高考数学一轮复习考点突破讲与练 第1章 第1节 集合 (含解析)
展开第一章 集合与常用逻辑用语
第一节 集合
[考纲要求]
1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系.
2.能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题.
3.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.
4.在具体情境中,了解全集与空集的含义.
5.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.
6.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集.
7.能使用韦恩(Venn)图表达集合间的关系及集合运算.
突破点一 集合的概念与集合间的基本关系
1.集合的有关概念
(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.
(2)集合与元素的关系:若a属于集合A,记作a∈A;若b不属于集合A,记作b∉A.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
2.集合间的基本关系
表示
关系
文字语言
记法
集合间的基本关系
子集
集合A中任意一个元素都是集合B中的元素
A⊆B或B⊇A
真子集
集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A
AB或BA
相等
集合A中的每一个元素都是集合B中的元素,集合B中的每一个元素也都是集合A中的元素
A⊆B且B⊆A⇔A=B
空集
空集是任何集合的子集
∅⊆A
空集是任何非空集合的真子集
∅B且B≠∅
一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)
(1){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( )
(2)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.( )
(3)∅∈{0}.( )
答案:(1)× (2)× (3)×
二、填空题
1.已知集合P={-2,-1,0,1},集合Q={y|y=|x|,x∈P},则Q=________.
解析:将x=-2,-1,0,1分别代入y=|x|中,得到y=2,1,0,故Q={2,1,0}.
答案:{2,1,0}
2.已知非空集合A满足:①A⊆{1,2,3,4};②若x∈A,则5-x∈A.则满足上述要求的集合A的个数为________.
解析:由题意,知满足题中要求的集合A可以是{1,4},{2,3},{1,2,3,4},共3个.
答案:3
3.设集合M={1,x,y},N={x,x2,xy},且M=N,则x2 019+y2 020=________.
解析:因为M=N,所以或由集合中元素的互异性,可知x≠1,解得所以x2 019+y2 020=-1.
答案:-1
4.已知集合A={x|ax2+2x+a=0,a∈R},若集合A有且仅有2个子集,则a的值是________.
解析:因为集合A有且只有2个子集,所以A仅有一个元素,即方程ax2+2x+a=0(a∈R)仅有一个根.①当a=0时,A={0}符合题意;②当a≠0时,要满足题意,需有Δ= 4-4a2=0,即a=±1.综上所述,a=0或a=±1.
答案:0或±1
1.(2019·厦门一中模拟)设集合M={x|x=2m+1,m∈Z},P={y|y=2m,m∈Z},若x0∈M,y0∈P,a=x0+y0,b=x0y0,则( )
A.a∈M,b∈P B.a∈P,b∈M
C.a∈M,b∈M D.a∈P,b∈P
解析:选A 设x0=2n+1,y0=2k,n,k∈Z,则x0+y0=2n+1+2k=2(n+k)+1∈M,x0y0=2k(2n+1)=2(2nk+k)∈P,即a∈M,b∈P,故选A.
2.(2019·广州模拟)已知集合{x|x2+ax=0}={0,1},则实数a的值为( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:选A 依题意知a≠0,则{0,-a}={0,1},所以a=-1.故选A.
3.(2019·湖南长郡中学选拔考试)已知集合A={0},B={-1,0,1},若A⊆C⊆B,则符合条件的集合C的个数为( )
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:选C 由题意得,含有元素0且是集合B的子集的集合有{0},{0,-1},{0,1},{0,-1,1},即符合条件的集合C共有4个.
1.与集合概念有关问题的求解策略
(1)确定构成集合的元素是什么,即确定性.
(2)看这些元素的限制条件是什么,即元素的特征性质.
(3)根据元素的特征性质求参数的值或范围,或确定集合中元素的个数,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.
2.判断集合间关系的常用方法
列举法
根据题中限定条件把集合元素表示出来,然后比较集合元素的异同,从而找出集合之间的关系
结构法
从元素的结构特点入手,结合通分、化简、变形等技巧,从元素结构上找差异进行判断
数轴法
在同一个数轴上表示出两个集合(集合为数集),比较端点之间的大小关系,从而确定集合与集合之间的关系
3.集合的子集、真子集的个数
含有n(n∈N*)个元素的集合有2n个子集,有2n-1个非空子集,有2n-1个真子集,有2n-2个非空真子集.
