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第01讲 集合的概念与运算(原卷版)

第 1 讲:集合的概念与运算一、课程标准1、通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系.2、.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.了解全集与空集的含义.3、.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.4、.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.二、基础知识回顾1、元素与集合(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性。

(2)元素与集合的关系是属于或不属于,表示符号分别为∈和∉。

2、集合间的基本关系(1)子集:若对任意x∈A,都有x∈B,则A⊆B或B⊇A。

(2)真子集:若A⊆B,且集合B中至少有一个元素不属于集合A,则A B或B A。

(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B。

(4)空集的性质:∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。

3、集合的基本运算(1)交集:一般地,由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为A与B的交集,记作A∩B,即A∩B={x|x∈A,且x∈B}.(2)并集:一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,称为A与B的并集,记作A∪B,即A∪B={x|x∈A,或x∈B}.(3)补集:对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,简称为集合A的补集,记作∁U A,即∁U A={x|x∈U,且x∉A}.4、集合的运算性质(1)A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A。

(2)A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A。

A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁U A⊇∁U B(3)A∩(∁U A)=∅,A∪(∁U A)=U,∁U(∁U A)=A。

(4)∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B),∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B)。

5、相关结论:(1)若有限集A 中有n 个元素,则A 的子集有2n 个,真子集有2n -1个。

(2)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.记作∅.三、自主热身、归纳总结1、已知集合A ={1,3,5,7},B ={2,3,4,5},则A ∩B =( )A .{3}B .{5}C .{3,5}D .{1,2,3,4,5,7}2、已知全集U =R ,A ={x |x ≤0},B ={x |x ≥1},则集合∁U (A ∪B )=( )A.{x |x ≥0}B.{x |x ≤1}C.{x |0≤x ≤1}D.{x |0<x <1}3、已知集合A ={x |x 2-2x -3≤0},B ={x |0<x ≤4},则A ∪B =( )A .[-1,4]B .(0,3]C .(-1,0]∪(1,4]D .[-1,0]∪(1,4]4、已知集合A ={1,2,3},B ={y |y =2x -1,x ∈A },则A ∩B =________.5、已知集合A ={x |x 2-2x +a >0},且1∉A ,则实数a 的取值范围是________.6、(多选题)已知全集U R =,集合A ,B 满足A B ,则下列选项正确的有( ) A .A B B = B .A B B = C .()U A B =∅ D .()U A B =∅7、(多选题)已知集合[2A =,5),(,)B a =+∞.若A B ⊆,则实数a 的值可能是( )A .3-B .1C .2D .5四、例题选讲、变式突破考点一 集合的基本概念例1、已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈Z ⎪⎪⎪ x +1x -2≤0,则集合A 的子集的个数为( ) A . 7 B . 8 C . 15 D .16【变式1】若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =( )A.92 B.98 C.0 D.0或98【变式2】设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,则b -a =( )A .1B .-1C .2D .-2【变式3】已知P ={x |2<x <k ,x ∈N },若集合P 中恰有3个元素,则k 的取值范围为________. 方法总结:1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是什么,即弄清该集合是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件是什么,从而准确把握集合的含义。

