一上江苏常州阶段练习)下列各组中M,P表示不同集合的是()
A.M={3,-1},P={3,-1}
B.M={(3,1)},P={1,3)}
C.M={yy=x2+1,x∈R,P={xx=t2+l,t∈R}
D.M={yy=x2-1,xER,P={(x.y)y=x2-1.xER
【变式35】(25-26高一上北京开学考试)若A=01,2,3},B={0},并有以下7个关系式:
①BEA;②ASA;③B二A;④0∈A;⑤O=B;⑥O二O;⑦0=O
其中正确的有(填序号).
题型04子集个数问题
【典例41】(24-25高一上安徽蚌埠期中)集合A={x∈N0<x<4}的子集个数为()
A.3
B.4
c.7
D.8
【典例42】(25-26高一上河南信阳·开学考试)已知集合A={x∈R|x2++2=0}有且仅有2个子集,则实
数a的取值集合为)
A.{al-2v2≤a≤2w
B.{-2W2,22}
c.{22
D.{aa<-22或a>2W
【典例4-3】(25-26高一上.全国·课前预习)已知集合M满足{-1,1}二M二{-4,-1,1,2},则不同的集合M的个
数为
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【变式41】2526高一上全国课后作业)已知集合A={x-7<0,xEN},则集合B={6∈N,yeA的
y
非空真子集的个数为)
A.4
B.8
C.14
D.15
【变式42】(25-26高一上·全国单元测试)已知集合A=0,2},B={1,2,3},C={ba∈A,b∈B},则集合C的
子集个数为)
A.16
B.15
C.4
D.8
I变式43】(2025高三·全国.专题练习)已知a为给定实数,那么集合M=xx-3x-d+2=0,x∈R的非
空子集的个数为()
A.1
B.3
C.4
D.不确定
【变式44】(2025高二上北京学业考试)已知集合A=1,2,3,4.若存在A的n个不同的非空子集,它们的并
集是A的真子集,则n的最大值是()
A.5
B.6
C.7
D.8
【变式45】(25-26高一上湖北武汉·开学考试)定义集合的⊙运算:
己知合4B,则A08={=号aeAe
若集合A=1,x},B={x2,x},则集合AOB的真子集个数的可能取值是」
题型05由集合的关系求参数及其范围
凰典例5-1】(2025高一上北京,专题练习)已知集合A={x2≤x≤5},B={xm+1≤x≤2m-1},若B为A的
真子集,则的取值范围是()
A.{m|m<2}
B.{m2≤m<3}
c.{nlm≤3}
D.{m2<m≤3}
【典例5-21(2025高一全国·专题练习)若集合A={1,x,4,B={1,x},且BA,则实数x的值可以是().
A.2B.2,-2C.2,-2,0D.2,-2,0,1
【典例5-3】(24-25高二下浙江杭州期末)已知集合A=1,3,},B=1,a+2},若AUB=A,则实数a的
值为()
A.-1
B.0
C.1
D.2
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第一章 集合与逻辑 复习讲义
教学目标
1.理解集合有关概念、掌握集合的常用表示方法(列举法、描述法及相互转化)、理解掌握常用数集的记法,了解有限集、无限集的意义;
2.理解集合元素的性质:确定性、无序性、互异性;
3.理解元素与集合、集合与集合的区别,能在解题时正确区分它们;理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集、真子集;
4.理解与掌握空集的含义,在解题中能够针对空集进行讨论;
5.理解并集、交集、全集与补集的意义,掌握集合间的运算方法;
6.理解充分条件、必要条件、充分必要条件、既不充分也不必要条件的意义与要求.
7.会判断命题成立的充分、必要、充分必要条件.
教学重难点
1、重点:理解并集、交集、全集与补集的意义,能够熟练进行集合间的运算;
2、难点:(1)充要条件;
(2)理解全称量词与存在量词的含义及符号表示,这两类命题的真假判断.
知识点01 集合的概念及表示
1.集合的含义:某些指定对象的部分或全体构成一个集合.
构成集合的元素除了常见的数、点等数学对象外,还可以是其他对象.
2.集合元素的特征
(1)确定性:集合中的元素必须是确定的,任何一个对象都能明确判断出它是否为该集合中的元素.
(2)互异性:集合中任何两个元素都是互不相同的,即相同元素在同一个集合中不能重复出现.
(3)无序性:集合与其组成元素的顺序无关.
3.集合的常用表示法:集合的常用表示法有列举法、描述法、图示法(韦恩图).
4.常用数集的表示
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
【即学即练1-1】(2025高一上·全国·专题练习)下列各对象可以组成集合的是( )
A.与1非常接近的全体实数
B.新学期2025~2026学年度第一学期全体高一学生
C.高一年级视力比较好的同学
D.高中学生中的游泳高手
【答案】B【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合的元素必须具有确定性,逐个判断各个选项即可.
【详解】对于A:“非常接近”不具有确定性,故选项A错误;
对于B:对于任何一个学生可以判断其在高一学生这个集合中,故选项B正确;
对于C:“比较好”不具有确定性,故选项C错误;
对于D:“高手”不具有确定性,故选项D错误.故选:B
【即学即练1-2】(多选)(25-26高一上·山东德州·开学考试)下列说法正确的是( )
A.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
B.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合
C.由不大于的自然数组成的集合的所有元素为
D.数,,,,组成的集合中有5个元素
【答案】AD【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合、利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】利用集合的定义及集合中元素特征,对各个选项逐一分析判断,即可求解.
【详解】对于A,因为联合国安理会常任理事国是确定的,所以A正确;
对于B,因为喜欢足球的同学不确定,所以我校很喜欢足球的同学不能组成一个集合,故B错误;
对于C,不大于的自然数有,组成的集合的所有元素为,故C错误;
对于D,因为,,所以数,,,,组成的集合中有5个元素,则D正确.
故选:AD.
知识点02 元素与集合的关系
元素与集合的关系:元素与集合之间的关系包括属于(记作)和不属于(记作)两种.
【即学即练2-1】(2025高一·全国·专题练习)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系
【分析】解方程,结合,化简集合即可求解.
【详解】因为,所以或.
又,所以,,故.故选:C.
【即学即练2-2】(24-25高三下·云南昭通·阶段练习)设集合,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.94【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】由元素与集合的关系求出参数,求解方程从而得到集合.
【详解】,所以,时,,
解得或,即.故选:D.
知识点03 集合间的基本关系
1.子集: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A(或B).
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.
5.常用结论
(1).子集个数:含有n个元素的有限集合M,其子集个数为2n;
其真子集个数为2n-1;
其非空子集个数为2n-1;
其非空真子集个数为2n-2.
(2).是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
【即学即练3-1】(25-26高一上·全国·课后作业)下列说法中正确的是( )
A.0与表示同一个集合 B.集合与是两个相同的集合
C.方程的解集为 D.集合可以用列举法表示
【答案】B【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断两个集合是否相等、判断是否为同一集合
【分析】根据集合与元素的关系及集合的表示一一判断即可得结论.
【详解】对于A,0是元素不是集合,表示以0为元素的一个集合,所以A错误;
对于B,与元素完全相同,且集合中元素有无序性,所以是两个相同的集合,所以B正确;
对于C,所给集合不满足集合中元素的互异性,方程的所有解组成的集合可表示为,C选项错误;
对于D,集合表示大于4且小于5的全体实数,有无数个且无法一一列举出来,所以不可以用列举法表示,所以D错误.故选:B.
【即学即练3-2】(2024高一上·全国·专题练习)下列四组中表示同一集合的为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断是否为同一集合
【分析】根据集合元素的性质逐一判断即可.
【详解】选项A:两个集合中元素对应的坐标不同,A错误;
选项B:集合中的元素具有无序性,两个集合是同一集合,B正确;
选项C:两个集合研究的对象不同,一个是点集,一个是数集,C错误;
选项D:是以0为元素的集合,是数字0,D错误.故选:B
知识点04 集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
图形语言
符号语言
{x|x∈A,或x∈B}
{x|x∈A,且x∈B}
{x|x∈U,且x∉A}
1.集合的运算性质
(1)交换律:A∪B=B∪A;A∩B=B∩A;
(2)结合律:(A∪B)∪C=A∪(B∪C);(A∩B)∩C=A∩(B∩C);
(3)分配律:(A∩B)∪C=(A∪C)∩(B∪C);(A∪B)∩C=(A∩C)∪(B∩C);
2.德摩根律:∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB);
3.A∪B=A⇔B⊆A;A∩B=B⇔B⊆A.
4.容斥原理:一般地,对任意两个有限集,
推广:
5.集合运算中的常用方法
若已知的集合是不等式的解集,用数轴求解;
若已知的集合是点集,用数形结合法求解;
若已知的集合是抽象集合,用Venn图求解.
【即学即练4-1】(2025·山东泰安·模拟预测)已知全集为,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】交集的概念及运算、补集的概念及运算、交并补混合运算
【分析】根据交集的运算判断A,根据并集的运算举反例判断B,根据补集和交集的运算判断C,根据补集和并集的运算判断D.
【详解】对于A选项,因为,,所以,故A不正确;
对于B选项,因为,但,得,故B不正确;
对于C选项,由,,则,
所以,故C正确;
对于D选项,由,得,
又,所以,故D不正确.故选:C.
【即学即练4-2】(24-25高二下·江西赣州·期末)已知全集,集合,,则正确的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断两个集合的包含关系、交并补混合运算、并集的概念及运算
【分析】根据题意先判断集合与集合的基本关系,再逐项验证即可.
【详解】由,当,,所以,
当,,所以,所以,故A错误;
,故B正确;由,所以,故C错误;
因为,所以,故D错误.故选:B.
