内容正文:
专题01 集合与常用的逻辑用语(8知识&8题型&1易错)
【答案】
一、1、确定性 无序性 互异性 2、属于或不属于 3、列举法 描述法、韦恩图
二、1、为的子集 ,记作(或)2、是的真子集,记作(或)
3、我们把不含任何元素的集合叫做空集,记作 4、集合与集合相等,记作.
5、若有限集中有个元素,则的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个.
三、1、A∩B={x|x∈A,且x∈B} 2、A∪B={x|x∈A,或x∈B} 3、∁UA={x|x∈U,且x∉A}
四、1、p⇒q且q⇏p 2、p⇏q且q⇒p 3、p⇔q
五、1、“所有的”、“任意一个” 2、“存在一个”、“至少有一个”
六、1、p:∀x∈M,p(x),它的否定﹁p:∃x∈M,﹁p(x); 2、p:∃x∈M,p(x),它的否定﹁p:∀x∈M,﹁p(x).
【清单一】集合
知识点1、元素与集合
(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.
(2)元素与集合的关系:属于 或 不属于,数学符号分别记为:和.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、韦恩图(图).
(4)常见数集和数学符号
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
或
特别提醒:
①确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的;也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.给定集合,可知,在该集合中,,不在该集合中;
②互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的;也就是说,集合中的元素是不重复出现的.
集合应满足.
③无序性:组成集合的元素间没有顺序之分。集合和是同一个集合.
④列举法:把集合的元素一一列举出来,并用花括号“”括起来表示集合的方法叫做列举法.
⑤描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法称为描述法.
具体方法是:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.
知识点2、集合间的基本关系
(1)子集(subset):一般地,对于两个集合、,如果集合中任意一个元素都是集合中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合为集合的子集 ,记作(或),读作“包含于”(或“包含”).
(2)真子集(proper subset):如果集合,但存在元素,且,我们称集合是集合的真子集,记作(或).读作“真包含于 ”或“真包含 ”.
(3)相等:如果集合是集合的子集(,且集合是集合的子集(),此时,集合与集合中的元素是一样的,因此,集合与集合相等,记作.
(4)空集的性质: 我们把不含任何元素的集合叫做空集,记作;是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
知识点3、集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
符号表示
A∪B
A∩B
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
图形表示
集合表示
{x|x∈A,或x∈B}
{x|x∈A,且x∈B}
{x|x∈U,且x∉A}
知识点4、集合的运算性质
(1),,.
(2),,.
(3),,.
【解题方法总结】
(1)若有限集中有个元素,则的子集有个,真子集有个,非空子集有个,非空真子集有个.
(2)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
(3).
(4),.
【清单二】常用的逻辑用语
知识点5、充分条件与必要条件
(1)一般地,“若p,则q”为真命题,是指由p通过推理可以得出q,这时,我们就说,由p可以推出q,记作p⇒q,并且说,p是q的充分条件,q是p的必要条件.
(2)几点说明
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q⇏p
p是q的必要不充分条件
p⇏q且q⇒p
p是q的充要条件
p⇔q
p是q的既不充分也不必要条件
p⇏q且q⇏p
知识点6、充要条件
(1)如果“若p,则q”和它的逆命题“若q,则p”均是真命题,即既有p⇒q,又有q⇒p,就记作p⇔q,此时,p既是q的充分条件,也是q的必要条件,我们就说p是q的充分必要条件,简称为充要条件.
(2)如果p是q的充要条件,那么q也是p的充要条件.概括地说,如果p⇔q,那么p与q互为充要条件.
知识点7、全称量词和存在量词
(1)全称量词与全称量词命题.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“对中的任意一个,有成立”可用符号简记为“”,读作“对任意属于,有成立”.
(2)存在量词与存在量词命题.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“存在中的一个,使成立”可用符号简记为“”,读作“存在中元素,使成立”.
