内容正文:
专题01 集合与常用逻辑用语(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
1.1 元素与集合的关系(属于∈、不属于∉)
能正确判断给定元素与集合的关系,并能根据关系求解参数。
基础题,常与集合的互异性结合考查。
1.2 集合的表示法(列举法、描述法)
能根据问题情境选择合适的方法表示集合,并能进行两种表示法的相互转化。
易错点在描述法中对代表元素及其公共属性的准确理解。
1.3 集合的特性(确定性、互异性、无序性)
能利用互异性检验集合表示的正确性,并求解相关参数。
小题中常设陷阱,如忽略互异性导致多解。
1.4 集合间的关系(子集、真子集、相等)
能判断两集合间的关系,会求一个集合的所有子集和真子集个数。
易忽略空集是任何集合的子集,是分类讨论的常见漏解原因。
1.5 集合的运算(交集、并集、补集)
能进行简单的混合运算,并能利用数轴或Venn图解决与不等式、定义域相关的集合运算问题。
高频考点,数轴法求参是常见题型和难点。
1.6 充分条件与必要条件的判断
能通过“定义法”、“集合法”等多种方法准确判断条件的类型。
核心易错点,常将“谁是条件”混淆,命题趋势是结合其他知识构成复合命题。
1.7 全称量词与存在量词命题的否定
能正确书写含有一个量词的命题的否定,并判断其真假。
易错点是否定时只改量词而不否定结论
知识点01 元素与集合
1. 集合的概念
一般地,我们把指定的某些对象的全体称为 集合 ,通常用大写字母A,B,C,…表示,集合中的每个对象叫做这个集合的 元素 ,通常用小写字母a,b,c,…表示.
2. 集合与元素的关系
一个集合确定后,任何一个对象是不是这个集合的元素就确定了,如果元素a在集合中A中,就说元素
a 属于 集合A,记作 ,如果元素a在不集合中A中,就说元素a 不属于 集合A,记作 .
3.集合的分类
含有有限个元素的集合叫作 有限集 ,含有无限个元素的集合叫作 无限集 ,不含任何元素的集合叫作 空集 ,记作 .
4.元素与集合
(1)集合中元素的特性: 确定性 、 互异性 、 无序性 .
(2)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
(3)常用数集及其记法:
数集
非负整数集(或自然数集)
正整
数集
整数集
有理
数集
实数
集
复数
集
符号
N
N*或(N+)
Z
Q
R
C
知识点02 集合的基本关系
文字语言
符号语言
基本关系[来源:学科网ZXXK]
子集
集合A中任意一个元素都是集合B的元素[来源:Zxxk.Com]
______
真子集
集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中
相等
集合A,B中元素相同或集合A,B互为子集
空集
空集是任何集合的子集
空集是任何非空集合的 真子集
且
必记结论:
(1)若集合A中含有n个元素,则有____个子集,有个非空子集,有个真子集,有个非空真子集.
(2)子集关系的传递性,即.
注意:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑__空集___的情况,否则会造成漏解.
知识点03 集合的交集、并集、补集运算
文字语言
符号语言
图形语言
记法
并
集
由所有属于集合A 或属于 集合B的元素组成的集合
{x|x∈A,或
x∈B}
A∪B
交
集
由所有属于集合A 且属于 集合B的元素组成的集合
{x|x∈A,且
x∈B}
A∩B
补
集
由全集U中 不属于 集合A的所有元素组成的集合
{x|x∈U,且
x∉A}
知识点04 集合的运算性质
1.交集的性质:
①A∩B A;②A∩B B;③A∩A= ; ④A∩= ;⑤A∩B = B∩A.
2.并集的性质:
①A∪B A;②A∪B B;③A∪A= ;④A∪= ;⑤A∪B = B∪A.
3.补集的性质:
①∁U(∁UA)= ; ②∁UU= ;③∁U= ;
④A∩(∁UA)= ;⑤A∪(∁UA)= ;
⑥∁U(A∩B)=(∁UA) (∁UB);
⑦∁U(A∪B)=(∁UA) (∁UB).
知识点05 德摩根公式
知识点06 容斥定理之集合中元素个数
知识点07 命题的概念
(1)定义:一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断 真假 的 陈述句 叫做命题.
(2)分类:判断为 真 的语句是真命题,判断为 假 的语句是假命题.
(3)结构形式:“若,则”“如果,那么”等形式的命题中, 称为命题的条件, 称为命题的结论.
知识点08 充分条件与必要条件
1.充分条件与必要条件的定义
一般地,“若,则”为真命题,是指由条件通过推理可以得出。
由可推出,记作,并且说是的___充分条件___,是的___必要条件___。
如果“若,则”为假命题,是指由条件不能推出结论,记作,则不是的充分条件,不是的必要条件。
2.充分性和必要性的关系
在“若,则”中,
若:,则是的充分条件,是的必要条件
若:,则是的充分条件,是的必要条件
也就是说:在“若,则”中,
条件结论,____充分性成立____;
结论条件,____必要性成立___
3.充分条件、必要条件与充要条件的概念
若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
p是q的 充分不必要 条件
p⇒q且qp
p是q的 必要不充分 条件
pq且q⇒p
p是q的 充要 条件
p⇔q
p是q的 既不充分又不必要 条件
pq且qp
知识点09 集合中的包含关系在判断条件关系中的应用
设命题对应集合,命题对应集合
若,即,是的充分条件(充分性成立)
若,即,是的必要条件(必要性成立)
若,即,,是的______充分不必要条件______
若,即,,是的____必要不充分条件_______
若,即,,是的______充要条件_________
知识点10 全称量词与存在量词
1.全称量词与存在量词
(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. 含有全称量词的命题,叫做 全称量词命题 . 全称量词命题“对M中任意一个x,p(x)成立”可用符号简记为 ∀x∈M,p(x) .
