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1、第一節(jié) 集合
一、基礎(chǔ)知識批注——理解深一點
1.集合的有關(guān)概念
(1)集合元素的三個特性:確定性、無序性、互異性.
元素互異性,即集合中不能出現(xiàn)相同的元素,此性質(zhì)常用于求解含參數(shù)的集合問題中.
(2)集合的三種表示方法:列舉法、描述法、圖示法.
(3)元素與集合的兩種關(guān)系:屬于,記為;不屬于,記為.
(4)五個特定的集合及其關(guān)系圖:
N*或N+表示正整數(shù)集,N表示自然數(shù)集,Z表示整數(shù)集,Q表示有理數(shù)集,R表示實數(shù)集.
2.集合間的基本關(guān)系
(1)子集:一般地,對于兩個集合A,B,如果集合A中任意一個元素都是集合B中的元素,則稱A是B的子集,記作A?B(或B?A
2、).
(2)真子集:如果集合A是集合B的子集,但集合B中至少有一個元素不屬于A,則稱A是B的真子集,記作AB或BA.
AB?既要說明A中任何一個元素都屬于B,也要說明B中存在一個元素不屬于A.
(3)集合相等:如果A?B,并且B?A,則A=B.
兩集合相等:A=B?A中任意一個元素都符合B中元素的特性,B中任意一個元素也符合A中元素的特性.
(4)空集:不含任何元素的集合.空集是任何集合A的子集,是任何非空集合B的真子集.記作?.
0,{0},?,{?}之間的關(guān)系:?≠{?},
?∈{?},??{?},0??,0?{?},0∈{
3、0},??{0}.
3.集合間的基本運(yùn)算
(1)交集:一般地,由屬于集合A且屬于集合B的所有元素組成的集合,稱為A與B的交集,記作A∩B,即A∩B={x|x∈A,且x∈B}.
(2)并集:一般地,由所有屬于集合A或?qū)儆诩螧的元素組成的集合,稱為A與B的并集,記作A∪B,即A∪B={x|x∈A,或x∈B}.
(3)補(bǔ)集:對于一個集合A,由全集U中不屬于集合A的所有元素組成的集合稱為集合A相對于全集U的補(bǔ)集,簡稱為集合A的補(bǔ)集,記作?UA,即?UA={x|x∈U,且x?A}.
求集合A的補(bǔ)集的前提是“A是全集U的子集”,集合A其實是給定的條件.從全集U中取出集合A的全部元素,剩下的
4、元素構(gòu)成的集合即為?UA.
二、常用結(jié)論匯總——規(guī)律多一點
(1)子集的性質(zhì):A?A,??A,A∩B?A,A∩B?B.
(2)交集的性質(zhì):A∩A=A,A∩?=?,A∩B=B∩A.
(3)并集的性質(zhì):A∪B=B∪A,A∪B?A,A∪B?B,A∪A=A,A∪?=?∪A=A.
(4)補(bǔ)集的性質(zhì):A∪?UA=U,A∩?UA=?,?U(?UA)=A,?AA=?,?A?=A.
(5)含有n個元素的集合共有2n個子集,其中有2n-1個真子集,2n-1個非空子集.
(6)等價關(guān)系:A∩B=A?A?B;A∪B=A?A?B.
三、基礎(chǔ)小題強(qiáng)化——功底牢一點
(1)若{x2,1}={0,1},
5、則x=0,1.( )
(2){x|x≤1}={t|t≤1}.( )
(3){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( )
(4)任何一個集合都至少有兩個子集.( )
(5)若AB,則A?B且A≠B.( )
(6)對于任意兩個集合A,B,關(guān)系(A∩B)?(A∪B)恒成立.( )
(7)若A∩B=A∩C,則B=C.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)×
(二)選一選
1.已知集合A={x∈R|0<3-x≤2},B={x∈R|0≤x≤2},則A∪B=( )
A.[0,3]
6、 B.[1,2]
C.[0,3) D.[1,3]
解析:選C 因為A={x∈R|0<3-x≤2}={x∈R|1≤x<3},所以A∪B={x∈R|0≤x<3}.
