数学必修 第一册第一章 集合与常用逻辑用语1.1 集合的概念精品导学案
展开集合核心知识
备注:为高频重点,为易错点 为难点
核心知识点一:集合的概念和表示
例题1 已知a∈{1,-1,a2},则a的值为______________________。
答案:∵a∈{1,-1,a2},
∴a可以等于1,-1,a2。
(1)当a=1时,集合则为{1,-1,1},不符合集合元素的互异性。故a≠1。
(2)同上,a=-1时也不成立。
(3)a=a2时,得a=0或1,a=1不满足,舍去,a=0时集合为{1,-1,0}。
综上,a=0。
解析:处理该类问题的关键是对a进行分类讨论,利用元素的互异性解题。
总结提升:集合元素的互异性指集合中的元素必须互不相同,无序性指集合中的元素与顺序无关。因此在处理元素为字母的集合问题时,既要注意对字母进行讨论,又要自觉注意集合元素的互异性、确定性。
例题2 判断下列三个集合是否相等。
{x|y=x2-1}
{y|y=x2-1}
{(x,y)|y=x2-1}
答案:(1){x|y=x2-1}表示的是函数自变量的集合,它可以为{x|y=x2-1}={x|x∈R}=R。
(2){y|y=x2-1}表示的是函数因变量的集合,它可以为{y|y=x2-1}={y|y≥-1}。
(3){(x,y)|y=x2-1}表示点的集合,这些点在二次函数y=x2-1的图象上。
解析:处理此类问题的关键在于要正确而深刻地理解集合的表示方法。
总结提升:正确理解集合的表示方法对以后的学习有极大帮助。特殊数集用特定字母表示有特别规定,不能乱用;二元一次方程组的解集必须为{(x,y)|}的形式;对描述法表示的集合一定要认清竖杠前面的元素是谁,竖杠后其特征又是什么。
核心知识点二:集合间的关系
核心知识点三:集合的运算:
1. 并集
(1)自然语言表示:由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,称为集合A与B的并集。
(2)符号语言表示:A∪B={x|x∈A,或x∈B}。
(3)图形语言(Venn图)表示:。
(4)性质:A∪B=B∪A;A∪A=A;A∪=A。
2. 交集
(1)自然语言表示:由属于集合A且属于集合B的所有元素所组成的集合,称为集合A与B的交集。
(2)符号语言表示:A∩B={x|x∈A,且x∈B}。
(3)图形语言表示(Venn图):。
(4)性质:A∩B=B∩A;A∩A=A;A∩=。
3. 补集
(1)自然语言表示:对于集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素所组成的集合,称为集合A相对于全集U的补集,简称为集合A的补集。
(2)符号语言表示:A={x|x∈U,且xA}。
(3)图形语言表示(Venn图):,阴影部分表示A。
(4)性质:(A)∪A=R;(A)∩A=;(A)=A。
(A∪B)=(A)∩(B),(A∩B)=(A)∪(B)。
重要结论:A∩B=AAB;A∪B=BAB;A∩B=AA∪B=B。
例题3 设全集为R,A={x|3≤x<7},B={x|2
解:把全集R和集合A、B在数轴上表示如下:
由图知,A∪B={x|2
∴CR(A∪B)={x|x≤2或x>10},
总结提升:求解用不等式表示的数集间的集合运算时,一般要借助于数轴求解,此法的特点是简单直观,同时要注意各个端点的画法及取到与否。集合的交并补运算应当逐步求解,一层一层的求解。
本节重要知识点
1. 对描述法中代表元素的理解;
2. 集合间的基本关系;
3. 集合的基本运算。
(答题时间:30分钟)
1. 集合{1,3,5,7,9}用描述法表示应是( )
A. {x|x是不大于9的非负奇数}
B. {x|x≤9,x∈N}
C. {x|1≤x≤9,x∈N}
D. {x|0≤x≤9,x∈Z}
2. 下列集合中,不同于另外三个集合的是( )
A. {x|x=1} B. {y|(y-1)2=0}
C. {x=1} D. {1}
3. 若A、B、C为三个集合,A∪B=B∩C,则一定有( )
A. AC B. CA C. A≠C D. A=
4. 设U为全集,M、P是U的两个子集,且(M)∩P=P,则M∩P等于( )