知识点05 充要条件
(一)充分条件、必要条件与充要条件的概念
1.若,则是的充分条件,是的必要条件;
2.若且,则是的充分不必要条件;
3.若且,则是的必要不充分条件;
4.若,则是的充要条件;
5.若且,则是的既不充分也不必要条件.
(二)等价转化法判断充分条件、必要条件
1.若是的充分不必要条件是的充分不必要条件;
2.若是的必要不充分条件是的必要不充分条件;
3.若是的充要条件是的充要条件;
4.若是的既不充分也不必要条件是的既不充分也不必要条件.
(三)集合判断法判断充分条件、必要条件
若以集合的形式出现,以集合的形式出现,即:,:,则
1.若,则是的充分条件;
2.若,则是的必要条件;
3.若,则是的充分不必要条件;
4.若,则是的必要不充分条件;
5.若,则是的充要条件;
6.若且,则是的既不充分也不必要条件.
(四)注意区别两种结构
1.若是的充分不必要条件且(标志性词:“是”,此时与正常顺序)
2.若的充分不必要条件是且(标志性词:“的”,此时与倒装顺序)
【即学即练5-1】(24-25高三下·重庆·阶段练习)已知集合,,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.既不充分也不必要条件 C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【答案】C【难度】0.65【知识点】判断命题的充分不必要条件、解不含参数的一元二次不等式
【分析】先求出集合,再根据充分条件和必要条件的定义,分别判断“”能否推出“”以及“”能否推出“”,进而确定“”是“”的什么条件.
【详解】已知,解不等式,即,所以.
判断充分性:当时,集合,此时集合中的所有元素都在集合中,满足,
所以由“”可以推出“”,充分性成立.
判断必要性:若,因为集合,集合,
所以的值可以为,也可以是其他值如,不一定只能是,
即由“”不能推出“”,必要性不成立.
所以“”是“”的充分不必要条件,故选:C.
【即学即练5-2】(24-25高二下·安徽合肥·期末)设且,“不等式”成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C.且 D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断命题的充分不必要条件、分式不等式
【分析】求解不等式,根据充分不必要条件的逻辑关系判断各选项,即得答案.
【详解】不等式即,即,解得且,
结合选项,只有对应的集合为且的真子集,
故“不等式”成立的一个充分不必要条件是,故选:B
【即学即练5-3】(24-25高一上·广东江门·期中)若是的必要不充分条件,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】根据必要不充分条件求参数
【分析】根据两个命题的关系,得到两集合的包含关系,列不等式求解即可.
【详解】依题意知:,,因为是的必要不充分条件,
所以⫋,所以,解得.故选:C
知识点06 全称命题与特称命题
(一)全称量词与特称量词:
1.全称量词:短语“所有的”、“任意一个”在逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“”表示.
2.存在量词:短语“存在一个”、“至少有一个”在逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“”表示.
(二)全称量词命题、存在量词命题及其否定
1.全称量词命题及其否定
(1)全称量词命题:对中的任意一个,有成立;数学语言:命题p:∀x∈M,p(x).
(2)全称量词命题的否定:p:∃x0∈M,p(x0).
2.存在量词命题及其否定
(1)存在量词命题:存在中的元素,有成立;数学语言:命题p:∃x0∈M,p(x0).
(2)存在量词命题的否定:p:∀x∈M,p(x).
(三)常用的正面叙述词语和它的否定词语
正面词语
等于()
大于()
小于()
是
否定词语
不等于()
不大于()
不小于()
不是
正面词语
都是
任意的
所有的
至多一个
至少一个
否定词语
不都是
某个
某些
至少两个
一个也没有
【即学即练6-1】(25-26高一上·广西·开学考试)已知命题:,则( )
A.是真命题, B.是真命题,
C.是假命题, D.是假命题,
【答案】C【难度】0.94【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】根据命题的否定和存在量词和全称量词的否定求解.
【详解】由,得或,则当时,,故是假命题,
又因为:.故选:C
【即学即练6-2】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)已知命题:“”,
命题:“”.若两个命题中全称量词命题是真命题,另一个命题是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、根据全称命题的真假求参数
【分析】分别根据已知命题的真假求出相应参数的取值范围,即可求得答案.
【详解】由题意知命题:“”为全称量词命题,是真命题,
故,可得;
结合题意知命题:“”为假命题,
则,即无实数解,
则,解得,
综合上述a需满足,可知实数的取值范围是,故选:A
题型01 集合的概念及表示
(1)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型的集合,要明了集合{x|y=f(x)},{y|y=f(x)},{(x,y)|y=f(x)}三者是不同的.
(2)集合元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.
【典例1-1】(24-25高一上·广东清远·阶段练习)给出下列说法:
①所有接近于的数构成一个集合;②年高考数学全国卷Ⅰ中的选择题构成一个集合;
③高科技产品构成一个集合;④所有不大于的自然数构成一个集合;
⑤,,,组成的集合含有个元素. 其中正确的是( )
A.①②④ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④
【答案】D【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合的性质逐项分析判断即可.
【详解】对于①:接近于的数不能确定,所以不能构成集合,故①错误;
对于②:年高考数学全国卷Ⅰ中的选择题是确定的,且互不相同,可以构成集合,故②正确;
对于③:高科技产品不能确定,所以不能构成一个集合,故③错误;
对于④:不大于的自然数为0,1,2,3,能构成集合,故④正确;
对于⑤:因为,不能构成一个集合,故⑤错误;故选:D.
【典例1-2】(24-25高一上·湖南长沙·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.我校很喜欢足球的同学能组成一个集合 B.联合国安理会常任理事国能组成一个集合
C.数组成的集合中有7个元素 D.由不大于4的自然数组成的集合的所有元素为
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据题意,利用集合的定义逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于A,”很喜欢”没有明确的标准,不符合集合确定性,不能组成一个集合,故A错误;
对于B,联合国安理会常任理事国有明确标准,符合集合确定性,能组成一个集合,故B正确;
对于C,因为存在,所以组成的集合中不可能有7个元素,故C错误;
对于D,由不大于4的自然数组成的集合的所有元素为,故D错误;故选:B.
【典例1-3】(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)2024巴黎奥运会已圆满结束,中国体育健儿披荆斩棘,顽强拼搏,取得了骄人的成绩.下列有关巴黎奥运会的团体中不能构成集合的是( )
A.全体参赛国家 B.全体裁判员
C.全体荣获金牌的运动员 D.全体表现较好的运动员
【答案】D【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合【分析】由集合的概念可得答案.
【详解】根据集合元素的确定性可以判断A,B,C正确;
对于D,“表现较好”没有衡量标准,因此表现较好的运动员是不确定的,故不能构成集合,故D不正确;
故选:D.
【变式1-1】(24-25高一上·山东德州·阶段练习)下列元素的全体能构成集合的是( )
A.某学校个子高的学生 B.巴黎奥运会上受欢迎的运动员
C.2024年参加“两会”的代表 D.的近似值
【答案】C【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合【分析】由集合的概念可得答案.
【详解】A选项,个子高是不明确的说法,故某学校个子高的学生不能构成集合,A错误;
B选项,受欢迎是不明确的说法,故巴黎奥运会上受欢迎的运动员不能构成集合,B错误;
C选项,2024年参加“两会”的代表是明确的,则2024年参加“两会”的代表能构成集合,C正确;
D选项,精确度未确定的情况下,的近似值是不明确的说法,故其不能构成集合,D错误.故选:C
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·福建泉州·阶段练习)下面四个说法中正确的是( )
A.10以内的质数组成的集合是 B.由2,3组成的集合可表示为或
C.方程的所有解组成的集合是 D.与表示同一个集合
【答案】AB【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断是否为同一集合
【分析】直接运用集合的含义和集合中元素的性质逐项判断即可.
【详解】对于A,10以内的质数组成的集合是,故A正确;
对于B,由集合中元素的无序性知和表示同一集合,故B正确;
对于C,方程的所有解组成的集合是,故C错误;
对于D,表示以为元素的集合,故D错误.故选:AB.
【变式1-3】(多选)(24-25高一上·湖南·阶段练习)下列对象能构成集合的有( )
A.接近于2025的所有正整数 B.小于的实数
C.未来10年内的房价趋势 D.点与点
【答案】BD【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合中元素的确定性判断各项是否能构成集合即可.
【详解】对于A,接近于2025所有正整数的标准不明确,不能构成集合.
对于B,小于的实数是确定的,能构成集合.
对于C,未来10年内的房价趋势不明确,不能构成集合.
对于D,点与点是两个不同的点,是确定的,能构成集合.故选:BD
【变式1-4】(多选)(24-25高一上·江西·阶段练习)下列各组对象能构成集合的有( )
A.南昌大学2024级大一新生 B.我国第一位获得奥运会金牌的运动员
C.体型庞大的海洋生物 D.唐宋八大家
【答案】ABD【难度】0.94【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合的定义逐个分析判断即可.
【详解】对于A,因为南昌大学2024级大一新生是确定的,所以能构成集合,所以A正确,
对于B,因为我国第一位获得奥运会金牌的运动员是确定的,所以能构成集合,所以B正确,
对于C,因为体型庞大的海洋生物没有明确的标准,没有确定性,所以不能构成集合,所以C错误,
对于D,因为唐宋八大家是确定的,所以能构成集合,所以D正确.故选:ABD
【变式1-5】(24-25高一上·上海·随堂练习)下列各组对象能组成一个有限集的有 .(填序号)
(1)小于100的自然数;(2)等腰直角三角形的全体;(3)平面内到坐标原点距离为1的所有点;
(4)方程的实数根;(5)高一(1)班喜欢数学的全体同学.
