集合与常用逻辑用语:容斥原理的应用、集合新定义问题讲义-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册
2026-09-04
|
2份
|
23页
|
40人阅读
|
0人下载
普通
摘要:
该高中数学讲义通过逻辑推导与分层梳理构建集合知识体系,容斥原理部分按两集合(核心公式及衍生计数)、三集合(标准型与非标准型公式)递进,结合考点目录表格呈现知识脉络,突出公式内在联系与重难点分布。
讲义亮点在于情境化例题设计与方法指导,如运动会参赛人数计算(例1)培养数学眼光,新定义问题通过“精读定义-翻译转化”步骤(如封闭集判断)提升数学思维。变式训练覆盖不同难度,基础生掌握方法,优秀生深化理解,助力教师精准教学与学生自主复习。
内容正文:
集合与常用逻辑用语:容斥原理的应用、集合新定义问题讲义
集合与常用逻辑用语:容斥原理的应用、集合新定义问题讲义
考点目录
容斥原理的应用
集合新定义问题
考点一 容斥原理的应用
【知识点解析】
一、两集合容斥原理
核心公式
逻辑:两个集合的元素总数相加后,重叠的交集部分被重复计算了1次,因此减去一次交集的元素数,保证每个元素仅计数一次。
衍生计数公式
1. 只属于集合 的元素数:
1. 只属于集合 的元素数:
1. 两个条件都不满足的元素数(全集为 ):
二、三集合容斥原理
1. 标准型公式(已知两两交集、三者交集)
逻辑:三个集合元素数相加后,两两重叠的部分多计算了1次,三者重叠的部分多计算了2次;减去全部两两交集后,三者重叠部分又被多减了1次,因此加回一次三者交集的元素数。
2. 非标准型公式(已知“只满足两个条件”的数量、三者都满足的数量)
逻辑:只满足两个条件的部分重复计算了1次,三者都满足的部分重复计算了2次,分别减去对应倍数,保证每个元素仅计数1次。
衍生计数公式
1. 只满足一个条件的元素数:
2. 三个条件都不满足的元素数(全集为 ):
【例题分析】
例1.(25-26高一上·四川广安·阶段检测)学校举办运动会时,高一某班共有30名同学参加,有15人参加游泳比赛,有9人参加田径比赛,有13人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有2人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有3人,没有人同时参加三项比赛.只参加球类一项比赛的有( )人.
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】B
【分析】设同时参加球类比赛和田径比赛的有人,利用文氏图辅助解答.
【详解】不妨设同时参加球类比赛和田径比赛的有人,
结合已知条件可知,只参加游泳比赛的有10人,只参加球类比赛的有人,
只参加田径比赛的有人,
故,解得,
从而只参加球类一项比赛的有8人.
故选:B
例2.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)某单位为丰富职工的业余生活,举办了一届职工运动会.已知该单位共有245名职工,参加乒乓球、篮球、羽毛球比赛的人数分别为140,120,108,同时参加乒乓球、篮球比赛的人数为72,同时参加篮球、羽毛球比赛的人数为50,同时参加乒乓球、篮球、羽毛球三项比赛的人数为30.三项比赛都不参加的人数为36,则只参加羽毛球比赛的人数为( )
A.21 B.26 C.31 D.37
【答案】A
【分析】先设出参加不同比赛的人数,再利用容斥原理列出等式,进行求解.
【详解】设该单位共有职工人数为,,
参加比赛的人数为,
设参加乒乓球的人数为,参加篮球的人数为,参加羽毛球的人数为,
则,,,
设同时参加乒乓球、篮球比赛的人数为,同时参加篮球、羽毛球比赛的人数,
同时参加乒乓球、羽毛球比赛的人数,
则,,
设同时参加乒乓球、篮球、羽毛球三项比赛的人数,三项比赛都不参加的人数为,
则,,
则由容斥原理得,
代入相应数值得,
解得,
设只参加羽毛球比赛的人数为,
则由容斥原理得.
故选:A
例3.(25-26高一上·上海·开学考试)向50名学生调查对A、B两事件的态度,有如下结果:赞成A的人数是全体的五分之三,其余的不赞成;赞成B的比赞成A的多3人,其余的不赞成;另外,对A,B都不赞成的学生数比对A,B都赞成的学生数的三分之一多1人,问对A,B都赞成的学生和都不赞成的学生各有 ___________ 人.