A. M B. P C. P D.
5. 设集合M={x|x∈R且-1<x<2},N={x|x∈R且|x|≥a,a>0},若M∩N=,那么实数a的取值范围是( )
A. a<1 B. a≤-1 C. a>2 D. a≥2
6. {(x,y)|x+y=6,x,y∈N}用列举法表示为___________________________________
7. 设满足y≥|x-1|的点(x,y)的集合为A,满足y≤-|x|+2的点(x,y)的集合为B,则A∩B所表示图形的面积是__________。
1. A
2. C 解析:A、B、D三项表示的集合都是{1},而C选项表示含有一个方程的集合。
3. A 解析:由A∪B=B∩C,知A∪BB,A∪BC,∴ABC。故选A。
4. D 解析:由(M)∩P=P,知PM,于是P∩M=。故选D。
5. D 解析:M={x|-1<x<2},N={x|x≤-a或x≥a}。若M∩N=,则-a≤-1且a≥2,即a≥1且a≥2,综上a≥2。
6. {(0,6),(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),(6,0)}
7. 解析:画出y≥|x-1|及y≤-|x|+2的图象,则A∩B表示的图形为矩形;由交点坐标及图象与坐标轴的交点坐标简单计算即得。
集合易错题精析
【能力提升】已知集合M={(m,n)|m+n=2},N={(x,y)|x-y=4},那么集合M∩N=________。
答案:{(3,-1)}
解析:M、N中的元素是平面上的点,M∩N是集合,并且其中元素也是点,所以集合M可以等价表示为M={(x,y)|x+y=2}解方程组得
∴M∩N={(3,-1)}。
易错点拨:
1. 对于描述法,首先应该看代表元素的类型,是代表的数还是点;
2. 集合的代表元素仅仅有代表作用,与用哪个字母代表是无关的。
【能力提升】已知集合A={x|-1
答案:(-∞,1]
解析:A∩B=B,则BA
当m≤0时,B=,显然BA。
当m>0时,因为A={x|-1
所以在数轴上标出两集合,如图,
所以
所以0
综上所述,m的取值范围为(-∞,1]。
易错点拨:
(1)若集合A是集合B的子集,则应当首先考虑集合A是否为空集。
(2)分类讨论的思想
【能力提升】已知集合A={x|x2-4mx+2m+6=0},B={x|x<0},若A∩B=A,求实数m的取值集合。
解:∵A∩B=A∴AB,
∴当A=时,即方程x2-4mx+2m+6=0无实根,
故Δ=16m2-8(m+3)<0,解得-1
当A≠时,方程x2-4mx+2m+6=0的根为负,
则 ⇒
。
综上,实数m的取值集合是{m|-3
易错点拨:
(1)一般来讲,集合中的元素若是离散的,则用Venn图表示;集合中的元素若是连续的,则用数轴表示,此时要注意端点的情况。
(2)运算过程中要注意集合间的特殊关系的使用,灵活使用这些关系,会使运算简化。
【能力提升】某班50名同学参加一次智力竞猜活动,对其中A、B、C三道知识题作答,答错A者17人,答错B者15人,答错C者11人,答错A、B者5人,答错A、C者3人,答错B、C者4人,全答错1人,则全答对者有( )
A. 12B. 15C. 17D. 18
答案:D
解析:由题意,设全班同学为全集U,画出Venn图,A表示答错A的集合,B表示答错B 的集合,C表示答错C的集合,将其集合中元素数目填入图中,自中心区域向四周的各区域数目分别为1,2,3,4,10,7,5,因此A∪B∪C中元素数目为32,从而至少错一题的共32人,因此A,B,C全对的有50-32=18人。
一、本节重要知识点
1. 对描述法中代表元素的理解;
2. 集合间的基本关系;
3. 集合的基本运算。
二、易错点
1. 容易忽略集合的元素类型是离散的(整数集)还是实连续的(实数集);
2. 容易忽略空集,空集是任何集合的自己,凡是考查集合的基本关系首先考虑空集。
三、必会题型
1. 简单的交并补运算;
2. 已知集合的包含关系或运算关系求参数
(答题时间:30分钟)
1. 设集合A={(x,y)|x-y=0},B={(x,y)|2x-3y+4=0},则A∩B=________。
2. 已知集合A={x|x
A. a<1 B. a≤1
C. a>2 D. a≥2
3. 设集合A={-1,0,1},B=,A∩B={0},则实数a的值为________。
