内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第1章
集合
1.3 交集、并集
预习教材新知,落实必备知识
高效导学第一步
所有属于集合A且属于集合B
A∩B
{x|x∈A,且x∈B}
B∩A
⊆
⊆
A
∅
所有属于集合A或者属于集合B
A∪B
{x|x∈A,或x∈B}
B∪A
⊆
⊆
A
A
[a,b]
(a,b)
(-∞,+∞)
课堂互动探究,培优关键能力
高效导学第二步
课下培优巩固练(五)
[课程标准] 1.理解两个集合的并集与交集的含义,能求两个集合的并集与交集. 2.能使用Venn图表示集合的基本关系与基本运算,体会图形对理解抽象概念的作用.
一、交集
1.交集的概念
(1)文字语言:一般地,由_________________________的元素构成的集合,称为A与B的交集,记作__________ (读作“A交B”).
(2)符号语言:A∩B=____________________.
(3)Venn图
2.交集的性质
①A∩B=__________;②A∩B___A;③A∩B___B;④A∩A=___;⑤A∩∅=___;⑥A∩∁UA=∅;⑦A∩U=A(其中U为全集).
二、并集
1.并集的概念
(1)文字语言:一般地,由_____________________________的元素构成的集合,称为A与B的并集,记作__________ (读作“A并B”).
(2)符号语言:A∪B=____________________.
(3)Venn图
2.并集的性质
①A∪B=________;②A___A∪B;③B___A∪B;④A∪A=___;⑤A∪∅=___;⑥A∪∁UA=U;⑦A∪U=U(其中U为全集).
微点拔:“或”的数学含义:并集中的“或”与生活中的“或”字含义不同,生活中的“或”只取其一,并不兼存;而并集中的“或”连接的并列成分之间不一定互相排斥.“x∈A,或x∈B”包括三种情况,如图所示.
三、区间及有关概念
1.一般区间的表示
设a,b∈R,且a<b,规定
定义
名称
符号
数轴表示
{x|a≤x≤b}
闭区间
____________
{x|a<x<b}
开区间
____________
{x|a≤x<b}
左闭右开区间
[a,b)
{x|a<x≤b}
左开右闭区间
(a,b]
2.特殊区间的表示
定义
R
{x|x≥a}
{x|x>a}
{x|x≤a}
{x|x<a}
符号
___________________
[a,+∞)
(a,+∞)
(-∞,a]
(-∞,a)
微点拔:(1)区间是数集的另一种表示方法,但不是任何数集都能用区间表示,如集合{0}就不能用区间表示.
(2)区间的左端点必须小于右端点.
(3)“∞”读作“无穷大”,是一个符号,不是数.以“-∞”或“+∞”作为区间一端时,这一端必须是小括号.
【基点小试】
1.已知集合A={0,1,2,3,4,5,6},B={2,4,6,8},则A∩B=( )
A.{2,4,6,8}
B.{2,4,6}
C.{0,1,2,3,4,5,6,8}
D.{2,4}
解析:由交集定义可得A∩B={2,4,6}.
答案:B
2.(苏教版必修一P15习题T3)已知A=(0,1],B=[-1,0],则A∪B=( )
A.(-1,1) B.[-1,1)
C.(-1,1] D.[-1,1]
答案:D
解析:∵A=(0,1],B=[-1,0],∴A∪B=[-1,1].
3.(2021·北京高考)已知集合A={x|-1<x<1},B={x|0≤x≤2},则A∪B=( )
A.{x|-1<x<2}
B.{x|-1<x≤2}
C.{x|0≤x<1}
D.{x|0≤x≤2}
解析:由题意可得A∪B={x|-1<x≤2}.
答案: B
4.用区间表示下列集合:
(1){x|10≤x≤100}用区间表示为________;
(2){x|x>1}用区间表示为________;
(3)若集合A=[2a-1,a+2],则实数a的取值范围用区间表示为__________.
解析:结合区间的定义可知(1)为[10,100],(2)为(1,+∞).(3)由区间的定义知,区间(a,b)(或[a,b])成立的条件是a<b.∵A=[2a-1,a+2],∴2a-1<a+2,∴a<3,
∴实数a的取值范围是(-∞,3).
