内容正文:
专题01 集合与常用逻辑用语
基础知识(思维导图)
核心考点(思维导图)
基础题型
题型一 集合的概念、数集
方法点拨:
1.元素的三要素 ①确定性:元素归属明确 ②互异性:解题后需验算元素是否重复 ③无序性:集合相等只需元素相同,与顺序无关
2.数集符号:
名称
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
记法
N
N*或N+
Z
Q
R
3.关注集合中的代表元
例题解析:
例1.下列各组对象不能构成集合的是( )
A.所有的正方形 B.方程的整数解
C.我国较长的河流 D.出席十九届四中全会的全体中央委员
【详解】对于A,所有的正方形,对象是明确的,元素具有确定性,可以构成集合,A不符合题意;
对于B,方程一旦给定,它的解的情况是确定的,若方程有整数解,
具有确定性,能构成集合;若方程无整数解,将为空集,B不符合题意;
对于C,我国较长的河流,对象不明确,元素不确定,故不能构成集合,C符合题意;
对于D,出席十九届四中全会的全体中央委员是确定的,对象明确,元素具有确定性,
能构成集合,D不符合题意;
故选:C
例2.下列命题中正确的是( )
A.与表示同一个集合
B.集合和表示同一个集合
C.由组成的集合可表示为
D.接近于的所有实数可以构成集合
【详解】选项A. 是不含有任何元素的集合,中的元素为,故这两个集合不表示同一个集合,故选项A错误;
选项B. 集合中的元素是两个数,中的元素是一个点,故这两个集合不表示同一个集合,故选项B错误;
选项C.的解或,则此方程的解组成的集合可表示为,故选项C正确;
选项D. 接近于的所有实数,不具有确定性,故不可以构成集合.
故选:C.
例3.下列关系说法错误的有( )
① ② ③⫋ ④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【详解】①:因为是集合中的元素,所以,表示的符号不正确,故①错误;②:因为是任何集合的子集,所以,表示的符号不正确,故②错误;
③:因为中含有元素,而且还有其它元素,所以⫋,故③正确;
④:因为是无理数,而是有理数集,所以,故④错误.
故选:C
例4.已知集合,集合,则( )
A.0 B. C. D.
【详解】由题意,集合,,∴.故选:B.
例5.(多选)下面表示同一个集合的是( )
A.
B.
C.
D.
【详解】选项A:,解得,集合,
,解得,集合,
,即集合表示同一个集合,故A正确;
选项B:集合中的元素是有序数对,顺序不同表示元素不同,
集合表示不同集合,故B错误;
选项C:集合中元素完全相同,集合表示同一个集合,故C正确;选项D:表示奇数集,也表示奇数集,
集合表示同一个集合,故D正确.
故选:ACD.
变式突破:
1.下列各组对象不能构成集合的是( )
A.中国古代四大发明 B.小于5的正整数
C.关于方程的实数解 D.中国著名的数学家
【详解】对于A,中国古代四大发明可以明确可知,故可以构成集合;
对于B,小于5的正整数明确可知,可以构成集合;
对于C,关于方程的实数解有明确的解,可以构成集合;
对于D,中国著名的数学家,对著名没有明确的标准,不可以构成集合.
故选:D.
2.下列集合符号运用不正确的是( ).
A. B.
C. D.
【详解】A选项,集合中的元素和都是自然数,所以集合是自然数集的子集,即,A选项集合符号运用正确;
B选项,对于方程,在实数范围内,,则,方程无解,所以集合是空集,空集是集合的子集, B选项集合符号运用正确;
C选项, 是一个无限不循环小数,是无理数,不是整数,所以不属于整数集,即,C选项集合符号运用不正确;
D选项,分数属于有理数,所以属于有理数集,即,D选项集合符号运用正确.
故选:C.
3.设集合,,则( )
A. B. C. D.
【详解】由解得,则,∵,则,∴,则,.故选:B.
4.若,则 .
【详解】由题意可得,,
由可知,故,故,
则,解得或;
由元素的互异性可知,故;
此时,符合题意,
故.
故答案为:.
题型二 元素与集合的关系、集合间的关系
方法点拨:
1.牢记元素与集合是“属于”(符号“∈”)关系,集合与集合间是“包含”(符号“⊆”)关系
2.若元素满足方程(如,例3),需分类讨论所有可能解并验证互异性
3.;
例题解析:
例1.下列各式中:①;②;③;④;⑤;⑥,正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【详解】①:子集的定义是:若集合的所有元素都属于集合,则,
中的元素属于,因此是的子集,①正确;②:
集合具有“无序性”,和是同一个集合;而任何集合都是自身的子集,故②正确;③:空集的性质:空集是任何集合的子集,因此是的子集,③正确;④:空集是“不含任何元素的集合”,而是包含元素的集合,二者元素不同,因此,④错误;⑤:是“包含两个数、的集合”,而是“包含一个有序数对的集合”,元素类型不同,因此,⑤错误;
⑥:是“元素”,是“包含元素的集合”,元素和集合不能相等,因此⑥错误.
故选C.
