内容正文:
1.1.3 集合的基本运算
第1课时 集合的交集、并集
【学习目标】
1.理解交集、并集的概念,会用文字语言、符号语言及图形语言来描述这些概念;
2.了解交集、并集的一些简单性质,会求两个简单集合的交集与并集.
◆ 知识点一 集合的交集
1.定义:一般地,给定两个集合A,B,由既属于A又属于B的 (即A和B的公共元素)组成的集合,称为A与B的 ,记作A∩B,读作“A交B”.
2.集合A与B的交集可用如图所示的阴影部分形象地表示.
3.性质.对于任意两个集合A,B都有:
(1)A∩B=B∩A;
(2)A∩A=A;
(3)A∩∅=∅∩A=∅;
(4)若A⊆B,则A∩B=A,反之也成立.
【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若集合A与B没有公共元素,则A∩B=∅. ( )
(2)A∩B={x|x∈A且x∈B}. ( )
(3)A∩B既是A的子集,也是B的子集. ( )
(4)已知A=(1,3),B=(-1,2),则A∩B=(1,2). ( )
◆ 知识点二 集合的并集
1.定义:一般地,给定两个集合A,B,由这两个集合的 组成的集合,称为A与B的 ,记作A∪B,读作“A并B”.
2.集合A与B的并集可用图(1)或(2)所示的阴影部分形象地表示.
3.性质.对于任意两个集合A,B都有:
(1)A∪B=B∪A;
(2)A∪A=A;
(3)A∪∅=∅∪A=A;
(4)若A⊆B,则A∪B=B,反之也成立.
【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)集合A∪B中元素的个数小于或等于集合A与集合B的元素个数之和. ( )
(2)A∪B={x|x∈A或x∈B}. ( )
(3)若A∪B=∅,则A,B都是∅. ( )
(4)A,B都是A∪B的子集. ( )
◆ 探究点一 交集及其运算
例1 (1)已知集合A={x|-1≤x<4,x∈N},集合B={x|-3≤x≤2},则A∩B= ( )
A.{-1,0,1,2,3} B.{0,1,2}
C.∅ D.{0,2}
(2)已知集合A={(1,2),(2,1)},B={(x,y)|x-y=1},则A∩B= ( )
A.{2,1} B.{(2,1)}
C.{(1,2)} D.{1,2}
变式 (1)已知集合A={0,1,4,6,7,8,10},B={x|x=2n,n∈N},则A∩B中元素的个数为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
(2)[2025·山东菏泽高一期中] 已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|k-1≤x≤k+1}.若A∩B=∅,则实数k的取值范围为 .
例2 [2025·安徽阜阳高一期中] 某花店统计了连续三天售出鲜花的种类情况:第一天售出18种鲜花,第二天售出12种鲜花,第三天售出16种鲜花,前两天都售出的鲜花有3种,后两天都售出的鲜花有4种.则该花店第一天售出但第二天未售出的鲜花有 种,这三天售出的鲜花最少有 种.
[素养小结]
(1)两个集合求交集,结果还是一个集合,而且是由集合A与B的公共元素组成的集合,当两个集合没有公共元素时,两个集合的交集是空集,而不能说两个集合没有交集.
(2)求两个集合交集的一般方法:①明确集合中的元素;②元素个数有限时,利用定义或维恩图求解,元素个数无限时,借助数轴求解;③当所给集合中有一个不确定时,要注意分类讨论,分类的标准取决于已知集合.
◆ 探究点二 并集及其运算
例3 (1)已知A=,B={x|x<-3或x>-1},则A∪B= ( )
A.(-1,0]
B.(-1,0)
C.(-∞,-3)∪(-1,+∞)
D.(-∞,-3)∪(-2,+∞)
(2)已知集合A={0,1,2,3},B={x|0<x<4},则A∪B= ( )
A.{1,2,3} B.{x|0<x<4}
C.{0,1,2,3,4} D.{x|0≤x<4}
变式 (1)已知集合A={-1,0,1,2,3},B={-1,1,3,5},则A∪B= ( )
A.{-1,0,1,2,3,5} B.{-1,0,1,2,3}
C.{-1,1,3} D.{-1,0,1,3,5}
(2)[2026·陕西西安高一期中] 设集合M={1,2},N={2,3,4},T={1,3,5},则(M∪N)∩T=( )
A.{1,3} B.{3,5}
C.{1,2,3,4,5} D.∅
[素养小结]
求集合并集的方法:
(1)两个集合用列举法表示:①依定义,直接观察求并集;②借助维恩图写并集.