【答案】21和8
【分析】设对事件A、B都赞成的学生人数为x,利用Venn图列方程求解x即可.
【详解】赞成A的人数为,赞成B的人数为,
记50名学生组成的集合为,赞成事件的学生全体为集合,赞成事件的学生全体为集合,
设对事件、都赞成的学生人数为,则对、都不赞成的人数为,赞成而不赞成的人数为,赞成而不赞成的人数为,作出Venn图如下所示,
依题意可得,解得,
所以对、都赞成的学生有21人,都不赞成的有人.
故答案为:21和8
例4.(24-25高二下·北京·期末)有A、B、C三个城市,至少去过其中一个城市的有18人,去过A、B、C三个城市的分别有9人,8人,11人,同时去过A、B的有5人,同时去过B、C的有3人,同时去过A、C的有4人,则同时去过A、B、C三个城市的有________人.
【答案】2
【分析】若同时去过的有人,根据已知及容斥原理列方程求解即可.
【详解】若同时去过的有人,则,可得.
故答案为:2
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·福建三明·阶段检测)《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》位列2025年我国暑期档票房前三名.某社区调查了该社区的部分市民的观影情况,调查结果显示:观看了《南京照相馆》的有人,观看了《浪浪山小妖怪》的有人,观看了《长安的荔枝》的有人,三部电影都观看了的有人,观看了其中两部电影的有人,这三部电影都未观看的有人.则接受调查的市民共有( )
A.100人 B.人 C.人 D.178人
【答案】B
【分析】根据题意用Venn图表示题设中的集合关系,根据三个集合的容斥关系公式计算得到答案.
【详解】如图所示,用Venn图表示题设中的集合关系,
不妨将观看了《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》的市民分别用集合表示,
则,,,.
不妨设总人数为,观看了《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》的人数为,
观看了《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》的人数为,
观看了《南京照相馆》、《长安的荔枝》的人数为,
则,,,.
由三个集合的容斥关系公式得
,
解得,故接受调查的市民共有人.
故选:B.
变式2.(25-26高一上·河北衡水·阶段检测)某小学为落实双减,实现真正素质教育,在课后给同学们增设了各种兴趣班.为了了解同学们的兴趣情况,某班班主任对全班女生进行了关于对唱歌、跳舞、书法是否有兴趣的问卷调查,要求每位同学至少选择一项,经统计有21人喜欢唱歌,17人喜欢跳舞,10人喜欢书法,同时喜欢唱歌和跳舞的有12人,同时喜欢唱歌和书法的有6人,同时喜欢跳舞和书法的有5人,三种都喜欢的有2人,则该班女生人数为( )
A.27 B.23 C.25 D.29
【答案】A
【分析】借助韦恩图处理集合运算的容斥问题.
【详解】作出韦恩图,如图所示,
可知5人只喜欢唱歌,2人只喜欢跳舞,1人只喜欢书法,同时喜欢唱歌和跳舞但不喜欢书法的有10人,同时喜欢唱歌和书法但不喜欢跳舞的有4人,同时喜欢跳舞和书法但不喜欢唱歌的有3人,三种都喜欢的有2人,则该班女生人数为.
故选:A.
变式3.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)已知鞍山一中25届15班共有36人,其中参加数学校本课程的有20人,参加物理校本课程的有18人,参加化学校本课程的有16人,既参加数学校本课程又参加物理校本课程的有12人,既参加数学校本课程又参加化学校本课程的有10人,既参加物理校本课程又参加化学校本课程的有6人,三科都参加的有4人,则三科都没参加的有_____人.
【答案】6
【分析】根据题意画出图求解即可.
【详解】由题意,既参加数学校本课程又参加物理校本课程的有12人,三科都参加的有4人,
则参加数学校本课程和物理校本课程,没有参加化学校本课程的有8人,
而既参加数学校本课程又参加化学校本课程的有10人,
则参加数学校本课程和化学校本课程,没有参加物理校本课程的有6人,
而既参加物理校本课程又参加化学校本课程的有6人,
则参加物理校本课程和化学校本课程,没有参加数学校本课程的有2人,
可画出图,如图所示:
所以三科都没参加的人数为.