知识点8、含有一个量词的命题的否定
(1)全称量词命题p:∀x∈M,p(x),它的否定﹁p:∃x∈M,﹁p(x);
(2)存在量词命题p:∃x∈M,p(x),它的否定﹁p:∀x∈M,﹁p(x).
注意:全称、存在量词命题的否定是高考常见考点之一.
【必考题型一】集合的三要素
【例1】、(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)下列对象能构成集合的是( )
A.不等式的解集 B.著名的数学家 C.非常接近的数 D.面积非常小的三角形
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合具有确定性,无序性,互异性逐一判断即可;
【详解】对于A,不等式的解集为空集,可以构成集合,故A正确;
对于B,著名的数学家没有确定性,不能构成集合,故B错误;
对于C,非常接近0的数没有确定性,不能构成集合,故C错误;
对于D,面积非常小的三角形没有确定性,不成构成集合,故D错误;
故选:A
【变式1-1】、(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)下列说法中,能构成集合的是( )
A.无限接近0的实数
B.中国最美乡村
C.高一(2)班成绩优秀的学生
D.2022年度国内GDP超过1万亿的地级市
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】根据集合元素的确定性逐项判断.
【详解】对于选项A:“无限接近”没有判定标准,不满足确定性,故A错误;
对于选项B:“最美乡村”没有判定标准,不满足确定性,故B错误;
对于选项C:“优秀的学生”没有判定标准,不满足确定性,故C错误;
对于选项D:“2022年度国内GDP超过1万亿的地级市”有统一的判定标准,满足确定性,故D正确;
故选:D.
【变式1-2】、(23-24高一·江苏·假期作业)(多选题)现有以下说法,其中正确的是( )
A.接近于0的数的全体构成一个集合
B.正方体的全体构成一个集合
C.未来世界的高科技产品构成一个集合
D.不大于3的所有自然数构成一个集合
【答案】BD
【难度】0.94
【知识点】判断元素能否构成集合
【分析】判断是否满足构成集合的元素的确定性,得到答案.
【详解】“接近于”,“高科技产品”不满足确定性,故A、C不符合集合中元素的确定性,B、D具有确定性.
故选:BD
【变式1-3】、(24-25高一上·北京·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,含有“孤立元”的集合共有( )个.
A.14 B.16 C.18 D.20
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】集合新定义
【分析】根据“孤立元”的含义写出所有可能集合即可.
【详解】由题意,要使集合含有“孤立元”,则集合中的元素不是3个一致连续的整数即可,
故满足条件的集合有:,,,,,,
,,,,,,,,
,.
故选:B.
【必考题型二】元素与集合的关系
【例2】、(23-24高一上·江苏盐城·阶段练习)(多选题)已知集合,若,则的取值为( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】CD
【难度】0.85
【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】根据题意由或,解得,然后检验元素的互异性即可.
【详解】由于,则或,解得或或,
当时,,满足条件;
当时,,满足条件;
当时,,不满足互异性,舍去.
所以的取值为1或3.
故选:CD.
【变式2-1】、(24-25高三上·重庆沙坪坝·开学考试)若,则的值是( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】利用集合元素的互异性求参数
【分析】根据得到或,然后解方程根据元素的互异性进行取舍即可.
【详解】因为,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.
故选:C.
【变式2-2】、(24-25高一上·江苏南通·期末)已知集合,且,则( )
A. B.1 C. D.0
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】根据两个集合相等求参数
【分析】根据题意结合集合相等列式求解即可.
【详解】因为集合,且,
则,解得.
故选:A.
【变式2-3】、若,则,就称是伙伴关系集合,集合的所有非空子集中,具有伙伴关系的集合个数为 .
【答案】15
【难度】0.85
【知识点】集合新定义、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据题意可求得所求集合即由1,,“3和”,“2和”这“四大”元素所组成的集合的非空子集,然后利用公式可求得结果.
【详解】因为,;,;,;,,
这样所求集合即由1,,“3和”,“2和”这“四大”元素所组成的集合的非空子集.