(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. 含有存在量词的命题,叫做 存在量词命题 . 存在量词命题“存在M中的元素x,p(x)成立”可用符号简记为 ∃x∈M,p(x) .
2.全称量词命题和存在量词命题的否定
(1)全称量词命题的否定
对含有一个量词的全称量词命题的否定,有下面的结论:全称量词命题,,它的否定: ,不成立 .
全称量词命题的否定是存在量词命题.
(2)存在量词命题的否定
对含有一个量词的存在量词命题的否定,有下面的结论:存在量词命题,,它的否定: ,不成立 .
存在量词命题的否定是全称量词命题.
(3)在书写这两种命题的否定时,相应地 存在量词 变为全称量词,全称量词变为 存在量词 .
题型一 元素与集合的关系
解|题|技|巧
(1)直接法:如果集合中的元素是直接给出,只要判断该元素在已知集合中是否出现即可.
(2)推理法:对于一些没有直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可,此时应首先明确已知集合中的元素具有什么特征.
注意:结合互异性解题
【典例1】(24-25高一上·重庆渝北·期中)设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】判断集合与元素的属于关系,集合与集合的包含关系.
【详解】且,
∴,A选项错误,B选项正确,
对于选项C、D,集合与集合的关系是(真)包含或不包含,不能用属于,故错误.
故选:B
【变式1】(24-25高一上·湖北·期中)已知集合,,若,则实数 .
【答案】
【分析】由已知集合的元素,分类讨论求参数值,再根据集合的性质确定的值.
【详解】若,则,此时集合违背互异性,不符合要求;
若,则,此时,符合要求;
若,则,此时集合违背互异性,不符合要求;
综上所述,.
故答案为:.
【变式2】)已知集合,若,则( )
A. B.
C. D.不属于M,Q,P中的任意一个
【答案】A
【分析】根据条件可得到集合中元素的特征,分析的特征后即可得到答案.
【详解】∵,
∴,,
∴,
∴.
故选:A.
题型二 集合间的基本关系
解|题|技|巧
(1)当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,此时应注意端点处是实点还是虚点.
(2)当集合为不连续数集时,常根据集合包含关系的意义,建立方程求解,此时应注意分类讨论思想的运用.
注意:解集合的包含关系题目时,非常容易忽略小集合可能是空集的特殊性.
【典例1】(24-25高一上·广东广州·期中)已知集合,满足条件的集合的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据集合之间的关系,结合元素个数求得子集的个数,可得答案.
【详解】由题可知集合是集合的非空真子集,故有个.
故选:B.
【典例2】(24-25高一上·云南·期中)设集合,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据交集的定义求,再根据集合关系判断选项A,C;求根据集合相等定义判断D,
根据与集合,,的关系,结合集合并集定义判断B.
【详解】由题意可得,为的真子集,故A,C均错误;
,,D正确;
,,,B错误.
故选:D.
【典例3】(24-25高一上·广东广州·期中)设集合,若,则满足条件的的集合为
【答案】
【分析】先由集合之间的包含关系与集合的元素特征,得到满足条件的集合,再逐一分析得对应的取值即可得解.
【详解】因为,,
所以或或,
当时,则;
当时,,解得;
当时,,解得;
综上,满足条件的的集合为.
故答案为:.
【变式1】(24-25高一上·福建福州·期中)满足的集合的个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】首先要解出方程的根,得到集合的元素.然后根据子集关系确定满足条件的集合的个数.
【详解】解方程的根,,则.
因为 .
那么A中一定含有元素和,可能含有元素,,(但不全有),
所以集合的个数即为集合的真子集个数,共有个.
故选:C.
【变式2】(24-25高一上·安徽宿州·期中)设集合,,则集合,的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,将集合化简,即可得到结果.
【详解】由题意得,,集合,
所以.
故选:A.
【变式3】(24-25高一上·青海西宁·阶段练习)集合,集合.若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意,分和两种情况讨论即可.
【详解】因为,
①当时,,解得,
②当时,,
解得,
综上所述,的取值范围是为:.
故选:A
题型三 集合间的基本运算
【典例1】(23-24高一上·广东深圳·期中)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先解不等式,然后按补集定义求补集,再用并集定义求解即可
【详解】或
所以,
故选:D
【典例2】(24-25高一上·安徽蚌埠·期中)已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据集合的并集运算即可求解;
(2)由得,根据集合的包含关系即可求解;
(3)根据和分类讨论即可求解.
【详解】(1)当时,,则;
(2)由得,所以,
解得,即m的取值范围是;
(3)当时,符合题意,此时有,即
当时,有或,解得
综上,实数的取值范围为.
【变式1】(24-25高一上·福建福州·期中)(多选)全集,,,,则下列判断正确的有( )
A.
