内容正文:
第1章 集合(思维导图+知识清单+五大易错点总结)
【苏教版】
1.1 集合的概念与表示
【知识点1 元素与集合的概念及表示】
1.元素:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
2.集合:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,B,C,…表示.
3.集合相等:只要构成两个集合的元素是一样的,就称这两个集合是相等的.
【知识点2 元素的特性】
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.简记为“确定性”.
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.简记为“互异性”.
3.无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.简记为“无序性”.
【知识点3 元素与集合的关系】
1.元素与集合的关系
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
【注】符号“∈”和“∉”只能用于元素与集合之间,并且这两个符号的左边是元素,右边是集合,具有方向性,左右两边不能互换.
2.常用的数集及其记法
集合
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
3.集合的分类
一般地,含有有限个元素的集合称为有限集,含有无限个元素的集合称为无限集.
我们把不含任何元素的集合称为空集,记作Ø.例如,集合{x |x2+x+1=0,x∈R}就是空集.
【知识点4 集合的表示法】
1.列举法
把集合的所有元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.
【注】:(1)元素与元素之间必须用“,”隔开.
(2)集合中的元素必须是明确的.
(3)集合中的元素不能重复.
(4)集合中的元素可以是任何事物.
2.描述法
(1)定义:一般地,设A表示一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.有时也用冒号或分号代替竖线.
(2)具体方法: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.
3.图示法
图示法,又称韦恩图法、韦氏图法,是一种利用二维平面上的点集表示集合的方法.一般用平面上的矩形或圆形表示一个集合,是集合的一种直观的图形表示法.
1.2 子集、全集、补集
【知识点1 子集的概念】
定义
一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,称集合A为集合B的子集
记法
与读法
记作(或),读作“A包含于B”(或“B包含A”)
图示
或
结论
(1)任何一个集合是它本身的子集,即;
(2)对于集合A,B,C,若,且,则
【知识点2 真子集的概念】
1.真子集的概念
定义
如果集合,但存在元素,且,我们称集合A是集合B的真子集
记法
记作(或)
图示
结论
(1)且,则;
(2),且,则
【注】(1)“A是B的子集”的含义:集合A中的任何一个元素都是集合B的元素,即有任意x∈A能推出x∈B.
(2)不能把“”理解为“A是B中部分元素组成的集合”,因为集合A可能是空集,也可能是集合B.
(3)特殊情形:如果集合A中存在着不是集合B中的元素,那么集合A不包含于B,或集合B不包含集合A.
(4)对于集合A,B,C,若,,则;任何集合都不是它本身的真子集.
(5)若,且,则.
2.有限集合的子集个数
若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个.
【知识点3 集合相等的概念】
1.定义:如果集合A的任何一个元素是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么,集合A与集合B相等,记作A=B.也就是说,若A⊆B且B⊆A,则A=B.
【知识点4 空集的概念】
1.定义:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.
2.规定:空集是任何集合的子集.
【注】注意空集:空集是任何集合的子集,是非空集合的真子集.
【知识点5 Venn图的优点及其表示】
1.优点:形象直观.
2.表示:为了直观地表示集合间的关系,我们常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为韦恩(Venn)图.A是B的子集,可用下图表示:
【知识点6 集合间关系的性质】
1.集合间关系的几大性质
(1)任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A.
(2)对于集合A,B,C,
①若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C;
②若A⊆B,B=C,则A⊆C.
(3)若A⊆B,A≠B,则.
【知识点7 补集与全集】
1.全集
(1)定义:如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集.
(2)符号表示:全集通常记作U.
2.补集
定义
文字语言
对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对全集U的补集,简称为集合A的补集,记作∁UA
符号语言
∁UA={x|x∈U,且x∉A}
图形语言
性质
(1)
(2)
【注】∁UA的三层含义:
(1)∁UA表示一个集合;
(2)A是U的子集,即A⊆U;
(3)∁UA是U中不属于A的所有元素组成的集合.