【答案】(1)(4)【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断元素能否构成集合
【分析】根据有限集的定义逐一可以判断
【详解】对于(1),小于100的自然数,可以一一列举,0,1,2,3,...,99,故(1)为有限集;
对于(2),等腰直角三角形有无限多个,故(2)不是有限集;
对于(3),在平面直角坐标系内,单位圆上的所有点到原点的距离都为1,所以到坐标原点距离为1的点有无穷多个,故(3)不是有限集;
对于(4),的实数根为或,共两个,故(4)为有限集;
对于(5),到底有多喜欢算喜欢,无法定论,故元素不确定,故(5)不是集合;故答案为:(1)(4).
题型02 元素与集合的关系
【典例2-1】(25-26高一上·全国·课后作业)集合,则下列表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系
【分析】通过列举法表示集合,然后利用元素与集合的关系逐项判断即可.
【详解】,
所以,,故A,C,D错误,B正确.故选:B
【典例2-2】(25-26高一上·全国·课前预习)已知集合,,则集合中的元素个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C【难度】0.65【知识点】判断元素与集合的关系、列举法求集合中元素的个数
【分析】已知集合,根据,讨论得出,从而得出集合中的元素个数.
【详解】因为集合,又因为,则:
当时,的可能取值为,
当时,,
当时,的可能取值为,,,
所以,故集合中的元素个数为7.故选:C.
【典例2-3】(23-24高一上·安徽安庆·阶段练习)设是整数集的一个非空子集,对于,如果,且,那么是的一个“孤立元”,给定,由的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有( ) 个.
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】D【难度】0.65【知识点】列举法表示集合、判断元素能否构成集合
【分析】我们用列举法列出满足条件的所有集合,即可得到答案.
【详解】若不是孤立元,.设另一元素为,
假设,此时,不合题意,故.
据此分析满足条件的集合为,共有6个.故选:D
【变式2-1】(25-26高一上·全国·单元测试)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系、常用数集或数集关系应用、描述法表示集合
【分析】验证各选项可得答案.
【详解】对于A,,A错误;
对于BC,,B,C错误;
对于D,因为,且,D正确.故选:D
【变式2-2】(24-25高一上·全国·课前预习)集合为非零常数,则下列不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系
【分析】分,;,或,异号,进行求值,即可得解.
【详解】若,时,;
若,时,;
若,异号时,.故选:A
【变式2-3】(23-24高一下·江西·阶段练习)若集合,,则中所有元素的和为( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.65【知识点】列举法表示集合、判断元素与集合的关系
【分析】根据元素与集合的关系,求出集合即可得解.
【详解】当时,分别取,,,分别为,,;
当时,分别取,,,分别为,,;
当时,分别取,,,分别为,,,
故,所有元素之和为.故选:B.
【变式2-4】(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)已知是满足下列条件的集合:①,;②若,,则;③若且,则.则下列说法正确的个数为( )
(1),(2),(3)
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D【难度】0.65【知识点】判断元素与集合的关系、集合新定义
【分析】(1)根据条件得,,故;(2),故;(3)分,和且三种情况进行求解,当且时,得到,进而,得到.
【详解】因为,,由②得,即,
故,即,由③得,(1)正确;
,,由②得,故,(2)正确;
若,则,若,则,
若且,因为,,由②得,
由③得,,又,由②得,由③得,
由②得,(3)正确.故选:D
【变式2-5】(25-26高一上·福建龙岩·开学考试)若,则 .
【答案】【难度】0.65【知识点】利用集合元素的互异性求参数、根据元素与集合的关系求参数
【分析】由已知可得或,求出值并验证互异性.
【详解】因为,所以或.
若,则或,
当时,,不满足集合中元素的互异性;
当时,,此时,符合题意;
若,则,由上可知,不满足互异性.
综上可知,.故答案为:
题型03 集合间的基本关系
1、两种方法:
(1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系;
(2)用列举法(图示法)表示各集合,从元素(图形)中寻找关系
2、一个关键:关键是看它们是否具有包含关系,若有包含关系就是子集关系
3、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,对子集是否为空集进行分类讨论(必须优先考虑空集的情况),做到不漏解,其次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.
(1)若集合元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为解方程(组)求解,此时应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,常依据数轴转化为不等式(组)求解,此时需注意端点值能否取到.
【典例3-1】(24-25高一上·天津·阶段练习)下列说法中正确的是( )
①空集与表示同一个集合;②由1,2,3组成的集合可表示为或;
③方程的所有解的集合可表示为;④集合可以用列举法表示.
A.只有①和④ B.只有②和③ C.只有② D.只有②和④
【答案】C【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、集合元素互异性的应用、判断是否为同一集合、描述法表示集合【分析】根据集合的概念及表示逐项分析即得.
【详解】对于①,集合中有个元素,而中没有元素,两集合不相等,故①错误;
对于②,由1,2,3组成的集合可表示为或,故②正确;
对于③,方程的所有解的集合可表示为,故③错误;
对于④,集合为无限集,不能用列举法表示,故④错误.故选:C.
【典例3-2】(25-26高一上·全国·单元测试)给出下列四个结论:①;②R;③;④.
其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B【难度】0.94【知识点】判断元素与集合的关系、判断两个集合的包含关系
【分析】由元素与集合、集合与集合的关系即可求解.
【详解】是有理数,所以,①正确;是实数,所以,②错误;
中含有元素0,所以不是空集,③错误;自然数集真包含于整数集,所以,④正确.
综上,正确结论的个数为2.故选:B.
【典例3-3】(多选)(24-25高一上·安徽马鞍山·阶段练习)对于集合,给出如下结论,其中正确的结论是( )
A.如果,那么 B.若,对于任意的,则
C.如果,,那么 D.,使
【答案】ACD【难度】0.65【知识点】判断元素与集合的关系、描述法表示集合
【分析】对于A:令,,可知对任意,均有,所以,即可判断A;说明,即可判断B;设,则,进而分析判断C;利用特殊值判断D.
【详解】对于A:令,,则,
即对任意,均有,所以,故A正确;
对于B:因为,不妨设,
若,则;
若,则为奇数;
若,则;
综上可知:,但是,故B错误;
对于C:因为,,设,
则,
因为,则,所以,故C正确;
对于D:因为,,即,所以,使,故D正确.故选:ACD
【变式3-1】(2025高一上·湖南岳阳·专题练习)下列不是同一集合的是( )
A.且 B.
C. D.
【答案】C【难度】0.94【知识点】判断是否为同一集合、判断两个集合是否相等
【分析】分析各对集合元素的特征,即可判断.
【详解】对于A,由,得,∴且,故A不正确;
对于B,,∴,故B不正确;
对于C,集合是数集,是点集,∴,故C正确;
对于D,∴,故D不正确.故选:C.
【变式3-2】(24-25高一上·重庆·阶段练习)下列命题中正确的( )
A.与表示同一个集合;
B.方程的所有解的集合可表示为;
C.由3,4,5组成的集合可表示为或;
D.很小的实数可以构成集合.
【答案】C【难度】0.85【知识点】判断元素能否构成集合、集合元素互异性的应用、判断是否为同一集合
【分析】利用集合的概念和集合的表示法判断即可.
【详解】对于A,中有一个元素0,中无任何元素,故与不是同一个集合,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,根据集合的无序性,可得由3,4,5组成的集合可表示为或,故C正确;
对于D,由集合的确定性,很小的实数不能构成集合,故D错误.故选:C.
【变式3-3】(24-25高一上·湖北十堰·阶段练习)若集合,,,则A,B,C之间的关系是( )
A. B.AB=C C.B=CA D.BC=A
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断两个集合是否相等、判断两个集合的包含关系
【分析】将每个集合中的元素表达式统一为分母为 6 的形式,研究分子即可判断.
【详解】对于集合 A:,其中 ,因此,.
分子集合为 ,即所有除以 6 余 1 的整数组成的集合;
对于集合 B:,其中 .因此,,
分子集合为 .化简:,令 ,
则 ,即所有除以3 余 1 的整数组成的集合;
对于集合 C:,其中 .因此,.
分子集合为 ,即所有除以 3 余 1 的整数.
和 都表示除以3 余 1 的整数集合,因此 。由于分母相同(均为 6),所以 ;
是除以 6 余 1 的整数集合,
因为,所以除以6 余 1 的数一定除以3 余 1,
但除以3 余 1 的数不一定除以6 余 1,所以且.故选:B
【变式3-4】(多选)(23-24高一上·江苏常州·阶段练习)下列各组中表示不同集合的是( )
A., B.,
C.,
D.,
【答案】ABD【难度】0.94【知识点】判断是否为同一集合
【分析】根据集合相等的概念依次分析各选项即可得答案.
【详解】选项A中,是数集,是点集,二者不是同一集合,故;
选项B中,与表示不同的点,故;
选项C中,,,故;
选项D中,是二次函数的所有组成的集合,而集合是二次函数图象上所有点组成的集合,故.故选:ABD.
【变式3-5】(25-26高一上·北京·开学考试)若,,并有以下7个关系式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦
其中正确的有 (填序号).
【答案】①②③④⑥⑦.【难度】0.85【知识点】判断元素与集合的关系、空集的概念以及判断、判断两个集合的包含关系【分析】根据条件,利用元素与集合、集合与集合间的关系的判断方法,逐一对各个命题分析判断,即可求解.
【详解】,所以,又,若作为一个元素并不在A中,故①正确;③,④正确;
又任何一个集合都是它本身的子集,空集是任何集合的子集,任何非空集合的真子集,所以②,⑥正确,
又,所以⑤错误,显然⑦正确,故答案为:①②③④⑥⑦.