2.若集合A={x∈N|x≤},a=2,則下面結(jié)論中正確的是( )
A.{a}?A B.a(chǎn)?A
C.{a}∈A D.a(chǎn)?A
解析:選D 因為2不是自然數(shù),所以a?A.
3.(2018·全國卷Ⅱ)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z},則A中元素的個數(shù)為( )
A.9 B.8
C.5 D.4
解析:選A 法一:將滿足x2+y2≤3的整數(shù)x,y全部列舉出來,即(-1,-1),
7、(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1),共有9個.故選A.
法二:根據(jù)集合A的元素特征及圓的方程在坐標(biāo)系中作出圖形,如圖,易知在圓x2+y2=3中有9個整點,即為集合A的元素個數(shù),故選A.
(三)填一填
4.若集合A={x|-23},則A∩B=________.
解析:由集合交集的定義可得A∩B={x|-2
8、}={0,1},∴?UA={-1}.
答案:{-1}
[典例] (1)(2017·全國卷Ⅲ)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},B={(x,y)|y=x},則A∩B中元素的個數(shù)為( )
A.3 B.2
C.1 D.0
(2)已知a,b∈R,若={a2,a+b,0},則a2 019+b2 019的值為( )
A.1 B.0
C.-1 D.±1
[解析] (1)因為A表示圓x2+y2=1上的點的集合,B表示直線y=x上的點的集合,直線y=x與圓x2+y2=1有兩個交點,所以A∩B中元素的個數(shù)為2.
(2)由已知得a≠0,則=0
9、,所以b=0,于是a2=1,即a=1或a=-1.又根據(jù)集合中元素的互異性可知a=1應(yīng)舍去,因此a=-1,故a2 019+b2 019=(-1)2 019+02 019=-1.
[答案] (1)B (2)C
[解題技法] 與集合中的元素有關(guān)的解題策略
(1)確定集合中的代表元素是什么,即集合是數(shù)集還是點集.
(2)看這些元素滿足什么限制條件.
(3)根據(jù)限制條件列式求參數(shù)的值或確定集合中元素的個數(shù),但要注意檢驗集合是否滿足元素的互異性.
[提醒] 集合中元素的互異性常常容易忽略,求解問題時要特別注意.
[題組訓(xùn)練]
1.設(shè)集合A={0,1,2,3},B={x|-x∈A,1-x?A
10、},則集合B中元素的個數(shù)為( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:選A 若x∈B,則-x∈A,故x只可能是0,-1,-2,-3,當(dāng)0∈B時,1-0=1∈A;當(dāng)-1∈B時,1-(-1)=2∈A;當(dāng)-2∈B時,1-(-2)=3∈A;當(dāng)-3∈B時,1-(-3)=4?A,所以B={-3},故集合B中元素的個數(shù)為1.
2.若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一個元素,則a等于( )
A. B.
C.0 D.0或
解析:選D 若集合A中只有一個元素,則方程ax2-3x+2=0只有一個實根或有兩個相等實根.
當(dāng)a=0時,x=,符合題意.
當(dāng)a≠0時,由
11、Δ=(-3)2-8a=0,得a=,
所以a的值為0或.
3.(2018·廈門模擬)已知P={x|2
12、 )
A.2 B.3
C.4 D.8
(3)已知集合A={x|-10時,因為A={x|-1
13、m≤1.
綜上所述,m的取值范圍為(-∞,1].
[答案] (1)C (2)C (3)(-∞,1]
[變透練清]
1.若本例(2)中A不變,C={x|0
14、+∞).
答案:[3,+∞)
3.已知集合A={1,2},B={x|x2+mx+1=0,x∈R},若B?A,則實數(shù)m的取值范圍為________.