4. 设集合A={0,-4},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,x∈R}。若A∪B=A,求实数a的取值范围。
5. 已知集合U={x∈N|1≤x≤9},A∩B={2,6},(CUA)∩(CUB)={1,3,7},A∩(CUB)={4,9},则B等于( )
A. {1,2,3,6,7} B. {2,5,6,8}
C. {2,4,6,9} D. {2,4,5,6,8,9}
6. 五年级一班共45人,其中语文得优者20人,数学得优者15人,均不得优者20人,则两门功课均得优者有( )人 ( )分。
A. 20B. 10C. 15D. 25
1. 答案:{(4,4)}
解析:由得∴A∩B={(4,4)}。
2. 答案:3,a≥2
解析:集合B={x|x2-3x+2<0}={x|1
由A∩B=B可得BA,作出数轴如图。
可知a≥2。
4. 答案:a≤-1或a=1
解:因为A={0,-4},A∪B=A所以BA分以下三种情况:
②当B=时,Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得a<-1。
②当B≠且BA时,B={0}或B={-4},
并且Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0,
解得a=-1,此时B={0}满足题意;
③当B=A时,B={0,-4},由此知0和-4是方程x2+2(a+1)x+a2-1=0的两个根,则
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Δ=4a+12-4a2-1>0,,-2a+1=-4,,a2-1=0,))
解得a=1;
综上所述,所求实数a的取值范围是a≤-1或a=1。
5. 答案:B
解析:根据题意可以求得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},画出Venn图(如图所示),可得B={2,5,6,8},故选B。
6. 答案:B
解析:
利用文氏图设双优者人
∴ ∴
重点
集合的概念、元素与集合的关系,集合的表示方法,集合与集合的关系,集合的运算
难点
集合中元素的特征,描述法表示集合,属于与包含之间的区别,集合的运算
考试要求
考试:
考查题型:选择题、填空题和解答题。
考查难度:小题的难度一般中等偏下,存在个别较难的试题;解答题的难度中等偏上,属于易错题。
集
合
概念
把研究对象的总体称为集合,把研究对象统称为元素。
元素的性质
(1)确定性;(2)互异性;(3)无序性
表
示
方
法
列
举
法
元素一一列举出来
②用“{}”括起来
③元素间用“,”隔开
描
述
法
①写清楚集合中元素的代号
②说明该集合中元素的性质;
③所有描述的内容都写在大括号内。
元素与集合的关系
一般地,用大写拉丁字母如A、B、C表示集合,用小写拉丁字母a、b、c表示集合中的元素,如果a是集合A中的元素就说a属于集合A,记作a∈A;如果a不是集合A的元素,就说a不属于A,记作aA。
常用数集及其记法
N为零和正整数组成的集合,即自然数集,N*或N+为正整数组成的集合;Z为整数组成的集合;Q为有理数组成的集合,R为实数组成的集合。
子集
真子集
定义
对于两个集合A、B,如果集合A中的任意一个元素都是集合B中的元素,称集合A为集合B的子集
若集合AB,但存在元素x∈B,且xA,称集合A是集合B的真子集
符号语言
若任意x∈A,有x∈B,则AB。
若集合AB,但存在元素x∈B,且xA,则AB
表示方法
A为集合B的子集,记作AB或BA。
A不是B的子集时,记作AB或BA。
若集合A是集合B的真子集,记作AB或BA。
性质
①AA
②A
③AB,BCAC
AB,且BCAC
子集个数
含n个元素的集合A的子集个数为
含n个元素的集合A的真子集个数为-1
空集
不含任何元素的集合,记为。空集是任何集合的子集,用符号语言表示为A;若A非空(即A≠),则有A。
典例一:描述法中代表运算的理解
典例二:已知集合的包含关系或运算关系求参数——连续型
典例三:已知集合的包含关系或运算关系求参数——离散型
典例四:集合知识解决实际问题
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