1.3 交集、并集
【知识点1 交集】
1.交集的概念及表示
自然语言
符号语言
图形语言
由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为A与B的交集,记作A∩B(读作“A交B”)
A∩B={x|x∈ A,且x∈ B}
2.交集的性质
性质
说明
A∩B=B∩A
满足交换律
A∩A=A
任何集合与其本身的交集等于这个集合本身
A∩∅=∅
任何集合与空集的交集等于空集
(A∩B)⊆A,(A∩B)⊆B
两个集合的交集是其中任一集合的子集
【知识点2 并集】
1.并集的概念及表示
自然语言
符号语言
图形语言
由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的并集,记作A∪B(读作“A并B”)
A∪B={x|x∈ A,或x∈ B}
2.并集的性质
性质
说明
A∪B=B∪A
满足交换律
A∪A=A
任何集合与其本身的并集等于这个集合本身
A∪∅=A
任何集合与空集的并集等于这个集合本身
A⊆(A∪B),B⊆(A∪B)
任何集合都是该集合与另一个集合并集的子集
【注】(1)两个集合的并集、交集还是一个集合.
(2)对于A∪B,不能认为是由A的所有元素和B的所有元素所组成的集合.因为A与B可能有公共元素,每一个公共元素只能算一个元素.
(3)A∩B是由A与B的所有公共元素组成,而非部分元素组成.
3.集合关系的转化
A∩B=A等价于A是B的子集;A∪B=A等价于B是A的子集.
【知识点3 集合的运算性质】
1.集合的运算性质
(1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A.
(2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A.
【知识点4 Venn图表达集合的关系和运算】
1.Venn图表达集合的运算
如图所示的阴影部分是常用到的含有两个集合运算结果的Venn图表示.
2.Venn图的应用
在部分有限集中,我们经常遇到元素个数的问题,常用Venn图表示两个集合的交、并、补集,借助于Venn图解决集合问题,直观简捷,事半功倍.用Card表示有限集中元素的个数,即Card(A)表示有限集A的元素个数.
【知识点5 区间】
1.区间的定义
(1)设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
①满足不等式a≤x≤b的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
②满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
③满足不等式a≤x<b或a<x≤b的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“-∞”读作“负无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”.
2.区间的几何表示
设a,b是两个实数,而且a<b.
定义
名称
符号
数轴表示
{x|a≤x≤b}
闭区间
[a,b]
{x|a<x<b}
开区间
(a,b)
{x|a≤x<b}
半开半闭区间
[a,b)
{x|a<x≤b}
半开半闭区间
(a,b]
3.特殊区间的几何表示
定义
R
{x|x≥a}
{x|x>a}
{x|x≤a}
{x|x<a}
符号
(-∞,+∞)
[a,+∞)
(a,+∞)
(-∞,a]
(-∞,a)
【易错点1 忽略互异性】
易错点分析:集合元素具有确定性、无序性和互异性.在求有关集合问题时,尤其要注意元素的互异性;考察互异性的问题一般是针对数字类的题目,注意同一个数字不同的表示方法.
【典例1】(25-26高一上·海南海口·阶段检测)已知集合,若,则( )
A. B. C.或 D.1或
【跟踪训练1.1】(25-26高一上·重庆·期中)已知集合,且,则( )
A. B.或 C.3 D.
【跟踪训练1.2】(25-26高一上·广西南宁·期中)若},则的值为( )
A.1或-1 B.0 C.-1 D.2
【跟踪训练1.3】(25-26高一上·重庆·阶段检测)含有三个实数的集合表示为,也可表示为,则的值为( )
A.0 B. C.1 D.
【跟踪训练1.4】(25-26高一上·北京·阶段检测)已知集合,如果,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【易错点2 忽略空集的情况】
易错点分析:当A∩B=∅时,你是否注意到“特殊”情况:A=∅或B=∅;同样当A⊆B时,你是否忘记A=∅的情形?忽略空集的情况就容易导致错误.
【注】:空集是任何集合的子集,是非空集合的真子集.