解析:①若B=?,則Δ=m2-4<0,解得-2
15、或圖形)中尋找關(guān)系
一個
關(guān)鍵
關(guān)鍵是看它們是否具有包含關(guān)系,若有包含關(guān)系就是子集關(guān)系,包括相等和真子集兩種關(guān)系
考法(一) 集合的運(yùn)算
[典例] (1)(2018·天津高考)設(shè)集合A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3},C={x∈R|-1≤x<2},則(A∪B)∩C=( )
A.{-1,1} B.{0,1}
C.{-1,0,1} D.{2,3,4}
(2)已知全集U=R,集合A={x|x2-3x-4>0},B={x|-2≤x≤2},則如圖所示陰影部分所表示的集合為( )
A.{x|-2≤x<4}
B.{x|x≤2或x≥4}
16、
C.{x|-2≤x≤-1}
D.{x|-1≤x≤2}
[解析] (1)∵A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3},
∴A∪B={-1,0,1,2,3,4}.
又C={x∈R|-1≤x<2},
∴(A∪B)∩C={-1,0,1}.
(2)依題意得A={x|x<-1或x>4},
因此?RA={x|-1≤x≤4},題中的陰影部分所表示的集合為(?RA)∩B={x|-1≤x≤2}.
[答案] (1)C (2)D
[解題技法] 集合基本運(yùn)算的方法技巧
(1)當(dāng)集合是用列舉法表示的數(shù)集時,可以通過列舉集合的元素進(jìn)行運(yùn)算,也可借助Venn圖運(yùn)算.
(2)當(dāng)集合是用不等式表
17、示時,可運(yùn)用數(shù)軸求解.對于端點處的取舍,可以單獨檢驗.
(3)集合的交、并、補(bǔ)運(yùn)算口訣如下:
交集元素仔細(xì)找,屬于A且屬于B;
并集元素勿遺漏,切記重復(fù)僅取一;
全集U是大范圍,去掉U中a元素,剩余元素成補(bǔ)集.
考法(二) 根據(jù)集合運(yùn)算結(jié)果求參數(shù)
[典例] (1)已知集合A={x|x2-x-12>0},B={x|x≥m}.若A∩B={x|x>4},則實數(shù)m的取值范圍是( )
A.(-4,3) B.[-3,4]
C.(-3,4) D.(-∞,4]
(2)(2019·河南名校聯(lián)盟聯(lián)考)已知A={1,2,3,4},B={a+1,2a},若A∩B={4},則a=( )
18、A.3 B.2
C.2或3 D.3或1
[解析] (1)集合A={x|x<-3或x>4},∵A∩B={x|x>4},∴-3≤m≤4,故選B.
(2)∵A∩B={4},∴a+1=4或2a=4.若a+1=4,則a=3,此時B={4,6},符合題意;若2a=4,則a=2,此時B={3,4},不符合題意.綜上,a=3,故選A.
[答案] (1)B (2)A
[解題技法]
根據(jù)集合的運(yùn)算結(jié)果求參數(shù)值或范圍的方法
(1)將集合中的運(yùn)算關(guān)系轉(zhuǎn)化為兩個集合之間的關(guān)系.若集合中的元素能一一列舉,則用觀察法得到不同集合中元素之間的關(guān)系;若集合是與不等式有關(guān)的集合,則一般利用數(shù)軸解決,要注意端
19、點值能否取到.
(2)將集合之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為解方程(組)或不等式(組)問題求解.
(3)根據(jù)求解結(jié)果來確定參數(shù)的值或取值范圍.
[題組訓(xùn)練]
1.已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x-2)<0,x∈Z},則A∪B=( )
A.{1} B.{1,2}
C.{0,1,2,3} D.{-1,0,1,2,3}
解析:選C 因為集合B={x|-1
20、
A. B.
C. D.?
解析:選A 由題意得A=,B=(0,100),則?RA=(-∞,-1)∪,所以(?RA)∩B=.
3.(2019·合肥質(zhì)量檢測)已知集合A=[1,+∞),B=,若A∩B≠?,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.[1,+∞) B.
C. D.(1,+∞)
解析:選A 因為A∩B≠?,
所以解得a≥1.