故答案为:6.
变式4.(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)我校数、理、化竞赛时,高一某班有名学生参加数学竞赛,名学生参加物理竞赛,名学生参加化学竞赛,其中参加数、理、化三科竞赛的有名,只参加数、物两科的有名,只参加物、化两科的有名,只参加数、化两科的有名若该班学生共有名,则没有参加任何竞赛的学生共有__________名.
【答案】
【分析】根据韦恩图,分别求出单独参加物理、数学和化学的人数,即可求出参赛人数,进而求出没有参加任何竞赛的学生.
【详解】由韦恩图知:
因为有名学生参加数学竞赛,名学生参加物理竞赛,名学生参加化学竞赛,
参加数、理、化三科竞赛的有名,只参加数、化两科的有名,
只参加数、物两科的有名,只参加物、化两科的有名,
所以单独参加数学的有人,
单独参加物理的有人,单独参加化学的有人,
故参赛人数共有人,
没有参加任何竞赛的学生共有人.
故答案为:10.
考点二 集合新定义问题
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 题型本质
题目给出课本之外的集合概念、运算规则或性质定义,要求即时理解定义并迁移应用,解决对应问题,核心考察阅读理解能力、知识迁移能力和严格的规则意识。
2. 定义特征
所有新定义均为“临时规则”,仅在本题语境下成立;解题必须严格遵循题目给出的定义,不能自行套用已有集合运算的性质或主观拓展。
3. 核心原则:定义优先,逐字落实;不增不减,严格匹配。
二、常见类型
1. 新运算型
定义两个集合之间的全新运算(如 、、 等),给出明确的运算规则,要求计算运算结果、判断运算性质(交换律、结合律等)。
1. 新集合型
定义一类具有特殊性质的集合(如“好集合”“和谐集合”“孤立集”等),要求判断给定集合是否符合定义,或根据定义构造满足条件的集合。
1. 新属性型
定义集合的某种量化属性(如集合的“长度”“权重”“秩”“基数”等),要求计算属性值、比较属性大小或求最值。
1. 元素关系型
定义集合中元素之间的特殊关系,要求判断元素是否满足关系,或根据关系确定元素的取值、集合的构成。
三、解题思路
1. 精读定义,圈画关键
逐字解读题目定义,标记核心条件、限制范围、运算规则,尤其注意元素的取值范围、集合的前提限制(如非空、元素互异、整数集等)。
1. 翻译转化,对接旧知
将陌生的新定义转化为熟悉的数学语言:
· 运算类定义转化为交、并、补、方程、不等式等常规运算;
· 集合类定义转化为元素满足的条件式;
· 属性类定义转化为函数表达式或计算公式。
1. 代入验证,逐一匹配
· 判断类题目:将选项或给定集合代入定义,逐条验证所有条件,全部满足才符合定义;
· 计算类题目:严格按照定义的步骤和规则运算,不跳步、不自行添加规则。
1. 分类讨论,全面覆盖
当定义包含多种情形、元素取值不确定时,根据条件划分分类标准,逐一讨论所有符合定义的情况,避免遗漏。
1. 性质推导,特例辅助
判断运算性质时,可先通过特例快速验证,再结合定义做一般性推导;否定一个性质只需举出一个反例。
四、高频易错点
1. 定义理解片面:漏看定义中的限制条件(如元素为整数、集合非空、正整数集等),导致结果范围扩大。
1. 思维定势干扰:习惯性将新运算等同于熟悉的交、并、差运算,用已有知识替代题目定义解题,偏离规则。
1. 忽略元素互异性:新定义运算后集合中出现重复元素,未按集合互异性剔除,导致结果错误。
1. 分类讨论不全:定义包含多种情形时,只讨论最常见的一种,遗漏其他符合条件的情况。
1. 层级关系混淆:当集合本身作为另一个集合的元素时,混淆“集合”与“元素”的层级,判断从属关系出错。
【例题分析】
例1.(25-26高一上·四川乐山·阶段检测·多选)在整数集中,被5除所得余数为的所有整数组成一个“类”,记为,即,给出如下四个选项,其中正确的是( )
A. B.
C. D.当且仅当“”时,整数,属于同一类
【答案】ACD
【分析】根据所给定义一一分析即可.