【典例2】(25-26高一上·福建三明·阶段检测)已知集合,,若,则的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练2.1】(24-25高一下·湖南衡阳·阶段检测)已知集合,已知,若,则实数m的取值范围( )
A. B. C. D.
【跟踪训练2.2】(2025·辽宁本溪·模拟预测)已知集合若,则a的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练2.3】(24-25高一上·河北沧州·阶段检测)设集合.
(1)当时,求A的非空真子集的个数;
(2)若,求实数m的取值范围.
【跟踪训练2.4】(25-26高一上·广西南宁·期中)已知集合或.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
【易错点3 忽略集合中端点值的取舍】
易错点分析:对于与不等式有关的集合问题,通常借助数轴来分析,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,要注意验证端点值,做到准确无误;另一方面,利用集合间的关系、集合的基本运算求解参数的取值范围的时,要注意端点值能不能取到.
【注】:一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心圆圈表示.
【典例3】(25-26高一上·陕西汉中·阶段检测)已知集合,,若B为A的子集,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练3.1】(25-26高一上·广东·期末)设集合,,满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练3.2】(25-26高一上·湖北武汉·阶段检测)已知集合,若为的真子集,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【跟踪训练3.3】(24-25高一上·海南·阶段检测)已知.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
【跟踪训练3.4】(2025高一上·江苏·专题练习)设全集,集合,非空集合.
(1)若A是B的真子集,求实数a的取值范围;
(2)若B是A的子集,求实数a的取值范围.
【易错点4 忽略最高项系数为0的情况】
易错点分析:对于最高项的系数是未知数的一元二次方程或不等式,最高项的系数是否为0将直接影响该方程或不等式的求解方式,进而影响结果,因此必须要进行分类讨论.
【典例4】(25-26高一上·宁夏吴忠·阶段检测)已知集合.
(1)若,写出的所有子集;
(2)若集合中只含有一个元素,求的值.
【跟踪训练4.1】(25-26高一上·北京·阶段检测)已知集合.
(1)若是空集,求的取值范围;
(2)若中只有一个元素,求的值,并把这个元素写出来;
(3)若,求.
【跟踪训练4.2】(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)已知集合.
(1)若中有两个元素,求实数的取值集合;
(2)若中只有一个元素,写出实数的取值集合B的所有子集.
【跟踪训练4.3】(24-25高一上·辽宁沈阳·阶段检测)已知集合.
(1)若只有一个元素,试求实数的值,并用列举法表示集合;
(2)若有且只有四个子集,试求实数的取值范围.
【跟踪训练4.4】(24-25高一上·天津·阶段检测)已知集合.
(1)若,求实数的取值集合.
(2)若的子集有两个,求实数的取值集合.
(3)若且,求实数的取值集合.
【易错点5 对集合新定义理解有误】
易错点分析:对于以集合知识为背景的新定义、创新型试题,因为对题干信息的新定义或背景的理解不全面、不深刻,不能很好的将题目信息转化为数学信息,造成解题失误或思路受阻.
【典例5】(2025高一上·全国·专题练习)设,是两个非空集合,定义且,已知,,则( )
A. B.或
C. D.
【跟踪训练5.1】(2025·安徽蚌埠·二模)对于数集,,定义,,若集合,则集合中所有元素之和为( )
A.5 B. C. D.
【跟踪训练5.2】(2025高一·全国·专题练习)若对任意,都有,则称非空集合为“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
【跟踪训练5.3】(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)定义运算:对任意,有 .设集合,且,且集合B是集合U的子集.
(1)求集合U;
(2)求实数m的取值范围.
【跟踪训练5.4】(25-26高一上·安徽芜湖·阶段检测)设是由若干个正整数组成的集合,且存在个不同的元素、、,使得,则称为“等差集”.
(1)若集合,,且是“等差集”,用列举法表示所有满足条件的;
(2)若集合是“等差集”,求的值;
(3)已知正整数,证明:不是“等差集”.
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第1章 集合(思维导图+知识清单+五大易错点总结)
【苏教版】
1.1 集合的概念与表示
【知识点1 元素与集合的概念及表示】
1.元素:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
2.集合:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,B,C,…表示.
3.集合相等:只要构成两个集合的元素是一样的,就称这两个集合是相等的.
