新高考数学一轮复习讲练测课件第1章§1.1集合 (含解析)
展开1.了解集合的含义,了解全集、空集的含义.2.理解元素与集合的属于关系,理解集合间的包含和相等关系.3.会求两个集合的并集、交集与补集.4.能用自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题,能使用Venn图 表示集合间的基本关系和基本运算.
1.集合与元素(1)集合中元素的三个特性:________、_______、________.(2)元素与集合的关系是_____或_______,用符号___或____表示.(3)集合的表示法:_______、_______、_______.
2.集合的基本关系(1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中_____________都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作______(或B⊇A).(2)真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且______,就称集合A是集合B的真子集,记作_______(或BA).(3)相等:若A⊆B,且_____,则A=B.(4)空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.空集是___________的子集,是______________的真子集.
{x|x∈A,或x∈B}
{x|x∈A,且x∈B}
{x|x∈U,且x∉A}
1.若集合A有n(n≥1)个元素,则集合A有2n个子集,2n-1个真子集.2.A∩B=A⇔A⊆B,A∪B=A⇔B⊆A.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)集合{x∈N|x3=x},用列举法表示为{-1,0,1}.( )(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( )(3)若1∈{x2,x},则x=-1或x=1.( )(4)对任意集合A,B,都有(A∩B)⊆(A∪B).( )
1.(2022·新高考全国Ⅱ)已知集合A={-1,1,2,4},B={x||x-1|≤1},则A∩B等于A.{-1,2} B.{1,2}C.{1,4} D.{-1,4}
由|x-1|≤1,得-1≤x-1≤1,解得0≤x≤2,所以B={x|0≤x≤2},所以A∩B={1,2},故选B.
2.下列集合与集合A={2 022,1}相等的是A.(1,2 022)B.{(x,y)|x=2 022,y=1}C.{x|x2-2 023x+2 022=0}D.{(2 022,1)}
(1,2 022)表示一个点,不是集合,A不符合题意;集合{(x,y)|x=2 022,y=1}的元素是点,与集合A不相等,B不符合题意;{x|x2-2 023x+2 022=0}={2 022,1}=A,故C符合题意;集合{(2 022,1)}的元素是点,与集合A不相等,D不符合题意.
3.设全集U=R,集合A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2},则A∪B=___________,∁U(A∩B)=______________.
{x|x<2或x≥3}
因为A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2}={x|x≥2},所以A∪B={x|x≥-1},A∩B={x|2≤x<3},∁U(A∩B)={x|x<2或x≥3}.
例1 (1)(2022·衡水模拟)设集合A={(x,y)|y=x},B={(x,y)|y=x2},则集合A∩B的元素个数为A.0 B.1 C.2 D.3
如图,函数y=x与y=x2的图象有两个交点,故集合A∩B有两个元素.
(2)已知集合A={1,a-2,a2-a-1},若-1∈A,则实数a的值为A.1 B.1或0C.0 D.-1或0
∵-1∈A,若a-2=-1,即a=1时,A={1,-1,-1},不符合集合元素的互异性;若a2-a-1=-1,即a=1(舍去)或a=0时,A={1,-2,-1},故a=0.
解决集合含义问题的关键有三点:一是确定构成集合的元素;二是确定元素的限制条件;三是根据元素的特征(满足的条件)构造关系式解决相应问题.
跟踪训练1 (1)(多选)若集合M={x|x-2<0,x∈N},则下列四个命题中,错误的命题是A.0∉M B.{0}∈MC.{1}⊆M D.1⊆M
对于A,因为M={x|x-2<0,x∈N},所以0∈M,所以A错误;对于B,因为{0}是集合,且0∈M,所以{0}⊆M,所以B错误;对于C,因为1∈M,所以{1}⊆M,所以C正确;对于D,因为1是元素,1∈M,所以D错误.