例2.已知集合,若且,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【详解】因为,又且,则,
故选:D
例3.已知集合,若,则( )
A. B. C.或 D.1或
【详解】若,则①,解得,此时,不满足集合互异性,舍去;②,解得或(舍去),当时,,满足题意,
则.故选:B.
例4.已知集合,若,则( )
A.1 B. C.2 D.
【详解】若,则,故或.
当时,,此时,集合A不满足元素的互异性,舍去;
当时,或,
时,,集合A不满足元素的互异性,舍去;
时,,满足条件.
综上所述:.故选:C.
例5.若,.当时,( )
A. B.0 C.1 D.2
【详解】因为,且,,所以,所以;
所以,,又,所以或.
由且得方程无解;由且得.
所以.故选:A
例6.已知集合,集合.
(1)若且,求实数的取值范围;
(2)设,若的充分不必要条件是,求实数的取值范围.
【详解】(1)由集合,
因为,可得,解得,
若,可得,解得,则当,可得或,
又因为且,可得,所以实数的取值范围为.
(2)解:因为成立的充分不必要条件是成立,
又因为,所以是的真子集,
因为,
所以或,
①当,即时,此时,则,满足题意;
②当时,则满足或,
解得或
综上,实数的取值范围为.
变式突破:
1.①,②,③,④,其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【详解】正确;正确;不正确,左边是数集,右边是点集;
不正确,左边是点集,右边是点集,但点不相同.
故正确的有①②,共2个.故选:B.
2.设集合A={x|x=2k+1,kZ},若a=5,则有( )
A.aA B.-aA
C.{a}A D.{a}A
【详解】解:对选项A:当k=2时,x=5,所以aA,故选项A正确;
对选项B:当k=-3时,x=-5,所以-aA,故选项B不正确;
对选项C、D:因为集合{a}与集合A之间的符号使用有误,所以选项C、D不正确;
故选:A.
3.已知,则的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.
【详解】因为,则或或,
解得或.故选:B.
4.已知,则 .
【详解】已知,则当时,,满足的条件;
当时,解得:,此时集合不满足集合的互异性,故舍去.
故答案为:
5.已知集合,,,则实数a取值的集合为( )
A. B. C. D.
【详解】或,解得或2,
由集合互异性知,故,故选:C.
6.已知集合,,若,则实数的取值所组成的集合是( )
A. B. C. D.
【详解】因为,所以,
当时,,符合题意;
当时,则,
因为,所以或,解得或,
综上所述,实数的取值所组成的集合是.
故选:D.
7.已知,,若,求实数的值.
【详解】∵,
由集合元素互异性,可知.
由.
①或,
当时,集合不满足互异性,故舍去,
当时,集合符合条件;
②
当时,集合符合条件.
综上,实数的值为1或.
8.设集合.
(1)当时,求的取值范围;
(2)设,若是的必要不充分条件,求的取值范围.
【详解】(1),
解得:,故的取值范围为.
(2)是的必要不充分条件,;
当时,,
解得:,此时满足;
当时,,解得:,
与不同时成立,
当时,满足;
所述:的取值范围为.
题型三 集合中的元素个数、子集个数问题
方法点拨:
1.Venn图活用:用于直观表示交、并、补集关系,尤其适合含参问题或容斥原理。
2.容斥原理:公式:()(拓展到三集合)
3.有n个元素的集合的子集个数为个,真子集个数为个,非空真子集个数为个.
例题解析:
例1.已知集合,,则的子集个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【详解】集合,,
所以集合的子集个数为.
故选:C
例2.已知集合,若,符合条件的实数的值组成集合,则集合的真子集个数是( )
A.3 B.4 C.8 D.7
【详解】.当时,;当时,;
当时,;,所以集合的真子集个数是:
故选:D
例3.某班共38人,其中23人喜爱篮球运动,12人喜爱乒乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为( )
A.10 B.12 C.17 D.18
【详解】总人数:38,喜爱篮球:23,喜爱乒乓球:12,两项都不喜爱:8,
至少喜爱一项=38-8=30,至少喜爱一项=喜爱篮球+喜爱乒乓球-两项都喜爱,
两项都喜爱=23+12-30=5,只喜爱篮球不喜爱乒乓球=喜爱篮球-两项都喜爱=23-5=18.
故选:D
例4.某班学生积极参加学校组织的体育特色课堂,课堂分为球类项目、径赛项目、其他健身项目.该班有25名同学选择球类项目,20名同学选择径赛项目,18名同学选择其他健身项目;其中有6名同学同时选择和,4名同学同时选择和,3名同学同时选择和.若全班同学每人至少选择一类项目且有2名同学同时选择三类项目,则这个班同学人数是( )
A.52 B.51 C.50 D.49
【详解】因为有2名同学同时选择三类项目,所以只选择和两个项目的同学有4人,
只选择和两个项目的同学有2人,只选择和两个项目的同学有1人,
只选择一个项目的同学有17人,只选择一个项目的同学有13人,只选择一个项目的同学有13人,如图,
所以班级人数为:.