【详解】因为,所以,故A正确;
因为,所以,故B错误;
因为整数集中的数被除的余数可以分为五类,分别为余数为,余数为,余数为,余数为,余数为,
所以,故C正确;
若整数,属于同一“类”,则两数被除的余数相同,则被除的余数为,即有,
若,则,被余数相同,即整数,属于同一“类”,
所以当且仅当“”时,整数,属于同一类,故D正确.
故选:ACD
例2.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测·多选)集合,定义运算“”为,则( )
A. B.a⊕bb⊕a
C. D.若,则
【答案】ACD
【分析】由运算“”的定义分别计算判断A、B、C,用分析法分别从条件和结论出发证明得到D.
【详解】对于A,,故A正确;
对于BC,,故B错误C正确;
对于D,若,则,,
要证,只需要证,即证,
即证,即证,即证,
因为,,所以上式成立,所以,故D正确.
故选:ACD.
例3.(25-26高一上·北京顺义·阶段检测)已知是非空数集,如果对任意,都有,则称是封闭集.
(1)判断集合是否为封闭集,并说明理由;
(2)判断以下两个命题的真假,并说明理由;
命题:若非空集合是封闭集,则也是封闭集;
命题:若非空集合是封闭集,且,则也是封闭集;
(3)若非空集合是封闭集合,且为全体实数集,求证:不是封闭集.
【答案】(1)集合是封闭集,不是封闭集,理由为:
对于集合 因为,
所以是封闭集;
对于集合,因为,,
所以集合不是封闭集;
(2)命题为假命题,命题q为真命题,理由为:
对命题:令,
则集合是封闭集,但不是封闭集,故错误;
对于命题:设,则有,又因为集合是封闭集,
所以,
同理可得,
所以,
所以是封闭集,故正确;
(3)
证明:假设结论成立,设,
若,矛盾,所以,所以有,
设且,否则,
所以有,矛盾,故假设不成立,原结论成立,证毕.
【分析】(1)根据封闭集的定义判断即可;
(2) 对命题举反例说明即可;
对于命题:设,由是封闭集,可得,从而判断为正确;
(3)根据题意,令,只需证明不是封闭集即可,取中的即可证明.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
例4.(25-26高一上·河北秦皇岛·阶段检测)给定数集,若对于任意,有,且,则称集合为闭集合.
(1)判断集合是否为闭集合,并给出证明;
(2)若集合A,B为闭集合,且AR,BR,求证:R.
【答案】(1)不是闭集合,是闭集合,理由见解析
(2)证明过程见解析
【分析】(1)举出反例得到不是闭集合,并任取,设,证明出是闭集合;
(2)假设结论不成立,存在且,故,同理可得,存在且,故,推出或,分析可得出矛盾,故假设不成立,结论成立.
【详解】(1)不是闭集合,是闭集合,理由如下:
,但,故不是闭集合,
,任取,设,其中,
则,,
故是闭集合;
(2)反证法,假设,
因为AR,所以存在且,故,
同理可得,存在且,故,
因为,所以或,
若,则为闭集合,故,与矛盾,
若,则为闭集合,故,与矛盾,
综上,存在,使得,
故假设不成立,R.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·陕西商洛·阶段检测·多选)若是含有个元素的数集,则称为数集.数集中含有个元素的子集,称为的子集.若在数集的任何一个子集中,存在4个不同的数,,,,使得,则称该的子集为的等和子集.下列结论正确的是( )
A.3数集有6个非空真子集
B.4数集有6个2子集
C.若集合,则没有等和子集
D.若集合,则的等和子集有2个
【答案】ABC
【分析】根据集合的新定义结合子集及真子集的性质分别判断各个选项即可.
【详解】3数集A有个非空真子集,A正确.
假设,
则B的2子集有,,,,,,共6个,B正确.
因为在集合C中不存在4个不同的数,,,,使得,
所以没有等和子集,C正确.
D的等和子集有,,,共3个,D错误.
故选:ABC.
