内容正文:
第1章 集合、常用逻辑用语与不等式
第1讲 集合
2027届高考一轮复习
数学
1
【课标要求】
1.了解集合的含义,理解元素与集合的“属于”关系.能在自然语言和图形语言的基
础上,用符号语言刻画集合.了解全集与空集的含义.
2.理解集合之间包含和相等的含义,能识别给定集合的子集.
3.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.理解在给定集
合中一个子集的补集的含义,能求给定子集的补集.能使用韦恩<m></m>图表达集合的基
本关系与基本运算,体会图形对理解抽象概念的作用.
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【知识要点】
1.集合与元素
(1)集合中元素的三个特征:________、________、________.
(2)元素与集合的关系是______或________,用符号___或___表示.
(3)集合的表示法:________、________、________.
(4)常见数集的记法
集合 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集
符号 (或 )
确定性
互异性
无序性
属于
不属于
列举法
描述法
图示法
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2.集合间的基本关系
关系 自然语言 符号语言 图
子集 集合中所有元素都在集合 中 _______________ ___________________________
真子
集 集合是集合的子集,且集合 中至
少有一个元素不在集合 中 _______________ _________________________
集合相等 集合,中的元素相同或集合,
互为子集 _______ _________________________
(或)
(或)
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3.集合的基本运算
运算 自然语言 符号语言 图
交集 由属于集合且属于集合 的所有
元素组成的集合 且
_________________________
并集 由所有属于集合或属于集合 的
元素组成的集合 或
________________________
补集 由全集中不属于集合 的所有元
素组成的集合 且
_________________________________
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【知识拓展】
1.若有限集合中有个元素,则集合 的子集个数为____,真子集的个数为_______.
2.___ ___.
3.___;___; ___.
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【基础检测】
概念辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)任何一个集合都至少有两个子集. ( )
×
(2)( )
×
(3)若1∈{x2,x},则x=-1或1. ( )
×
(4)集合{x∈N|x3=x},用列举法表示为{-1,0,1}. ( )
×
(5)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)⊆(A∪B)恒成立. ( )
√
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教材改编
2.[必修1p14T4]设全集U=R,集合A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2},则A∪ B = ,∁U(A∩B)= .
{x|x≥-1}
{x|x<2或x≥3}
[解析] 因为A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2}={x|x≥2},所以A∪B={x|x≥-1},A∩B={x|2≤x<3},∁U(A∩B)={x|x<2或x≥3}.
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3.[必修1p35T8]设集合A={(x,y)|y=x},B={(x,y)|y=x2},则集合A∩B的元素个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
C
[解析] 如图,函数y=x与y=x2的图象有两个交点,
故集合A∩B有两个元素.
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4.[必修1p9习题1.2T5(1)]设a∈R,若集合{2,9}={3a-1,9},则a= .
1
[解析] 由集合相等知3a-1=2,解得a=1.
5.[必修1p9T5(2)]已知集合A={x|0<x<a},B={x|1<x<2},若B⊆A,则实数a的取值范围是 .
[2,+∞)
[解析] 由图可知a≥2.
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考点1 集合的基本概念与表示
例1 (1)设a,b∈R,集合{-1,a+b,-a}=,则a+b=( )
A.1 B.-1 C.0 D.-2
[解析] 因为{-1,a+b,-a}=,a≠0,所以a+b=0.经检验满足题意.
C
(2)若集合A={1,2,3},B={x+y|x∈A,y∈A},则B中的元素个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
[解析] 依题意可得B=,则B中的元素个数为5.故选B.
B
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集合 集合的意义
{x|f(x)=0} 方程f(x)=0的解集
{x|f(x)>0} 不等式f(x)>0的解集
{x|y=f(x)} 函数y=f(x)的定义域
{y|y=f(x)} 函数y=f(x)的值域
{(x,y)|y=f(x)} 函数y=f(x)图象上的点集
[小结]1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是什么,即弄清该集合是数集、点集,还是其他集合,然后再看集合的构成元素满足的限制条件是什么,从而准确把握集合的意义.常见的集合的意义如下表:
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2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合是否满足元素的互异性.