所以满足条件的集合的个数为.
故答案为:15
【必考题型三】集合与集合的关系:子集与真子集
【例3】、(24-25高一上·江苏泰州·期末)若,则的最大值为( )
A.12 B.13 C.16 D.18
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】由题,要使取最大值,则a取,c取,b取,据此可得答案.
【详解】因,要使最大,
则a取,c取,b取,则.
故选:C.
【变式3-1】、(24-25高三上·江苏南京·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】判断两个集合的包含关系
【分析】根据题意,将集合分别化简,即可得到两集合的关系.
【详解】因为集合,
令,则,
令,则,
所以或,
且,所以.
故选:C
【变式3-2】、(24-25高一上·江苏徐州·阶段练习)满足的集合共有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】求集合的子集(真子集)
【分析】列举出满足条件的集合,即可得出结果.
【详解】满足题设条件的集合有:、、、、、
、,共个.
故选:C.
【变式3-3】、(24-25高二下·江苏南京·期末)设集合,,且,则实数的值是( )
A.-2 B.0 C.1 D.2
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】根据集合的包含关系,分情况建立方程,利用集合元素的互异性验根,可得答案.
【详解】由题意知可知;
令,可得,则,不符合题意;
令,分解因式可得,解得或,
当时,,符合题意.
故选:D.
【例4】、(2025·江苏盐城·模拟预测)已知集合,,则满足条件的集合C的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【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】根据给定条件,列举出集合C的可能情况即可.
【详解】依题意,集合可以为:,
所以集合C的个数为4.
故选:D
【变式4-1】、(24-25高一上·云南昆明·阶段练习)设集合,则集合A的子集个数为( )
A.4 B.16 C.8 D.9
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】常用数集或数集关系应用、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据条件,先化简集合A,再利用子集个数的计算公式,即可求解.
【详解】由,
则集合A的子集个数为.
故选:B.
【变式4-2】、(23-24高一上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知集合,则集合A的所有真子集的个数是 ( )
A.6 B.7 C.14 D.15
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据真子集的个数公式即可求解.
【详解】由题意可得,故集合A的所有真子集的个数为.
故选:B.
【变式4-3】、(24-25高一上·江苏盐城·期中)用表示非空集合中的元素的个数,定义,若,,若,则的所有可能取值构成集合,则 .
【答案】5
【难度】0.4
【知识点】集合新定义
【分析】解方程得到,由定义知道的值,再分类讨论得出结果.
【详解】解得或,即,
∵,∴或,
方程可整理为,
①当时,即方程组只有一个解,则,即,
②当时,即方程组只有三个解,
显然时不成立,∴,即方程有两个不同的解,
⑴当方程只有一个实根时,,,
⑵当方程有二个不同实根时,,或,
显然不是的实根,则是方程其中一个实根,则,解得,
综上所述:.
∴.
故答案为:5
【点睛】方法点睛,在讨论含参方程的根的个数时,需要分类讨论.而本题集合是由两个二次方程相乘得到的方程,第一步需拆分,分别讨论根的个数,注意两个方程可能出现相同的实数根.
【必考题型四】集合的运算:交集、并集与补集
【例5】、(25-26高三上·江苏南通·开学考试)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】交集的概念及运算
【分析】结合集合的条件计算可得,,进而根据交集的定义求解即可.
【详解】由,,,,
则,,所以.
故选:C.
【变式5-1】、(2025·云南玉溪·模拟预测)如图所示的Venn图中,A,B是非空集合,定义集合为阴影部分表示的集合.若集合,集合,则集合( )
A.
B.
C.或
D.或
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】集合新定义、交并补混合运算、利用Venn图求集合
【分析】根据给定的韦恩图,结合集合的运算求解.
【详解】集合,集合,则,
由韦恩图得或.
故选:D
【变式5-2】、(24-25高二下·江苏南京·期末)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】描述法表示集合、交集的概念及运算
【分析】判断两个集合的关系,即可求交集.