1.(2019·福州質(zhì)量檢測)已知集合A={x|x=2k+1,k∈Z},B={x|-1
21、的奇數(shù)組成的集合,故A∩B={1,3},所以集合A∩B中元素的個數(shù)為2.
2.設(shè)集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,3,5},B={3,4,5},則?U(A∪B)=( )
A.{2,6} B.{3,6}
C.{1,3,4,5} D.{1,2,4,6}
解析:選A 因為A={1,3,5},B={3,4,5},所以A∪B={1,3,4,5}.又U={1,2,3,4,5,6},所以?U(A∪B)={2,6}.
3.(2018·天津高考)設(shè)全集為R,集合A={x|0<x<2},B={x|x≥1},則A∩(?RB)=( )
A.{x|0<x≤1} B.{x|0<x<
22、1}
C.{x|1≤x<2} D.{x|0<x<2}
解析:選B ∵全集為R,B={x|x≥1},
∴?RB={x|x<1}.
∵集合A={x|0<x<2},
∴A∩(?RB)={x|0<x<1}.
4.(2018·南寧畢業(yè)班摸底)設(shè)集合M={x|x<4},集合N={x|x2-2x<0},則下列關(guān)系中正確的是( )
A.M∩N=M B.M∪(?RN)=M
C.N∪(?RM)=R D.M∪N=M
解析:選D 由題意可得,N=(0,2),M=(-∞,4),所以M∪N=M.
5.設(shè)集合A=,B={x|ln x≤0},則A∩B為( )
A. B.[-1,0
23、)
C. D.[-1,1]
解析:選A ∵≤2x<,即2-1≤2x<2,∴-1≤x<,∴A=.∵ln x≤0,即ln x≤ln 1,∴0
24、
A.mn B.m+n
C.n-m D.m-n
解析:選D 因為∪中有n個元素,如圖中陰影部分所示,又U=A∪B中有m個元素,故A∩B中有m-n個元素.
8.定義集合的商集運(yùn)算為=,已知集合A={2,4,6},B=,則集合∪B中的元素個數(shù)為( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析:選B 由題意知,B={0,1,2},=,則∪B=,共有7個元素.
9.設(shè)集合A={x|x2-x-2≤0},B={x|x<1,且x∈Z},則A∩B=________.
解析:依題意得A={x|(x+1)(x-2)≤0}={x|-1≤x≤2},因此A∩B={x|-1≤x<1,x∈Z
25、}={-1,0}.
答案:{-1,0}
10.已知集合U=R,集合A=[-5,2],B=(1,4),則下圖中陰影部分所表示的集合為
________.
解析:∵A=[-5,2],B=(1,4),∴?UB={x|x≤1或x≥4},則題圖中陰影部分所表示的集合為(?UB)∩A={x|-5≤x≤1}.
答案:{x|-5≤x≤1}
11.若集合A={(x,y)|y=3x2-3x+1},B={(x,y)|y=x},則集合A∩B中的元素個數(shù)為________.
解析:法一:由集合的意義可知,A∩B表示曲線y=3x2-3x+1與直線y=x的交點構(gòu)成的集合.
聯(lián)立得方程組解得或
故A
26、∩B=,所以A∩B中含有2個元素.
法二:由集合的意義可知,A∩B表示曲線y=3x2-3x+1與直線y=x的交點構(gòu)成的集合.因為3x2-3x+1=x即3x2-4x+1=0的判別式Δ>0,所以該方程有兩個不相等的實根,所以A∩B中含有2個元素.
答案:2
12.已知集合A={x|log2x≤2},B={x|x<a},若A?B,則實數(shù)a的取值范圍是__________.
解析:由log2x≤2,得0<x≤4,
即A={x|0<x≤4},而B={x|x<a},
由于A?B,在數(shù)軸上標(biāo)出集合A,B,如圖所示,則a>4.
答案:(4,+∞)
13.設(shè)全集U=R,A={x|1≤x≤3},B={x|2