3.集合中元素的互异性常常容易忽略,求解问题时要特别注意.分类讨论的思想方法常用于解决集合问题.
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1.已知集合A={x|2mx-3>0},若1∉A且3∈A,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
A
[解析] 由1∉A且3∈A,得解得<m≤.故选A.
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2.若集合A={x∈R|ax2-2x+1=0}中只有一个元素,则实数a=( )
A.1 B.0 C.2 D.0或1
D
[解析] 当a=0时,由ax2-2x+1=0可得x=,满足题意;
当a≠0时,由ax2-2x+1=0只有一个根需满足Δ=(-2)2-4a=0,解得a=1.
综上,实数a的取值为0或1.
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考点2 集合间的基本关系
例2 (1)(2025·河南·模拟预测)已知集合A={0,1},B={0,a+1,a-1},若A⊆B,则a=( )
A.2 B.0 C.0或2 D.-2或2
C
[解析] ①当a+1=1时,解得a=0,此时B={0,1,-1},满足题意,
②当a-1=1时,解得a=2,此时B={0,3,1},满足题意,故选C.
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(2)已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1}.若A∩B=B,则实数m的取值范围为( )
A.m≥3 B.2≤m≤3 C.m≤3 D.m≥2
[解析] 因为A∩B=B,所以B⊆A,当B=⌀时:m+1>2m-1,所以m<2成立;当B≠⌀时:解得:2≤m≤3.
综上所述:m≤3.
C
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[小结](1)判断两集合之间的关系的方法:当两集合不含参数时,可直接利用数轴、图示法进行判断;当集合中含有参数时,需要对满足条件的参数进行分类讨论或采用列举法.
(2)要确定非空集合A的子集的个数,需先确定集合A中的元素的个数,再求解.不要忽略任何非空集合是它自身的子集.
(3)根据集合间的关系求参数值(或取值范围)的关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、图示法来解决这类问题.
[提醒]不含任何元素的集合叫空集,空集是任何集合的子集,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.
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3.(2025·重庆九龙坡·三模)已知集合M={x|0<x<a},N={x|x2-6x+5<0},若N∪M=M,则实数a的取值范围是( )
A.[5,+∞) B.(5,+∞) C.[3,+∞) D.(3,+∞)
A
[解析] 由x2-6x+5<0,可得(x-5)(x-1)<0,解得1<x<5,
所以N={x|1<x<5},
由N∪M=M,可得N⊆M,又M={x|0<x<a},
所以a≥5,所以实数a的取值范围是[5,+∞).
故选A.
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4.(2025·武汉摸底)已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={1,2,3,4},则满足条件A⊆C⊆B的集合C的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
D
[解析] A={x|x2-3x+2=0,x∈R}={x|(x-1)·(x-2)=0,x∈R}={1,2},
B={1,2,3,4}.
因为A⊆C⊆B,所以集合C必须含有元素1,2,且可能含有元素3,4,
原题即求集合{3,4}的子集个数,即有22=4个.
故选D.
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考点3 集合的基本运算
角度1.集合的运算
例3 (1)(2025·辽宁·模拟预测)已知R为全体实数,集合A=,则∁RA=( )
A.[0,2]
B.(-∞,0)∪(2,+∞)
C.(-∞,0)∪[2,+∞)
D.(-∞,0]∪[2,+∞)
C
[解析] A=={x|0≤x<2},则∁RA={x|x≥2或x<0}.故选C.
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(2)已知集合A={x|2x+7>0},B={x|y=ln(3-x)},则A∩B=( )
A. B.(3,+∞)
C. D.
D
[解析] 由题得,A=,B={x|x<3},
所以A∩B=,故选D.