【详解】,,则是整数中的偶数,
所以集合中的元素都是集合的元素,但集合中的元素有不是集合的元素,
所以集合是集合的真子集,
所以.
故选:C
【变式5-3】、(24-25高一上·江苏镇江·期中)(多选题)若集合,,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【难度】0.85
【知识点】判断两个集合的包含关系、并集的概念及运算、交集的概念及运算
【分析】由集合中元素的特征可判断结论.
【详解】因为,所以,
因为
,所以,
又是奇数,是偶数,
所以,,,,故ABD正确,C不正确;
故选:ABD.
【例6】、(25-26高三上·江苏盐城·开学考试)设全集U=R,已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【难度】0.85
【知识点】根据交集结果求集合或参数、交并补混合运算
【分析】(1)由补集及并集运算即可求解;
(2)由和两类情况讨论,列出不等式求解即可.
【详解】(1)或.
或.
(2)由,
则①当时,由,解得;
②当时,或
解得或.
综上,实数的取值范围为.
【变式6-1】、(24-25高一上·海南儋州·期中)已知全集,,
(1)求,
(2)求
【答案】(1),
(2)
【难度】0.85
【知识点】补集的概念及运算、并集的概念及运算、交集的概念及运算
【分析】(1)求出集合、,再求,;
(2)求出、,再求.
【详解】(1),,
所以 .
因为,所以;
(2)因为,,
所以.
【变式6-2】、(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)设,,
(1),求的值;
(2)若且.求的值.
【答案】(1)5
(2)
【难度】0.85
【知识点】根据集合相等关系进行计算、根据交集结果求集合或参数
【分析】(1)先求出集合,再结合求解即可;
(2)由且可得,进而得到或,分别进行检验即可.
【详解】(1)由,,
则2和3为方程的根,
则,解得.
(2)由,,
由且,则,
所以,解得或,
当时,由(1)知,,,不符合题意;
当时,,,,符合题意.
综上所述,.
【变式6-3】、(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知集合,.
(1)若,求及;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);或.
(2)
【难度】0.85
【知识点】根据交集结果求集合或参数、交并补混合运算
【分析】(1)根据题意,将代入计算,结合集合的运算,即可得到结果;
(2)根据题意,分与讨论,列出不等式,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)当时,,且,
则,
又或,则或.
(2)当时,则,解得,
此时满足;
当时,则,即,
由可得或,
解得或,
综上所述,实数的取值范围是.
【必考题型五】含有一个量词的命题的否定
【例7】、(24-25高一上·江苏苏州·期末)命题“”的否定为( )
A.“” B.“”
C.“” D.“”
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】利用全称量词命题的否定为存在量词命题求解即可.
【详解】因为,是全称量词命题,所以其否定为存在量词命题,即,
故选:D.
【变式7-1】、(24-25高一上·江苏南京·期末)命题“”的否定为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】特称命题的否定及其真假判断
【分析】利用存在量词命题的否定是全称量词命题写出结果即可.
【详解】命题“”为存在量词命题,而存在量词命题的否定为全称量词命题,
所以命题“”的否定为:“”.
故选:D.
【变式7-2】、(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】由全称量词命题的否定是存在量词命题,即可得出答案.
【详解】解:全称量词命题:,的否定是存在量词命题:,
故选:D.
【变式7-3】、(24-25高一上·湖北·阶段练习)命题“”的否定为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】根据命题的否定的定义判断即可.
【详解】全称命题的否定是特称命题,
命题“”的否定为.
故选:B.
【必考题型六】命题真假的判断及根据命题的真假求参数的取值范围
【例8】、(24-25高二上·江苏泰州·阶段练习)关于直线:,有下列四个命题:如果只有一个假命题,则该命题为( )
甲:直线经过点; 乙:直线经过点;
丙:直线经过点; 丁:
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】直线过定点问题、判断命题的真假
【分析】根据题意,分别假设甲、乙、丙为假命题,则其余三个命题为真命题,分析推理,即可得答案.