题型04 子集个数问题
【典例4-1】(24-25高一上·安徽蚌埠·期中)集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8
【答案】D【难度】0.94【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】先用列举法写出集合,得出元素个数,再利用公式计算其子集个数.
【详解】由已知得集合,共有3个元素,所以其子集个数为.故选:D.
【典例4-2】(25-26高一上·河南信阳·开学考试)已知集合有且仅有2个子集,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.或
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、根据集合中元素的个数求参数
【分析】由子集个数,判断出集合A中有且只有一个元素,从而转化为方程有两个相等根问题求解即可.
【详解】由集合有且仅有2个子集,可得集合中有且只有一个元素,
所以方程有2个相等的实数解,即,解得,
所以实数的取值集合为,故选:B.
【典例4-3】(25-26高一上·全国·课前预习)已知集合满足,则不同的集合的个数为 .
【答案】4【难度】0.85【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据集合的包含关系列举出集合,即可得解.
【详解】由题知中必然含有元素,1,可能含有元素,2,
所以可能为,共4个.故答案为:4
【变式4-1】(25-26高一上·全国·课后作业)已知集合,则集合的非空真子集的个数为( )
A.4 B.8 C.14 D.15
【答案】C【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据集合的性质,依次求出集合,即可求得答案.
【详解】由
又由,可得,即.
故的非空真子集的个数为.故选:C.
【变式4-2】(25-26高一上·全国·单元测试)已知集合,则集合的子集个数为( )
A.16 B.15 C.4 D.8
【答案】A【难度】0.85【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据题意先求集合,进而得集合元素个数,利用子集个数公式即可求解.
【详解】因为,,
所以或或或,
故,
即集合中含有4个元素,所以集合的子集个数为.故选:A.
【变式4-3】(2025高三·全国·专题练习)已知a为给定实数,那么集合的非空子集的个数为( )
A.1 B.3 C.4 D.不确定
【答案】B【难度】0.85【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】根据判别式判断集合中元素个数,进而确定集合非空子集个数.
【详解】由,则集合有2个元素,
所以的非空子集个数为个.故选:B
【变式4-4】(2025高二上·北京·学业考试)已知集合.若存在的个不同的非空子集,它们的并集是的真子集,则的最大值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C【难度】0.65【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】分析集合的子集的并集是的真子集,则这个集合中所含元素的个数确定的最大值.
【详解】集合的个不同的非空子集,它们的并集是的真子集,
那么这个集合中至多含有3个元素,比如1、2、3.
那么这个集合可能是:,,,,,,.故的最大值为7.故选:C
【变式4-5】(25-26高一上·湖北武汉·开学考试)定义集合的运算:
已知集合,则.
若集合,则集合的真子集个数的可能取值是 .
【答案】3或7【难度】0.65【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据题中定义和元素的性质,结合集合真子集个数公式进行求解即可.
【详解】由集合中元素的互异性可得且.
当时,,所以,
因为集合中有个元素,则集合有个子集,有个真子集,
此时集合中有两个元素,其真子集个数为.
当且时,,此时集合的真子集个数为.故答案为:或
题型05 由集合的关系求参数及其范围
【典例5-1】(2025高一上·北京·专题练习)已知集合,,若为的真子集,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】分集合是否是空集进行讨论即可求解.
【详解】当时,满足为的真子集,此时,解得.
当时,则或,解得.
综上,,即m的取值范围是 .故选:C.
【典例5-2】(2025高一·全国·专题练习)若集合,,且,则实数的值可以是( ) .
A.2 B.2, C.2,,0 D.2,,0,1
【答案】C【难度】0.65
【知识点】根据元素与集合的关系求参数、利用集合元素的互异性求参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】因为,所以.逐一令解方程,注意检验元素的互异性即可.
【详解】因为,所以.
当时,集合不满足集合元素的互异性;
当时,或(舍去),即,此时,,满足;
当时,或,
当时,,,满足,
当时,,,满足.
所以或或.故选:C.
【典例5-3】(24-25高二下·浙江杭州·期末)已知集合,,若,则实数的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】D【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】依题意可得,则或,求出的值,再检验即可.
【详解】因为,且,
所以,则或,解得或或,
当或时,此时集合不满足集合元素的互异性,故舍去;
当时,,满足,符合题意.故选:D.
【变式5-1】(2025高一·全国·专题练习)已知集合,,且,则实数的取值范围为( )
A. B.或 C. D.或
【答案】C【难度】0.85【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】根据,列不等式组,求解即可.
【详解】因为,又 ,且 ,
所以需满足, 解得 . 故选:C
【变式5-2】(24-25高二下·天津滨海新·期中)已知集合,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】分情况讨论集合是否为空集,再根据集合间的包含关系列出不等式组求解,最后综合两种情况得出的取值范围.
【详解】当为空集时,时.解不等式,可得.
因为空集是任何集合的子集,所以当时,.
当不为空集时,时,解不等式,可得.
此时,要使,那么集合中的元素都要满足集合的范围.
已知,,所以需满足.
解不等式,可得.
综合可得,又因为前提是,所以取交集得.
综合两种情况,将和两种情况综合起来,取并集可得.
能使成立的所有组成的集合为,故选: C.
【变式5-3】(24-25高二下·北京·期中)已知集合的子集B满足:对任意x,,有,则集合B中元素个数的最大值是( )
A.506 B.507 C.1012 D.1013
【答案】D【难度】0.65【知识点】抽屉原理、利用集合中元素的性质求集合元素个数
【分析】假设B中的最大元素为2025,再将其余元素分组,再结合抽屉原理即可得解.
【详解】假设B中的最大元素为2025,
将其余元素分组,,..,,共1012组,
若B中元素多于1013个,由抽屉原理可知,必有两个数在同一组,两个数的和为2025,与条件矛盾.
所以B中元素不能多于1013个.
所以当时,B中元素个数最多为.故选:D
【变式5-4】(多选)(23-24高一上·湖北宜昌·阶段练习)已知集合,若,则的可能取值为( )
A. B. C.0 D.
【答案】AC【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】由,分类讨论即可求解;
【详解】,因为,
当时,此时;
当时,此时;
当时,此时;故选:AC
【变式5-5】(2025高一·全国·专题练习)已知集合,,若,则实数的取值范围为 .
【答案】【难度】0.4【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】由题意知对任意,恒成立,设集合,则,进行求解.
【详解】由题意知对任意,恒成立.设集合,则.
(ⅰ)当时,,符合题意;
(ⅱ)当时,要使,需满足,解得.
综上所述,的取值范围为.故答案为:
题型06 集合的基本运算
1、集合基本运算的方法技巧
2、数形结合常使集合间的运算更简捷、直观
对离散的数集间的运算或抽象集合间的运算,可借助韦恩(Venn)图;
对连续的数集间的运算,常利用数轴进行;
对点集间的运算,则往往通过坐标平面内的图形求解.
这些在本质上都是数形结合思想的体现和运用.
3、集合运算中参数问题的求解策略
集合运算中的求参数问题,首先要会化简集合,因为在高考中此类问题常与不等式等知识综合考查,以体现综合性,其次注意数形结合(包括用数轴、韦恩(Venn)图等)及端点值的取舍.
具体步骤如下:(1)化简所给集合;(2)用数轴表示所给集合;(3)根据集合端点的大小关系列出不等式(组);(4)解不等式(组);(5)检验.
【典例6-1】(25-26高一上·湖南邵阳·阶段练习)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.94【知识点】交集的概念及运算
【分析】依次将集合A中的四个元素,代入不等式检验,若不等式成立,则说明该元素属于集合B,从而说明该元素是中的元素;否则,该元素就不是中的元素.
【详解】因为,所以不属于集合B;
因为,所以;
因为,所以;
因为,所以.
所以,.故选:D.
【典例6-2】(24-25高一下·贵州遵义·阶段练习)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.85【知识点】公式法解绝对值不等式、并集的概念及运算
【分析】解不等式求出集合B,再根据集合的并集运算,即可求得答案.
【详解】由题意得,
结合全集,集合,得,故选:B
【典例6-3】(25-26高三上·湖南长沙·阶段练习)已知集合,,则整数集可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】C【难度】0.85【知识点】交并补混合运算、利用Venn图求集合
【分析】分析得真包含于,真包含于,结合韦恩图求解即可.
【详解】由,
,则真包含于,真包含于,
如图可知,,,,.故选:C.
【变式6-1】(24-25高二下·辽宁辽阳·期末)设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B【难度】0.94【知识点】交集的概念及运算【分析】化简集合,根据交集的定义求结论.
【详解】由有意义可得,所以,又,
所以,故选:B
【变式6-2】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)设集合,若,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C【难度】0.65【知识点】根据交集结果求集合或参数、利用集合元素的互异性求参数
【分析】先由互异性求出,再分类、两种情况讨论即可.
【详解】由互异性可知,,则,
因,则,
若,则,则,不符合题意;
若,则,则,符合题意,故.故选:C
【变式6-3】(2025·安徽·模拟预测)已知全集,集合,则的子集个数为( )
A.1 B.4 C.8 D.16
【答案】C【难度】0.85【知识点】补集的概念及运算、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据补集的运算和子集的概念求解.
【详解】因为,则,
所以的子集个数为.故选:C.
【变式6-4】(25-26高一上·上海·开学考试)已知集合,集合,则集合的子集数为 .
【答案】1【难度】0.85【知识点】交集的概念及运算、判断元素与集合的关系、判断集合的子集(真子集)的个数【分析】根据给定条件,利用代入验证求出即可.