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(3)(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},∁U(M∪N)=( )
A.{x|x=3k,k∈Z}
B.{x|x=3k-1,k∈Z}
C.{x|x=3k-2,k∈Z}
D.⌀
A
[解析] 因为整数集Z={x|x=3k,k∈Z}∪{x|x=3k+1,k∈Z}∪{x|x=3k+2,k∈Z},U=Z,
所以,∁U(M∪N)={x|x=3k,k∈Z}.
故选A.
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[小结]解决集合的基本运算问题一般应注意以下几点:
(1)看元素组成.集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决集合运算问题的前提.
(2)对集合化简.有些集合是可以化简的,如果先化简再研究其关系并进行运算,可使问题变得简单明了,易于解决.
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角度2.含参数的集合问题
例4 设集合A={x|x+m≥0},B={x|-2<x<4},全集U=R.若(∁UB)∪A=R,则实数m的取值范围为 .
m≥2
[解析] 因为A={x|x≥-m},∁UB={x|x≤-2或x≥4},(∁UB)∪A=R,
所以-m≤-2,解得m≥2,
故实数m的取值范围是m≥2.
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[小结]根据集合运算结果求参数,主要有以下两种形式:
(1)用列举法表示的集合,直接依据交、并、补的定义求解,重点注意公共元素;
(2)由描述法表示的集合,一般要先对集合化简,再依据数轴确定集合的运算情况,特别要注意端点值的情况.
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角度3.Venn图的应用
例5 已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={1,2,3,4},B={2,4,6},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.{2,4} B.{1,3} C.{1,3,4} D.{2,3,4}
B
[解析] 由题意,题图中阴影部分表示的集合为A∩∁UB,
因为U={1,2,3,4,5,6},B={2,4,6},所以∁UB={1,3,5},
又A={1,2,3,4},所以题图中阴影部分表示的集合为A∩∁UB={1,3}.
故选B.
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[小结]注意数形结合思想的应用.集合运算常用的数形结合形式有数轴和Venn图.
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5.已知集合A={-2,1,4},B={x|x2+5x<0},则A∩B=( )
A.{1,4} B.{-5,-2} C.{-2} D.{1}
C
[解析] 因为B={x|x2+5x<0}={x|-5<x<0},所以A∩B={-2}.故选C.
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6.如图,已知矩形U表示全集,A,B是U的两个子集,则阴影部分可表示为( )
A.∁U(A∪B) B.∁U(A∩B) C.A∩(∁UB) D.B∩(∁UA)
D
[解析] 由题意得,阴影部分的区域内的元素x∉A且x∈B,
所以阴影部分可表示为B∩(∁UA)或∁B(A∩B)或∁A∪B(A).
故选D.
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7.已知集合A={x||x-a|≤1},B={x|x2-4x≥0},若A∩B=⌀,则实数a的取值范围是( )
A.(1,3) B.(0,3) C.(0,4) D.(2,3)
A
[解析] A={x||x-a|≤1}={x|a-1≤x≤a+1},B={x|x2-4x≥0}={x|x≤0或x≥4},
由A∩B=⌀得解得1<a<3,
即实数a的取值范围是(1,3).故选A.
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走进高考
1.(2025·新课标Ⅰ卷)设全集U={x|x是小于9的正整数},集合A={1,3,5},则∁UA中元素个数为( )
A.0 B.3 C.5 D.8
C
[解析] 因为U={1,2,3,4,5,6,7,8},所以∁UA={2,4,6,7,8},
∁UA中的元素个数为5,故选C.
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2.(2025·新课标Ⅱ卷)已知集合A={-4,0,1,2,8},B={x|x3=x},则A∩B=( )
A.{0,1,2} B.{1,2,8}
C.{2,8} D.{0,1}
D
[解析] B={x|x3=x}={0,-1,1},故A∩B={0,1},故选D.
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