【详解】由题可知,命题甲、乙、丙中必有一个是假命题.
若甲为假命题,则由乙、丙为真命题可得,此时与丁矛盾,故不成立;
若乙为假命题,则由甲、丙为真命题可得,,此时与丁矛盾,故不成立;
若丙为假命题,则由甲、乙为真命题可得,,此时,丁也成立,满足题意,所以假命题为丙,
故选:C.
【变式8-1】、(22-23高一上·湖南长沙·阶段练习)已知命题,若命题是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】根据全称命题的真假求参数
【分析】由其否定为真命题,通过求解即可;
【详解】因为命题是假命题,
可得:为真命题;
可得:,
解得:,
故选:A
【变式8-2】、(24-25高三下·江苏苏州·开学考试)若命题“”是假命题,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】根据全称命题的真假求参数
【分析】由题意可知命题的否定为真命题,由判别式得到不等式,解得的取值范围》
【详解】命题“”是假命题,
则 是真命题,
∴,
解得:或,
即a的范围是
故选:D.
【变式8-3】、(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)已知命题“,都有”,且是假命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据全称命题的真假求参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】根据是假命题,则是真命题.进而得到,根据集合之间的包含关系构造不等式组,计算即可.
【详解】是假命题,则是真命题.
由于,都有,
则.
可得 .
实数的取值范围是.
故答案为:.
【必考题型七】充分、必要及充要条件的判断
【例9】、(24-25高二下·江苏淮安·阶段练习)已知且,,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
【难度】0.85
【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】利用充分条件、必要条件的定义判断即可得出结论.
【详解】当且,可得,所以是的充分条件;
如,故是的不必要条件;
所以是的充分不必要条件.
故选:A.
【变式9-1】、(2025·江苏泰州·模拟预测)已知a,b为实数,“”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】0.94
【知识点】判断命题的必要不充分条件
【分析】利用充分,必要条件的定义判断即可得结论.
【详解】由,可得且,
则由“”可得“”,
但是不能由“”得到“”,因为b可能为0,
则“”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式9-2】、(23-24高一上·北京·期中)设,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
【难度】0.85
【知识点】公式法解绝对值不等式、充分条件、必要条件
【分析】解绝对值不等式,结合充分、必要性定义判断条件间的关系即可.
【详解】由,可得,故“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
【变式9-3】、24.(25-26高一上·江苏·开学考试)对于,用表示不大于的最大整数,例如:,,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
【难度】0.85
【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】根据已知定义依次判断充分性和必要性即可.
【详解】由得:,又,,充分性成立;
当时,若,,则,必要性不成立;
“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
【必考题型八】根据充分、必要及充要条件求参数的取值范围
【例10】、(24-25高一上·江苏徐州·期中)设全集为实数集,集合,.
(1)当时,求,;
(2)若命题:,命题:,且是的充分且不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1),或
(2)
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交并补混合运算
【分析】(1)求得集合,进而可求得,;
(2)根据给定条件可得,且,求解即可.
【详解】(1)由,得,
解得,
所以,
当时,,
所以,
因为或,
所以或,
(2)由(1)知,,
因为是的充分不必要条件,
所以,且,
解得.
【变式10-1】、(22-23高一上·江苏宿迁·阶段练习)若“”是“”的充分不必要条件,则实数的取值范围为
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据充分不必要条件求参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】由题意可得对应的集合是对应的集合的真子集,进而可得出答案.
【详解】由,得,
因为“”是“”的充分不必要条件,
所以集合是集合的真子集,
所以(不同时取等号),解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
【变式10-2】、(23-24高一上·北京·阶段练习)已知表示不大于的最大整数,,,若是的充分不必要条件,则的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据充分不必要条件求参数
【分析】先求出集合,再由充分不必要的定义以及集合之间的包含关系即可求解.
【详解】对于集合,不失一般性我们不妨设,
此时由的定义可知,有,
所以,
若是的充分不必要条件,则 ,
所以的取值范围是.