【详解】当时,,则,
当时,,则,
当时,,则,
因此,所以集合的子集数为1.故答案为:1
【变式6-5】(25-26高一上·全国·课前预习)已知集合,集合满足且,写出一个符合条件的集合 .
【答案】(答案不唯一)【难度】0.65【知识点】交集的概念及运算、并集的概念及运算
【分析】根据交集及并集得出集合情况即可求解集合.
【详解】因为,所以,故集合中必有1,2,3这三个元素,
因为,所以,故集合中可能含有元素4或5或6,
所以集合.故答案为:
题型07 韦恩图的应用
韦恩(Venn)图能更直观地表示集合之间的关系,先分析集合关系,化简集合,再由韦恩(Venn)图所表示的集合关系进行运算.对复杂的集合关系问题,或相关的数学应用问题,可通过构造韦恩(Venn)图进行求解.
【典例7-1】(多选)(24-25高一上·江西赣州·阶段练习)已知全集,集合,,则图中阴影部分所表示的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】AC【难度】0.94【知识点】交并补混合运算、利用Venn图求集合
【分析】根据图验证B,C,D选项,再解出集合,利用交集补集定义判断A选项.
【详解】由图可知阴影部分所表示的集合为,故C正确,B,D错误;
因为,,所以,故A正确.故选:AC.
【典例7-2】(2025高三·全国·专题练习)某小学对小学生的课外活动进行了调查.调查结果显示:参加舞蹈课外活动的有人,参加唱歌课外活动的有人,参加体育课外活动的有人,三种课外活动都参加的有人,选择两种课外活动参加的有人,不参加其中任何一种课外活动的有人.则接受调查的小学生共有( )
A.人 B.人 C.人 D.人
【答案】A【难度】0.65【知识点】容斥原理的应用【分析】作出韦恩图,将参加舞蹈、唱歌、体育课外活动的小学生分别用集合、、表示,不妨设总人数为,选择舞蹈和唱歌的人数为,选择舞蹈和体育的人数为,选择唱歌和体育的人数为,利用容斥原理可求得的值,即为所求.
【详解】如图所示,用Venn图表示题设中的集合关系,
不妨将参加舞蹈、唱歌、体育课外活动的小学生分别用集合、、表示,
则,,,.
不妨设总人数为,选择舞蹈和唱歌的人数为,选择舞蹈和体育的人数为,选择唱歌和体育的人数为,
则,,,.
由三个集合的容斥关系公式得,
解得,故接受调查的小学生共有人.故选:A.
【典例7-3】(24-25高一上·湖北荆州·阶段练习)下列表示集合和关系的图中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.85【知识点】交集的概念及运算、列举法表示集合、利用Venn图求集合
【分析】首先化简集合、,求出,即可判断.
【详解】因为,
由,即或,解得,,,,
所以,所以,且不包含于,不包含于,
故图中正确的是A.故选:A
【变式7-1】(2025·安徽合肥·三模)已知集合,则图中阴影部分所示集合的元素个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】B【难度】0.85【知识点】交并补混合运算、利用Venn图求集合
【分析】根据题意,得到阴影部分表示的集合为,结合集合运算法则,即可求解.
【详解】由题意得,图中阴影部分表示的集合为,
因为集合,可得,
所以阴影部分所示集合的元素个数为个.故选:B.
【变式7-2】(25-26高一上·宁夏吴忠·阶段练习)《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》位列2025年我国暑期档票房前三名.高一(1)班共有28名同学,有15人观看了《南京照相馆》,有8人观看了《浪浪山小妖怪》,有14人观看了《长安的荔枝》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《浪浪山小妖怪》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《长安的荔枝》,没有人同时观看三部电影.只观看了《长安的荔枝》的人数为( )
A.6人 B.7人 C.8人 D.9人
【答案】C【难度】0.85【知识点】容斥原理的应用、利用Venn图求集合
【分析】根据给定条件,利用容斥原理,结合韦恩图列式求解.
【详解】不妨将观看了《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》的同学分别用集合表示,
设同时观看了《浪浪山小妖怪》和《长安的荔枝》有人,
在相应的位置填上数字,则,解得,
因此同时观看了《浪浪山小妖怪》和《长安的荔枝》有人,
所以只观看了《长安的荔枝》的人数为人.故选:C
【变式7-3】(24-25高一上·福建福州·期中)设全集,,,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】交集的概念及运算、补集的概念及运算、利用Venn图求集合
【分析】首先判断阴影部分表示,然后求解,再根据并集的概念求解即可.
【详解】由图可知阴影部分表示的集合为,
因为,所以或,所以,
所以图中阴影部分表示的集合为.故选:A.
【变式7-4】(多选)(24-25高一上·云南昆明·期中)某高中为了迎接国庆的到来,在国庆前一周举办了“迎国庆,向未来”的趣味运动会,其中共有12名同学参加拔河、4人足球、羽毛球三个项目,其中有8人参加“拔河”,有7人参加“4人足球”,有5人参加“羽毛球”,“拔河和4人足球”都参加的有4人,“拔河和羽毛球”都参加的有3人,“4人足球和羽毛球”都参加的有3人,则( )
A.三项都参加的有1人 B.只参加拔河的有3人
C.只参加4人足球的有2人 D.只参加羽毛球的有4人
【答案】BC【难度】0.65【知识点】容斥原理的应用
【分析】应用容斥原理求出三项都参加的同学人数,即可得答案.
【详解】设是参加拔河的同学,是参加4人足球的同学,
是参加羽毛球的同学,则,,,
又,,
所以,
所以三项比赛都参加的有2人,只参加拔河的有3人,只参加4人足球的有2人,只参加羽毛球的有1人.
故选:BC
【变式7-5】(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)某校“田径运动会”上,共有12名同学参加100米、400米、1500米三个项目,其中有8人参加“100米比赛”,有7人参加“400米比赛”,有5人参加“1500米比赛”,“100米和400米”都参加的有4人,“100米和1500米”都参加的有3人,“400米和1500米”都参加的有3人,则三项比赛都参加的有 人.
【答案】2【难度】0.65【知识点】容斥原理的应用、利用Venn图求集合
【分析】根据容斥原理可分析出3项都参加的人数.
【详解】根据题意,设是参加100米的同学,是参加400米的同学,是参加1500米的同学,
,
则,且,
则,
所以三项比赛都参加的有2人,故答案为:2.
题型08 集合的新定义问题
(1)遇到新定义问题,先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,并能够应用到解题的过程中,这是解答新定义型问题的关键所在;
(2)集合的性质是集合新定义问题的基础,也是突破口,在解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些条件.
【典例8-1】(23-24高一上·江苏盐城·阶段练习)设集合,,定义集合,则集合中元素的个数是( )
A.5 B.6 C.8 D.9
【答案】C【难度】0.4【知识点】判断元素与集合的关系、集合新定义
【分析】先根据条件,,对,进行取值,再验证是否成立,满足条件的数对即为集合的元素,从而即可求解.
【详解】∵集合,,,,
∴可取1,2,3,可取0,1,2,4.
(1)当时,,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,成立,数对为的一个元素;
(2)当时,,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,不成立,数对不是的元素;
,由,,不成立,数对不是的元素;
(3)当时,,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,成立,数对为的一个元素;
,由,,不成立,数对不是的元素;
,由,,不成立,数对不是的元素.
综上,的元素有八个,分别为:,,,,,,,.故选:C.
【典例8-2】(24-25高一下·湖北黄石·阶段练习)当一个非空数集G满足“如果,则,且时,”时,我们称G就是一个数域,以下四个关于数域的命题:①是任何数域的元素;②若数域G有非零元素,则;③集合是一个数域;④有理数集是一个数域,其中真命题有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B【难度】0.65【知识点】集合新定义【分析】根据新定义,逐项判断分析即可.
【详解】对①:当时,有,所以0是任何数域的元素,故①正确;
对②:取非0实数,则,再由,则,可得任意正整数属于,故②正确;
对③:若为数域,取,,则不成立,故③错误;
对④:任取有理数,,令,,则, ,
,且,所以有理数集是数域,故④正确.
所以正确的有:①②④.故选:B.
【典例8-3】(24-25高一上·上海·开学考试)设集合是正整数集的子集,且中至少有两个元素,若集合满足以下三个条件:①是正整数的子集,且中至少有两个元素;②对于任意,当,都有;③对于任意,若,则;则称集合为集合的“耦合集,若集合,且,设,则集合的“耦合集”
【答案】【难度】0.4【知识点】判断元素与集合的关系、集合新定义
【分析】先证明中只有5个元素,再根据的性质、的性质可得,,根据的性质可得,从而可得.
【详解】设中元素为,
若,则由题设有且,
而中只有4个运算,故不成立,故.
又因为,且,故,
且,
故,故且, ,
故且,
故,所以故,
所以,,因为,故,而,
故,故即,故.
故答案为:
【点睛】思路点睛:对于集合中新定义问题,可根据定义得到集合元素具有的性质,再结合大小关系判断进一步探究不同元素具有的等量关系.
【变式8-1】(24-25高一上·山东烟台·期中)若集合的三个子集满足⫋⫋,则称为集合的一组“亲密子集”.已知集合,则的所有“亲密子集”的组数为( )
A.9 B.12 C.15 D.18
【答案】D【难度】0.65【知识点】集合新定义、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】先确定出的子集,然后根据集合中元素个数分类讨论,由此可求结果.