2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性。

特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合中的元素是否满足互异性考点2、集合间的基本关系例2、已知集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x =k π4+π4,k ∈Z ,集合N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =k π8-π4,k ∈Z ,则( ) A .M ∩N =∅B .M ⊆NC .N ⊆MD .M ∪N =M例3、已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围是________.【变式】已知集合A ={x |-1<x <3},B ={x |-m <x <m },若B ⊆A ,则m 的取值范围为________.方法总结(1)若B ⊆A ,应分B =∅和B ≠∅两种情况讨论.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn 图,化抽象为直观进行求解.考点三:集合的运算例4、若集合A ={x |2x 2-9x >0},B ={y |y ≥2},则A ∩B =________,(∁R A )∪B =________.【变式1】设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈N |14≤2x ≤16,B ={x |y =ln(x 2-3x )},则A ∩B 中元素的个数是________.【变式2】已知集合M ={x |-4<x <2},N ={x |x 2-x -6<0},则M ∩N =( )A .{x |-4<x <3}B .{x |-4<x <-2}C .{x |-2<x <2}D .{x |2<x <3}【变式3】已知集合A ={x |x 2-x -2>0},则∁R A =( )A .{x |-1<x <2}B .{x |-1≤x ≤2}C .{x |x <-1}∪{x |x >2}D .{x |x ≤-1}∪{x |x ≥2}方法总结:集合运算的常用方法①若集合中的元素是离散的,常用Venn 图求解;②若集合中的元素是连续的实数,则用数轴表示,此时要注意端点的情况.例5、设集合A ={0,-4},B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,x ∈R}.若A ∩B =B ,则实数a 的取值范围是________.【变式】已知集合A ={1,2},B ={x |x 2+mx +1=0,x ∈R },若B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________. 方法总结:利用集合的运算求参数的值或取值范围的方法①与不等式有关的集合,一般利用数轴解决,要注意端点值能否取到;②若集合能一一列举,则一般先用观察法得到不同集合中元素之间的关系,再列方程(组)求解.考点五:集合的新定义问题例6、.若x ∈A ,则1x ∈A ,就称A 是伙伴关系集合,集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,2,3的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是( )A.1B.3C.7D.31【变式】.给定集合A ,若对于任意a ,b ∈A ,有a +b ∈A ,且a -b ∈A ,则称集合A 为闭集合,给出如下三个结论:①集合A ={-4,-2,0,2,4}为闭集合;②集合A ={n |n =3k ,k ∈Z }为闭集合;③若集合A 1,A 2为闭集合,则A 1∪A 2为闭集合.其中正确结论的序号是________.方法总结:正确理解新定义: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。

五、优化提升与真题演练1、设集合A ={x |x 2-4x +3<0},B ={x |2x -3>0},则A ∩B =________.A.⎝⎛⎭⎫-3,-32B.⎝⎛⎭⎫-3,32C.⎝⎛⎭⎫1,32D.⎝⎛⎭⎫32,32、设全集U ={x |x ∈N *,x <6},集合A ={1,3},B ={3,5},则∁U (A ∪B )等于( )A.{1,4}B.{1,5}C.{2,5}D.{2,4}3、已知集合,,则( )A .B .C .D .4、若全集0,1,,,则A .B .C .D .1,5、已知集合,则( )A .B .C .D .6、设集合,则(A ∩C )∪B =( ) A . B .C .D .7、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}8、已知集合M ={(x ,y )|y =f (x )},若对于任意实数对(x 1,y 1)∈M ,都存在(x 2,y 2)∈M ,使得x 1x 2+y 1y 2=0成立,则称集合M 是“垂直对点集”.给出下列四个集合:①M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ,y b\lc|\rc (a\vs4al\co1(y =1x ));②M ={(x ,y )|y =log 2x };③M ={(x ,y )|y =e x -2};④M ={(x ,y )|y =sin x +1}.其中是“垂直对点集”的序号是( )A .①④B .②③C .③④D .②④9、(多选题)已知{A =第一象限角},{B =锐角},{C =小于90︒的角},那么A 、B 、C 关系是( )2{2}A x x x =5{|1}3B x x =+<A B =20,3⎛⎫⎪⎝⎭(,2)-∞(0.)+∞2,23⎛⎫ ⎪⎝⎭2{1,0,1,2},{|1}A B x x =-=≤A B ⋂={}1,0,1-{}0,1{}1,1-{}0,1,2{1,1,2,3,5},{2,3,4},{|13}A B C x x =-==∈≤<R {}2{}2,3{}1,2,3-{}1,2,3,4A .B AC = B .B C C = C .B A B =D .A B C ==10、已知集合A ={(x ,y )|x ,y ∈R ,且x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|x ,y ∈R ,且y =x },则A ∩B 的元素个数为________.11、.集合A ={x |x <0},B ={x |y =lg[x (x +1)]},若A -B ={x |x ∈A ,且x ∉B },则A -B =________. 12、已知集合A ={x ∈R ||x +2|<3},集合B ={x ∈R |(x -m )(x -2)<0},且A ∩B =(-1,n ),则m +n =________. 13(2019年江苏高考)、已知集合{1,0,1,6}A =-,{|0,}B x x x =>∈R ,则A B =_____. 14(2018年江苏高考)、.已知集合{}0,1,2,8A =,{}1,1,6,8B =-,那么A B ⋂=________.。

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