故答案为:.
【变式10-3】、(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)设集合,集合.
(1)若且,求实数的取值范围;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】根据充分不必要条件求参数、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)根据元素是否属于集合来确定不等式的取值范围;
(2)充分不必要条件意味着集合是集合的真子集.
【详解】(1)因为,将代入,得到,解得.
又因为,将代入,得到,解得.
综合可得.
(2)因为是的充分不必要条件,所以为的真子集。.
对于集合,方程的两个根为和.
当时,.
因为为的真子集,所以.
当时,.
此时不可能是的真子集.
当时,,也不可能是的真子集.
故满足题意时,.
【易错题型一】在解含参数集合问题时忽略空集
易错分析:由于空集是一个特殊的集合,它是任何集合的子集,因此对于集合就有可能忽视了,导致解题结果错误.尤其是在解含参数的集合问题时,更应注意到当参数在某个范围内取值时,所给的集合可能是空集的情况.考生由于思维定式的原因,往往会在解题中遗忘了这个集合,导致答案错误或答案不全面.
【例1】、(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知全集,集合,.
(1)求集合;
(2)若,求实数的取值范围;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【难度】0.65
【知识点】补集的概念及运算、根据集合的包含关系求参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】(1)根据补集的运算法则即可求解;
(2)根据集合的包含关系,解不等式组即可求解;
(3)由可得,分和两种情况讨论实数的取值范围,最后综合讨论结果即可求解.
【详解】(1)∵全集,集合,
∴或.
(2)∵,,,
∴,解得,即实数的取值范围为.
(3)∵,∴.
当,即时,,符合题意;
当时,,解得.
综上,,即实数的取值范围为.
【变式1-1】、(24-25高一上·贵州·阶段练习)已知全集为实数集,集合.
(1)若,求图中阴影部分表示的集合C;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【难度】0.65
【知识点】补集的概念及运算、根据集合的包含关系求参数、交集的概念及运算、利用Venn图求集合
【分析】(1)根据维恩图可知阴影部分为集合,根据补集、交集运算求解;
(2)转化为,分类讨论,列出不等式,求解即可.
【详解】(1)图中阴影部分表示集合为,
当时,,又或,
所以;
(2)因为,所以,
当时,,解得.
当时,若,则有,
解得,
综上所述,实数的取值范围是或
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专题01 集合与常用的逻辑用语(8知识&8题型&1易错)
【清单一】集合
知识点1、元素与集合
(1)集合中元素的三个特性: 、 、 .
(2)元素与集合的关系: 或 ,数学符号分别记为: 和 .
(3)集合的表示方法: 、 、 .
(4)常见数集和数学符号
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
特别提醒:
①确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的;也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.给定集合,可知,在该集合中,,不在该集合中;
②互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的;也就是说,集合中的元素是不重复出现的.
集合应满足.
③无序性:组成集合的元素间没有顺序之分。集合和是同一个集合.
④列举法:把集合的元素 出来,并用花括号“ ”括起来表示集合的方法叫做列举法.
⑤描述法:用集合所含元素的 表示集合的方法称为描述法.
具体方法是:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.
知识点2、集合间的基本关系
(1)子集(subset):一般地,对于两个集合、,如果集合中 都是集合中的元素,我们就说这两个集合有 关系,称 ,记作(或),读作“包含于”(或“包含”).
(2)真子集(proper subset):如果集合,但 ,且,我们称集合是集合的 ,记作(或).读作“真包含于 ”或“真包含 ”.
(3)相等:如果集合是集合的子集( ,且集合是集合的子集( ),此时,集合与集合中的元素是一样的,因此,集合与集合相等,记作 .
(4)空集的性质: 我们把不含任何元素的集合叫做 ,记作 ;是任何集合的 ,是任何非空集合的 .
知识点3、集合的基本运算
集合的并集
集合的交集
集合的补集
符号表示
A∪B
A∩B
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
图形表示
集合表示
知识点4、集合的运算性质
(1),,.