【知识点2 元素的特性】
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.简记为“确定性”.
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.简记为“互异性”.
3.无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.简记为“无序性”.
【知识点3 元素与集合的关系】
1.元素与集合的关系
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
【注】符号“∈”和“∉”只能用于元素与集合之间,并且这两个符号的左边是元素,右边是集合,具有方向性,左右两边不能互换.
2.常用的数集及其记法
集合
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
3.集合的分类
一般地,含有有限个元素的集合称为有限集,含有无限个元素的集合称为无限集.
我们把不含任何元素的集合称为空集,记作Ø.例如,集合{x |x2+x+1=0,x∈R}就是空集.
【知识点4 集合的表示法】
1.列举法
把集合的所有元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.
【注】:(1)元素与元素之间必须用“,”隔开.
(2)集合中的元素必须是明确的.
(3)集合中的元素不能重复.
(4)集合中的元素可以是任何事物.
2.描述法
(1)定义:一般地,设A表示一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.有时也用冒号或分号代替竖线.
(2)具体方法: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.
3.图示法
图示法,又称韦恩图法、韦氏图法,是一种利用二维平面上的点集表示集合的方法.一般用平面上的矩形或圆形表示一个集合,是集合的一种直观的图形表示法.
1.2 子集、全集、补集
【知识点1 子集的概念】
定义
一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,称集合A为集合B的子集
记法
与读法
记作(或),读作“A包含于B”(或“B包含A”)
图示
或
结论
(1)任何一个集合是它本身的子集,即;
(2)对于集合A,B,C,若,且,则
【知识点2 真子集的概念】
1.真子集的概念
定义
如果集合,但存在元素,且,我们称集合A是集合B的真子集
记法
记作(或)
图示
结论
(1)且,则;
(2),且,则
【注】(1)“A是B的子集”的含义:集合A中的任何一个元素都是集合B的元素,即有任意x∈A能推出x∈B.
(2)不能把“”理解为“A是B中部分元素组成的集合”,因为集合A可能是空集,也可能是集合B.
(3)特殊情形:如果集合A中存在着不是集合B中的元素,那么集合A不包含于B,或集合B不包含集合A.
(4)对于集合A,B,C,若,,则;任何集合都不是它本身的真子集.
(5)若,且,则.
2.有限集合的子集个数
若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个.
【知识点3 集合相等的概念】
1.定义:如果集合A的任何一个元素是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么,集合A与集合B相等,记作A=B.也就是说,若A⊆B且B⊆A,则A=B.
【知识点4 空集的概念】
1.定义:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.
2.规定:空集是任何集合的子集.
【注】注意空集:空集是任何集合的子集,是非空集合的真子集.
【知识点5 Venn图的优点及其表示】
1.优点:形象直观.
2.表示:为了直观地表示集合间的关系,我们常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为韦恩(Venn)图.A是B的子集,可用下图表示:
【知识点6 集合间关系的性质】
1.集合间关系的几大性质
(1)任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A.
(2)对于集合A,B,C,
①若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C;
②若A⊆B,B=C,则A⊆C.
(3)若A⊆B,A≠B,则.
【知识点7 补集与全集】
1.全集
(1)定义:如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集.
(2)符号表示:全集通常记作U.
2.补集
定义
文字语言
对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对全集U的补集,简称为集合A的补集,记作∁UA
符号语言
∁UA={x|x∈U,且x∉A}
图形语言
性质
(1)
(2)
【注】∁UA的三层含义:
(1)∁UA表示一个集合;
(2)A是U的子集,即A⊆U;
(3)∁UA是U中不属于A的所有元素组成的集合.