B.或
C.若,则或
D.若,则或
【答案】AD
【分析】由已知可得集合,根据并集的定义即可判断;先求解,再根据补集的运算即可判断;由已知分和两种情况分别列不等式求解即可判断;先求解,再分和两种情况分别列不等式求解即可判断.
【详解】因为,所以,
所以,故正确;
因为,所以或,故错误;
因为,
当时,所以,即,
当时,所以或,解得或,
综上,的取值范围是或,故错误;
因为,所以或,
因为,
当时,所以,即,
当时,所以或,解得或,
综上,的取值范围是或,故正确.
故选:.
【变式2】(24-25高一上·北京丰台·期中)已知集合,.
(1)若,求,;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1),或
(2)
【分析】(1)求出,根据交集、并集以及补集运算,求解即可;
(2)由得,分,两种情况讨论可求得的取值范围.
【详解】(1)由得,,所以.
因为,所以或,
所以或.
(2)因为,所以,
当时,可得,解之可得,
此时,故不满足舍弃,
当时,可得,故.
综上可知的取值范围为.
题型四 Venn图及容斥原理的应用
【典例1】(多选)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】在阴影部分区域内任取一个元素,分析与集合、、的关系,利用集合的运算关系,逐个分析各个选项,即可得出结论.
【详解】如图,在阴影部分区域内任取一个元素,则或,所以阴影部分所表示的集合为 ,再根据集合的运算可知,阴影部分所表示的集合也可表示为,
所以选项AD正确,选项BC不正确.
故选:AD.
【典例2】(24-25高一上·云南昆明·期中)(多选)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
【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】根据题意,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1】(24-25高一上·福建福州·期中)(多选)已知全集,,,,,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.的不同真子集个数为8
【答案】BC
【分析】根据已知条件作出Venn图,结合元素与集合的关系以及集合之间的关系,一一判断各选项,即得答案.
【详解】因为,所以,
因为,所以,
因为,所以,
又,说明,
综上,画出维恩图如下:
对于A,,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,的不同真子集个数为7,故D错误,
故选:BC.
【变式2】(24-25高一上·重庆·阶段练习)高一某班共有54人,每名学生要从物理、化学、生物、历史、地理、政治这六门课程中选择3门进行学习.已知选择物理的有36人,选择化学的有24人,选择生物的有20人,其中选择了物理和化学的有18人,选择了化学和生物的有10人,选择了物理和生物的有16人.那么班上选择物理或化学或生物的学生最多有 人.
【答案】46
【分析】根据题意,把学生54人看成集合,选择物理的人组成集合,选择化学的人组成集合,选择生物的人组成集合,结合Venn图和容斥原理可知,当取最大值时最大,验证可得最终结果.
【详解】把学生54人看成集合,选择物理的人组成集合,
选择化学的人组成集合,选择生物的人组成集合.
由题意知,
且,
则,
由
,
可得,
当且仅当时,最大,此时.
验证:此时各区域人数如图所示,满足题意所有条件.
故班上选择物理或者化学或者生物的学生最多有46人.
故答案为:46.
题型五 集合新定义
【典例1】(24-25高一上·陕西咸阳·期中)(多选)定义集合A与B的运算:,.已知,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据新定义,结合交并补概念逐个计算即可确定正确选项.
【详解】∵,,
∴,
∴,,选项A、B正确.
∵,∴,
∴,选项C错误.
∵,∴,
∴,选项D正确.
故选:ABD.
【典例2】(24-25高一上·安徽·期中)对于非空的有限整数集,定义,.
(1)若集合,求和.
(2)已知,为非空的有限整数集,且.
(ⅰ)若,求集合;
(ⅱ)证明:.
【答案】(1);.
(2)(ⅰ)或;(ⅱ)证明见解析.
【分析】(1)根据题意,由集合新定义代入计算,即可得到结果;
(2)(ⅰ)根据题意,由集合新定义可得,从而可得,即可得到结果;(ⅱ)结合新定义可得,则,然后分别考虑属于时的情况,再考虑,时,由是有限集即可舍去,从而证明.
【详解】(1)由题意可得,.
(2)(ⅰ)设,则,
因为,所以,所以,
即,因此,
因为,所以,所以,
由此可知中至少有和两个元素,所以,
故或.
(ⅱ)设,因为,所以,
又因为,所以,即,
若,则,故可以是;
若,则,故可以是,;
若,则,故可以是,;
若,则,
像这样可以得到无限个中的元素,不符合是有限集;
若,则,
同样不符合是有限集;
同理可得,当或时,也不符合是有限集;
综上,可以是,,,,,
均满足.
【点睛】关键点睛:本题主要考查了集合新定义问题,难度较大,解答本题的关键在于从新情境中获取信息,搭建相关的集合知识网络,将其运用到新情境中,从而求解.
【变式1】(24-25高一上·浙江·期中)(多选)已知非空集合,若对,都有,成立,则称集合是封闭集.下列说法中正确的是( )
A.集合是封闭集
B.若集合是封闭集,则也是封闭集
C.若集合,为封闭集,且,则也是封闭集
D.若集合,为封闭集,且,则也是封闭集
【答案】AD
【分析】根据封闭集的定义判断AD;举例说明判断BC.
【详解】对于A,记,由,设,,
则,,可知,,
则集合是封闭集,故A正确;
对于B,取集合{有理数},
若,则都有,成立,故集合是封闭集.