(2),,.
(3),,.
【解题方法总结】
(1)若有限集中有个元素,则的子集有 个,真子集有 个,非空子集有 个,非空真子集有 个.
(2)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
(3).
(4),.
【清单二】常用的逻辑用语
知识点5、充分条件与必要条件
(1)一般地,“若p,则q”为真命题,是指由p通过推理可以得出q,这时,我们就说,由p可以推出q,记作p⇒q,并且说,p是q的 ,q是p的 .
(2)几点说明
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是q的必要不充分条件
p是q的充要条件
p是q的既不充分也不必要条件
知识点6、充要条件
(1)如果“若p,则q”和它的逆命题“若q,则p”均是真命题,即既有p⇒q,又有q⇒p,就记作p⇔q,此时,p既是q的充分条件,也是q的必要条件,我们就说p是q的充分必要条件,简称为充要条件.
(2)如果p是q的充要条件,那么q也是p的充要条件.概括地说,如果p⇔q,那么p与q互为充要条件.
知识点7、全称量词和存在量词
(1)全称量词与全称量词命题.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“对中的任意一个,有成立”可用符号简记为“ ”,读作“对任意属于,有成立”.
(2)存在量词与存在量词命题.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“存在中的一个,使成立”可用符号简记为“ ”,读作“存在中元素,使成立”.
知识点8、含有一个量词的命题的否定
(1)全称量词命题p:∀x∈M,p(x),它的否定﹁p: ;
(2)存在量词命题p:∃x∈M,p(x),它的否定﹁p: .
注意:全称、存在量词命题的否定是高考常见考点之一.
【必考题型一】集合的三要素
【例1】、(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)下列对象能构成集合的是( )
A.不等式的解集 B.著名的数学家 C.非常接近的数 D.面积非常小的三角形
【变式1-1】、(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)下列说法中,能构成集合的是( )
A.无限接近0的实数
B.中国最美乡村
C.高一(2)班成绩优秀的学生
D.2022年度国内GDP超过1万亿的地级市
【变式1-2】、(23-24高一·江苏·假期作业)(多选题)现有以下说法,其中正确的是( )
A.接近于0的数的全体构成一个集合
B.正方体的全体构成一个集合
C.未来世界的高科技产品构成一个集合
D.不大于3的所有自然数构成一个集合
【变式1-3】、(24-25高一上·北京·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,含有“孤立元”的集合共有( )个.
A.14 B.16 C.18 D.20
【必考题型二】元素与集合的关系
【例2】、(23-24高一上·江苏盐城·阶段练习)(多选题)已知集合,若,则的取值为( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【变式2-1】、(24-25高三上·重庆沙坪坝·开学考试)若,则的值是( )
A.0 B.1 C. D.
【变式2-2】、(24-25高一上·江苏南通·期末)已知集合,且,则( )
A. B.1 C. D.0
【变式2-3】、若,则,就称是伙伴关系集合,集合的所有非空子集中,具有伙伴关系的集合个数为 .
【必考题型三】集合与集合的关系:子集与真子集
【例3】、(24-25高一上·江苏泰州·期末)若,则的最大值为( )
A.12 B.13 C.16 D.18
【变式3-1】、(24-25高三上·江苏南京·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-2】、(24-25高一上·江苏徐州·阶段练习)满足的集合共有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【变式3-3】、(24-25高二下·江苏南京·期末)设集合,,且,则实数的值是( )
A.-2 B.0 C.1 D.2
【例4】、(2025·江苏盐城·模拟预测)已知集合,,则满足条件的集合C的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式4-1】、(24-25高一上·云南昆明·阶段练习)设集合,则集合A的子集个数为( )
A.4 B.16 C.8 D.9
【变式4-2】、(23-24高一上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知集合,则集合A的所有真子集的个数是 ( )
A.6 B.7 C.14 D.15
【变式4-3】、(24-25高一上·江苏盐城·期中)用表示非空集合中的元素的个数,定义,若,,若,则的所有可能取值构成集合,则 .