故选:A
例5.已知集合,集合.
(1)若集合中有且仅有3个整数,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【详解】(1)当时,,此时中有三个整数,则;
当时,,此时中有1,2,3三个整数,则.
综上所述,或.
(2)表示偶数集,
当时,集合中包含2,则;
当时,集合中包含0,则.
当时,集合中不包含偶数,
所以或.
例6.已知集合.
(1)若,求的值;
(2)若集合至多有两个子集,求的取值范围.
【详解】(1)由于,所以是的实数根,
故,故;
(2)由已知可得中最多有一个元素,故中可能无任何元素,或者只有一个元素,
当时只有一个元素,
当时,方程为一元二次方程,,即时,为空集;
,即时,方程有两个相等的根,中有一个元素,
中最多有一个元素,或.
变式突破:
1.下列三个关系式:①;②;③;④集合,这样的集合有2个.其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【详解】①由为无理数,而无理数也是实数,则,对,
②由的分子、分母均为自然数,即为有理数,则,错,
③由是一个整数,则,对,
④由,则或,共2个,对.
故选:D
2.已知集合的所有子集只有两个,则实数的值为 .
【详解】设集合元素个数为,
由题意可得,所以该集合的元素只有一个,
当时,方程,符合题意;
当时,
要想该集合的元素只有一个,只需一元二次方程的判别式,
即,显然,符合题意,
综上所述实数的值为0或4,
故答案为:0或4
3.已知集合,则的元素个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【详解】作函数图象如下
由图可知,函数与函数存在两个交点,
∴的元素个数是2.
故选:C.
4.高一(1)班共有50名同学,暑假期间,有18人观看电影《南京照相馆》,有15人观看电影《浪浪山小妖怪》,这两部电影均不观看有25人.则这两部电影都观看的有( )
A.6人 B.7人 C.8人 D.9人
【详解】
设这两部电影都观看的有人,
由图形可知,解得.
故选:C
5.为培养学生科学素养,某校开设了编程和创客两个社团,要求每位高一学生至少参加其中一个社团.若高一某班有25名学生参加编程社团,有35名学生参加创客社团,两个社团都参加的有15名学生,则该班学生总数为( )
A.40 B.45 C.50 D.55
【详解】25-15=10(人),因此仅参加编程社团的有10人,同理可得仅参加创客社团的有20人,因此仅参加一个社团的学生数为10+20=30(人).
又因为每个学生至少参加了一个社团,因此只需将仅参加一个社团的学生数加上参加两个社团的学生数,即为该班学生总数.
因此该班学生总数为30+15=45(人).
故选:B.
5.已知集合,.
(1)若,求;
(2)若中有且仅有3个整数元素,求的取值范围.
【详解】(1)根据题意若,可知,且;
即,
解得;
(2)易知集合中有且仅有3个整数元素,
中有且仅有3个整数元素,则满足,
因此,解得,
所以的取值范围为.
6.已知集合.
(1)若,求集合;
(2)若中至多有一个元素,求实数的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,所以,
由,解得或,
所以;
(2)当时,,,所以,满足条件;
当时,方程无解或仅有解,则只需,解得,
综上所述,的取值范围是.
题型四 交集、并集、补集的运算
方法点拨:
1.含不等式的集合用数轴标区间
2.熟练掌握“穿线法”和绝对值不等式的解法
3.函数定义域的求法
4.解指、对不等式
例题解析:
例1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【详解】,得,则,
因为,则. 故选:B
例2.已知全集,集合,,则集合( )
A. B. C. D.
【详解】因为,,
因此,
又因为,所以.
故选:B.
例3.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【详解】解不等式得,
解不等式,即,得,
可得,,所以.
故选:D
例4.已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【详解】由,
可得,
解得,
所以;
又因为,
所以.
故选:D.
例5.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【详解】因为,
所以,即.
故选:C.
例6.若集合,,( )
A. B. C. D.
【详解】因,,
故.
故选:A.
例7.已知全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
【详解】由题意知,,
所以.故选:B.
例8.(多选)已知全集U,若对任意的,都有,那么下列等式正确的是( )
A. B. C. D.
【详解】由题,可得,
对于AB,因为,所以,,故AB正确;
对于C,如图所示,表示①,而①与②无公共部分,故,故C正确;
对于D,表示①和③,故表示②和③部分,表示③,故D错误.
故选:ABC.
例9.已知集合,,若,则( )
A.或3 B. C.2 D.3
【详解】因为集合,,
且,所以
则或;
当时,集合,,符合题意;
当时,集合,不符合集合互异性舍;
所以.
故选:D.
变式突破:
1.已知集合,为自然数集,则( )
A. B. C. D.
【详解】因为为自然数集,所以.
故选:D.
2.设集合,,则( )
A. B. C. D.
【详解】集合,所以,解得或,即集合或,
因为,所以.
故选:B.
3.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【详解】,,
,,
即.
故选:D.
4.设集合,则等于( )
A. B.
C. D.
【详解】因为,
故,
故选:.
5.集合,则( )
A. B. C. D.
【详解】由函数有意义,则,即,
所以,解得,所以,
又由函数,所以集合,
所以.