【详解】的所有子集有:;
(1)若,为单元素集合,为双元素集合,符合要求的有:
⫋⫋,⫋⫋,⫋⫋,⫋⫋,
⫋⫋,⫋⫋,共组;
(2)若,为单元素集合,为三元素集合,符合要求的有:
⫋⫋,⫋⫋,⫋⫋,共组;
(3)若,为双元素集合,为三元素集合,符合要求的有:
⫋⫋,⫋⫋,⫋⫋,共组;
(4)若为单元素集合,为双元素集合,为三元素集合,符合要求的有:
⫋⫋,⫋⫋,⫋⫋,
⫋⫋,⫋⫋,⫋⫋,共组;
综上所述,满足要求的“亲密子集”一共有组.故选:D.
【变式8-2】(24-25高一上·广东珠海·阶段练习)若且则称集合为“和谐集”.已知集合,则集合的子集中“和谐集”的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断元素与集合的关系、集合新定义、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】由“和谐集”定义对集合中的元素逐一讨论可得只有可以作为“和谐集”中的一组元素,可得结果.
【详解】根据题意可知,当时,,所以不是“和谐集”中的元素;
当时,;当时,;当时,;
所以是“和谐集”中的一组元素;
当时,,当时,无意义,所以不是“和谐集”中的元素;
综上可知,集合的子集中“和谐集”的个数只有1个,即.故选:B
【变式8-3】(23-24高一上·山西大同·期中)用表示非空集合A中元素的个数,定义,已知集合,,且,设实数a的所有可能取值构成集合S,则( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【答案】C【难度】0.65【知识点】根据元素与集合的关系求参数、集合新定义
【分析】先分析中有1个或者3个元素,即方程有一个根或者三个根,分析方程的根的情况,可得到可取的值,即可得答案.
【详解】集合,,
根据集合的新定义知:中有1个或者3个元素,
当中有1个元素时,有一个解,可得;
当中有3个元素时,易知,有三个解,
其中的两个为:,
当有一个解时,令,可得;
当有两个解且其中一个和0或者相等时,也满足条件,
此时,显然不等于0,
所以或,解得或,
综上所述,设实数a的所有可能取值为,
所以构成集合S元素个数为5,即.故选:C
【变式8-4】(多选)(24-25高一上·河南·阶段练习)已知非空集合,,定义且,且,则下列结论一定正确的是( )
A. B.
C.当时 D.当时,
【答案】BCD【难度】0.4【知识点】集合新定义、判断两个集合是否相等
【分析】根据集合的新定义及集合交并补运算判断各选项.
【详解】选项A,由且,得,A错;
选项B,设,则且,因此且或者且,
即或,则,因此,
反之,若,则或,即且或者且,
于是且,因此,
所以,B正确;
选项C,,则,
所以当时,,又,,
所以对任意的,则或,从而,所以,C正确;
选项D,若,则对任意,有或,
又,所以或,所以,所以,同理,所以,
所以,从而,D正确,故选:BCD.
【点睛】方法点睛:本题考查集合的新定义,解题方法是正确理解新定义,把两个新定义运算与集合交集运算与并集运算进行联系,把新运算转化为元素与集合的关系,从而达到解题目的.
【变式8-5】(23-24高一上·重庆沙坪坝·开学考试)已知有限集合,定义集合中的元素个数为集合的“容量”,记为.若集合,则 ;若集合,且,则正整数的值是 .
【答案】5;2023【难度】0.4【知识点】列举法表示集合、判断元素与集合的关系、集合新定义
【分析】第一问:由所给定义得到集合,从而得到;第二问:由集合中元素确定集合中元素的最大值和最小值,从而得出的表达式,解方程可得.
【详解】第一问:因为,所以,所以,
第二问:因为,
易知集合中任意两个元素的和最小值是,最大值是,
且对任意,,都存在,,使得,
所以,由,解得.故答案为:;
题型09 充要条件的判断
判断充要条件需注意的三点
(1)要分清条件与结论分别是什么;
(2)要从充分性、必要性两个方面进行判断;
(3)直接判断比较困难时,可举出反例说明.
【典例9-1】(24-25高一下·广东汕头·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B【难度】0.85【知识点】解不含参数的一元二次不等式、解不含参数的一元一次不等式、判断命题的必要不充分条件【分析】先解不等式,然后根据充分条件、必要条件的定义判断即可
【详解】由或,,
若或成立,则不一定成立,故充分性不成立,
若成立,则或一定成立,故必要性成立,
所以“”是“”的必要不充分条件,故选:B.
【典例9-2】(2025·重庆·模拟预测)若A是B的充分不必要条件,B是C的充要条件,C是D的必要不充分条件,则A是D的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D【难度】0.85
【知识点】判断命题的充分不必要条件、既不充分也不必要条件、判断命题的必要不充分条件
【分析】根据充分不必要条件,充要条件,必要不充分条件,既不充分也不必要条件定义判断即可.
【详解】若A是B的充分不必要条件,B是C的充要条件,C是D的必要不充分条件,
则,则A是D的既不充分也不必要条件.故选:D.
【典例9-3】(24-25高一上·四川自贡·阶段练习)已知集合,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C【难度】0.65【知识点】判断两个集合的包含关系、充要条件的证明
【分析】通过,得,再根据充要条件的判断方法判断即可.
【详解】因为,,,所以中的元素都是中的元素,
又因为,,,所以中的元素都是中的元素,
所以,所以“”是“”的充要条件.故选:C.
【变式9-1】(2025高一上·上海·专题练习)毛泽东同志在《清平乐·六盘山》中的两句诗为“不到长城非好汉,屈指行程二万”,假设诗句的前一句为真命题,则“到长城”是“好汉”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B【难度】0.94【知识点】判断命题的必要不充分条件
【分析】根据两者之间的推出关系可得条件关系.
【详解】由“不到长城非好汉”可知,要想成为好汉必须到过长城,
但到过长城未必是好汉,
因此“到长城”是“好汉”的必要不充分条件.故选:B.
【变式9-2】(24-25高一上·广东深圳·期末)设集合则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C【难度】0.85【知识点】充要条件的证明、根据交集结果求集合或参数
【分析】根据集合交集运算及元素与集合的关系,结合充要条件的判定即可判断.
【详解】若,则,所以,解得,
当时,,此时,不合题意舍去,
当 时,,此时,满足题意,则,则充分性成立,
反之,亦得必要性成立,则“”是“”的充要条件.故选:C.
【变式9-3】(2025高一·全国·专题练习)如果,是实数,那么“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断命题的必要不充分条件
【分析】将两个条件相互推导,根据能否推导的情况判断出充分、必要条件.
【详解】当时,满足,而,则充分性不成立;
当时,若,则,
所以,而,则;
若,则,
所以,而,则,则必要性成立.
所以“”是“”的必要不充分条件.故选:B
【变式9-4】(多选)(24-25高一上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知集合,集合,则的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】AD【难度】0.65【知识点】根据交集结果求集合或参数、判断命题的充分不必要条件
【分析】由可得,再由充分不必要条件的定义即可得解.
【详解】因为集合,集合,
所以等价于即,
对比选项,、均为的充分不必要条件.故选:AD.
【变式9-5】(24-25高一上·全国·课堂例题)下列命题中,p是q的充分条件的是 .
①p:,q:;②p:两个三角形面积相等,q:两个三角形全等;
③p:,q:方程无实根.
【答案】③【难度】0.65【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】根据充分条件定义判断各个选项即可.
【详解】①,则或,不能推出.∴p不是q的充分条件.
② ∵两个三角形面积相等,不能推出两个三角形全等,∴p不是q的充分条件.
③则 ∴方程无实根,∴p是q的充分条件.故答案为:③.
题型10 由充要条件求参数范围
根据充分、必要条件求解参数范围的方法及注意点
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(或不等式组)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,处理不当容易出现漏解或增解的现象.
【典例10-1】(25-26高一上·全国·课后作业)已知或,若是的必要条件,则实数的范围是 .
【答案】【难度】0.85【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据必要不充分条件求参数
【分析】根据题意得出,分类讨论a的取值范围,列出相应不等式,即可求得答案.
【详解】因为是的必要条件,所以,
①当时,,满足;
②当时,,由,得,解得,故;
③当时,,由,得,解得,故;
综上所述,实数的范围是,故答案为:
【典例10-2】(2024高三·全国·专题练习)若不等式的一个充分条件为,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.65【知识点】根据充分不必要条件求参数
【分析】根据绝对值的定义求解不等式,利用充分条件的定义建立不等式组,可得答案.
【详解】由不等式,可得(不合题意),
要使得是的一个充分条件,则,解得.故选:D.
【典例10-3】(2022·福建宁德·模拟预测)已知命题,命题,若命题是命题的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 .
【答案】,【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数
【分析】将问题转化为是的充分不必要条件,即所表示的集合是命题所表示集合的真子集,即可列不等式求解.
【详解】由,可得,
由于命题是命题的充分不必要条,故命题是命题的充分不必要条件,
故;所以(等号不能同时成立),可得,
即实数的取值范围是,.故答案为:,.
【变式10-1】(2025高一·全国·专题练习)若“”是“”的充分不必要条件,则实数的取值范围为 .
【答案】【难度】0.85【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数
【分析】解含绝对值不等式,根据充分不必要条件得到集合之间的包含关系,再列式求解参数范围即可.
【详解】不等式,即,因此解集为,
若“”是“”的充分不必要条件,则是的真子集,
有(等号不同时成立),解得,经验证,符合题意.故答案为:.
【变式10-2】(24-25高一上·广东广州·期中)已知或,且是的充分不必要条件,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数
【分析】令或,,是的充分不必要条件可得真包含于,可求解.