(2)两个集合用描述法表示:①直接观察,写出并集;②借助数轴,求出并集.
(3)一个集合用描述法表示,另一个用列举法表示:①直接观察,找出并集;②借助图形,观察写出并集.
注意:若两个集合中有相同元素,在求其并集时只能算作一个元素.
拓展 (1)已知集合A={1,a},B={2,3,4},且A∪B={1,2,3,4},则实数a的可能取值构成的集合是 ( )
A.{1,2,3,4} B.{2,3,4}
C.{2} D.{3}
(2)设集合S={x|x<-1或x>5},T={x|a<x<a+8},若S∪T=R,则实数a的取值范围是 .
◆ 探究点三 并集、交集的性质
例4 (1)(多选题)已知集合A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax+1=0},若A∩B=B,则实数a的值可能为 ( )
A.- B.0
C.3 D.-
(2)已知集合A={x|-3<x≤4},集合B={x|k+1≤x≤2k-1},且A∪B=A,则实数k的取值范围是 .
(3)已知集合A={x|x2-ax+a2-7=0},B={x|x2-x-6=0},若A∩B=A∪B,则a= .
变式 [2025·山东菏泽高一期中] 已知集合A={x|-3≤x≤1},B={x|m-2≤x≤2m+1}.
(1)若A∪B=A,求实数m的取值范围;
(2)若A∩B=∅,求实数m的取值范围.
[素养小结]
(1)在利用交集、并集的性质解题时,常常会遇到A∩B=A,A∪B=B这类问题,解答时常借助于交、并集的定义以及集合间的关系去分析,如由A∩B=A得A⊆B,由A∪B=B得A⊆B等.
(2)当集合B⊆A时,若集合A是一个确定的集合,而集合B不确定,则运算时要考虑B=∅的情况,切不可漏掉.
拓展 已知集合A=,B={b,a+b,-1},若A∩B={2,-1},则A∪B= ( )
A.{2,3} B.{-1,2,5}
C.{2,3,5} D.{-1,2,3,5}
1.已知集合M={-1,1,3,5},N={-3,5},则下列结论成立的是 ( )
A.M∩N={5}
B.N⊆M
C.M∪N=M
D.M∩N=N
2.满足条件M∪{1,0}={-1,0,1}的集合M的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
3.[2025·重庆渝北区高一期中] 若集合A={1,2,3,4,5,7},B={x|x-1∈A},则A∩B=( )
A.{1,2,3,4,5}
B.{2,3,4,5}
C.{1,2,3,4}
D.{0,1,2,3,4,6}
4.已知集合A={0,1,2,x},B={1,x2},若A∪B=A,则满足条件的实数x有 ( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
5.[2026·上海徐汇区高一期中] 满足条件M∪{1,2}={1,2,3,…,2026}的集合M的个数为 .
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1.1.3 集合的基本运算
第1课时 集合的交集、并集
【课前预习】
知识点一
1.所有元素 交集
诊断分析
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
知识点二
1.所有元素 并集
诊断分析
(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ [解析] (1)当集合A与集合B没有公共元素时,A∪B中元素的个数等于集合A与集合B的元素个数之和;当集合A与集合B有公共元素时,A∪B中元素的个数小于集合A与集合B的元素个数之和.
(3)只有A,B都为空集时才能满足题意.
【课中探究】
例1 (1)B (2)B [解析] (1)由题知A={0,1,2,3},因为B={x|-3≤x≤2},所以A∩B={0,1,2}.故选B.
(2)当x=1,y=2时,x-y=-1,故(1,2)∉A∩B;当x=2,y=1时,x-y=1,故(2,1)∈A∩B.故选B.