故选:D.
6.已知集合,则( )
A.1 B.2 C.7 D.4
【详解】由,,,
所以,即,此时,,满足题设.
故选:D
7.已知全集,则实数 .
【详解】由全集,
可得或,解得.
故答案为:.
8.图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C.B D.
【详解】在阴影部分区域内任取一个元素,则或,
故阴影部分所表示的集合为或者,故A正确.
故选:A.
9.如图所示,,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
【详解】,,,选项C正确.
故选:C.
10.已知集合 ,.若 则实数的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
【详解】因为集合,
所以.
因为集合,,
当不为空集时,
所以,解得.
当为空集时,,解得.
综上,的取值范围为.
故选:A
题型五 集合中的新定义问题
方法点拨:
1.紧扣定义:仔细阅读新运算规则
2.特例验证:用具体元素代入检验理解
3.类比迁移:联系已知运算
例题解析:
例1.整数集合中,被4所除余数为的所有整数组成一个“类”,记作,以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.,,则
【答案】D
【分析】由新概念“类”的定义逐一检验即可求解
【详解】对于A:因为,所以,故A错误;
对于B:因为,所以,故B错误;
对于C:因为,所以,故C错误;
对于D:,则,,,,
,,,
因为,,所以,所以,故D正确;
故选:D
例2.若数集具有性质:对任意的,与中至少有一个属于,则称集合为“权集”,则( )
A.为“权集” B.为“权集”
C.“权集”中元素可以有0 D.“权集”中一定有1
【详解】因为与均不属于数集,所以A错误;
因为都属于数集,所以B正确;
由“权集”的定义可知不能有0,所以C错误;
易知是“权集”,所以“权集”中不一定有1,故D错误.
故选:B.
例3.集合及每一个非空子集定义唯一“交替和”如下:把子集中的数按递减顺序排列,然后从最大数开始,交替地加减相继各数,如的“交替和”是,集合的“交替和”是,集合的“交替和”是5等等.则A的所有“交替的”的总和是( )
A. B. C. D.
【详解】集合的子集中,除了集合,还有个非空子集.
将其分为两类:第一类是含2008的子集,第二类是不含2008的子集,这两类所含的子集个数相同.如果A是第二类的,则必有是第一类的集合;
如果B是第一类中的集合,则B中除2008外,还应用中的数做其元素,
即B中去掉2008后不是空集,且是第二类中的.
于是把“成对的”集合的“交替和”求出来,都为2008,
则A的所有子集的“交替和”的和为.
故选:B
变式突破:
1.非空集合具有如下性质:①若,则;②若,则;由此可知:下列判断错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【详解】由于0不能作除数,所以,A正确;由性质①,取可得,B正确;
因为,所以,由性质①,即,C正确;
假设若,则,取可得与矛盾,D错误.
故选:D
2.对于集合,我们把集合且叫做集合的差集,记作.已知集合,,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.存在,使得
【详解】由,得,解得,
则,
对于A,当时,,又,则,故A错误;
对于B,若,则,则,故B错误;
对于C,由定义知,又,
则,因此可得,
则,解得,故C正确;
对于D,由,,
又,可得,
则,无解,因此不存在这样的,使得,故D错误;
故选:C.
3.当一个含有非零实数的数集满足“如果,则”时,我们称就是一个数域.①0和1是任何数域的元素;②;③集合是一个数域;④有理数集是最小的数域(即对于任意的数域,都有).以上关于数域的说法中不正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【详解】由题意可知对任意数域,存在非零实数,
则由数域定义,所以和是任何数域的元素,故①正确;
由①知,所以,以此类推,所有的正整数均属于数域,所以,故②正确;
集合,则,但,不满足数域的定义,
故集合不是一个数域,故③错误;
由①知所有正整数均属于数域,又,
以此类推,所有负整数均属于数域,所以所有的整数均属于数域,
所以对任意整数,有,
故对有理数集,有,
又对任意的,有,
所以有理数集是数域,且有理数集是最小的数域,故④正确.
故选:C
题型六 充分条件与必要条件
方法点拨:
则p是q的充分不必要条件
则p是q的必要不充分条件
若,则p是q的充要条件
若且,则p是q的既不充分也不必要条件
例1.“”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
【详解】由不等式,可得,
因为集合是的真子集,
所以是的充分不必要条件.
故选:A.
例2.“函数的定义域为”是“函数的定义域为”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【详解】根据题意,函数的定义域为,即,则有,
∴函数的定义域为.
对于函数,则有,解得,
故函数的定义域为,
∴充分性成立.
反之,若函数的定义域为,即,则有,
∴函数的定义域为,
对于函数,有,解得,
故函数的定义域为,
∴必要性成立,
∴“函数的定义域为”是“函数的定义域为”的充要条件.
故选:A.
例3.命题“”是真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【详解】当命题是真命题时,只需当时,,
又因为当时,的最小值是,所以,
结合各个选项可知,只有是的充分不必要条件,
故选:D.