变式2.(25-26高一上·海南三亚·阶段检测·多选)我们知道,如果集合,那么的子集的补集为.类似的,对于集合、,我们把集合叫作集合与的差集,记作.例如,,,则有,,下列说法正确的是( )
A.若,,则
B.若,则
C.若是高一(1)班全体同学的集合,是高一(1)班全体女同学的集合,则
D.若,则2一定不是集合的元素
【答案】ACD
【分析】根据所给定义判断A、C正确;选项B、D可以通过举反例来证明错误.
【详解】对于A,或,
根据差集的定义可得,故A正确;
对于B,若,,则,显然,故B错误;
对于C,根据差集的定义可判断C正确;
对于D,设,,则,,
此时,故D正确.
故选:ACD.
变式3.(25-26高三上·辽宁沈阳·阶段检测)定义:若任意 (m,n可以相等但) , 则集合 称为集合A的生成集;
(1)若集合,的生成集为,的子集个数为4个,求实数的值;
(2)若集合,的生成集为,求证:
【答案】(1)
(2)
,则,故;
,故;
故,即.
【分析】(1)根据子集个数确定集合的元素有2个,考虑,,,或,时的值,两两相等计算得到答案.
(2),计算,,得到证明.
【详解】(1)的子集个数为4个,故集合的元素有2个.
当时,;
当时,;
当,或,时,;
①,解得(舍)或;
②,解得(舍);
③,解得(舍)或,或,
综上所述:,,或,即.
(2)略
变式4.(25-26高一上·山东青岛·阶段检测)设集合,集合,如果对于任意元素,都有或,则称集合P为的自邻集.记为集合的所有自邻集中最大元素k的集合的个数.
(1)直接判断集合和是否为的自邻集;
(2)比较和的大小,并说明理由.
【答案】(1)不是的自邻集,是的自邻集.
(2),理由见解析.
【分析】(1)利用自邻集的定义直接判断即可.
(2)利用自邻集的定义求出的自邻集中最大元集分别为6,5,3的所有自邻集,从而可得答案.
【详解】(1)由,得和,
而,所以不是的自邻集,
又,
所以是的自邻集.
(2),
则其自邻集中最大元素为6的集合中必含5和6,则有,,,
,,,,,共9个,即,
其自邻集中最大元素为5的集合中必含4和5,则有,,,,共5个, ,
其自邻集中最大元素为3的集合中必含2和3,则有,共2个,,
所以.
2
学科网(北京)股份有限公司
$集合与常用逻辑用语:容斥原理的应用、集合新定义问题讲义
集合与常用逻辑用语:容斥原理的应用、集合新定义问题讲义
考点目录
容斥原理的应用
集合新定义问题
考点一 容斥原理的应用
【知识点解析】
一、两集合容斥原理
核心公式
逻辑:两个集合的元素总数相加后,重叠的交集部分被重复计算了1次,因此减去一次交集的元素数,保证每个元素仅计数一次。
衍生计数公式
1. 只属于集合 的元素数:
1. 只属于集合 的元素数:
1. 两个条件都不满足的元素数(全集为 ):
二、三集合容斥原理
1. 标准型公式(已知两两交集、三者交集)
逻辑:三个集合元素数相加后,两两重叠的部分多计算了1次,三者重叠的部分多计算了2次;减去全部两两交集后,三者重叠部分又被多减了1次,因此加回一次三者交集的元素数。
2. 非标准型公式(已知“只满足两个条件”的数量、三者都满足的数量)
逻辑:只满足两个条件的部分重复计算了1次,三者都满足的部分重复计算了2次,分别减去对应倍数,保证每个元素仅计数1次。
衍生计数公式
1. 只满足一个条件的元素数:
2. 三个条件都不满足的元素数(全集为 ):
【例题分析】
例1.(25-26高一上·四川广安·阶段检测)学校举办运动会时,高一某班共有30名同学参加,有15人参加游泳比赛,有9人参加田径比赛,有13人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有2人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有3人,没有人同时参加三项比赛.只参加球类一项比赛的有( )人.