1.设集合A={0,1,2,3},B={x|-x∈A,1-x∉A},则集合B中元素的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选A 若x∈B,则-x∈A,故x只可能是0,-1,-2,-3,当0∈B时,1-0=1∈A;当-1∈B时,1-(-1)=2∈A;当-2∈B时,1-(-2)=3∈A;当-3∈B时,1-(-3)=4∉A,所以B={-3},故集合B中元素的个数为1.
2.(2019·贵阳高三检测)设集合P={x|x<1},Q={x|x2<1},则( )
A.P⊆Q B.Q⊆P
C.P⊆∁RQ D.Q⊆∁RP
解析:选B 依题意得Q={x|-1
解析:∵B⊆A,∴①若B=∅,则2m-1
解得2≤m≤3.
由①②可得,符合题意的实数m的取值范围为(-∞,3].
答案:(-∞,3]
突破点二 集合的基本运算
1.集合的三种基本运算
符号表示
图形表示
符号语言
集合的并集
A∪B
A∪B={x|x∈A,或x∈B}
集合的交集
A∩B
A∩B={x|x∈A,且x∈B}
集合的补集
若全集为U,则集合A的补集为∁UA
∁UA={x|x∈U,且x∉A}
2.集合基本运算的常见性质
(1)A∩A=A,A∩∅=∅.
(2)A∪A=A,A∪∅=A.
(3)A∩∁UA=∅,A∪∁UA=U,∁U(∁UA)=A.
(4)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB⇔A∩(∁UB)=∅.
一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)
(1)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.( )
(2)若集合A=,则∁RA=.( )
(3)设集合U={x|-3
二、填空题
1.(2018·江苏高考)已知集合A={0,1,2,8},B={-1,1,6,8},那么A∩B=____________.
答案:{1,8}
2.已知集合A={x|-2≤x<3},B={x|x<-1},则A∩(∁RB)=____________.
解析:因为B={x|x<-1},则∁RB={x|x≥-1},所以A∩(∁RB)={x|-2≤x<3}∩{x|x≥-1}={x|-1≤x<3}.
答案:{x|-1≤x<3}
3.(2019·合肥模拟)已知集合A,B均为全集U={1,2,3,4}的子集,且∁U(A∪B)={4},B={1,2},则A∩(∁UB)=________.
解析:由题意,知A∪B={1,2,3}.又B={1,2},∴∁UB={3,4},∴A∩(∁UB)={3}.
答案:{3}
4.(2019·淮南二中调研)已知全集U=R,集合A={x|x<3或x≥7},B={x|x 解析:因为A={x|x<3或x≥7},所以∁UA={x|3≤x<7},又(∁UA)∩B≠∅,则a>3.
答案:(3,+∞)
1.(2019·衡水模拟)已知集合A={x|-x2+4x≥0},B=,C={x|x=2n,n∈N},则(A∪B)∩C=( )
A.{2,4} B.{0,2}
C.{0,2,4} D.{0,4}
解析:选C 集合A={x|0≤x≤4},B={x|-4
A.{1} B.{0}
C.{-1,0} D.{-1,0,1}
解析:选B 由题意得图中阴影部分表示的集合为A∩(∁RB).∵B={x|y=}={x|x2-1≥0}={x|x≥1或x≤-1},∴∁RB={x|-1
A.2 B.3
C.4 D.5
解析:选B 因为a∈P,b∈Q,所以a的取值只能为1,2;b的取值只能为-1,0,1.z=ab的不同运算结果如下表所示:
b
a
-1
0
1
1
1
1
1
2
1
2
由上表可知P*Q=,显然该集合中共有3个不同的元素.
1.集合基本运算的求解策略
求解思路
一般是先化简集合,再由交、并、补的定义求解
求解原则
一般是先算括号里面的,然后再按运算顺序求解
求解思想
注重数形结合思想的运用,利用好数轴、Venn图等
2.解决集合新定义问题的策略
耐心阅读,分析含义,准确提取信息是解决这类问题的前提,剥去新定义、新法则、新运算的外表,利用所学的集合性质等知识将陌生的集合转化为我们熟悉的集合,是解决这类问题的突破口.
1.(2018·全国卷Ⅲ)已知集合A={x|x-1≥0},B={0,1,2},则A∩B=( )
A.{0} B.{1}
C.{1,2} D.{0,1,2}
解析:选C ∵A={x|x-1≥0}={x|x≥1},B={0,1,2},∴A∩B={1,2}.