变式突破:
1.“”是“函数的图象关于点对称”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
【详解】正切函数的对称中心为,
令,解得,
所以函数的对称中心为.
因为是的真子集,
所以“”是“函数的图象关于点对称”的充分不必要条件.故选:A.
2.已知为实数,则“是有理数”是“是有理数”的( )条件.
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既非充分又非必要
【详解】若是有理数,不妨取,则,但是无理数,
即“是有理数”不能推出“是有理数”,
若为有理数,则存在、且,使得,则为有理数,
故“是有理数”“是有理数”,
所以“是有理数”是“是有理数”的必要非充分条件,
故选:B.
3.不等式的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【详解】对于B:由得,解得,显然为充要条件,错误;
对于A:因为能推出,不能推出,
所以是不等式的充分不必要条件,正确;
对于C:因为不能推出,能推出,
所以是不等式的必要不充分条件,错误;
对于D:因为不能推出,不能推出,
所以是不等式的即不充分也不必要条件,错误.
故选:A.
4.已知命题,则的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【详解】,所以,其中,
函数在上单调递减,
故当时,,
所以,又集合是集合的真子集,
所以是的一个必要不充分条件,
故选:B.
5.“函数在上单调”的一个必要不充分条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由二次函数单调区间可得,再由必要不充分条件结合选项依次判断即可.
【详解】图象的对称轴为直线,若在上单调,则,
对于A,“”是“函数在上单调”的一个充要条件,故A错误;
对于B,“”是“函数在上单调”的一个必要不充分条件,故B正确;
对于C,“”是“函数在上单调”的一个充分不必要条件,故C错误;
对于D,“”是“函数在上单调”的一个既不充分也不必要条件,故D错误.
题型七 命题的否定
方法点拨:
否定时要改变量词(全称→特称,特称→全称),前提不变,并否定结论
例题解析:
例1.已知命题,,则是( )
A., B.,
C., D.,
【详解】由命题,,
得,.
故选:C.
例2.命题“,使”的否定是( )
A.,使 B.,使
C.,使 D.,使
【详解】原命题“,使”是存在量词命题,
根据存在量词命题的否定规则为:将存在量词改为全称量词,并否定原命题的结论.
∴原命题的否定为:,使.
故选:D
例3.已知命题:自然数都是整数,则命题的否定为( )
A.自然数都不是整数 B.存在一个自然数不是整数
C.整数都不是自然数 D.存在一个自然数是整数
【详解】因为全称命题的否定是存在命题,
所以命题的否定为存在一个自然数不是整数,故选:B
变式突破:
1.“是增函数”的否定是( )
A.是减函数
B.是减函数
C.不是增函数
D.不是增函数
【详解】是增函数”的否定是不是增函数.
故选:D.
2.,否定是( )
A., B.,
C., D.,
【详解】因为,否定是,. 故选:C.
题型七 参数范围问题
方法点拨:
例题解析:
例1.命题“,有解”是假命题,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】命题“,有解”是假命题,
其否命题“,”是真命题,
在上恒成立,即小于的最小值,
令,则开口向上,对称轴为,
,故在内的最小值为,
.
故选:A.
例2.若,为真命题,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【详解】由题意知,,恒成立,
设函数,即,恒成立.
则,即,解得,或.
故选:C
例3.已知条件:;条件:,若是的充分不必要条件,则实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【分析】分别求解一元二次不等式化简与,再由已知转化为两不等式解集的关系,进一步转化为关于的不等式求解.
【详解】解:由,得或,
即:或;
由,解得,即:,
是的充分不必要条件,或,
即或.
实数的取值范围是或.
故选:A.
变式突破:
1.命题“,”为真命题的一个必要不充分条件是( )
A. B.
C. D.
【详解】,,则,
因为函数、在上均为增函数,
故函数在上为增函数,故,则,
因为,,,
故命题“,”为真命题的一个必要不充分条件是“”.
故选:B.
2.若“”是“”的充分不必要条件,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】,解得或,
即是或的充分不必要条件,所以,
所以的取值范围为.
故选:A.
3.已知命题为假命题,则实数的取值范围是( )
A. B..
C. D.
【详解】因为命题为假命题,
所以为真命题,
若,则不等式等价为,对于不恒成立,
若,则,解得:,
所以实数的取值范围为;
故选:B
4.已知命题“”为假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意,命题的否定为真命题,根据x的范围,整理可得,根据基本不等式,化简计算,即可得答案.
【详解】因为命题“”为假命题,
所以命题的否定为真命题,
则,整理得,
因为,
当且仅当,即时取等号,符合题意,
所以,则实数的取值范围是.
故选:B
易错点
1. 互异性
核心问题:集合中元素不能重复,解方程后未检验重复值。
1.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
【详解】若,则.
①若,则,则,满足;
②若,则或.
时,,满足;
时,与元素的互异性相矛盾,故舍去.(此处容易被忽略)
综上所述,若,或,
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
2.已知集合,且,则等于( )
A.-3或-1 B.-3 C.1 D.3
【详解】因为集合,且,
则或,所以或;
当时,不合题意舍;(此处容易被忽略)
当时,符合题意;
故选:B.