1.3 交集、并集
【知识点1 交集】
1.交集的概念及表示
自然语言
符号语言
图形语言
由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为A与B的交集,记作A∩B(读作“A交B”)
A∩B={x|x∈ A,且x∈ B}
2.交集的性质
性质
说明
A∩B=B∩A
满足交换律
A∩A=A
任何集合与其本身的交集等于这个集合本身
A∩∅=∅
任何集合与空集的交集等于空集
(A∩B)⊆A,(A∩B)⊆B
两个集合的交集是其中任一集合的子集
【知识点2 并集】
1.并集的概念及表示
自然语言
符号语言
图形语言
由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,称为集合A与B的并集,记作A∪B(读作“A并B”)
A∪B={x|x∈ A,或x∈ B}
2.并集的性质
性质
说明
A∪B=B∪A
满足交换律
A∪A=A
任何集合与其本身的并集等于这个集合本身
A∪∅=A
任何集合与空集的并集等于这个集合本身
A⊆(A∪B),B⊆(A∪B)
任何集合都是该集合与另一个集合并集的子集
【注】(1)两个集合的并集、交集还是一个集合.
(2)对于A∪B,不能认为是由A的所有元素和B的所有元素所组成的集合.因为A与B可能有公共元素,每一个公共元素只能算一个元素.
(3)A∩B是由A与B的所有公共元素组成,而非部分元素组成.
3.集合关系的转化
A∩B=A等价于A是B的子集;A∪B=A等价于B是A的子集.
【知识点3 集合的运算性质】
1.集合的运算性质
(1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A.
(2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A.
【知识点4 Venn图表达集合的关系和运算】
1.Venn图表达集合的运算
如图所示的阴影部分是常用到的含有两个集合运算结果的Venn图表示.
2.Venn图的应用
在部分有限集中,我们经常遇到元素个数的问题,常用Venn图表示两个集合的交、并、补集,借助于Venn图解决集合问题,直观简捷,事半功倍.用Card表示有限集中元素的个数,即Card(A)表示有限集A的元素个数.
【知识点5 区间】
1.区间的定义
(1)设a,b是两个实数,而且a<b.我们规定:
①满足不等式a≤x≤b的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
②满足不等式a<x<b的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
③满足不等式a≤x<b或a<x≤b的实数x的集合叫做半开半闭区间,分别表示为[a,b),(a,b].这里的实数a与b都叫做相应区间的端点.
实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞”读作“无穷大”,“-∞”读作“负无穷大”,“+∞”读作“正无穷大”.
2.区间的几何表示
设a,b是两个实数,而且a<b.
定义
名称
符号
数轴表示
{x|a≤x≤b}
闭区间
[a,b]
{x|a<x<b}
开区间
(a,b)
{x|a≤x<b}
半开半闭区间
[a,b)
{x|a<x≤b}
半开半闭区间
(a,b]
3.特殊区间的几何表示
定义
R
{x|x≥a}
{x|x>a}
{x|x≤a}
{x|x<a}
符号
(-∞,+∞)
[a,+∞)
(a,+∞)
(-∞,a]
(-∞,a)
【易错点1 忽略互异性】
易错点分析:集合元素具有确定性、无序性和互异性.在求有关集合问题时,尤其要注意元素的互异性;考察互异性的问题一般是针对数字类的题目,注意同一个数字不同的表示方法.
【典例1】(25-26高一上·海南海口·阶段检测)已知集合,若,则( )
A. B. C.或 D.1或
【答案】B
【解题思路】分和讨论即可.
【解答过程】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.
【跟踪训练1.1】(25-26高一上·重庆·期中)已知集合,且,则( )
A. B.或 C.3 D.
【答案】D
【解题思路】根据元素与集合的关系及元素的互异性求解即可.
【解答过程】由题意, 是集合 的元素,则 或 ,解得 或 .
根据集合元素的互异性检验:当 时, 且 ,集合 中出现重复元素,故舍去;
当 时,,,集合 ,符合题意.
综上,.
故选:.
【跟踪训练1.2】(25-26高一上·广西南宁·期中)若},则的值为( )
A.1或-1 B.0 C.-1 D.2
【答案】C
【解题思路】根据元素与集合的关系,结合互异性即可求解.
【解答过程】因为,所以或,
若,则,不满足元素的互异性,排除;
若,则或1(舍去),,此时集合为,符合题意,
故选:C.
【跟踪训练1.3】(25-26高一上·重庆·阶段检测)含有三个实数的集合表示为,也可表示为,则的值为( )
A.0 B. C.1 D.
