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集合小结

集合小结➢ 教学重点:交集、并集、补集的求法,集合语言、集合思想的运用.➢ 教学过程 一、知识点归纳 1.集合①定义:某些指定的对象集在一起就成为一个集合,每个对象叫做集合的元素。

②表示方法:列举法:将集合中的元素一一列举出来,用大括号括起来,如{a,b,c} 描述法:将集合中的元素的共同属性表示出来,形式为:P={x ∣P(x)}.如:}1),({},1{},1{-=-=-=x y y x x y y x y x又如:{x ︱x ≥1}与{y ︱y=x 2-2x+2} 图示法:用文氏图表示题中不同的集合。

③分类:有限集、无限集、空集。

④性质: 确定性:A a A a ∉∈或必居其一,互异性:不写{1,1,2,3}而是{1,2,3},集合中元素互不相同, 无序性:{1,2,3}={3,2,1}2.常用数集复数集C 实数集R 整数集Z 自然数集N 正整数集*N (或N+) 有理数集Q3.元素与集合的关系A a A a ∈∉或4.集合与集合的关系①子集:若对任意A x ∈都有B x ∈[或对任意B x ∉都有A x ∉] 则A 是B 的子集。

记作:A B B A ⊇⊆或 C A C B B A ⊆⇒⊆⊆, ②真子集:若B A ⊆,且存在A x B x ∉∈00,但,则A 是B 的真子集。

记作:AB[或“B A B A ≠⊆且”] A B ,B CA C③B A A B B A =⇔⊆⊆且④空集:不含任何元素的集合,用φ表示 对任何集合A 有A ⊆φ,若φ≠A 则φ A注:}{}0{}{φφφ≠≠≠a a5.子集的个数若},,{21n a a a A Λ=,则A 的子集个数、真子集的个数、非空真子集的个数分别为2n个,2n-1个和2n-2个。

满足{}{}n A ,,3,2,13,2,1Λ⊆⊆的集合A 的个数为32-n 。

6.交集}{B x A x x B A ∈∈=且IABA BA B7.并集}{B x A x x B A ∈∈=⋃或ABABA B8.全集如果集合S 含有我们所要研究的各个集合的全部元素,这个集合就可以看作一个全集,通常用U 表示。

9.补集}{A x U x x A C U ∉∈=且AU C U A10.常用运算性质及一些重要结论 ①A B B A A A A A I I I I ===φφ ②A B B A AA A A A Y Y Y Y ===φ③U A C A A C A U U ==Y I φ④B A B B A B A A B A ⊆⇔=⊆⇔=Y I⑤)()()()()()(B C A C B A C B C A C B A C U U U U U U I Y Y I ==⑥)()()()(B A Card B Card A Card B A Card I Y -+=二、主要运用方法1.求交集、并集、补集,要充分发挥数轴或文氏图的作用;2.含参数的问题,要有讨论的意识,分类讨论时要防止在空集上出问题; 3.集合的化简是实施运算的前提,等价转化常是顺利解题的关键. 三、应用举例例1:在集合{}22,1,122+---=a a a a A 中,a 的值可以是( )A .0B .1C .2D .1或2 答案:A例2:设集合},214{},,412{Z k k x x N Z k k x x M ∈+==∈+==,则( ) A .M = N B .M N C .M N D .M ∩N=φ 分析:}42{},214{},,412{},412{Z k k x x Z k k x x N Z k k x x Z k k x x M ∈+==∈+==∈+==∈+==应选B例3:设集合{}01|≤<-=m m P , {}恒成立对任意实数x mx mx R m Q 044|2<-+∈=,则下列关系中成立的是( )A .P QB .Q PC .P =QD .Q Q P =I答案:C例4:已知非空集合M ⊆{1,2,3,4,5},且若a ∈M,则6-a ∈M ,求集合M 的个数[P8变式] 解:∵M ⊆{1,2,3,4,5},且若a ∈M,则6-a ∈M∴若1∈M ,则5∈M ,反之亦然,∴1∈M 且5∈M ,或1∉M 且5∉M 同理:2∈M 且4∈M ,或2∉M 且4∉M 3∈M 且6-3∈M , 又∵M 是非空集合,∴M 个数为23-1=7例5:已知}023{},02{22≤+-=≤+-=x x x B a x x x A ,且A B ,求实数a 的取值范围。