2. 空集
核心问题:忽略空集()的特殊性,尤其是在子集、交集、并集中。
1.设集合.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
【详解】(1)当时,,
此时,故或;
(2)若,则,且,
若,则,可得;(此处容易被忽略)
若,则,解得;
综上所述:实数的取值范围为或.
2.已知集合,
(1)若集合为空集,求的取值范围;
(2)对于非空集合,若“”是“”的必要不充分条件,求实数的取值范围;
【详解】(1),
,解得:,
的取值范围为:;
(2),,解得:,(此处容易被忽略)
由题意“”是“”的必要不充分条件得是的真子集,
,解得:,符合,且不相等,
又,
的取值范围为:
3. 混淆“∈”“⊆”
核心问题:①写成“2⊆{2}”(正确:2∈{2},{2}⊆{2})② 认为“{1}∈{1,2}”(正确:{1}是{1,2}的子集,应写{1}⊆{1,2})
1.已知集合,下列式子正确的是( )
A. B.
C. D.
【详解】,
.故选:D.
2.下列式子中正确的个数是( )
(1) (2) (3) (4)
A.1 B.2 C.3 D.4
【详解】对(1),,正确;
对(2),,不对;对(3),,正确;对(4),,表述错误,前者为元素,后者为集合,不可以用子集符号连接;则共有2个正确.
故选:B.
4. 混淆“数集与点集”
核心问题:关注代表元所代表的不同意义
1.下列与集合表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
【详解】集合.
故选:C.
2.(多选)已知集合,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【详解】集合集合.
集合表示抛物线的点的坐标组成的集合,
故,A错误;
由知时,,当时,,故CD正确;
由知,故B正确.
故选:BCD.
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$形如二二<0
(E-c)(E-d)…
穿线法
如,解不等式名>1
绝对值不等式
0x>3,解得
①存在性
3x∈
恒能问题
第一章
集合与逻辑
双变量问题
一如,
题型
整数
①奇数偶数
整数分割
如,A
整数衍生
⊙较难
自由主题
CA
如,A={xax-1
全集U={2,4,-(
多解问题
互异性矛盾一
已知2
x轴上方为正
一从右往左穿线
x轴下方为负
名-1>0一名-1>0一通分得<0一
1<<3
拓展一二邵<0与其同解一1<x<3
把x+1当成整体
x>3或x<-3一②|x<3,解得-3<x<3一③|x+1<1
-1<x+1<1
函数f(x)=lg(2kx
,a>y,只需a>min一②恒成立一x∈I,a>y,只需a>max
x∈R,2kx2-x
x1∈I1,使得1>a一即,1找最小值
c1∈I1,3x2∈I2,使得y1>2
3x2∈I2,使得m>2一即,2找最小值
即,1的最小值>2的最小值
一{xx=2k+1,k∈Z}U{xlx=2k,k∈Z}={lx=k,k∈Z}一②除k余数
={xlx=+,k∈Z},B={xlx=+,k∈Z}
一A与B的关系一令B中的k为2n十1得A
a=0时,A=0,成立
ACC
a≠0时,-1<是<1
0},B={x2a-1<x<a},C={x-1<x<1}
a<2a-1时,B为0,成
2a-1<a时--1<
a=2
a-3)2,A={2,a2-a+2},若CUA={-1}.求a
a=4舍去
.m=3
∈{0,m,m2-3m+2},求m
算出结果,要验证
.m=0和2舍去
一x+2)的定义域为R,求k
2k>0,开口向上
二次函数
函数图象在x上方
△<0,函数与x轴无交点
2>0
x=0时,2>0恒成立
分离变量一2x2k>x-2
x≠0时,k>安-2
求y=品-之=t-护,t卡0的最大值
—ACB
立
2a-1,且a≤1
专题01 集合与常用逻辑用语
基础知识(思维导图)
核心考点(思维导图)
基础题型
题型一 集合的概念、数集
方法点拨:
1.元素的三要素 ①确定性:元素归属明确 ②互异性:解题后需验算元素是否重复 ③无序性:集合相等只需元素相同,与顺序无关
2.数集符号:
名称
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
记法
N
N*或N+
Z
Q
R
3.关注集合中的代表元
例题解析:
例1.下列各组对象不能构成集合的是( )
A.所有的正方形 B.方程的整数解
C.我国较长的河流 D.出席十九届四中全会的全体中央委员
例2.下列命题中正确的是( )
A.与表示同一个集合
B.集合和表示同一个集合
C.由组成的集合可表示为
D.接近于的所有实数可以构成集合
例3.下列关系说法错误的有( )
① ② ③⫋ ④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
例4.已知集合,集合,则( )
A.0 B. C. D.
例5.(多选)下面表示同一个集合的是( )
A.
B.
C.
D.
变式突破:
1.下列各组对象不能构成集合的是( )
A.中国古代四大发明 B.小于5的正整数
C.关于方程的实数解 D.中国著名的数学家
2.下列集合符号运用不正确的是( ).