变式 (1)C (2)k<-3或k>6 [解析] (1)由A={0,1,4,6,7,8,10},B={x|x=2n,n∈N},得A∩B={0,4,6,8,10},即A∩B中元素的个数为5.故选C.
(2)因为k-1<k+1,所以集合B不是空集.因为A∩B=∅,所以k+1<-2或k-1>5,解得k<-3或k>6.
例2 15 27 [解析] 设这三天都售出的鲜花有x种,第一天售出但第二天未售出且第三天售出的鲜花有y种,则这三天售出鲜花的种类关系如图所示.第一天售出但第二天未售出的鲜花种数为18-(3-x+x)=15.这三天售出的鲜花种数为(15-y)+(5+x)+(12-y)+(3-x)+(4-x)+y+x=39-y,由题意得0≤y≤12,故当y=12时,39-y取得最小值27,所以这三天售出的鲜花最少有27种.
例3 (1)D (2)D [解析] (1)∵A={x|-2<x≤0},B={x|x<-3或x>-1},∴A∪B={x|x<-3或x>-2}=(-∞,-3)∪(-2,+∞).故选D.
(2)因为集合A={0,1,2,3},B={x|0<x<4},所以A∪B={x|0≤x<4}.故选D.
变式 (1)A (2)A [解析] (1)A∪B={-1,0,1,2,3}∪{-1,1,3,5}={-1,0,1,2,3,5}.故选A.
(2)因为M={1,2},N={2,3,4},所以M∪N={1,2,3,4},则(M∪N)∩T={1,3}.故选A.
拓展 (1)B (2)(-3,-1) [解析] (1)∵集合A={1,a},B={2,3,4},且A∪B={1,2,3,4},∴实数a的可能取值构成的集合为{2,3,4}.故选B.
(2)因为S∪T=R,所以解得-3<a<-1,所以实数a的取值范围是(-3,-1).
例4 (1)ABD (2) (3)1 [解析] (1)∵A∩B=B,∴B⊆A,由题知A={x|x2-8x+15=0}={3,5}.当a=0时,B=∅,符合题意;当a≠0时,B=,要使B⊆A,则需要满足-=3或-=5,即a=-或a=-.综上,a=0或a=-或a=-.故选ABD.
(2)当B=∅,即k+1>2k-1时,k<2,满足A∪B=A.当B≠∅时,要使A∪B=A,只需解得2≤k≤.综上可知,k的取值范围是.
(3)B={x|x2-x-6=0}={-2,3}.∵A∩B=A∪B,∴A=B,∴解得a=1.当a=1时,A=B,满足条件.故a=1.
变式 解:(1)因为A∪B=A,所以B⊆A.
当B=∅时,由m-2>2m+1,解得m<-3,符合题意;
当B≠∅时,由 解得-1≤m≤0.综上所述,实数m的取值范围是{m|-1≤m≤0或m<-3}.
(2)当B=∅时,由(1)知m<-3,满足题意;
当B≠∅时,由或解得-3≤m<-2或m>3.
综上所述,实数m的取值范围是{m|m<-2或m>3}.
拓展 D [解析] 由A∩B={2,-1},可得或当时,此时B={2,3,-1},则A∪B={-1,2,3,5};当时,此时B={-1,0,-1},不符合题意.故A∪B={-1,2,3,5}.
【课堂评价】
1.A [解析] 由M={-1,1,3,5},N={-3,5},得M∩N={5}.故选A.
2.D [解析] 由已知条件,可得M={-1}或{-1,1}或{-1,0}或{-1,0,1},共4个.故选D.
3.B [解析] 依题意得,集合B={2,3,4,5,6,8},故A∩B={2,3,4,5}.故选B.
4.B [解析] ∵A∪B=A,∴B⊆A.∵A={0,1,2,x},B={1,x2},∴x2=0或x2=2或x2=x,解得x=0或或-或1.经检验,当x=或-时满足题意,故选B.
5.4 [解析] 因为M∪{1,2}={1,2,3,…,2026},所以{3,4,5,…,2026}⊆M⊆{1,2,3,…,2026},则集合M可能为{3,4,5,…,2026},{1,3,4,5,…,2026},{2,3,4,5,…,2026},{1,2,3,…,2026},共4个.
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