{无理数},取,可知,,
故不是封闭集,故B错误;
对于C,取,是封闭集.
取,由,设,,
则,,
则,,可知是封闭集,且,
取,则,但,
因此不是封闭集,故C错误;
对于D,设,则,,
若集合,为封闭集,且,
则,;,;
从而,,则也是封闭集,故D正确.
故选:AD.
【变式2】(24-25高一上·吉林松原·阶段练习)已知集合,若对任意的整数和中至少有一个是集合的元素,则称集合具有性质.
(1)判断集合是否具有性质,并说明理由.
(2)若集合具有性质,证明:,且.
(3)当时,若集合具有性质,且,求集合.
【答案】(1)集合具有性质,理由见解析
(2)证明见解析
(3).
【分析】(1)集合具有性质的定义判断即可.
(2)令,利用集合具有性质,进而可得是集合的元素,进而可得结论.
(3)由(2)可得,进而可得,利用定义计算可求得集合.
【详解】(1)因为都是集合的元素,
且时,也是集合A的元素,
所以集合具有性质.
(2)令
因为集合具有性质,所以和中至少有一个是集合的元素.
因为,所以,所以不是集合的元素,
所以是集合的元素,即0是集合的元素.
因为.
因为,所以,
所以,显然有,得证.
(3)由(2)可知,则,
即,
所以,所以.
因为,所以,且,
则或.
当时,,
故集合;
当时,,
故集合,此时,不符合题意.
综上,集合.
题型六 判断充分条件与必要条件及其参数求解
解|题|技|巧
(1) 直接法:判断条件是否能推出结论,再判断结论是否能推出条件,双向判断后即可.
(2)集合法:对于条件和结论对应的集合关系,利用“小充分大必要”即可判断.
【典例1】(24-25高一上·贵州·期中)设,则“”是“且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既非充分又非必要条件
【答案】B
【分析】根据充分、必要性定义,结合条件间的推出关系判断充分、必要关系.
【详解】当时,满足,但不满足且,充分性不成立;
当且时,必有,必要性成立;
所以“”是“且”的必要不充分条件.
故选:B
【典例2】(24-25高一上·广东肇庆·期中)设,已知集合,.
(1)①当时,求;
②当时,求实数m的范围;
(2)设p:;q:,若p是q的必要不充分条件,求实数m的范围.
【答案】(1)①或;②
(2)
【分析】(1)①根据交集、补集的知识求得正确答案.
②由题意知,4是集合B的元素,代入可得答案;
(2)由题可得是的真子集,分类讨论为空集和不为空集合两种情况,即可求得m的取值范围.
【详解】(1)①当时,,
所以,
所以或.
②由题可得,解得;
(2)由题可得是的真子集,
当,则;
当,,则(等号不同时成立),解得
综上:.
【变式1】子曰:“工欲善其事,必先利其器.”这句名言最早出自于《论语・卫灵公》.此名言中的“利其器”是“善其事”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
【分析】根据题意结合充分、必要条件分析判断.
【详解】由题意“工欲善其事,必先利其器.”指工匠要想要做好活儿,一定先要把工具整治得锐利精良.
从逻辑角度理解,如果工匠做好活了,说明肯定是有锐利精良的工具,即必要性成立;
反过来如果有锐利精良的工具,不能得出一定能做好活儿,即充分性不成立;
所以“利其器”是“善其事”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式2】(24-25高一上·贵州贵阳·期中)已知命题,使得,当命题为真命题时,实数的取值集合为.
(1)求集合;
(2)设非空集合,若是的必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)由题意可得方程有解,根据即可求解.
(2)由题意得,列出不等式组求解即可.
【详解】(1)由题意可得方程有解,
所以,即,
解得,
所以.
(2)因为是的必要条件,所以,
又因为为非空集合,且,
所以解得,
所以实数的取值范围为.
题型七 全称量词命题与存在量词命题(习题跨章节)
【典例1】命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】根据存在量词命题的否定的知识来确定正确答案.
【详解】命题是存在量词命题,则命题的否定是全称命题,
所以命题,的否定为:,.
故选:D.
【典例2】已知命题,,命题,,则( )
A.和都是真命题 B.和都是真命题
C.和都是真命题 D.和都是真命题
【答案】B
【分析】利用特值法即可判断两个命题的真假,从而得到答案.
【详解】对于命题,不妨取,则,则命题为假命题,
对于命题,不妨取,由,则命题为真命题,因此,和都是真命题.
故选:B.
【变式1】已知命题,命题.
(1)若命题为真命题,求实数的取值范围;
(2)若命题和均为真命题,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用全称量词命题为真求出的范围,再由为真求得答案.
(2)由存在量词命题为真求出命题,进而求出,再结合(1)的信息求出结果.
【详解】(1)对于任意,不等式恒成立,而,则,
即命题,则命题,
所以实数的取值范围是.
(2)由,得,解得,
即命题,则命题,由(1)知命题,
由命题和均为真命题,得,
所以实数的取值范围是.
【变式2】(24-25高一上·四川眉山·期中)已知为实数,集合.
(1)若命题“”是假命题,求实数的取值范围;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,得到命题“”是真命题,转化为在上恒成立,结合二次函数的性质,即可求解;
(2)根据题意,转化为在上恒成立,当时,显然成立;当时,转化为恒成立,结合基本不等式求得最小值,即可求解.