A. B.
C. D.
3.设集合,,则( )
A. B. C. D.
4.若,则 .
题型二 元素与集合的关系、集合间的关系
方法点拨:
1.牢记元素与集合是“属于”(符号“∈”)关系,集合与集合间是“包含”(符号“⊆”)关系
2.若元素满足方程(如,例3),需分类讨论所有可能解并验证互异性
3.;
例题解析:
例1.下列各式中:①;②;③;④;⑤;⑥,正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
例2.已知集合,若且,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例3.已知集合,若,则( )
A. B. C.或 D.1或
例4.已知集合,若,则( )
A.1 B. C.2 D.
例5.若,.当时,( )
A. B.0 C.1 D.2
例6.已知集合,集合.
(1)若且,求实数的取值范围;
(2)设,若的充分不必要条件是,求实数的取值范围.
变式突破:
1.①,②,③,④,其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.设集合A={x|x=2k+1,kZ},若a=5,则有( )
A.aA B.-aA
C.{a}A D.{a}A
3.已知,则的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.
4.已知,则 .
5.已知集合,,,则实数a取值的集合为( )
A. B. C. D.
6.已知集合,,若,则实数的取值所组成的集合是( )
A. B. C. D.
7.已知,,若,求实数的值.
8.设集合.
(1)当时,求的取值范围;
(2)设,若是的必要不充分条件,求的取值范围.
题型三 集合中的元素个数、子集个数问题
方法点拨:
1.Venn图活用:用于直观表示交、并、补集关系,尤其适合含参问题或容斥原理。
2.容斥原理:公式:()(拓展到三集合)
3.有n个元素的集合的子集个数为个,真子集个数为个,非空真子集个数为个.
例题解析:
例1.已知集合,,则的子集个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
例2.已知集合,若,符合条件的实数的值组成集合,则集合的真子集个数是( )
A.3 B.4 C.8 D.7
例3.某班共38人,其中23人喜爱篮球运动,12人喜爱乒乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为( )
A.10 B.12 C.17 D.18
例4.某班学生积极参加学校组织的体育特色课堂,课堂分为球类项目、径赛项目、其他健身项目.该班有25名同学选择球类项目,20名同学选择径赛项目,18名同学选择其他健身项目;其中有6名同学同时选择和,4名同学同时选择和,3名同学同时选择和.若全班同学每人至少选择一类项目且有2名同学同时选择三类项目,则这个班同学人数是( )
A.52 B.51 C.50 D.49
例5.已知集合,集合.
(1)若集合中有且仅有3个整数,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
例6.已知集合.
(1)若,求的值;
(2)若集合至多有两个子集,求的取值范围.
变式突破:
1.下列三个关系式:①;②;③;④集合,这样的集合有2个.其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.已知集合的所有子集只有两个,则实数的值为 .
3.已知集合,则的元素个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.高一(1)班共有50名同学,暑假期间,有18人观看电影《南京照相馆》,有15人观看电影《浪浪山小妖怪》,这两部电影均不观看有25人.则这两部电影都观看的有( )
A.6人 B.7人 C.8人 D.9人
5.为培养学生科学素养,某校开设了编程和创客两个社团,要求每位高一学生至少参加其中一个社团.若高一某班有25名学生参加编程社团,有35名学生参加创客社团,两个社团都参加的有15名学生,则该班学生总数为( )
A.40 B.45 C.50 D.55
5.已知集合,.
(1)若,求;
(2)若中有且仅有3个整数元素,求的取值范围.
6.已知集合.
(1)若,求集合;
(2)若中至多有一个元素,求实数的取值范围.
题型四 交集、并集、补集的运算
方法点拨:
1.含不等式的集合用数轴标区间
2.熟练掌握“穿线法”和绝对值不等式的解法
3.函数定义域的求法
4.解指、对不等式
例题解析:
例1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
例2.已知全集,集合,,则集合( )
A. B. C. D.
例3.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
例4.已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
例5.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
例6.若集合,,( )
A. B. C. D.
例7.已知全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
例8.(多选)已知全集U,若对任意的,都有,那么下列等式正确的是( )
A. B. C. D.
例9.已知集合,,若,则( )
A.或3 B. C.2 D.3
变式突破:
1.已知集合,为自然数集,则( )
A. B. C. D.
2.设集合,,则( )
A. B. C. D.
3.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.设集合,则等于( )
A. B.
C. D.
5.集合,则( )
A. B. C. D.
6.已知集合,则( )
A.1 B.2 C.7 D.4
7.已知全集,则实数 .
8.图中阴影部分用集合符号可以表示为( )
A. B.
C.B D.
9.如图所示,,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.
