内容正文:
1.3 集合的基本运算
第1课时 并集、交集
素养目标 思维导图
1.理解两个集合的并集与交集的含义(数学抽象).
2.能求两个集合的并集与交集(数学运算).
3.能使用Venn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(直观想象).
课前自主学习
问题1.观察集合A={1,2,3},B={2,3,4},C={1,2,3,4},回答下面的问题:
(1)集合A,B中的元素与集合C的关系是什么?
提示:通过观察可发现集合A中的所有元素都属于集合C;集合B中的所有元素都属于集合C.
(2)如果把集合A中元素和集合B中元素放到一起构成新的集合,该集合与集合C有什么关系?
提示:集合C中的元素由所有集合A和集合B中的元素组成.
问题2.观察集合A={1,2,3,4},B={3,4,5,6},C={3,4}.思考下面的问题:
(1)集合A与集合B有公共元素吗?它们的公共元素组成的集合是什么?
提示:有公共元素,它们组成的集合是{3,4}.
(2)集合C中的元素与集合A,B有什么关系?
提示:集合C中的所有元素既属于集合A,也属于集合B.
【核心概念】
1.并集
2.交集
课堂合作探究
探究点一 并集的运算
【典例1】(1)设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N=( )
A.{0} B.{0,2} C.{-2,0} D.{-2,0,2}
(2)已知集合M={x|-3<x≤5},N={x|x<-5或x>5},则M∪N=( )
A.{x|x<-5或x>-3} B.{x|-5<x<5}
C.{x|-3<x<5} D.{x|x<-3或x>5}
【思维导引】(1)求出集合的元素,由集合的并集运算即可得出结果.
(2)在数轴上表示出集合求并集.
【解析】(1)选D.M={x|x2+2x=0,x∈R}={0,-2},N={x|x2-2x=0,x∈R}={0,2},
故M∪N={-2,0,2}.
(2)选A.在数轴上表示集合M,N,如图所示,则M∪N={x|x<-5或x>-3}.
【类题通法】求集合并集的运算技巧
(1)定义:若集合中元素个数有限,则直接根据并集的定义求解,但要注意集合中元素的互异性.
(2)数轴:若集合是实数集的子集,可借助数轴,利用数轴分析法求解,但要注意端点值的取舍.
(3)Venn图:若集合中元素无限,且不连续,可借助Venn图求解.
【定向训练】
1.(2024·北京高考)已知集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4},则M∪N=( )
A.{x|-1≤x<1} B.{x|x>-3}
C.{x|-3<x<4} D.{x|x<4}
【解析】选C.由题意得M∪N={x|-3<x<1}∪{x|-1≤x<4}={x|-3<x<4}.
2.已知集合A={0,2,4},B={0,1,2,3,5},则A∪B= .
【解析】A∪B={0,2,4}∪{0,1,2,3,5}={0,1,2,3,4,5}.
答案:{0,1,2,3,4,5}
探究点二 交集的运算
【典例2】(1)(2024·全国甲卷)集合A={1,2,3,4,5,9},B={x|x+1∈A},则A∩B=( )
A.{1,2,3,4} B.{1,2,3} C.{3,4} D.{1,2,9}
(2)(2022·全国乙卷)集合M={2,4,6,8,10},N={x|-1<x<6},则M∩N=( )
A.{2,4} B.{2,4,6} C.{2,4,6,8} D.{2,4,6,8,10}
【解析】(1)选A.A={1,2,3,4,5,9},B={x|x+1∈A}={0,1,2,3,4,8},则A∩B={1,2,3,4}.
(2)选A.因为M={2,4,6,8,10},N={x|-1<x<6},所以M∩N={2,4}.
【类题通法】求集合交集的方法
(1)有限集合:若集合中元素个数有限,则直接根据交集的定义或Venn图求解;
(2)无限集合:若集合中元素个数无限,可利用数轴分析求解.