【详解】(1)解:因为集合,
由命题“”是假命题,可得命题“”是真命题,
即在上恒成立,
因为函数,当时,取得最大值,最大值为,所以,
所以实数的取值范围为.
(2)解:因为恒成立,即在上恒成立,
即在上恒成立,
当时,不等式等价于恒成立,符合题意;
当时,等价于恒成立,
因为,当且仅当时,即时,等号成立,所以,
综上可得,实数的取值范围为.
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
一、单选题
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
【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.
2.(23-24高一上·四川达州·期中)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先把集合解出来化成最简形式,再利用补集和交集的定义即可得出答案.
【详解】由或,故集合或,所以,
易得集合,故.
故选:B.
3.(24-25高一上·河北唐山·期中)已知,,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】A
【分析】结合区间的包含关系,根据充要条件的判断方法即得.
【详解】因是的真子集,故是的充分不必要条件.
故选:A.
4.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】原命题是一个特称命题,根据特称命题的否定规则即可得结论.
【详解】命题“”的否定是“”.
故选:D.
二、多选题
5.(24-25高一上·浙江衢州·期中)已知集合,则下列符号语言表述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】先求出集合,然后逐个分析判断即可.
【详解】,
对于A,因为,所以,所以A正确,
对于B,因为0是元素,,所以,所以B错误,
对于C,因为,所以,所以C错误,
对于D,因为,所以,所以D正确.
故选:AD
6.(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
【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.
三、填空题
7.(24-25高一上·内蒙古包头·期中)已知集合,集合,若,则实数的值是 .
【答案】
【分析】根据集合相等解方程即可求得结果.
【详解】因为,所以;
依题意可得且.
即实数的值是.
故答案为:
8.(24-25高一上·四川眉山·期中)已知集合,,且,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据集合的包含关系列不等式可求的取值范围.
【详解】因为,,,
所以,所以,
所以的取值范围为.
期中重难突破练(测试时间:20分钟)
一、单选题
9.(24-25高一上·福建福州·期中)已知集合,若是的充分不必要条件,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由一元二次不等式解得集合,根据充分不必要条件可得集合的包含关系,建立不等式,可得答案.
【详解】由或,则,
由是的充分不必要条件,则,且
可得,解得.
故选:C.
10.(24-25高一上·江西上饶·期中)已知命题“”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据参数是否等于零分类讨论,再结合二次函数的图象与性质列不等式,求解即可.
【详解】由题意,命题“,”是真命题,
当时,不等式,解得,不满足题意;
当时,,解得
综上所述,实数的取值范围是
故选:A.
二、多选题
11.(24-25高一上·福建福州·期中)全集,,,,则下列判断正确的有( )
A.
B.或
C.若,则或
D.若,则或
【答案】AD
【分析】由已知可得集合,根据并集的定义即可判断;先求解,再根据补集的运算即可判断;由已知分和两种情况分别列不等式求解即可判断;先求解,再分和两种情况分别列不等式求解即可判断.
【详解】因为,所以,
所以,故正确;
因为,所以或,故错误;
因为,
当时,所以,即,
当时,所以或,解得或,
综上,的取值范围是或,故错误;
因为,所以或,
因为,
当时,所以,即,
当时,所以或,解得或,
综上,的取值范围是或,故正确.
故选:.
12.(2024·江苏泰州·模拟预测)对任意,记,并称为集合的对称差.例如:若,则.下列命题中,为真命题的是( )
A.若且,则
B.若且,则
C.若且,则
D.存在,使得
【答案】AB
【分析】根据集合的新定义,结合选项以及交并补的性质逐一判断即可.
【详解】解:对于A,因为,所以,
所以,且中的元素不能出现在中,因此,即A正确;
对于B,因为,所以,
即与是相同的,所以,即B正确;
对于C,因为,所以,
所以,即C错误;
对于D,由于
,
而,
故,即D错误.
故选:AB.
三、填空题
13.(24-25高一上·上海·期中)已知集合恰有两个子集,则实数取值集合为 .
【答案】
【分析】分析可知有一个不等于3的实数解,分类讨论最高项系数以及根的个数,运算求解即可.
【详解】由题意可知:方程有且仅有一解,
等价于有一个不等于3的实数解,
1.当时,解为,满足题意;
2.当时,只有一解时,
则,解得,
若,则,解得,符合题意;
3.当时,且有两解但3是方程的解,
故,解得;
综上所述,实数取值集合为.
故答案为:.
四、解答题
14.(24-25高一上·安徽蚌埠·期中)已知集合,集合.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)根据交集的概念计算即可;
(2)根据集合的关系及补集运算,分类讨论计算即可.
【详解】(1)因为,所以,
所以,所以;
(2)由题意,,所以,
集合,所以或,
所以或,
所以或.
故实数m的取值范围为或.
15.(24-25高一上·四川眉山·期中)已知集合是实数集的非空子集,若,则称集合为闭集合.
(1)若集合均是闭集合.求证:是闭集合;
(2)若集合均是闭集合.集合一定是闭集合吗?如果是请证明,如果不是请举出反例;
(3)若均是闭集合,且都是的真子集.求证:存在常数,但.
【答案】(1)证明见解析
(2)不一定,举例见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据闭集合定义及集合交集运算即可证明;
(2)根据闭集合定义及集合并集运算即可判断;
(3)根据闭集合定义、真子集及集合并集运算即可证明.
