内容正文:
一、集合的含义及表示
1.集合的特征是确定性、互异性、无序性,其中互异性是我们必须进行检验的一方面,否则集合中的元素便有了重复,在列举法、描述法、Venn图法三种集合表示法中,描述法略有难度,解题时应注意分清代表元素是什么,有什么共同特征.
2.掌握集合的表示方法,重点提升逻辑推理素养.
例1 (1)(多选)给出下列说法,其中正确的是( )
A.集合{x∈N*|x3=x}用列举法表示为{0,1}
B.集合M=与N={1,2,3,6}相等
C.方程组的解组成的集合为
D.集合{y|y=x2}与{(x,y)|y=x2}不是同一个集合
答案 BD
解析 对于A,由x3=x,且x∈N*知,集合M只有一个元素1,故A错误;对于B,集合M是由6的正因数构成的集合,而6的正因数有1,2,3,6,故B正确;对于C,解集应为故C错误;对于D,集合{y|y=x2}表示y的取值的集合,集合{(x,y)|y=x2}表示y=x2上点的集合,所以两个集合不是同一个集合,故D正确.
(2)设集合A中含有三个元素2x-5,x2-4x,12,若-3∈A,则x的值为 .
答案 3
解析 ∵-3∈A,∴-3=2x-5或-3=x2-4x.
①当-3=2x-5时,解得x=1,此时x2-4x=-3,不符合元素的互异性,故x≠1;
②当-3=x2-4x时,解得x=1或x=3,
由①知x≠1,且当x=3时满足元素的互异性.
综上可知,x=3.
反思感悟 集合中元素的互异性在解题中的应用
(1)借助集合中元素的互异性寻找解题的突破口.
(2)利用集合中原始元素的互异性检验结论的正确性.
跟踪训练1 (1)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为( )
A.9 B.8 C.5 D.4
答案 A
解析 将满足x2+y2≤3的整数x,y全部都列举出来,即(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1),共有9个.
(2)集合{x|x=2m-3,m∈N*,m<5}用列举法表示为 .
答案 {-1,1,3,5}
解析 集合中的元素满足x=2m-3,m∈N*,m<5,则m可取值为1,2,3,4,
则满足条件的x值为-1,1,3,5.
则集合用列举法表示为{-1,1,3,5}.
二、集合间的关系
1.解答与集合有关的问题时,应首先认清集合中的元素是数集还是点集,再进行相关的运算.分清集合中的两种隶属关系,即元素与集合、集合与集合的关系.
2.掌握集合间的关系,重点提升逻辑推理素养,培养分类讨论的思想.
例2 设集合A={-1,1},集合B={x|x2-2ax+b=0},若B≠∅,B⊆A,求a,b的值.
解 由B⊆A知,B中的所有元素都属于集合A,又B≠∅,故集合B有三种情形:
B={-1}或B={1}或B={-1,1}.
当B={-1}时
故a=-1,b=1;
当B={1}时
故a=b=1;
当B={-1,1}时
故a=0,b=-1.
综上所述,a=-1,b=1,或a=1,b=1,或a=0,b=-1.
反思感悟 求解集合间的基本关系问题的要点
(1)合理运用Venn图或数轴帮助分析和求解.
(2)在解含参数的不等式(或方程)时,一般要对参数进行讨论,分类时要“不重不漏”,然后对每一类情况都要给出问题的解答.
跟踪训练2 已知集合A={x|x=2k+1,k∈Z},B={x|x=4k±1,k∈Z},则A与B的关系为 .
答案 A=B
解析 A表示所有奇数组成的集合.当k∈Z时,4k+1表示被4除余1的数,4k-1表示被4除余3的数,故B表示被4除余1或3的数,即被2除时余数为1,∴B也表示所有奇数组成的集合,故A=B.
三、集合的运算
1.集合的运算有交、并、补这三种常见的运算,它是集合这一单元的核心内容之一.在进行集合的交集、并集、补集运算时,利用数轴(或Venn图)分析能将复杂问题直观化.在具体应用时要注意检验端点值是否适合题意,以免增解或漏解.
2.掌握集合的运算方法,重点提升逻辑推理和数学运算素养,培养数形结合的思想.
例3 (1)(多选)已知集合A={x|x<2},B={x|3-2x>0},则( )
A.A∩B=
B.A∩(∁RB)=
C.A∪B=
D.(∁RA)∪B=R
答案 AB
解析 因为A={x|x<2},B={x|3-2x>0}=∁RA={x|x≥2},∁RB=
所以A∩B=
A∩(∁RB)=A∪B={x|x<2},
(∁RA)∪B=.
(2)已知集合A={x|2a-2<x<a},B={x|1<x<2},且A∁RB,求a的取值范围.
解 ∵∁RB={x|x≤1,或x≥2},且A∁RB.
∴分A=∅和A≠∅两种情况讨论.
①若A=∅,则有2a-2≥a,∴a≥2.
②若A≠∅,则有∴a≤1.
综上所述,a的取值范围是{a|a≤1,或a≥2}.
反思感悟 集合与不等式(组)结合的运算包含的类型及解决方法
(1)对于不含字母参数的直接将集合中的不等式(组)解出,利用数轴求解即可;
(2)对于含有字母参数的,若字母参数的取值对不等式(组)的解有影响,要注意对字母参数分类讨论,再求解不等式(组),然后利用数轴求解.
跟踪训练3 设集合M={x|-2<x≤5},N={x|2-t≤x<3t+1}.
(1)若t=2,求M∩(∁RN);
(2)若M∪(∁RN)=R,求实数t的取值范围.
解 (1)当t=2时,M={x|-2<x≤5},
N={x|0≤x<7},
∴∁RN={x|x<0,或x≥7},
∴M∩(∁RN)={x|-2<x<0}.
(2)若M∪(∁RN)=R,则N⊆M,
当2-t≥3t+1,即t≤时,N=∅,成立;
当2-t<3t+1,即t>时,
令得<t≤.
故实数t的取值范围是.
四、补集思想及其应用
1.在讨论一些较为复杂的问题时,可以先求解问题的反面,采用“正难则反”的解题策略,这就是补集思想.具体的讲,就是将研究对象的全体视为全集,求出使问题反面成立的集合A,则A的补集即为所求.
2.掌握集合的补集,重点提升逻辑推理和数学运算素养.
例4 设集合A={x|a≤x≤a+4},B={x|x<-1,或x>5},若A∩B≠∅,求实数a的取值范围.
解 当A∩B=∅时,如图所示,
则解得-1≤a≤1.
即A∩B=∅时,
实数a的取值范围为M={a|-1≤a≤1}.
而A∩B≠∅时,实数a的取值范围显然是集合M在R中的补集,故实数a的取值范围为{a|a<-1,或a>1}.
反思感悟 补集的性质A=∁U(∁UA)为我们提供了“正难则反”的解题思想——补集思想,有些数学问题,若直接从正面解决,要么解题思路不明朗,要么需要考虑的因素太多,因此,用补集思想考虑其对立面,从而化繁为简,化难为易,开拓新的解题思路.
跟踪训练4 已知集合A={x|2≤x<3},B={x|k-1≤x<2k-1},若A∩B≠A,求实数k的取值范围.
解 若A∩B=A,则A⊆B.
又A={x|2≤x<3},B={x|k-1≤x<2k-1},
所以
解得2≤k≤3.
又k∈R,所以当A∩B≠A时,
实数k的取值范围为集合{k|2≤k≤3}在R中的补集,即k的取值范围为(-∞,2)∪(3,+∞).
学科网(北京)股份有限公司
$