【必考题型四】集合的运算:交集、并集与补集
【例5】、(25-26高三上·江苏南通·开学考试)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【变式5-1】、(2025·云南玉溪·模拟预测)如图所示的Venn图中,A,B是非空集合,定义集合为阴影部分表示的集合.若集合,集合,则集合( )
A.
B.
C.或
D.或
【变式5-2】、(24-25高二下·江苏南京·期末)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式5-3】、(24-25高一上·江苏镇江·期中)(多选题)若集合,,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【例6】、(25-26高三上·江苏盐城·开学考试)设全集U=R,已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【变式6-1】、(24-25高一上·海南儋州·期中)已知全集,,
(1)求,
(2)求
【变式6-2】、(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)设,,
(1),求的值;
(2)若且.求的值.
【变式6-3】、(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知集合,.
(1)若,求及;
(2)若,求实数的取值范围.
【必考题型五】含有一个量词的命题的否定
【例7】、(24-25高一上·江苏苏州·期末)命题“”的否定为( )
A.“” B.“”
C.“” D.“”
【变式7-1】、(24-25高一上·江苏南京·期末)命题“”的否定为( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】、(24-25高一上·江苏盐城·阶段练习)命题“,”的否定是( )
A., B.,
C., D.,
【变式7-3】、(24-25高一上·湖北·阶段练习)命题“”的否定为( )
A. B.
C. D.
【必考题型六】命题真假的判断及根据命题的真假求参数的取值范围
【例8】、(24-25高二上·江苏泰州·阶段练习)关于直线:,有下列四个命题:如果只有一个假命题,则该命题为( )
甲:直线经过点; 乙:直线经过点;
丙:直线经过点; 丁:
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【变式8-1】、(22-23高一上·湖南长沙·阶段练习)已知命题,若命题是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【变式8-2】、(24-25高三下·江苏苏州·开学考试)若命题“”是假命题,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式8-3】、(23-24高一上·江苏无锡·阶段练习)已知命题“,都有”,且是假命题,则实数的取值范围是 .
【必考题型七】充分、必要及充要条件的判断
【例9】、(24-25高二下·江苏淮安·阶段练习)已知且,,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·江苏泰州·模拟预测)已知a,b为实数,“”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9-2】、(23-24高一上·北京·期中)设,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】、24.(25-26高一上·江苏·开学考试)对于,用表示不大于的最大整数,例如:,,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
【必考题型八】根据充分、必要及充要条件求参数的取值范围
【例10】、(24-25高一上·江苏徐州·期中)设全集为实数集,集合,.
(1)当时,求,;
(2)若命题:,命题:,且是的充分且不必要条件,求实数的取值范围.
【变式10-1】、(22-23高一上·江苏宿迁·阶段练习)若“”是“”的充分不必要条件,则实数的取值范围为
【变式10-2】、(23-24高一上·北京·阶段练习)已知表示不大于的最大整数,,,若是的充分不必要条件,则的取值范围是 .
【变式10-3】、(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)设集合,集合.
(1)若且,求实数的取值范围;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【易错题型一】在解含参数集合问题时忽略空集
易错分析:由于空集是一个特殊的集合,它是任何集合的子集,因此对于集合就有可能忽视了,导致解题结果错误.尤其是在解含参数的集合问题时,更应注意到当参数在某个范围内取值时,所给的集合可能是空集的情况.考生由于思维定式的原因,往往会在解题中遗忘了这个集合,导致答案错误或答案不全面.
【例1】、(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知全集,集合,.
(1)求集合;
(2)若,求实数的取值范围;
(3)若,求实数的取值范围.
【变式1-1】、(24-25高一上·贵州·阶段练习)已知全集为实数集,集合.
(1)若,求图中阴影部分表示的集合C;
(2)若,求实数的取值范围.
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