解:可得}21{≤≤=x x B对于A :∆<0即a>1时,A=φ,A B ∆=0即a=1时,A={1},A B∆>0即a<1时,}1111{a x a x A -+≤≤--=,A B 不成立, 综上所述:所求a 的范围是[1,+∞]例6:记函数132)(++-=x x x f 的定义域为A ,)1)](2)(1lg[()(<---=a x a a x x g 的定义域为B 。

(1)求A ;(2)若A B ⊆,求实数a 的取值范围。

解:(1)2-13++x x ≥0, 得11+-x x ≥0, x <-1或x ≥1 即A=(-∞,-1)∪[1,+ ∞) (2) 由(x -a -1)(2a -x )>0, 得(x -a -1)(x -2a )<0. ∵a <1,∴a +1>2a , ∴B=(2a ,a +1). ∵B ⊆A, ∴2 a ≥1或a +1≤-1, 即a ≥21或a ≤-2, 而a <1, ∴21≤a <1或a ≤-2, 故当B ⊆A 时, 实数a 的取值范围是 (-∞,-2)∪[21,1]例7:已知x ∈R,,y ∈N*,A={y/y =-x 2-2x +18},求A ∩B. 解:}2{}2)2({}64}{22≥=+-==+-==y y x y y x x y y A}19{}19)1({}182}{22≤=++-==+--==y y x y y x x y y B *∈≤≤=N y y y B A ΘI }192{ }19,18,,4,3,2{ΛI =∴B A例8:已知集合}90{}06{2<-<=<--=m x x B x x x A ①若B B A =Y ,求实数m 的取值范围; ②若φ=B A I ,求实数m 的取值范围。

解:}9{}32{+<<=<<-=m x m x B x x A Θ ①B A B B A ⊆∴=Y Θ2662392-≤≤-⎩⎨⎧-≥-≤∴⎩⎨⎧≥+-≤m m m m m 即 ②φ=B A I Θ311329≥-≤≥-≤+∴m m m m 或即或例9:设}01{}032{2=-==--=ax x N x x x M ,若N N M =I ,求所有满足条件的a 的集合。

解:M={-1,3} M N N N M ⊆∴=I Θ ①当φ=N 时,ax-1=0无解,∴a=0②a x N 1,=≠时当φ 311311131=-=∴=-=∴=-=∴a a a a x x 或或或综①②得:所求集合为{-1,0,31}例10:已知集合φ=+==-==N M b x y y x N x y y x M I 且}),({}9),({2,实数b 的取值范围。

解:φ=N M I Θ,∴两点集M 与N 无公共点点集M 是一个半圆,点集N 是随b 变化的一组平行直线233,),(2121>-<∴=+=b b N M l l l l b x y 或满足时不包括外侧与在φI例11:已知}3{},1,13,3{}3,1,{22-=+--=-+=B A a a a B a a A I 若,求a 的值。

解:⎪⎩⎪⎨⎧+≠-+≠-=-⎪⎩⎪⎨⎧+≠-+≠-=-1313131131332222a a a a a a a a a a 或 320-==a a 或检验:}1,3{}1,1,3{}3,1,0{0-=--=-==B A B A a I 时当32}3{}1,3,311{}3,31,94{32-=∴-=--=-=-=a B A B A a I 时当例12:某校组织高一学生对所在市的居民中拥有电视机、电冰箱、组合音响的情况进行一次抽样调查,调查结果:3户特困户三种全无;至少有一种的:电视机1090户,电冰箱747户,组合音响850户;至少有两种的:电视机、组合音响570户,组合音响、电冰箱420户,电视机、电冰箱520户,“三大件”都有的265户。