答案:(1)[10,100] (2)(1,+∞) (3)(-∞,3)
题型一 集合的交集运算
例1 (1)(2025·八省联考)已知集合A={-1,0,1},B={0,1,4},则A∩B=( )
A.{0} B.{1}
C.{0,1} D.{-1,0,1,4}
解析:A∩B={0,1}.
答案: C
答案: B
解析:A={x|x为不大于6的正奇数}={1,3,5},B={x|-1<x<4},故A∩B={1,3}.
(2)(2025·宿迁高一期末)已知集合A={x|x为不大于6的正奇数},B={x|-1<x<4},则A∩B=( )
A.{1} B.{1,3}
C.{3,5} D.{1,3,5}
(3)设集合A={x|x2-4≤0},B={x|2x+a≤0},且A∩B={x|-2≤x≤1},则a=( )
A.-4
B.-2
C.2
D.4
答案: B
解析:由已知得A={x|-2≤x≤2},B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≤-\f(a,2))))) .
因为A∩B={x|-2≤x≤1},所以有- eq \f(a,2) =1,解得a=-2.
[总结] 解决集合交集运算问题的方法
(1)对于元素个数有限的集合,可逐个挑出两个集合的相同元素,但要注意集合中元素的互异性.
(2)对于元素个数无限的集合,可借助数轴求交集,两集合的交集对应的是表示两集合的相应图形所覆盖的公共区域.
【练一练】
1.已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T=( )
A.∅
B.S
C.T
D.Z
答案: C
解析:当n=2k,k∈Z时,S={s|s=4k+1,k∈Z}=T;当n=2k+1,k∈Z时,S={s|s=4k+3,k∈Z},得TS,故S∩T=T.
2.已知集合A={(x,y)|x+y=0},B={(1,1),(1,-1),(2,2)},则A∩B=( )
A.{(1,1)}
B.{(1,-1)}
C.{(-1,1)}
D.{1,-1}
答案: B
解析:因集合A={(x,y)|x+y=0},B={(1,1),(1,-1),(2,2)},所以A∩B={(1,-1)}.
题型二 集合的并集运算
例2.(1)设集合A={1,2,3},B={ eq \b\lc\ \rc\|(\a\vs4\al\co1(x)) -1<x<2,x∈Z},则A∪B=( )
A.{1}
B.{1,2}
C.{0,1,2,3}
D.{-1,0,1,2,3}
答案:C
解析:因为B={ eq \b\lc\ \rc\|(\a\vs4\al\co1(x)) -1<x<2,x∈Z}={0,1},A={1,2,3},所以A∪B={0,1,2,3}.
(2)已知集合A={ eq \b\lc\ \rc\|(\a\vs4\al\co1(x)) 2≤x<4},B={ eq \b\lc\ \rc\|(\a\vs4\al\co1(x)) 3x-7≥8-2x},则A∪B=( )
A.{x|2≤x≤3}
B.{x|x≥2}
C.{x|3≤x<4}
D.{x|x>4}
答案:B
解析:由3x-7≥8-2x,解得x≥3,故B={ eq \b\lc\ \rc\|(\a\vs4\al\co1(x)) x≥3},画出数轴,如图所示.数形结合可得A∪B=[2,+∞).
(3)设集合A={x|0<x<4,x∈N},B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)≤x≤5)))) ,则A∪B=( )
A. eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)≤x≤5))))
B. eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)≤x<4))))
C. eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(1,2,3))
D. eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(0<x≤5))))
答案:A
解析:由题意,A={x|0<x<4,x∈N}={1,2,3},由并集的定义,得A∪B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)≤x≤5)))) .
(4)集合A={0,-1,a2},B={-2,a4}.若A∪B={-2,-1,0,4,16},则a=( )
A.±1
B.±2
C.±3
D.±4
答案:B
解析:由A∪B={-2,-1,0,4,16}知, eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2=4,,a4=16,)) 解得a=±2.