A.7 B.8 C.9 D.10
例2.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)某单位为丰富职工的业余生活,举办了一届职工运动会.已知该单位共有245名职工,参加乒乓球、篮球、羽毛球比赛的人数分别为140,120,108,同时参加乒乓球、篮球比赛的人数为72,同时参加篮球、羽毛球比赛的人数为50,同时参加乒乓球、篮球、羽毛球三项比赛的人数为30.三项比赛都不参加的人数为36,则只参加羽毛球比赛的人数为( )
A.21 B.26 C.31 D.37
例3.(25-26高一上·上海·开学考试)向50名学生调查对A、B两事件的态度,有如下结果:赞成A的人数是全体的五分之三,其余的不赞成;赞成B的比赞成A的多3人,其余的不赞成;另外,对A,B都不赞成的学生数比对A,B都赞成的学生数的三分之一多1人,问对A,B都赞成的学生和都不赞成的学生各有 ___________ 人.
例4.(24-25高二下·北京·期末)有A、B、C三个城市,至少去过其中一个城市的有18人,去过A、B、C三个城市的分别有9人,8人,11人,同时去过A、B的有5人,同时去过B、C的有3人,同时去过A、C的有4人,则同时去过A、B、C三个城市的有________人.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·福建三明·阶段检测)《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》位列2025年我国暑期档票房前三名.某社区调查了该社区的部分市民的观影情况,调查结果显示:观看了《南京照相馆》的有人,观看了《浪浪山小妖怪》的有人,观看了《长安的荔枝》的有人,三部电影都观看了的有人,观看了其中两部电影的有人,这三部电影都未观看的有人.则接受调查的市民共有( )
A.100人 B.人 C.人 D.178人
变式2.(25-26高一上·河北衡水·阶段检测)某小学为落实双减,实现真正素质教育,在课后给同学们增设了各种兴趣班.为了了解同学们的兴趣情况,某班班主任对全班女生进行了关于对唱歌、跳舞、书法是否有兴趣的问卷调查,要求每位同学至少选择一项,经统计有21人喜欢唱歌,17人喜欢跳舞,10人喜欢书法,同时喜欢唱歌和跳舞的有12人,同时喜欢唱歌和书法的有6人,同时喜欢跳舞和书法的有5人,三种都喜欢的有2人,则该班女生人数为( )
A.27 B.23 C.25 D.29
变式3.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)已知鞍山一中25届15班共有36人,其中参加数学校本课程的有20人,参加物理校本课程的有18人,参加化学校本课程的有16人,既参加数学校本课程又参加物理校本课程的有12人,既参加数学校本课程又参加化学校本课程的有10人,既参加物理校本课程又参加化学校本课程的有6人,三科都参加的有4人,则三科都没参加的有_____人.
变式4.(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)我校数、理、化竞赛时,高一某班有名学生参加数学竞赛,名学生参加物理竞赛,名学生参加化学竞赛,其中参加数、理、化三科竞赛的有名,只参加数、物两科的有名,只参加物、化两科的有名,只参加数、化两科的有名若该班学生共有名,则没有参加任何竞赛的学生共有__________名.