10.已知集合 ,.若 则实数的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
题型五 集合中的新定义问题
方法点拨:
1.紧扣定义:仔细阅读新运算规则
2.特例验证:用具体元素代入检验理解
3.类比迁移:联系已知运算
例题解析:
例1.整数集合中,被4所除余数为的所有整数组成一个“类”,记作,以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.,,则
例2.若数集具有性质:对任意的,与中至少有一个属于,则称集合为“权集”,则( )
A.为“权集” B.为“权集”
C.“权集”中元素可以有0 D.“权集”中一定有1
例3.集合及每一个非空子集定义唯一“交替和”如下:把子集中的数按递减顺序排列,然后从最大数开始,交替地加减相继各数,如的“交替和”是,集合的“交替和”是,集合的“交替和”是5等等.则A的所有“交替的”的总和是( )
A. B. C. D.
变式突破:
1.非空集合具有如下性质:①若,则;②若,则;由此可知:下列判断错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
2.对于集合,我们把集合且叫做集合的差集,记作.已知集合,,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.存在,使得
3.当一个含有非零实数的数集满足“如果,则”时,我们称就是一个数域.①0和1是任何数域的元素;②;③集合是一个数域;④有理数集是最小的数域(即对于任意的数域,都有).以上关于数域的说法中不正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
题型六 充分条件与必要条件
方法点拨:
则p是q的充分不必要条件
则p是q的必要不充分条件
若,则p是q的充要条件
若且,则p是q的既不充分也不必要条件
例1.“”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
例2.“函数的定义域为”是“函数的定义域为”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
例3.命题“”是真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
变式突破:
1.“”是“函数的图象关于点对称”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
2.已知为实数,则“是有理数”是“是有理数”的( )条件.
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既非充分又非必要
3.不等式的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
4.已知命题,则的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
5.“函数在上单调”的一个必要不充分条件可以是( )
A. B. C. D.
题型七 命题的否定
方法点拨:
否定时要改变量词(全称→特称,特称→全称),前提不变,并否定结论
例题解析:
例1.已知命题,,则是( )
A., B.,
C., D.,
例2.命题“,使”的否定是( )
A.,使 B.,使
C.,使 D.,使
例3.已知命题:自然数都是整数,则命题的否定为( )
A.自然数都不是整数 B.存在一个自然数不是整数
C.整数都不是自然数 D.存在一个自然数是整数
变式突破:
1.“是增函数”的否定是( )
A.是减函数
B.是减函数
C.不是增函数
D.不是增函数
2.,否定是( )
A., B.,
C., D.,
题型七 参数范围问题
方法点拨:
例题解析:
例1.命题“,有解”是假命题,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例2.若,为真命题,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例3.已知条件:;条件:,若是的充分不必要条件,则实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
变式突破:
1.命题“,”为真命题的一个必要不充分条件是( )
A. B.
C. D.
2.若“”是“”的充分不必要条件,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知命题为假命题,则实数的取值范围是( )
A. B..
C. D.
4.已知命题“”为假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
易错点
1. 互异性
核心问题:集合中元素不能重复,解方程后未检验重复值。
1.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
2.已知集合,且,则等于( )
A.-3或-1 B.-3 C.1 D.3
2. 空集
核心问题:忽略空集()的特殊性,尤其是在子集、交集、并集中。
1.设集合.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
2.已知集合,
(1)若集合为空集,求的取值范围;
(2)对于非空集合,若“”是“”的必要不充分条件,求实数的取值范围;
3. 混淆“∈”“⊆”
核心问题:①写成“2⊆{2}”(正确:2∈{2},{2}⊆{2})② 认为“{1}∈{1,2}”(正确:{1}是{1,2}的子集,应写{1}⊆{1,2})
1.已知集合,下列式子正确的是( )
A. B.
C. D.
2.下列式子中正确的个数是( )
(1) (2) (3) (4)
A.1 B.2 C.3 D.4
4. 混淆“数集与点集”
核心问题:关注代表元所代表的不同意义
1.下列与集合表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
2.(多选)已知集合,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
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$概念
女关系
集合
运算
veen图
第一章
集合与逻辑
知识
条件
逻辑
量词
三要素一
①确定性一②无序性一③互异性一集合{a,b}
,一a≠b
常用子集一
N自然数集,R实数集,Z整数集,Q有理数集,空集0
aly 22}
一定义域
—R
表示方法
①列举一
②描述
女关注代表元
Lyly 22}
一值域
一
[0,+∞)
{(ac,y)川g=x2}
函数图象上点的坐标
属于∈一
元素与集合一
如,1∈Z
包含S一
集合与集合一如,ZCR
交集一
A∩B={xlx∈A,且x∈B}
AnB=A→AcB
并集
AUB={xx∈A,或x∈B}
☆重要关系
AUB=B→AcB
补集
一CUA={xx足A,且x∈U}
A
B
AOB
A0B
A∩B
p是g的充分条件
集合角度
A={cc满足p};B={xx满足q;ACB
q是p的必要条件
p→q
x>1=x>2
例如,x>1是x>2的必要不成分条件
反之不成立
关键词:任意的
符号:
全称量词
p:c∈M,p(x)一p:c∈R,x>0
否定
p:3c∈M,p(x)—p:3x∈R,x≤0
关键词:存在
符号:3
特称量词
Qp:3x∈R,是>0
p:3c∈M,p(x)
否定
即,p:3x∈R,c>0
7p:
ac∈M,p(x)一p:c∈R,x≤0