2.(2018·全国卷Ⅰ)已知集合A={x|x2-x-2>0},则∁RA=( )
A.{x|-1
解析:选B ∵x2-x-2>0,∴(x-2)(x+1)>0,∴x>2或x<-1,即A={x|x>2或x<-1}.则∁RA={x|-1≤x≤2}.故选B.
3.已知集合A={x|x2-3x-10<0},B={x|y=ln(x-2)},则A∩(∁RB)=( )
A.(2,5) B.[2,5)
C.(-2,2] D.(-2,2)
解析:选C 解一元二次不等式x2-3x-10<0,得-2
4.已知集合A={x∈N|x2-2x-3≤0},B={1,3},定义集合A,B之间的运算“*”:A*B={x|x=x1+x2,x1∈A,x2∈B},则A*B中的所有元素之和为( )
A.15 B.16
C.20 D.21
解析:选D 由x2-2x-3≤0,得(x+1)(x-3)≤0,又x∈N,故集合A={0,1,2,3}. ∵A*B={x|x=x1+x2,x1∈A,x2∈B},∴A*B中的元素有0+1=1,0+3=3,1+1=2,1+3=4,2+1=3(舍去),2+3=5,3+1=4(舍去),3+3=6,∴A*B={1,2,3,4,5,6},∴A*B中的所有元素之和为21.
[课时跟踪检测]
1.已知集合M={x|x2+x-2=0},N={0,1},则M∪N=( )
A.{-2,0,1} B.{1}
C.{0} D.∅
解析:选A 集合M={x|x2+x-2=0}={x|x=-2或x=1}={-2,1},N={0,1},
则M∪N={-2,0,1}.故选A.
2.(2018·浙江高考)已知全集U={1,2,3,4,5},A={1,3},则∁UA=( )
A.∅ B.{1,3}
C.{2,4,5} D.{1,2,3,4,5}
解析:选C ∵U={1,2,3,4,5},A={1,3},
∴∁UA={2,4,5}.
3.(2019·衡水模拟)已知集合A={x|y=},B={y|y=x2+1},则A∩B=( )
A.[1,+∞) B.[2,+∞)
C.(-∞,0]∪[2,+∞) D.[0,+∞)
解析:选B 由于集合A={x|y=}表示的是函数y=的定义域,所以由x2-2x≥0可知集合A={x|x≤0或x≥2}.集合B={y|y=x2+1}表示的是函数y=x2+1的值域,因此B={y|y≥1}.∴A∩B=[2,+∞).故选B.
4.(2019·河北五个一名校联考)若集合A={x|3+2x-x2>0},集合B={x|2x<2},则A∩B等于( )
A.(1,3) B.(-∞,-1)
C.(-1,1) D.(-3,1)
解析:选C 依题意,可求得A=(-1,3),B=(-∞,1),
∴A∩B=(-1,1).
5.(2019·浙江五校联考)设全集U=R,集合A={x|x≥3},B={x|0≤x<5},则(∁UA)∩B=( )
A.{x|0
6.(2019·长沙模拟)已知集合A={1,2,3},B={x|x2-3x+a=0,a∈A},若A∩B≠∅,则a的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.1或2
解析:选B 当a=1时,x2-3x+1=0,无整数解,则A∩B=∅;当a=2时,B={1,2},A∩B={1,2}≠∅;当a=3时,B=∅,A∩B=∅.因此实数a=2.
7.(2019·资阳模拟)设全集U=R,集合A={x|x2-2x-3<0},B={x|x-1≥0},则图中阴影部分所表示的集合为( )
A.{x|x≤-1或x≥3}
B.{x|x<1或x≥3}
C.{x|x≤1}
D.{x|x≤-1}
解析:选D 图中阴影部分表示集合∁U(A∪B),又A={x|-1
∴∁U(A∪B)={x|x≤-1},故选D.
8.(2019·石家庄重点高中毕业班摸底)已知集合M=x+=1,N=,则M∩N=( )
A.∅ B.{(3,0),(0,2)}
C.[-2,2] D.[-3,3]
解析:选D 因为集合M={x|-3≤x≤3},N=R,所以M∩N=[-3,3],故选D.