【答案】B
【解题思路】根据集合相等以及集合元素的互异性列出等式得出的值,再计算即可.
【解答过程】由,
则,且,即,
此时,结合集合中的元素互异可得,即,
此时集合为,也可表示为,满足题意,
所以.
故选:B.
【跟踪训练1.4】(25-26高一上·北京·阶段检测)已知集合,如果,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由题意得或,再分析求解集合A即可得解.
【解答过程】集合,如果,
则或,即或,
当时,不满足集合中元素的互异性,舍去;
当时,集合,符合.
综上所述,则a的取值集合为.
故选:D.
【易错点2 忽略空集的情况】
易错点分析:当A∩B=∅时,你是否注意到“特殊”情况:A=∅或B=∅;同样当A⊆B时,你是否忘记A=∅的情形?忽略空集的情况就容易导致错误.
【注】:空集是任何集合的子集,是非空集合的真子集.
【典例2】(25-26高一上·福建三明·阶段检测)已知集合,,若,则的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】先由题设得到,接着分和求出B,结合分析求解即可.
【解答过程】因为,所以,
当时,,满足;
当时,,则或,解得或,
综上所述,a的所有取值构成的集合为.
故选:D.
【跟踪训练2.1】(24-25高一下·湖南衡阳·阶段检测)已知集合,已知,若,则实数m的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由题意可得,分类讨论当、时解的情况,即可求解.
【解答过程】当时,,解得;
当时,,解得,
综上,,即实数m的取值范围为
故选:C.
【跟踪训练2.2】(2025·辽宁本溪·模拟预测)已知集合若,则a的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】通过和两类情况讨论即可.
【解答过程】由题得,因为,所以.
当时,,满足;
当时,,因为,所以或,解得1或,
综上的取值构成的集合为.
故选:D.
【跟踪训练2.3】(24-25高一上·河北沧州·阶段检测)设集合.
(1)当时,求A的非空真子集的个数;
(2)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2){或}
【解题思路】(1)先解不等式确定集合A,再由元素个数计算非空真子集即可;
(2)根据集合间的基本关系,分类讨论B是否为空集计算即可.
【解答过程】(1)由知,且可得,
所以A的非空真子集的个数为;
(2)因为,若,则,可得;
若,则,解之得;
综上所述:实数m的取值范围为{或}.
【跟踪训练2.4】(25-26高一上·广西南宁·期中)已知集合或.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据集合的补集、交集运算即可;
(2)根据交集补集运算可得,分类讨论,,列不等式得的取值范围即可.
【解答过程】(1)当时,,因为或,
所以,
故;
(2)由(1)知,
若,则,
当时,则,解得,满足题意;
当时,由题意可得,解得.
综上所述,,即a的取值范围为.
【易错点3 忽略集合中端点值的取舍】
易错点分析:对于与不等式有关的集合问题,通常借助数轴来分析,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,要注意验证端点值,做到准确无误;另一方面,利用集合间的关系、集合的基本运算求解参数的取值范围的时,要注意端点值能不能取到.
【注】:一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心圆圈表示.
【典例3】(25-26高一上·陕西汉中·阶段检测)已知集合,,若B为A的子集,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据集合的包含关系,讨论、列不等式求参数范围.
【解答过程】由B为A的子集,
当时,,可得,
当时,,可得,
综上,.
故选:C.
【跟踪训练3.1】(25-26高一上·广东·期末)设集合,,满足,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据集合间的关系求出参数范围即可.
【解答过程】由题意知,要满足,则有,所以.
故选:A.
【跟踪训练3.2】(25-26高一上·湖北武汉·阶段检测)已知集合,若为的真子集,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【解题思路】分集合是否是空集进行讨论列式计算即可求解.
【解答过程】当时,满足为的真子集,此时,解得.
当时,则第二个与第三个不等式等号不能同时取到,
或第二个与第三个不等式等号不能同时取到,
解得.
综上,或,即m的取值范围是.
故选:D.
