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1、專題01 集合
一、【知識精講】
1.元素與集合
(1)集合中元素的三個特性:確定性、互異性、無序性.
(2)元素與集合的關系是屬于或不屬于,表示符號分別為∈和?.
(3)集合的三種表示方法:列舉法、描述法、Venn圖法.
(4)常見數(shù)集的記法
集合
自然數(shù)集
正整數(shù)集
整數(shù)集
有理數(shù)集
實數(shù)集
符號
N
N*(或N+)
Z
Q
R
2.集合間的基本關系
(1)子集:若對?x∈A,都有x∈B,則A?B或B?A.
(2)真子集:若A?B,但?x∈B,且x?A,則AB或BA.
(3)相等:若A?B,且B?A,則A=B.
(4)空集的性質(zhì):?是任何集
2、合的子集,是任何非空集合的真子集.
3.集合的基本運算
并集
交集
補集
圖形表示
符號表示
A∪B
A∩B
?UA
意義
{x|x∈A或x∈B}
{x|x∈A且x∈B}
{x|x∈U且x?A}
[知識拓展] 集合關系與運算的常用結論
(1)若有限集A中有n個元素,則A的子集有2n個,真子集有2n-1個.
(2)任何集合是其本身的子集,即:A?A.
(3)子集的傳遞性:A?B,B?C?A?C.
(4)A?B?A∩B=A?A∪B=B.
(5)?U(A∩B)=(?UA)∪(?UB),?U(A∪B)=(?UA)∩(?UB).
二、【典例精練】
3、
例1. (2018年全國卷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
【答案】A
【解析】法一:將滿足x2+y2≤3的整數(shù)x,y全部列舉出來,即(-1,-1),(-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.
例2.(1)(2017年全國卷Ⅲ)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},B
4、={(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
【答案】(1)B (2)C
【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,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應舍去,因此a=-1,故a2019+b20
5、19=-12019+02019=-1.
【解法小結】 與集合中的元素有關的解題策略
(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.
例3. (1)(2018年天津高考)設集合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}
6、
(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}
C.{x|-2≤x≤-1}
D.{x|-1≤x≤2}
【答案】(1)C (2)D
【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)
7、∩B={x|-1≤x≤2}.
【解法小結】 集合基本運算的方法技巧
(1)當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行運算,也可借助Venn圖運算.
(2)當集合是用不等式表示時,可運用數(shù)軸求解.對于端點處的取舍,可以單獨檢驗.
(3)集合的交、并、補運算口訣如下:
交集元素仔細找,屬于A且屬于B;
并集元素勿遺漏,切記重復僅取一;
全集U是大范圍,去掉U中a元素,剩余元素成補集.
例4..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________.
【答案】[-2,2)
【解析】①若B=?,則Δ=m2-4<0
8、,解得-20},B={x|x≥m}.若A∩B={x|x>4}
9、,則實數(shù)m的取值范圍是( )
A.(-4,3) B.[-3,4]
C.(-3,4) D.(-∞,4]
【答案】B
【解析】集合A={x|x<-3或x>4},∵A∩B={x|x>4},∴-3≤m≤4,故選B.
例6.如果集合A滿足若x∈A,則-x∈A,那么就稱集合A為“對稱集合”.已知集合A={2x,0,x2+x},且A是對稱集合,集合B是自然數(shù)集,則A∩B=________.
【答案】{0,6}
【解析】 由題意可知-2x=x2+x,所以x=0或x=-3.而當x=0時不符合元素的互異性,所以舍去.當x=-3時,A={-6,0,6},所以A∩B={0,6}.
易錯警示:
10、 解決集合運算問題需注意以下四點:
(1)看元素組成,集合是由元素組成的,從研究集合中元素的構成入手是解決集合運算問題的前提.
(2)看集合能否化簡,集合能化簡的先化簡,再研究其關系并進行運算,可使問題簡單明了,易于求解.
(3)要借助Venn圖和數(shù)軸使抽象問題直觀化.一般地,集合元素離散時用Venn圖表示;集合元素連續(xù)時用數(shù)軸表示,并注意端點值的取舍.
(4)以集合為依托,對集合的定義、運算、性質(zhì)加以創(chuàng)新,但最終應轉(zhuǎn)化為原來的集合問題來解決.
三、【名校新題】
1.(2019年河南名校聯(lián)盟聯(lián)考)已知A={1,2,3,4},B={a+1,2a},若A∩B={4},則a=( )
11、A.3 B.2
C.2或3 D.3或1
【答案】A
【解析】∵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.
2.(2019·重慶六校聯(lián)考)已知集合A={x|2x2+x-1≤0},B={x|lg x<2},則(?RA)∩B=( )
A. B.
C. D.?
【答案】A
【解析】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≠?
12、,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.[1,+∞) B.
C. D.(1,+∞)
【答案】A
【解析】因為A∩B≠?,
所以解得a≥1.
4.(2019·福州質(zhì)量檢測)已知集合A={x|x=2k+1,k∈Z},B={x|-1
13、.(-∞,2] B.(-∞,1]
C.[1,+∞) D.[2,+∞)
【答案】D
【解析】由A∩B=A,可得A?B,又因為A={x|1
14、B.1
C.2 D.3
【答案】C
8.(2019湖北部分重點中學聯(lián)考)已知集合M=xy=1-x2,x∈R,N=xx=m2,m∈M,則集合M,N的關系是()
A.M?N B. N?M
C.M?CRN D. N?CRM
【答案】B
9.(2019唐山模擬)若集合A=x-1
15、 C.-1,1∪2,+∞) D.?
【答案】C
10.(2019江西百校聯(lián)盟聯(lián)考)已知集合A=x-5+21x-4x2<0,B=x∈Z-3
16、
【答案】D
13.(2019年合肥二模)若集合,,則
A. B. C.(-1,1) D.(-1,2)
【答案】C
14.(2019年九江市高三聯(lián)考)已知集合,,則( )
A. B.C.D.
【答案】C
15.(2019年深圳高中高三聯(lián)考)已知集合A={x|x2-4x+3<0},B={x|y=ln(x-2)},則(RB)∩A=( )
A. {x|-2≤x<1} B. {x|-2≤x≤2}C. {x|12},
則(?RB)∩A={x|1
17、},選C.
16.(2019年蚌埠一中高三考試題)已知集合,集合,則( )
A. B. C. D.
【答案】C
17.已知集合A={x|-x2+4x≥0},B=,C={x|x=2n,n∈N},則(A∪B)∩C=( )
A.{2,4} B.{0,2}
C.{0,2,4} D.{x|x=2n,n∈N}
【答案】C
【解析】∵A={x|-x2+4x≥0}={x|0≤x≤4},
B=={x|3-4<3x<33}={x|-4
18、三調(diào)研)設全集U={x|-4
19、(2018·臺州三校適考)已知集合A={x|log4(x+1)≤1},B={x|x=2k-1,k∈Z},則A∩B=( )
A.{-1,1,3} B.{1,3}
C.{-1,3} D.{-1,1}
【答案】B
【解析】由log4(x+1)≤1,得0