【详解】令或,,
因是的充分不必要条件,可得真包含于,可得.故选:D
【变式10-3】(24-25高一上·山东泰安·阶段练习)已知集合,.若“”是“”的充分不必要条件,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数
【分析】分集合是否为空集讨论即可,当时,由集合间的包含关系求出;
【详解】由“”是“”的充分不必要条件,则是的真子集,
当时,,解得;
当时,,前两个等号不能同时取得,解得,
综上m的取值范围是,故选:A.
【变式10-4】(24-25高一上·天津西青·阶段练习)已知集合,,若是成立的一个充分不必要条件,则实数的取值范围是 .
【答案】【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数
【分析】通过集合关系即可求解.
【详解】由是成立的一个充分不必要条件,可知:,所以,解得,
所以实数的取值范围是,故答案为:
【变式10-5】(23-24高一上·福建·期中)已知命题“方程至少有一个负实根”,若为真命题的一个必要不充分条件为,则实数的取值范围是 .
【答案】【难度】0.4【知识点】根据必要不充分条件求参数
【分析】先求得为真命题时的取值范围,再根据必要不充分条件求得的取值范围.
【详解】若命题“方程至少有一个负实根”为真命题,
时,,符合题意;
当时,,且,
则此时方程有一个正根和一个负根,符合题意;
当时,由,解得,
此时方程为符合题意;
由解得,此时,
则此时方程有两个负根,符合题意.
综上所述,为真命题时,的取值范围是.
若为真命题的一个必要不充分条件为,则.故答案为:
【点睛】含参数的一元二次方程根的分布问题,可采用直接讨论法来进行研究,也可以采用分离参数法来进行研究,如果采用直接讨论法,在分类讨论的过程中,要注意做到不重不漏.求命题的必要不充分条件,可转化为找一个比本身“大”的范围来进行求解.
题型11 全称命题与特称命题
1.全称命题与特称命题真假判断
命题名称
真假
判断方法一
判断方法二
全称量词命题
真
所有对象使命题真
否定为假
假
存在一个对象使命题假
否定为真
存在量词命题
真
存在一个对象使命题真
否定为假
假
所有对象使命题假
否定为真
2.含有一个量词的命题的否定
(1)命题p:∀x∈M,p(x);其否定:p:∃x0∈M,p(x0)
(2)命题p:∀x∈M,p(x);其否定:p:∀x∈M,p(x).
3.全称量词命题与存在量词命题的否定的步骤
(1)改写量词:确定命题所含量词的类型,省去量词的要结合命题的含义加上量词,再对量词进行改写;
(2)否定结论:对原命题的结论进行否定.
【典例11-1】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)已知命题,则为( )
A., B., C., D.,
【答案】C【难度】0.94【知识点】特称命题的否定及其真假判断
【分析】根据存在量词命题的否定为全称命题即可求解.
【详解】为,.故选:C.
【典例11-2】(25-26高一上·全国·课后作业)若“,使得”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.85【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数
【分析】解法一:原命题为假,则其否定命题为真,因此写出其否定命题,结合恒成立求解即可;
解法二:先假设原命题为真,利用存在性成立求解后,再取相反面即可.
【详解】解法一:由于“,使得”是假命题,
则其否定:“,使得”是真命题,故,
又随着的增大而减小,所以小于当时的最小值时,
恒成立,则,即.
解法二:当题中命题为真命题时,可得,使得成立,
所以大于或等于当时的最小值即可,
即,又该命题为假命题,所以.故选:A.
【典例11-3】(2023高一·全国·专题练习)已知命题,都有,命题,使,若命题为真命题,命题的否定为假命题,则实数的取值范围为 .
【答案】【难度】0.65【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、根据全称命题的真假求参数
【分析】先判断命题的真假性,然后根据全称命题,特称命题的真假性求参数.
【详解】命题的否定为假命题,所以为真命题,
命题,都有,为真命题,则,即.
命题,使,为真命题,则,即.
因为命题同时为真命题,所以和同时成立,故,故答案为:
【变式11-1】(25-26高一上·广东广州·开学考试)命题,的否定是( )
A., B., C., D.,
【答案】A【难度】0.94【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】根据全称量词命题的否定是存在量词命题直接求解即可.
【详解】因为全称存在命题的否定是存在量词命题,并否定结论,
所以命题,的否定是,.故选:A
【变式11-2】(25-26高一上·全国·课前预习)下列命题的否定既是全称量词命题又是真命题的是( )
A.所有的矩形都是正方形 B.是偶数
C. D.存在一个整数不是质数
【答案】C【难度】0.85【知识点】全称命题的否定及其真假判断、特称命题的否定及其真假判断
【分析】根据各项描述判断命题的类型并写出对应的否定命题,进而判断真假,即可得.
【详解】A,B:原命题均为全称量词命题,其否定是存在量词命题,不符合题意;
C:原命题为存在量词命题,否定是,是全称量词命题,
又,故为真命题,符合题意;
D:原命题为存在量词命题,否定是所有整数都是质数,是假命题,不符合题意.故选:C
【变式11-3】(24-25高二下·黑龙江牡丹江·期末)命题“,”为假命题的一个充分不必要条件为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.65【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、判断命题的充分不必要条件
【分析】由“,”为真命题,从而得,即可求解.
【详解】由命题“,”为假命题,则由“,”为真命题,
则,因,所以,所以可得,
所以原命题为假命题的一个充分不必要条件是,故A正确.故选:A.
【变式11-4】(多选)(2025·河北·三模)已知集合,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD【难度】0.65【知识点】交并补混合运算
【分析】通过讨论,得到集合,利用集合的运算、集合间的关系可判断各选项的正误.
【详解】已知集合,
当时,;当时,;当时,,
对于A,由对集合分析知,故A不正确,
对于C,由对集合分析知,故C正确;
对于B,当时,,此时,故B正确;
对于D,当时,,故D正确.故选:BCD.
【变式11-5】(24-25高一上·河南·期末)若命题“,使得”是假命题,则m的取值范围是 .
【答案】【难度】0.65【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数
【分析】根据原命题的否定是真命题,令,由求解参数范围即可.
【详解】由题意知,原命题的否定“,”是真命题,
令,所以,
解得,即m的取值范围是.故答案为:.
一、单选题
1.(2024高一上·全国·专题练习)下列说法中正确的是( )
A.1与表示同一个集合
B.由1,2,3组成的集合可表示为或
C.方程的所有解的集合可表示为
D.集合可以用列举法表示
【答案】B【难度】0.94【知识点】列举法表示集合、判断元素与集合的关系、判断是否为同一集合
【分析】根据集合的相关概念以及表示方法,对每个选项进行逐一分析,即可判断选择.
【详解】对于A,1不能表示一个集合,故错误;
对于B,因为集合中的元素具有无序性,故正确;
对于C,因为集合的元素具有互异性,而中有相同的元素,故错误;
对于D,因为集合中有无数个元素,无法用列举法表示,故错误.故选:B.
2.(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段练习)已知命题p:,,则是( )
A., B., C., D.,
【答案】C【难度】0.94【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】全称量词命题,的否定为:,.
【详解】命题:,的否定为:,.故选:C
3.(2025高一·全国·专题练习)我们定义一种新运算“”:对于两个集合A和B,规定,其中和分别表示集合A和B在全集下的补集,已知全集,集合,集合,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.85【知识点】集合新定义、交并补混合运算
【分析】先求出和,再求相关集合的交集和并集,利用定义新运算求解即可.
【详解】由已知可得,
所以,则.故选:A.
4.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)有以下说法:
①“”是“”的必要不充分条件;②“”是“”的必要不充分条件
③“”是“”的充分不必要条件;④“”是“”的充要条件
其中正确的说法为( )
A.①③ B.②④ C.①②③ D.②③④
【答案】D【难度】0.65【知识点】判断命题的充分不必要条件、判断命题的必要不充分条件
【分析】根据交集定义判断①;根据充分条件和必要条件的定义逐一判断②③④即可得答案.
【详解】对于①,由交集定义可知,若,则必有,反之不成立,
故“”是“”的充分不必要条件,①错误;
对于②,若,则或,
反之,若,则必有,
所以“”是“”的必要不充分条件,②正确;
对于③,必有,反之,若,则或,
所以“”是“”的充分不必要条件,③正确;
对于④,若,则,
反之,因为同号,所以若,则必有,即,
所以“”是“”的充要条件,④正确.故选:D
5.(24-25高一下·云南临沧·期末)设全集,集合,则中元素的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B【难度】0.65【知识点】补集的概念及运算
【分析】根据题意解不等式,推导出x的取值范围,确定全集U,再根据给定集合进行补集运算求解.
【详解】根据题给条件:可知,所以;即.
集合;则,元素个数为4.故选:B.
6.(24-25高一上·广东广州·期中)已知集合是4与10的公倍数,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B【难度】0.65【知识点】判断两个集合的包含关系、判断命题的必要不充分条件
【分析】根据题意可得⫋,根据必要不充分条件的概念可得结果.
【详解】∵4与10的最小公倍数为20,
∴是4与10的公倍数,
∵,∴⫋,即由得不到,由能得到,
故是的必要不充分条件.故选:B.
7.(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)已知集合满足:();
(b),若且,则;(c),若且,则.
给出下列四个结论:①若集合中有最大数,则集合中没有最小数;
②若集合中没有最大数,则集合中可能没有最小数;
③,使得;
④,存在无理数,使得. 其中,正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C【难度】0.4【知识点】交集的概念及运算、判断元素与集合的关系、集合新定义、并集的概念及运算【分析】依题意可判断集合中的元素都小于集合中的元素,据此可判断各结论正误,从而得出选项.