【跟踪训练3.3】(24-25高一上·海南·阶段检测)已知.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据包含关系得到不等式,求出a的取值范围为;
(2)分和两种情况,得到不等式,求出a的取值范围.
【解答过程】(1)因为,,
所以,解得,
故实数a的取值范围为;
(2),,
当时,,解得,满足题意;
当时,,解集为,
综上,实数a的取值范围为.
【跟踪训练3.4】(2025高一上·江苏·专题练习)设全集,集合,非空集合.
(1)若A是B的真子集,求实数a的取值范围;
(2)若B是A的子集,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据A是B的真子集,即可解出;
(2)根据B是A的子集,即可解出.
【解答过程】(1)因为A是B的真子集,
则,等号不能同时取到,
所以;
(2)因为B是A的子集,
因为,则,又,
所以.
【易错点4 忽略最高项系数为0的情况】
易错点分析:对于最高项的系数是未知数的一元二次方程或不等式,最高项的系数是否为0将直接影响该方程或不等式的求解方式,进而影响结果,因此必须要进行分类讨论.
【典例4】(25-26高一上·宁夏吴忠·阶段检测)已知集合.
(1)若,写出的所有子集;
(2)若集合中只含有一个元素,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【解题思路】(1)先将代入,求解一元二次方程得到集合的元素,再根据子集的定义列出所有子集.
(2)分类讨论,当时,方程为一元一次方程,求解得到集合的元素;
当时,方程为一元二次方程,利用判别式时方程有且仅有一个实数根,求出的值,再验证集合的元素个数.
【解答过程】(1)当时,集合,解方程得或,
则集合,其子集有.
(2)当时,集合,解方程得,
则集合,满足要求;
当时,方程有两个相同的解,即,解得,
代入得方程,解得,则集合,满足要求.
综上,的值为或.
【跟踪训练4.1】(25-26高一上·北京·阶段检测)已知集合.
(1)若是空集,求的取值范围;
(2)若中只有一个元素,求的值,并把这个元素写出来;
(3)若,求.
【答案】(1)
(2)若,元素为;若,元素为
(3)
【解题思路】(1)分析可知方程无实根,且不合题意,结合判别式运算求解;
(2)分析可知方程有且仅有一个实根,分和两种情况讨论即可;
(3)分析可知,代入求,即可得集合,进而可得并集.
【解答过程】(1)因为集合,且是空集,
可知方程无实根,显然不合题意,
则,解得,
所以实数的取值范围为.
(2)因为集合,且中只有一个元素,
可知方程有且仅有一个实根,
若,则,符合题意;
若,则,解得,此时;
综上所述:若,元素为;若,元素为.
(3)因为,则,
可得,解得,
则,,
可得,符合题意,
所以.
【跟踪训练4.2】(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)已知集合.
(1)若中有两个元素,求实数的取值集合;
(2)若中只有一个元素,写出实数的取值集合B的所有子集.
【答案】(1)或或;
(2)答案见解析.
【解题思路】(1)根据方程有两个不同的解的问题直接可得;
(2)根据方程有一个解进行分类讨论可得实数的取值,再列所有子集.
【解答过程】(1)由中有两个元素,得方程有两个不同的解,
所以,,解得或且.
故实数的取值集合为或或.
(2)由中只有一个元素,得方程有一个解.
当时,方程有一个解;
当时,,解得或.
所以实数的取值集合,
故集合B的所有子集有:,,,,,,,.
【跟踪训练4.3】(24-25高一上·辽宁沈阳·阶段检测)已知集合.
(1)若只有一个元素,试求实数的值,并用列举法表示集合;
(2)若有且只有四个子集,试求实数的取值范围.
【答案】(1)时,;时,.
(2)且.
【解题思路】(1)考虑和且两种情况.
(2)有且只有四个子集,则方程有两个根,即且.
【解答过程】(1)时,解得符合题意;
时令解得,
此时, 解得符合题意,
故时,;时,.
(2)若有且只有四个子集,则方程有两个不等实数根,即且,
即解得且.
综上且.
【跟踪训练4.4】(24-25高一上·天津·阶段检测)已知集合.
(1)若,求实数的取值集合.