【详解】(1)且为闭集知:,成立,
故而,从而命题成立.
(2)取,
知不一定是闭集合.
(3)若或,且均是的真子集,命题显然成立,
故不妨设存在满足,且存在满足,
取知,否则
或者而得出矛盾,故命题成立.
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
一、单选题
16.(2025·全国二卷·高考真题)已知集合则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求出集合后结合交集的定义可求.
【详解】,故,
故选:D.
17.(2025·全国一卷·高考真题)已知集合,,则中元素个数为( )
A.0 B.3 C.5 D.8
【答案】C
【分析】根据补集的定义即可求出.
【详解】因为,所以, 中的元素个数为,
故选:C.
18.(2024·全国甲卷·高考真题)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据集合的定义先算出具体含有的元素,然后根据交集的定义计算.
【详解】依题意得,对于集合中的元素,满足,
则可能的取值为,即,
于是.
故选:C
19.(2024·全国甲卷·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由集合的定义求出,结合交集与补集运算即可求解.
【详解】因为,所以,
则,
故选:D
20.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)已知命题p:,;命题q:,,则( )
A.p和q都是真命题 B.和q都是真命题
C.p和都是真命题 D.和都是真命题
【答案】B
【分析】对于两个命题而言,可分别取、,再结合命题及其否定的真假性相反即可得解.
【详解】对于而言,取,则有,故是假命题,是真命题,
对于而言,取,则有,故是真命题,是假命题,
综上,和都是真命题.
故选:B.
21.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】化简集合,由交集的概念即可得解.
【详解】因为,且注意到,
从而.
故选:A.
22.(2023·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据整数集的分类,以及补集的运算即可解出.
【详解】因为整数集,,所以,.
故选:A.
23.(2023·全国乙卷·高考真题)设集合,集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题意逐一考查所给的选项运算结果是否为即可.
【详解】由题意可得,则,选项A正确;
,则,选项B错误;
,则或,选项C错误;
或,则或,选项D错误;
故选:A.
24.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】根据包含关系分和两种情况讨论,运算求解即可.
【详解】因为,则有:
若,解得,此时,,不符合题意;
若,解得,此时,,符合题意;
综上所述:.
故选:B.
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专题01 集合与常用逻辑用语(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
1.1 元素与集合的关系(属于∈、不属于∉)
能正确判断给定元素与集合的关系,并能根据关系求解参数。
基础题,常与集合的互异性结合考查。
1.2 集合的表示法(列举法、描述法)
能根据问题情境选择合适的方法表示集合,并能进行两种表示法的相互转化。
易错点在描述法中对代表元素及其公共属性的准确理解。
1.3 集合的特性(确定性、互异性、无序性)
能利用互异性检验集合表示的正确性,并求解相关参数。
小题中常设陷阱,如忽略互异性导致多解。
1.4 集合间的关系(子集、真子集、相等)
能判断两集合间的关系,会求一个集合的所有子集和真子集个数。
易忽略空集是任何集合的子集,是分类讨论的常见漏解原因。
1.5 集合的运算(交集、并集、补集)
能进行简单的混合运算,并能利用数轴或Venn图解决与不等式、定义域相关的集合运算问题。
高频考点,数轴法求参是常见题型和难点。
1.6 充分条件与必要条件的判断
能通过“定义法”、“集合法”等多种方法准确判断条件的类型。
核心易错点,常将“谁是条件”混淆,命题趋势是结合其他知识构成复合命题。
1.7 全称量词与存在量词命题的否定
能正确书写含有一个量词的命题的否定,并判断其真假。
易错点是否定时只改量词而不否定结论
知识点01 元素与集合
1. 集合的概念
一般地,我们把指定的某些对象的全体称为 ,通常用大写字母A,B,C,…表示,集合中的每个对象叫做这个集合的 ,通常用小写字母a,b,c,…表示.
2. 集合与元素的关系
一个集合确定后,任何一个对象是不是这个集合的元素就确定了,如果元素a在集合中A中,就说元素
a 集合A,记作 ,如果元素a在不集合中A中,就说元素a 集合A,记作 .
3.集合的分类
含有有限个元素的集合叫作 ,含有无限个元素的集合叫作 ,不含任何元素的集合叫作 ,记作 .
4.元素与集合
(1)集合中元素的特性: 、 、 .
(2)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
(3)常用数集及其记法:
数集
非负整数集(或自然数集)
正整
数集
整数集
有理
数集
实数
集
复数
集
符号
N*或(N+)
Z
Q
R
C
知识点02 集合的基本关系
文字语言
符号语言
基本关系[来源:学科网ZXXK]
子集
集合A中任意一个元素都是集合B的元素[来源:Zxxk.Com]
_____
真子集
集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中
相等
集合A,B中元素相同或集合A,B互为子集
空集
空集是任何集合的子集
空集是任何非空集合的
且
必记结论:
(1)若集合A中含有n个元素,则有____个子集,有个非空子集,有个真子集,有个非空真子集.
(2)子集关系的传递性,即.
注意:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑_____的情况,否则会造成漏解.