(2)(2023·聊城模拟)已知集合A={0,1,2},B={ab|a∈A,b∈A},则集合B中元素的个数为A.2 B.3 C.4 D.5
因为A={0,1,2},a∈A,b∈A,所以ab=0或ab=1或ab=2或ab=4,故B={ab|a∈A,b∈A}={0,1,2,4},即集合B中含有4个元素.
例2 (1)(2022·宜春质检)已知集合A={x|y=ln(x-2)},B={x|x≥-3},则下列结论正确的是A.A=B B.A∩B=∅C.AB D.B⊆A
由题设,可得A={x|x>2},又B={x|x≥-3},所以A是B的真子集,故A,B,D错误,C正确.
(2)设集合A={x|-1≤x+1≤2},B={x|m-1≤x≤2m+1},当x∈Z时,集合A的真子集有____个;当B⊆A时,实数m的取值范围是______________________.
A={x|-2≤x≤1},若x∈Z,则A={-2,-1,0,1},故集合A的真子集有24-1=15(个).由B⊆A,得①若B=∅,则2m+1
(1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系问题时,必须考虑空集的情况,否则易造成漏解.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、Venn图等来直观解决这类问题.
跟踪训练2 (1)(多选)已知非空集合M满足:①M⊆{-2,-1,1,2,3,4},②若x∈M,则x2∈M.则集合M可能是A.{-1,1} B.{-1,1,2,4}C.{1} D.{1,-2,2}
由题意可知3∉M且4∉M,而-2或2与4同时出现,所以-2∉M且2∉M,所以满足条件的非空集合M有{-1,1},{1}.
(2)函数f(x)= 的定义域为A,集合B={x|-a≤x≤4-a},若B⊆A,则实数a的取值范围是_______________________.
(-∞,-3]∪[5,+∞)
由x2-2x-3≥0,得x≥3或x≤-1,即A={x|x≥3或x≤-1}.∵B⊆A,显然B≠∅,∴4-a≤-1或-a≥3,解得a≥5或a≤-3,故实数a的取值范围是(-∞,-3]∪[5,+∞).
命题点1 集合的运算例3 (1)(2021·全国乙卷)已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T等于A.∅ B.S C.T D.Z
方法一 在集合T中,令n=k(k∈Z),则t=4n+1=2(2k)+1(k∈Z),而集合S中,s=2n+1(n∈Z),所以必有T⊆S,所以S∩T=T.方法二 S={…,-3,-1,1,3,5,…},T={…,-3,1,5,…},观察可知,T⊆S,所以S∩T=T.
(2)设全集U=R,A={x|-2≤x<4},B={x|y= },则图中阴影部分表示的集合为A.{x|x≤-2} B.{x|x>-2}C.{x|x≥4} D.{x|x≤4}
观察Venn图,可知阴影部分的元素由属于B而不属于A的元素构成,所以阴影部分表示的集合为(∁UA)∩B.∵A={x|-2≤x<4},U=R,∴∁UA={x|x<-2或x≥4},又B={x|y= }⇒B={x|x≥-2},∴(∁UA)∩B={x|x≥4}.
命题点2 利用集合的运算求参数的值(范围)例4 (2023·衡水模拟)已知集合A={x|y=ln(1-x2)},B={x|x≤a},若(∁RA)∪B=R,则实数a的取值范围为A.(1,+∞) B.[1,+∞)C.(-∞,1) D.(-∞,1]
由题可知A={x|y=ln(1-x2)}={x|-1
跟踪训练3 (1)(2022·全国甲卷)设全集U={-2,-1,0,1,2,3},集合A={-1,2},B={x|x2-4x+3=0},则∁U(A∪B)等于A.{1,3} B.{0,3}C.{-2,1} D.{-2,0}
由题意得集合B={1,3},所以A∪B={-1,1,2,3},所以∁U(A∪B)={-2,0}.故选D.