(2)若的子集有两个,求实数的取值集合.
(3)若且,求实数的取值集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)根据,可得,再分和两种情况讨论即可;
(2)由题意可得集合中只有一个元素,再分和两种情况讨论即可;
(3)先根据求出,进而求出集合,再分和两种情况讨论即可.
【解答过程】(1)因为,所以,
当时,则,与题意矛盾,
当时,则,解得,
综上所述,实数的取值集合为;
(2)因为的子集有两个,所以集合中只有一个元素,
当时,则,符合题意,
当时,则,解得,
综上所述,实数的取值集合为;
(3)因为,
所以,解得,
所以,
当时,,
当时,,
因为,所以或,解得或,
综上所述,实数的取值集合为.
【易错点5 对集合新定义理解有误】
易错点分析:对于以集合知识为背景的新定义、创新型试题,因为对题干信息的新定义或背景的理解不全面、不深刻,不能很好的将题目信息转化为数学信息,造成解题失误或思路受阻.
【典例5】(2025高一上·全国·专题练习)设,是两个非空集合,定义且,已知,,则( )
A. B.或
C. D.
【答案】B
【解题思路】先求出和,再根据的定义写出运算结果.
【解答过程】因为,
所以,,
又且,
所以或,
故选:B.
【跟踪训练5.1】(2025·安徽蚌埠·二模)对于数集,,定义,,若集合,则集合中所有元素之和为( )
A.5 B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据集合的新定义求出 和 ,即可求出元素之和.
【解答过程】根据新定义,集合,则,
则 ,则可知所有元素之和为.
故选:D.
【跟踪训练5.2】(2025高一·全国·专题练习)若对任意,都有,则称非空集合为“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
【解题思路】根据集合的新定义及元素与集合的关系判断求解.
【解答过程】由且可得:
若,则,
所以“和谐集”不含元素;
若,不存在,所以“和谐集”不含元素;
若,则,要求也属于该集合,产生矛盾,
所以“和谐集”不含元素;
若,则,
若,则,
若,则;
所以集合的子集中“和谐集”只有.
故选:B.
【跟踪训练5.3】(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)定义运算:对任意,有 .设集合,且,且集合B是集合U的子集.
(1)求集合U;
(2)求实数m的取值范围.
【答案】(1).
(2)
【解题思路】(1)由题中的新定义先求得,再求出集合U.
(2)由题意判断集合B是集合U的子集,对集合B中的元素进行分类讨论可得出实数m的取值范围.
【解答过程】(1)因为对 任 意,有 . 且,
当时, ,所以;
当时, ,所以;
当时, ,所以;
所以集合.
(2)由(1)知集合.
对于方程,.
当即时,,满足题意;
当即时,.集合B不是集合U中的子集,不合题意;
当即时,方程有两个不相等的实根,记为,且则.由题知.
当或或时,均不符合.所以当时,无m的值符合题意.
综上所述:实数的取值范围是:.
【跟踪训练5.4】(25-26高一上·安徽芜湖·阶段检测)设是由若干个正整数组成的集合,且存在个不同的元素、、,使得,则称为“等差集”.
(1)若集合,,且是“等差集”,用列举法表示所有满足条件的;
(2)若集合是“等差集”,求的值;
(3)已知正整数,证明:不是“等差集”.
【答案】(1)或或
(2)
(3)证明见解析
【解题思路】(1)利用“等差集”的定义列举即可;
(2)利用“等差集”的定义分类讨论解方程求参数即可;
(3)利用反证法结合新定义证明即可.
【解答过程】(1)因为,,且是“等差集”,所以至少含有三个元素,
因为,,
根据“等差集”的定义可知或或.
(2)若,则,
又因为各元素为正整数,显然此时,不符题意,舍去;
若,则或,
显然时,,舍去,而时,,符合题意;
若,则,
同上,显然此时,不符题意,舍去;
综上所述:.
(3)假设是“等差集”,显然,
则存在、、,使得成立,整理得,
易知,所以,则,此时,
与集合元素的互异性矛盾,所以假设不成立,证毕.
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