【详解】由所给条件,可知集合中的元素都小于集合中的元素,
若集合的元素有最大数,则必然存在一个有理数,使得,;
,,则没有最小数,故①正确;
若集合的元素没有最大数,则必然存在一个数,使得,;
如果是有理数,则,且,,则有最小数为;
如果是无理数,则,且,,则没有最小数,故②正确;
假设存在且,由,若且,则,
取,,则,但,与矛盾.
故对任意,都有, 故③错误;
由③知,,可得,而两个不等的有理数之间必存在无理数,
所以存在无理数,使得,故④正确.故选:C
8.(24-25高一下·湖南·期中)置换是抽象代数的一种基本变换,对于有序数组,有序数组,定义“间距置换”:,,.已知有序数组,经过一次“间距置换”后得到新的有序数组(),且S中所有数之和为2025,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A【难度】0.4【知识点】集合新定义
【分析】根据“间距置换”的定义,讨论的大小关系,并结合,求得,即可求解.
【详解】由题可知,,.
若x介于y,z之间,则.
由题可知,,所以,矛盾,舍去.
又因为,所以,结合,可得或.
若,由题可知,,,
上述三个式子相加可得,
所以,,即,则,可得;
若,同理可得.故选:A.
二、多选题
9.(24-25高一上·广东中山·阶段练习)的一个必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】AD【难度】0.85【知识点】必要条件
【分析】解不等式,得到解集,结合集合的包含关系得到AD满足要求,BC不满足要求.
【详解】,解得,
由于是的子集,故是的一个必要条件,A正确,
同理,是的子集,故是的一个必要条件,D正确,
B,C选项均不满足要求.故选:AD.
10.(24-25高一上·山东泰安·期中)下列命题为真命题的是( )
A.是的必要不充分条件;
B.已知是的充分不必要条件,则实数的取值范围为;
C.若集合有且仅有一个元素,则实数;
D.已知,则的取值范围是.
【答案】ABD【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数、判断命题的必要不充分条件、利用不等式求值或取值范围
【分析】对于A,根据充分条件和必要条件的定义分析判断,对于B,根据充分不必要条件的定义求解判断,对于C,分和两种情况求解判断,根据不等式的性质分析判断.
【详解】对于A,若,则满足,而不成立,所以不能推出,
而当时,因为在上为增函数,所以,所以,
所以是的必要不充分条件,所以A正确,
对于B,因为是的充分不必要条件,所以是的真子集,
所以,即的取值范围为,所以B正确,
对于C,当时,,得,则集合中只有一个元素,
当时,因为有且仅有一个元素,所以,得,
综上,或,所以C错误,
对于D,因为,所以,
所以,所以D正确.故选:ABD
11.(24-25高一下·云南曲靖·期末)已知.若对于非空数集,存在个两两交集为空的集合,,使得,且任意两个集合的所有元素之和均相等,则称集合为“可分集”.设,则( )
A.是“4可分集” B.若是“4可分集”,则为偶数
C.对于任意的偶数不为“可分集” D.对于任意的奇数均为“可分集”
【答案】BCD【难度】0.4【知识点】集合新定义
【分析】利用定义易判断A,利用定义计算可判断BC;设奇数,利用构造法证明即可判断D.
【详解】对于A,因为均只有一个元素,即元素之和为1,2,3,4,互不相等,故A错误;
对于B,若为奇数,那么2k能被4整除,因为能被4整除,
所以2k必须能被4整除,因此为偶数,故B正确;
对于C,若为偶数,那么能被整除,于是必然是整数,
这与为偶数矛盾,所以不为“可分集”,故C正确;
对于D,对于显然成立,不妨设奇数,下面给出一种构造:
由于,则前组为
,
,
后组为
,因此对于任意的奇数均为“可分集”,故D正确.故选:BCD.
三、填空题
12.(25-26高一上·全国·课后作业)设集合.若,则 .
【答案】【难度】0.85【知识点】根据交集结果求集合或参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】由得,求出并验证.
【详解】因为,所以,解得或,
若,则,此时,符合题意;
若,则,此时,不符合题意.
故的值为.故答案为:.
13.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知或,或,若是的必要条件,则实数m的取值范围是 (取值范围用区间表示).
【答案】【难度】0.65【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据必要不充分条件求参数
【分析】是的必要条件可得,分类讨论,根据子集概念求解即可.
【详解】设,
若是的必要条件,则,
(1)当时,即,此时,成立;
(2)当时,即,若,此时,解得,又,故无解.
综上,.故答案为:
14.(24-25高一上·上海宝山·阶段练习)已知,,,记,,若,则集合为 .
【答案】或或【难度】0.4【知识点】集合新定义
【分析】由得到,进而得知与只能相差,由此求得.
【详解】因为,所以,,即,,
因为,所以由,,知与可能相差,
又因为,,所以与可能相差,
那么与只能相差,符合条件的集合可以为或或,故答案为:或或
【点睛】思路点睛:解决集合新定义问题,要合理利用集合的性质,正确理解新定义,剥去新定义、新法则、新运算的外表,转化为我们熟悉的集合知识.
四、解答题
15.(24-25高一上·全国·课前预习)已知集合.
(1)若中只有一个元素,求的值;(2)若中至多有一个元素,求的取值范围;
(3)若中至少有一个元素,求的取值范围.
【答案】(1)或(2)或(3)【难度】0.85【知识点】根据集合中元素的个数求参数
【分析】(1)分和进行求解;(2)中至多含有一个元素,即中有一个元素或没有元素,进行求解;
(3)中至少有一个元素,即中有一个或两个元素,进行求解.
【详解】(1)当时,原方程变为,此时,符合题意;
当时,方程为一元二次方程,
,即,原方程的解为,符合题意.
故当或时,原方程只有一个解,此时中只有一个元素.
(2)中至多含有一个元素,即中有一个元素或没有元素.
当,即时,原方程无实数解.
结合(1)知,当或时中至多有一个元素.
(3)中至少有一个元素,即中有一个或两个元素,
当时,原方程变为,此时,符合题意;
当时,方程为一元二次方程,由得.
综上可知当时,中至少有一个元素.
16.(25-26高一上·宁夏吴忠·阶段练习)已知集合.
(1)若,求实数的值;(2)若,且,求m的值;
(3)求实数的值使得.
【答案】(1)(2)或(3)或【难度】0.85
【知识点】根据并集结果求集合或参数、根据集合的包含关系求参数、根据元素与集合的关系求参数
【分析】(1)是方程的根,代入即可求a;
(2)分和两种情况进行讨论即可;
(3)由可得,即,分,,,四种情况讨论即可.
【详解】(1)∵,∴,解得.
(2).
由,若,即,满足题设,
若,即,则或,
将代入可得(不成立,舍去),或,
综上,或.
(3)由,且,则,即,
当时,无实数根,即,解得;
当时,有两相等实数根,,则,符合题意;
当时,有两相等实数根,,则,
此时为,则,不合题意;
当时,有两实数根0和4,
此时且,解得且,则;
故综合上述,的取值范围为或.
17.(2025高一上·全国·专题练习)已知集合
(1)若,求实数的取值范围;
(2)设命题,命题,若是成立的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据交集结果求集合或参数、根据必要不充分条件求参数
【分析】(1)由推出,对集合是否为分类讨论,求解即得;
(2)由是成立的必要不充分条件可得是的真子集,列出不等式组,求解即得.
【详解】(1)由,可得,因为,
当时,,解得,符合题意;
当时,则,解得,
综上,.故实数的取值范围为.
(2)由题意可得,是的充分不必要条件,故是的真子集,
又,,
则,解得,故实数的取值范围是.
18.(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)集合,非空集合
(1)若,求:的取值集合(2)若是的必要条件,求:的取值集合
【答案】(1)(2)【难度】0.4【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据交集结果求集合或参数、必要条件【分析】(1)两个集合交集得到的集合中的元素必属于原来的集合,故知道且,代入方程解得参数值,验证后得出结论.
(2)找到集合的关系,得到集合的可能情况,代入验证即可得出结论.
【详解】(1)化简得,所以或,所以,
因为,所以且,
所以,即,所以或,
当时,解得或,即不符合题意,舍去;
经检验,当时,满足题意;故.
(2)若是的必要条件,则且,
所以或或或或或,
①由(1)可知,当时,;
②当时,,解得或,显然不成立;
当,显然,不符合题意,舍去;
③当时,由(1)可得或,显然此时不合题意,舍去;
当时,显然,不符合题意,舍去;
④当时,,此时方程无解,不合题意,舍去;
故和也不成立,所以舍去;综上所述:
19.(24-25高一上·云南昭通·期末)集合为进入高中数学的第一章节,在高中数学数学知识中占据一定的地位.已知集合为非空数集,我们根据数学知识和定义,规定:,
(1)若集合,直接写出集合(请写出计算过程);
(2)若集合,,且,求证:;
(3)若集合,,记为集合中元素的个数,求的最大值.
【答案】(1),(2)证明见解析(3)1348【难度】0.15
【知识点】交集的概念及运算、集合新定义【分析】(1)根据集合的定义,即可求解;
(2)首先写出集合,再根据,推理集合中元素的对应关系,即可证明;(3)根据,,以及,再由不等式的关系得到的取值范围,即可证明.
【详解】(1)根据题意,由,则,;
(2)由于集合,且,
所以中也只包含四个元素,即,
于是,剩下的,
由于;所以,
注意到,于是;
(3)设满足题意,其中,
则,,
,,
,中最小的元素为,最大的元素为,
,,,
实际上当时满足题意,
证明如下:设,
则,
依题意有,即,
故的最小值为,于是当时,中元素最多,
即时满足题意,
综上所述,集合中元素的个数的最大值是.
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