【定向训练】
已知集合A={(x,y)|x+y=2},B={(x,y)|x-y=0},则A∩B=( )
A.{(-1,-1)} B.{(1,-1)} C.{(-1,1)} D.{(1,1)}
【解析】选D.解方程组,
可得,则A∩B={(1,1)}.
探究点三 并集、交集性质的应用
【典例3】已知集合A=,B={x|2<x<6}.
(1)当A∩B=B时,求实数a的取值范围;
(2)若A∪B=B,求实数a的取值范围.
【解析】(1)因为A∩B=B,所以B⊆A,所以,解得1≤a≤2,a的取值范围为{a|1≤a≤2}.
(2)因为A∪B=B,所以A⊆B,因为5a+1-a=4a+1,当4a+1≤0时a≥5a+1,即a≤-,所以A=⌀,
因为A∪B=B,所以A⊆B,显然成立,当4a+1>0时a<5a+1,所以A≠⌀,
要使A⊆B需,无解.
综上实数a的取值范围为{a|a≤-}.
【类题通法】交集、并集应用的解题策略
(1)转化:在进行集合运算时,若条件中出现A∩B=A或A∪B=B,应转化为A⊆B,然后用集合间的关系解决问题,并注意A=⌀的情况.
(2)集合运算常用的性质:
①A∪B=B⇔A⊆B;
②A∩B=A⇔A⊆B;
③A∩B=A∪B⇔A=B.
【定向训练】
已知A={x|x2-ax+a2-19=0},B={x|x2-5x+8=2},C={x|x2+2x-8=0},若⌀⫋(A∩B),且A∩C=⌀,求a的值.
【解析】A={x|x2-ax+a2-19=0},B={2,3},C={-4,2}.
因为⌀⫋(A∩B),且A∩C=⌀,
那么3∈A,故9-3a+a2-19=0.
即a2-3a-10=0.所以a=-2或a=5.
当a=-2时,A={x|x2+2x-15=0}={3,-5},符合题意.
当a=5时,A={x|x2-5x+6=0}={2,3},
不符合A∩C=⌀.
综上知,a=-2.
课堂练习
1.已知集合A=,B=,则A∪B=( )
A. B. C. D.
【解析】选D.因为集合A=,B=,则A∪B=.
2.设集合A={1,2},B={1,2,3},C={2,3,4},则(A∩B)∪C=( )
A.{1,2,3} B.{1,2,4} C.{2,3,4} D.{1,2,3,4}
【解析】选D.因为集合A={1,2},B={1,2,3},所以A∩B=A={1,2},
又因为C={2,3,4},所以(A∩B)∪C={1,2,3,4}.
√
√
3.已知集合A={x|-3≤x<4},B={x|-2≤x≤5},则A∩B= ( )
A.{x|-3≤x≤5} B.{x|-2≤x<4}
C.{x|-2≤x≤5} D.{x|-3≤x<4}
【解析】选B.因为集合A={x|-3≤x<4},集合B={x|-2≤x≤5},所以A∩B={x|-2≤x<4}.
4.已知集合A={x|-1<x<5},B={y|-2<y<3},则A∩B=( )
A.⌀ B.{x|-1<x<3}
C.{x|-2<x<5} D.{x|-1<x<5}
【解析】选B.因为A={x|-1<x<5},B={y|-2<y<3},所以A∩B={x|-1<x<3}.
√
√
5.设A={x|x2+ax+12=0},B={x|x2+3x+2b=0},A∩B={2},C={2,-3},
(1)求a,b的值及A,B;
(2)求(A∪B)∩C.
【解析】(1)因为A∩B={2},所以4+2a+12=0,即a=-8,4+6+2b=0,即b=-5,所以A={x|x2-8x+12=0}={2,6},B={x|x2+3x-10=0}={2,-5}.
(2)因为A∪B={-5,2,6},C={2,-3},
所以(A∪B)∩C={2}.
谢谢
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