[总结] 解决集合并集运算问题常见的方法
方法
适用情况
注意点
定义法
若集合是用列举法表示的,可以直接利用并集的定义求解
要注意满足集合中元素的互异性
数形
结合法
若集合是用描述法表示的实数集,则可以借助数轴数形结合求解
要注意集合的端点是否取到
【练一练】
3.设集合M={x eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x2+2x=0,x∈R)) },N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N=( )
A.{1}
B.{0,2}
C.{-2,0}
D.{-2,0,2}
答案:D
解析:M={x eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x2+2x=0,x∈R)) }={x|x eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+2)) =0}={-2,0},
N={x|x2=2x=0,x∈R}={x|x(x-2)=0,x∈R}={0,2},所以M∪N={-2,0,2}.
4.设集合A={x eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(1<x<3)) },B={x|2≤x≤a},若A∪B={x|1<x≤4},则a=( )
A.1
B.2
C.3
D.4
答案:D
解析:因为集合A={x eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(1<x<3)) },B={x eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2≤x≤a)) },且A∪B={x eq \b\lc\|(\a\vs4\al\co1(1<x≤4)) },
所以a=4.
题型三 集合交、并运算的性质及其应用
例3.已知集合A={x|-3<x≤4},集合B={x|k+1≤x≤2k-1},且A∪B=A,试求k的取值范围.
[思路点拨] eq \x(A∪B=A)
eq \o(――→,\s\up17(等价转化))
eq \x(B⊆A)
eq \o(――→,\s\up17(分B=∅),\s\do15(和B≠∅))
eq \x(\a\al(分别建立k,的不等关系)) ―→ eq \x(\a\al(分别求得,k的范围))
eq \o(――→,\s\up17(求并集))
eq \x(得k的取值范围)
解:∵A∪B=A,
∴B⊆A,
①当B=∅时,k+1>2k-1,
∴k<2.
②当B≠∅,则根据题意在数轴上表示出集合A,B,如图所示:
根据数轴可得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k+1≤2k-1,,-3<k+1,,2k-1≤4,)) 解得2≤k≤ eq \f(5,2) .
综合①②可得k的取值范围为 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(k\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(k≤\f(5,2))))) .
【母题探究】 (1)把本例条件“A∪B=A”改为“A∩B=A”,试求k的取值范围.
解:由A∩B=A可知A⊆B.
所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-3≥k+1,,2k-1≥4,)) 即 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k≤-4,,k≥\f(5,2),)) 所以k∈∅.
所以k的取值范围为∅.
(2)把本例条件“A∪B=A”改为“A∪B={x|-3<x≤5}”,求k的值.
解:由题意可知 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-3<k+1≤4,,2k-1=5,)) 解得k=3.
所以k的值为3.
[总结] 利用集合交集、并集的性质解题的方法及关注点
(1)方法:利用集合的交集、并集性质解题时,常常遇到A∪B=B,A∩B=A等条件,解答时可借助交集、并集的定义及已知集合间的关系转化为集合间的关系求解.
(2)关注点:当集合A⊆B时,若集合A不确定,运算时要考虑A=∅的情况,否则易漏解.
【练一练】
5.(苏教版必修一P21T9)若非空且互不相等的集合M,N,P满足:M∩N=M,N∪P=P,则M∪P=( )
A.M B.N C.P D.∅
解析:∵M∩N=M,∴M⊆N,∵N∪P=P,
∴N⊆P,∴M⊆P,∴M∪P=P.
答案:C
6.已知集合A={-1,2},B={x|mx-1=0,m∈R},若A∩B=B,则所有符合条件的实数m组成的集合是( )
A. eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),0,1))
B.{-1,0,2}
C.{-1,2}
D. eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-1,0,\f(1,2)))
答案: D
解析:A∩B=B等价于B⊆A.
当m=0时,B=∅,此时B⊆A,符合题意;
当m≠0时,B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,m))) ,因为B⊆A,故 eq \f(1,m) =-1或 eq \f(1,m) =2,即m=-1或m= eq \f(1,2) .
综上可知,实数m组成的集合是 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-1,0,\f(1,2))) .
$