考点二 集合新定义问题
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 题型本质
题目给出课本之外的集合概念、运算规则或性质定义,要求即时理解定义并迁移应用,解决对应问题,核心考察阅读理解能力、知识迁移能力和严格的规则意识。
2. 定义特征
所有新定义均为“临时规则”,仅在本题语境下成立;解题必须严格遵循题目给出的定义,不能自行套用已有集合运算的性质或主观拓展。
3. 核心原则:定义优先,逐字落实;不增不减,严格匹配。
二、常见类型
1. 新运算型
定义两个集合之间的全新运算(如 、、 等),给出明确的运算规则,要求计算运算结果、判断运算性质(交换律、结合律等)。
1. 新集合型
定义一类具有特殊性质的集合(如“好集合”“和谐集合”“孤立集”等),要求判断给定集合是否符合定义,或根据定义构造满足条件的集合。
1. 新属性型
定义集合的某种量化属性(如集合的“长度”“权重”“秩”“基数”等),要求计算属性值、比较属性大小或求最值。
1. 元素关系型
定义集合中元素之间的特殊关系,要求判断元素是否满足关系,或根据关系确定元素的取值、集合的构成。
三、解题思路
1. 精读定义,圈画关键
逐字解读题目定义,标记核心条件、限制范围、运算规则,尤其注意元素的取值范围、集合的前提限制(如非空、元素互异、整数集等)。
1. 翻译转化,对接旧知
将陌生的新定义转化为熟悉的数学语言:
· 运算类定义转化为交、并、补、方程、不等式等常规运算;
· 集合类定义转化为元素满足的条件式;
· 属性类定义转化为函数表达式或计算公式。
1. 代入验证,逐一匹配
· 判断类题目:将选项或给定集合代入定义,逐条验证所有条件,全部满足才符合定义;
· 计算类题目:严格按照定义的步骤和规则运算,不跳步、不自行添加规则。
1. 分类讨论,全面覆盖
当定义包含多种情形、元素取值不确定时,根据条件划分分类标准,逐一讨论所有符合定义的情况,避免遗漏。
1. 性质推导,特例辅助
判断运算性质时,可先通过特例快速验证,再结合定义做一般性推导;否定一个性质只需举出一个反例。
四、高频易错点
1. 定义理解片面:漏看定义中的限制条件(如元素为整数、集合非空、正整数集等),导致结果范围扩大。
1. 思维定势干扰:习惯性将新运算等同于熟悉的交、并、差运算,用已有知识替代题目定义解题,偏离规则。
1. 忽略元素互异性:新定义运算后集合中出现重复元素,未按集合互异性剔除,导致结果错误。
1. 分类讨论不全:定义包含多种情形时,只讨论最常见的一种,遗漏其他符合条件的情况。
1. 层级关系混淆:当集合本身作为另一个集合的元素时,混淆“集合”与“元素”的层级,判断从属关系出错。
【例题分析】
例1.(25-26高一上·四川乐山·阶段检测·多选)在整数集中,被5除所得余数为的所有整数组成一个“类”,记为,即,给出如下四个选项,其中正确的是( )
A. B.
C. D.当且仅当“”时,整数,属于同一类
例2.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测·多选)集合,定义运算“”为,则( )
A. B.a⊕bb⊕a
C. D.若,则
例3.(25-26高一上·北京顺义·阶段检测)已知是非空数集,如果对任意,都有,则称是封闭集.
(1)判断集合是否为封闭集,并说明理由;
(2)判断以下两个命题的真假,并说明理由;
命题:若非空集合是封闭集,则也是封闭集;
命题:若非空集合是封闭集,且,则也是封闭集;
(3)若非空集合是封闭集合,且为全体实数集,求证:不是封闭集.
例4.(25-26高一上·河北秦皇岛·阶段检测)给定数集,若对于任意,有,且,则称集合为闭集合.
(1)判断集合是否为闭集合,并给出证明;
(2)若集合A,B为闭集合,且AR,BR,求证:R.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·陕西商洛·阶段检测·多选)若是含有个元素的数集,则称为数集.数集中含有个元素的子集,称为的子集.若在数集的任何一个子集中,存在4个不同的数,,,,使得,则称该的子集为的等和子集.下列结论正确的是( )
A.3数集有6个非空真子集
B.4数集有6个2子集
C.若集合,则没有等和子集
D.若集合,则的等和子集有2个
变式2.(25-26高一上·海南三亚·阶段检测·多选)我们知道,如果集合,那么的子集的补集为.类似的,对于集合、,我们把集合叫作集合与的差集,记作.例如,,,则有,,下列说法正确的是( )
A.若,,则
B.若,则
C.若是高一(1)班全体同学的集合,是高一(1)班全体女同学的集合,则
D.若,则2一定不是集合的元素
变式3.(25-26高三上·辽宁沈阳·阶段检测)定义:若任意 (m,n可以相等但) , 则集合 称为集合A的生成集;
(1)若集合,的生成集为,的子集个数为4个,求实数的值;
(2)若集合,的生成集为,求证:
变式4.(25-26高一上·山东青岛·阶段检测)设集合,集合,如果对于任意元素,都有或,则称集合P为的自邻集.记为集合的所有自邻集中最大元素k的集合的个数.
(1)直接判断集合和是否为的自邻集;
(2)比较和的大小,并说明理由.
2
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。