(2)(2023·驻马店模拟)已知集合A={x|(x-1)(x-4)<0},B={x|x>a},若A∪B={x|x>1},则a的取值范围是A.[1,4) B.(1,4)C.[4,+∞) D.(4,+∞)
由题意可得A={x|1
例5 (1)(多选)当一个非空数集F满足条件“若a,b∈F,则a+b,a-b,ab∈F,且当b≠0时, ∈F”时,称F为一个数域,以下说法正确的是A.0是任何数域的元素B.若数域F有非零元素,则2 023∈FC.集合P={x|x=3k,k∈Z}为数域D.有理数集为数域
对于A,若a∈F,则a-a=0∈F,故A正确;
(2)已知集合M={1,2,3,4},A⊆M,集合A中所有元素的乘积称为集合A的“累积值”,且规定:当集合A只有一个元素时,其累积值即为该元素的数值,空集的累积值为0.设集合A的累积值为n.①若n=3,则这样的集合A共有________个;
若n=3,据“累积值”的定义得A={3}或A={1,3},这样的集合A共有2个;
②若n为偶数,则这样的集合A共有________个.
因为集合M的子集共有24=16(个),其中“累积值”为奇数的子集为{1},{3},{1,3},共3个,所以“累积值”为偶数的集合共有13个.
解决集合新定义问题的关键解决新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,紧扣题目所给定义,结合题目所给定义和要求进行恰当转化,切忌同已有概念或定义相混淆.
跟踪训练4 设集合U={2,3,4},对其子集引进“势”的概念:①空集的“势”最小;②非空子集的元素越多,其“势”越大;③若两个子集的元素个数相同,则子集中最大的元素越大,子集的“势”就越大.最大的元素相同,则第二大的元素越大,子集的“势”就越大,依此类推.若将全部的子集按“势”从小到大的顺序排列,则排在第6位的子集是________.
根据题意,将全部的子集按“势”从小到大的顺序排列为:∅,{2},{3},{4},{2,3},{2,4},{3,4},{2,3,4}.故排在第6位的子集为{2,4}.
1.(2022·全国乙卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M满足∁UM={1,3},则A.2∈M B.3∈MC.4∉M D.5∉M
由题意知M={2,4,5},故选A.
2.设集合A={x∈N*|2x<4},B={x∈N|-1
4.(2023·南京模拟)已知集合A={x|x2-6x-7<0},B={y|y=3x,x<1},则A∩(∁RB)等于A.[3,7) B.(-1,0]∪[3,7)C.[7,+∞) D.(-∞,-1)∪[7,+∞)
A={x|x2-6x-7<0}=(-1,7),B={y|y=3x,x<1}=(0,3),所以∁RB=(-∞,0]∪[3,+∞),所以A∩(∁RB)=(-1,0]∪[3,7).
5.(2022·海南模拟)已知集合A={x|x2≤1},集合B={x|x∈Z且x+1∈A},则B等于A.{-1,0,1} B.{-2,-1,0}C.{-2,-1,0,1} D.{-2,-1,0,1,2}
因为集合A={x|x2≤1},所以A={x|-1≤x≤1},在集合B中,由x+1∈A,得-1≤x+1≤1,即-2≤x≤0,又x∈Z,所以x=-2,-1,0,即B={-2,-1,0}.
6.(2022·怀仁模拟)已知集合A={x|1
由题知A∩(∁RB)=∅,得A⊆B,则m≤1.
7.(多选)已知集合A={1,3,m2},B={1,m}.若A∪B=A,则实数m的值为A.0 B.1 C.2 D.3
因为A∪B=A,所以B⊆A.因为A={1,3,m2},B={1,m},所以m2=m或m=3,解得m=0或m=1或m=3.当m=0时,A={1,3,0},B={1,0},符合题意;当m=1时,集合A、集合B均不满足集合元素的互异性,不符合题意;当m=3时,A={1,3,9},B={1,3},符合题意.综上,m=0或3.