知识点03 集合的交集、并集、补集运算
文字语言
符号语言
图形语言
记法
并
集
由所有属于集合A 集合B的元素组成的集合
{x|x∈A,或
x∈B}
交
集
由所有属于集合A 集合B的元素组成的集合
{x|x∈A,且
x∈B}
补
集
由全集U中 集合A的所有元素组成的集合
{x|x∈U,且
x∉A}
知识点04 集合的运算性质
1.交集的性质:
①A∩B A;②A∩B B;③A∩A= ; ④A∩= ;⑤A∩B B∩A.
2.并集的性质:
①A∪B A;②A∪B B;③A∪A= ;④A∪= ;⑤A∪B B∪A.
3.补集的性质:
①∁U(∁UA)= ; ②∁UU= ;③∁U= ;
④A∩(∁UA)= ;⑤A∪(∁UA)= ;
⑥∁U(A∩B)=(∁UA) (∁UB);
⑦∁U(A∪B)=(∁UA) (∁UB).
知识点05 德摩根公式
知识点06 容斥定理之集合中元素个数
知识点07 命题的概念
(1)定义:一般地,我们把用语言、符号或式子表达的,可以判断 的 叫做命题.
(2)分类:判断为 的语句是真命题,判断为 的语句是假命题.
(3)结构形式:“若,则”“如果,那么”等形式的命题中, 称为命题的条件, 称为命题的结论.
知识点08 充分条件与必要条件
1.充分条件与必要条件的定义
一般地,“若,则”为真命题,是指由条件通过推理可以得出。
由可推出,记作,并且说是的______,是的______。
如果“若,则”为假命题,是指由条件不能推出结论,记作,则不是的充分条件,不是的必要条件。
2.充分性和必要性的关系
在“若,则”中,
若:,则是的充分条件,是的必要条件
若:,则是的充分条件,是的必要条件
也就是说:在“若,则”中,
条件结论,________;
结论条件,_______
3.充分条件、必要条件与充要条件的概念
若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
p是q的 条件
p⇒q且qp
p是q的 条件
pq且q⇒p
p是q的 条件
p⇔q
p是q的 条件
pq且qp
知识点09 集合中的包含关系在判断条件关系中的应用
设命题对应集合,命题对应集合
若,即,是的充分条件(充分性成立)
若,即,是的必要条件(必要性成立)
若,即,,是的___________
若,即,,是的_________
若,即,,是的______________
知识点10 全称量词与存在量词
1.全称量词与存在量词
(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”在逻辑中通常叫做 ,并用符号“∀”表示. 含有全称量词的命题,叫做 . 全称量词命题“对M中任意一个x,p(x)成立”可用符号简记为 .
(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”在逻辑中通常叫做 ,并用符号“∃”表示. 含有存在量词的命题,叫做 . 存在量词命题“存在M中的元素x,p(x)成立”可用符号简记为 .
2.全称量词命题和存在量词命题的否定
(1)全称量词命题的否定
对含有一个量词的全称量词命题的否定,有下面的结论:全称量词命题,,它的否定: .
全称量词命题的否定是存在量词命题.
(2)存在量词命题的否定
对含有一个量词的存在量词命题的否定,有下面的结论:存在量词命题,,它的否定: .
存在量词命题的否定是全称量词命题.
(3)在书写这两种命题的否定时,相应地 变为全称量词,全称量词变为 .
题型一 元素与集合的关系
解|题|技|巧
(1)直接法:如果集合中的元素是直接给出,只要判断该元素在已知集合中是否出现即可.
(2)推理法:对于一些没有直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可,此时应首先明确已知集合中的元素具有什么特征.
注意:结合互异性解题
【典例1】(24-25高一上·重庆渝北·期中)设集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(24-25高一上·湖北·期中)已知集合,,若,则实数 .
【变式2】)已知集合,若,则( )
A. B.
C. D.不属于M,Q,P中的任意一个
题型二 集合间的基本关系
解|题|技|巧
(1)当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,此时应注意端点处是实点还是虚点.
(2)当集合为不连续数集时,常根据集合包含关系的意义,建立方程求解,此时应注意分类讨论思想的运用.
注意:解集合的包含关系题目时,非常容易忽略小集合可能是空集的特殊性.
【典例1】(24-25高一上·广东广州·期中)已知集合,满足条件的集合的个数为( )
A. B. C. D.
【典例2】(24-25高一上·云南·期中)设集合,,,则( )
A. B.
C. D.
【典例3】(24-25高一上·广东广州·期中)设集合,若,则满足条件的的集合为
【变式1】(24-25高一上·福建福州·期中)满足的集合的个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式2】(24-25高一上·安徽宿州·期中)设集合,,则集合,的关系是( )
A. B. C. D.
【变式3】(24-25高一上·青海西宁·阶段练习)集合,集合.若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型三 集合间的基本运算
【典例1】(23-24高一上·广东深圳·期中)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【典例2】(24-25高一上·安徽蚌埠·期中)已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围;
(3)若,求实数的取值范围.
【变式1】(24-25高一上·福建福州·期中)(多选)全集,,,,则下列判断正确的有( )
A.
B.或
C.若,则或
D.若,则或
【变式2】(24-25高一上·北京丰台·期中)已知集合,.
(1)若,求,;
(2)若,求实数的取值范围.
题型四 Venn图及容斥原理的应用
【典例1】(多选)图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C. D.