9.设集合A={x|y=lg(-x2+x+2)},B={x|x-a>0},若A⊆B,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-1) B.(-∞,-1]
C.(-∞,-2) D.(-∞,-2]
解析:选B 因为集合A={x|y=lg(-x2+x+2)}={x|-1
10.已知全集U={x|-1
C.{a|a≥9} D.{a|1 解析:选D 由题意知,集合A≠∅,所以a>1,又因为A是U的子集,故需a≤9,所以a的取值范围是{a|1 11.定义集合M与N的新运算:M⊕N={x|x∈M或x∈N且x∉M∩N},则(M⊕N)⊕N=( )
A.M∩N B.M∪N
C.M D.N
解析:选C 按定义,M⊕N表示图中的阴影部分,两圆内部的公共部分表示M∩N.(M⊕N)⊕N应表示x∈M⊕N或x∈N且x∉(M⊕N)∩N的所有x的集合,(M⊕N)∩N表示N上的阴影部分,因此(M⊕N)⊕N=M.
12.某班共40人,其中24人喜欢篮球运动,16人喜欢乒乓球运动,6人这两项运动都不喜欢,则喜欢篮球运动但不喜欢乒乓球运动的人数为( )
A.17 B.18
C.19 D.20
解析:选B 记全集U为该班全体同学,喜欢篮球运动的记作集合A,喜欢乒乓球运动的记作集合B,则喜欢篮球但不喜欢乒乓球运动的记作A∩∁UB(如图),故有18人.
13.设A={1,4,2x},B={1,x2},若B⊆A,则x=________.
解析:由B⊆A,则x2=4或x2=2x.得x=±2或x=0,当x=-2时,A={1,4,-4},B={1,4},符合题意;当x=2时,则2x=4,与集合的互异性相矛盾,故舍去;当x=0时,A={1,4,0},B={1,0},符合题意.综上所述,x=-2或x=0.
答案:-2或0
14.设集合A={x|x+m≥0},B={x|-2
答案:{m|m≥2}
15.对于任意两集合A,B,定义A-B={x|x∈A且x∉B},A*B=(A-B)∪(B-A),记A={y|y≥0},B={x|-3≤x≤3},则A*B=________________.
解析:由题意知A-B={x|x>3},B-A={x|-3≤x<0},所以A*B=[-3,0)∪(3,+∞).
答案:[-3,0)∪(3,+∞)
16.设[x]表示不大于x的最大整数,集合A={x|x2-2[x]=3},B=,则A∩B=________.
解析:因为不等式<2x<8的解为-3
17.(2019·南阳模拟)若集合A={(x,y)|x2+mx-y+2=0,x∈R},B={(x,y)|x-y+1=0,0≤x≤2},当A∩B≠∅时,求实数m的取值范围.
解:∵集合A={(x,y)|x2+mx-y+2=0,x∈R}={(x,y)|y=x2+mx+2,x∈R},B={(x,y)|x-y+1=0,0≤x≤2}={(x,y)|y=x+1,0≤x≤2},
∴A∩B≠∅等价于方程组在x∈[0,2]上有解,
即x2+mx+2=x+1在[0,2]上有解,
即x2+(m-1)x+1=0在[0,2]上有解,显然x=0不是该方程的解,
从而问题等价于-(m-1)=x+在(0,2]上有解.
又∵当x∈(0,2]时,+x≥2当且仅当=x,即x=1时取“=”,
∴-(m-1)≥2,∴m≤-1,
即m的取值范围为(-∞,-1].
18.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2+2(a+1)x+a2-5=0}.
(1)若A∩B={2},求实数a的值;
(2)若A∪B=A,求实数a的取值范围.
解:(1)∵A={x|x2-3x+2=0}={1,2},A∩B={2},
∴2∈B,2是方程x2+2(a+1)x+a2-5=0的根,
∴a2+4a+3=0,a=-1或a=-3.
经检验a的取值符合题意,
故a=-1或a=-3.
(2)∵A∪B=A,∴B⊆A.
当B=∅时,由Δ=4(a+1)2-4(a2-5)<0,
解得a<-3;
当B≠∅时,由B={1}或B={1,2},可解得a∈∅;
由B={2},可解得a=-3.
综上可知,a的取值范围是(-∞,-3].
新高考数学一轮复习核心考点讲与练考点01 集合(含解析): 这是一份新高考数学一轮复习核心考点讲与练考点01 集合(含解析),共19页。试卷主要包含了集合的概念,两类关系,集合运算等内容,欢迎下载使用。
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