调查组的同学在统计上述数字时,发现没有记下被调查的居民总户数,你能避免重新调查而解决这个问题吗?解:设拥有电视机、电冰箱、组合音响的居民户的集合分别是A 、B 、C , 由文氏图得,被调查总居民户数为:265+125+72+305+155+255+265+3=1445(户) 答:被调查总居民户数为1445户。

例13:设全集{}|010,U x x x N *=<<∈,若{}3A B =I ,{}1,5,7U A C B =I ,{}9U U C A C B =I ,则A ={}1,3,5,7,B ={}2,3,4,6,8.解法要点:利用文氏图.A B C 265722553051251552653例14:已知集合{}32|320A x x x x =++>,{}2|0B x x ax b =++≤, 若{}|02A B x x =<≤I ,{}|2A B x x =>-U ,求实数a 、b 的值. 解:由32320x x x ++>得(1)(2)0x x x ++>,∴21x -<<-或0x >,∴(2,1)(0,)A =--+∞U ,又∵{}|02A B x x =<≤I ,且{}|2A B x x =>-U , ∴[1,2]B =-,∴1-和2是方程20x ax b ++=的根, 由韦达定理得:{1212a b-+=--⨯=,∴{12a b =-=-.说明:区间的交、并、补问题,要重视数轴的运用.例15:已知集合{(,)|20}A x y x y =-=,1{(,)|0}2y B x y x -==-,则A B =I φ; A B =U {(,)|(2)(1)0}x y x y y --=;(参见《高考A 计划》考点2“智能训练”第6题). 解法要点:作图.注意:化简{(,)|1,2}B x y y x ==≠,(2,1)A ∈.例16:已知集合{}2(,)|20,A x y x mx y x R =+-+=∈,{}(,)|10,02B x y x y x =-+=≤≤,若A B φ≠I ,求实数m 的取值范围.分析:本题的几何背景是:抛物线22y x mx =++与线段1(02)y x x =+≤≤有公共点,求实数m 的取值范围.解法一:由{22010x mx y x y +-+=-+=得2(1)10x m x +-+= ①∵A B φ≠I ,∴方程①在区间[0,2]上至少有一个实数解, 首先,由2(1)40m ∆=--≥,解得:3m ≥或1m ≤-. 设方程①的两个根为1x 、2x ,(1)当3m ≥时,由12(1)0x x m +=--<及121x x ⋅=知1x 、2x 都是负数,不合题意; (2)当1m ≤-时,由12(1)0x x m +=-->及1210x x ⋅=>知1x 、2x 是互为倒数的两个正数,故1x 、2x 必有一个在区间[0,1]内,从而知方程①在区间[0,2]上至少有一个实数解, 综上所述,实数m 的取值范围为(,1]-∞-.解法二:问题等价于方程组{221y x mx y x =++=+在[0,2]上有解,即2(1)10x m x +-+=在[0,2]上有解,令2()(1)1f x x m x =+-+,则由(0)1f =知抛物线()y f x =过点(0,1),∴抛物线()y f x =在[0,2]上与x 轴有交点等价于2(2)22(1)10f m =+-+≤ ①或22(1)401022(2)22(1)10m mf m ∆=--≥⎧-⎪<<⎨⎪=+-+>⎩ ② 由①得32m ≤-,由②得312m -<≤, ∴实数m 的取值范围为(,1]-∞-.四、巩固练习1.设全集为U ,在下列条件中,是B A ⊆的充要条件的有 ( ) ①A B A =U ,②U C A B φ=I ,③U U C A C B ⊆,④U A C B U =U , ()A 1个()B 2个()C 3个()D 4个答案:D2.集合{(,)|||}A x y y a x ==,{(,)|}B x y y x a ==+,若A B I 为单元素集,实数a 的取值范围为[1,1]- . 五、小结1.集合中元素的性质(互异性),求值问题要注意检验互异; 2.元素与集合之间的关系;3.集合与集合之间的关系,不要忘记“φ”的考虑; 4.子集个数问题;5.含参问题常用转化思想或数形结合求解;6.用文氏图解题;7.可与不等式、方程、几何结合。

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