【典例2】(24-25高一上·云南昆明·期中)(多选)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1】(24-25高一上·福建福州·期中)(多选)已知全集,,,,,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.的不同真子集个数为8
【变式2】(24-25高一上·重庆·阶段练习)高一某班共有54人,每名学生要从物理、化学、生物、历史、地理、政治这六门课程中选择3门进行学习.已知选择物理的有36人,选择化学的有24人,选择生物的有20人,其中选择了物理和化学的有18人,选择了化学和生物的有10人,选择了物理和生物的有16人.那么班上选择物理或化学或生物的学生最多有 人.
题型五 集合新定义
【典例1】(24-25高一上·陕西咸阳·期中)(多选)定义集合A与B的运算:,.已知,,则( )
A. B.
C. D.
【典例2】(24-25高一上·安徽·期中)对于非空的有限整数集,定义,.
(1)若集合,求和.
(2)已知,为非空的有限整数集,且.
(ⅰ)若,求集合;
(ⅱ)证明:.
【变式1】(24-25高一上·浙江·期中)(多选)已知非空集合,若对,都有,成立,则称集合是封闭集.下列说法中正确的是( )
A.集合是封闭集
B.若集合是封闭集,则也是封闭集
C.若集合,为封闭集,且,则也是封闭集
D.若集合,为封闭集,且,则也是封闭集
【变式2】(24-25高一上·吉林松原·阶段练习)已知集合,若对任意的整数和中至少有一个是集合的元素,则称集合具有性质.
(1)判断集合是否具有性质,并说明理由.
(2)若集合具有性质,证明:,且.
(3)当时,若集合具有性质,且,求集合.
题型六 判断充分条件与必要条件及其参数求解
解|题|技|巧
(1) 直接法:判断条件是否能推出结论,再判断结论是否能推出条件,双向判断后即可.
(2)集合法:对于条件和结论对应的集合关系,利用“小充分大必要”即可判断.
【典例1】(24-25高一上·贵州·期中)设,则“”是“且”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既非充分又非必要条件
【典例2】(24-25高一上·广东肇庆·期中)设,已知集合,.
(1)①当时,求;
②当时,求实数m的范围;
(2)设p:;q:,若p是q的必要不充分条件,求实数m的范围.
【变式1】子曰:“工欲善其事,必先利其器.”这句名言最早出自于《论语・卫灵公》.此名言中的“利其器”是“善其事”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2】(24-25高一上·贵州贵阳·期中)已知命题,使得,当命题为真命题时,实数的取值集合为.
(1)求集合;
(2)设非空集合,若是的必要条件,求实数的取值范围.
题型七 全称量词命题与存在量词命题(习题跨章节)
【典例1】命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【典例2】已知命题,,命题,,则( )
A.和都是真命题 B.和都是真命题
C.和都是真命题 D.和都是真命题
【变式1】已知命题,命题.
(1)若命题为真命题,求实数的取值范围;
(2)若命题和均为真命题,求实数的取值范围.
【变式2】(24-25高一上·四川眉山·期中)已知为实数,集合.
(1)若命题“”是假命题,求实数的取值范围;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
一、单选题
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
2.(23-24高一上·四川达州·期中)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·河北唐山·期中)已知,,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
4.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
5.(24-25高一上·浙江衢州·期中)已知集合,则下列符号语言表述正确的是( )
A. B. C. D.
6.(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.
三、填空题
7.(24-25高一上·内蒙古包头·期中)已知集合,集合,若,则实数的值是 .
8.(24-25高一上·四川眉山·期中)已知集合,,且,则实数的取值范围为 .
期中重难突破练(测试时间:20分钟)
一、单选题
9.(24-25高一上·福建福州·期中)已知集合,若是的充分不必要条件,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高一上·江西上饶·期中)已知命题“”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.(24-25高一上·福建福州·期中)全集,,,,则下列判断正确的有( )
A.
B.或
C.若,则或
D.若,则或
12.(2024·江苏泰州·模拟预测)对任意,记,并称为集合的对称差.例如:若,则.下列命题中,为真命题的是( )
A.若且,则
B.若且,则
C.若且,则
D.存在,使得
三、填空题
13.(24-25高一上·上海·期中)已知集合恰有两个子集,则实数取值集合为 .
四、解答题
14.(24-25高一上·安徽蚌埠·期中)已知集合,集合.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
15.(24-25高一上·四川眉山·期中)已知集合是实数集的非空子集,若,则称集合为闭集合.
(1)若集合均是闭集合.求证:是闭集合;
(2)若集合均是闭集合.集合一定是闭集合吗?如果是请证明,如果不是请举出反例;
(3)若均是闭集合,且都是的真子集.求证:存在常数,但.
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
一、单选题
16.(2025·全国二卷·高考真题)已知集合则( )
A. B.
C. D.
17.(2025·全国一卷·高考真题)已知集合,,则中元素个数为( )
A.0 B.3 C.5 D.8
18.(2024·全国甲卷·高考真题)若集合,,则( )
A. B. C. D.
19.(2024·全国甲卷·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
20.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)已知命题p:,;命题q:,,则( )
A.p和q都是真命题 B.和q都是真命题
C.p和都是真命题 D.和都是真命题
21.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知集合,则( )
A. B. C. D.
22.(2023·全国甲卷·高考真题)设全集,集合,( )
A. B.
C. D.
23.(2023·全国乙卷·高考真题)设集合,集合,,则( )
A. B.
C. D.
24.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)设集合,,若,则( ).
A.2 B.1 C. D.
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