8.(多选)已知全集U的两个非空真子集A,B满足(∁UA)∪B=B,则下列关系一定正确的是A.A∩B=∅ B.A∩B=BC.A∪B=U D.(∁UB)∪A=A
令U={1,2,3,4},A={2,3,4},B={1,2},满足(∁UA)∪B=B,但A∩B≠∅,A∩B≠B,故A,B均不正确;由(∁UA)∪B=B,知∁UA⊆B,∴U=A∪(∁UA)⊆(A∪B),∴A∪B=U,由∁UA⊆B,知∁UB⊆A,∴(∁UB)∪A=A,故C,D均正确.
9.(2023·金华模拟)已知集合U={1,2,3,4,5,6},S={1,3,5},T={2,3,6},则S∩(∁UT)=_______,集合S共有____个子集.
由题意可得∁UT={1,4,5},则S∩(∁UT)={1,5}.集合S的子集有23个,即8个.
10.(2023·石家庄模拟)已知全集U=R,集合M={x∈Z||x-1|<3},N={-4,-2,0,1,5},则Venn图中阴影部分的集合为__________.
集合M={x∈Z||x-1|<3}={x∈Z|-3
由x2+x-6=0,得x=2或x=-3,所以A={x|x2+x-6=0}={-3,2},因为A∪B=A,所以B⊆A,当B=∅时,B⊆A成立,此时方程mx+1=0无解,得m=0;
12.已知集合A={x|(x+3)(x-3)≤0},B={x|2m-3≤x≤m+1}.当m=-1时,则A∪B=________;若A∩B=B,则m的取值范围为________________.
[0,2]∪(4,+∞)
A={x|-3≤x≤3},当m=-1时,B={x|-5≤x≤0},此时A∪B=[-5,3].由A∩B=B可知B⊆A.若B=∅,则2m-3>m+1解得m>4;
综上所述,实数m的取值范围为[0,2]∪(4,+∞).
13.(多选)已知全集U={x∈N|lg2x<3},A={1,2,3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则集合B可能为A.{2,3,4} B.{3,4,5}C.{4,5,6} D.{3,5,6}
由lg2x<3得0
根据题意画出Venn图,如图所示,a表示只参加第一天的人,b表示只参加第二天的人,c表示只参加第三天的人,d表示只参加第一天与第二天的人,e表示只参加第一天与第三天的人,f表示只参加第二天与第三天的人,g表示三天都参加的人,
∴要使总人数最少,则令g最大,其次d,e,f也尽量大,d+g=30,f+g=40,∴a+e=160,即第一天参加但第二天没参加的有160人,∴gmax=30,d=0,f=10,a+d+g+e=190,
∴c+e=140,∴emax=140,∴c=0,a=20,则这三天参加活动的最少有a+b+c+…+g=20+90+0+0+140+10+30=290(人).
15.(多选)1872年德国数学家戴德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数(史称“戴德金分割”),并把实数理论建立在严格的科学基础上,从而结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了数学史上的第一次大危机.将有理数集Q划分为两个非空的子集M与N,且满足M∪N=Q,M∩N=∅,M中的每一个元素都小于N中的每一个元素,则称(M,N)为戴德金分割.试判断下列选项中,可能成立的是A.M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x>0}满足戴德金分割B.M没有最大元素,N有一个最小元素C.M有一个最大元素,N有一个最小元素D.M没有最大元素,N也没有最小元素
对于选项A,因为M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x>0},M∪N={x∈Q|x≠0}≠Q,故A错误;对于选项B,设M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x≥0},满足戴德金分割,则M没有最大元素,N有一个最小元素0,故B正确;对于选项C,若M有一个最大元素m,N有一个最小元素n,若m≠n,一定存在k∈(m,n)使M∪N=Q不成立;若m=n,则M∩N=∅不成立,故C错误;
16.我们将b-a称为集合{x|a≤x≤b}的“长度”.若集合M={x|m≤x≤m+2 022},N={x|n-2 023≤x≤n},且M,N都是集合{x|0≤x≤2 024}的子集,则集合M∩N的“长度”的最小值为________.
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