第一章知识点一、知识结构:本章知识主要分为集合、简单不等式的解法（集合化简）、简易逻辑三部分：二、知识回顾：集合基本概念：集合、元素；有限集、无限集；空集、全集；符号的使用.集合的表示法：列举法、描述法、图形表示法.集合元素的特征：确定性、互异性、无序性.集合运算：交、并、补.主要性质和运算律包含关系：等价关系：集合的运算律：交换律：结合律:分配律:.0-1律：等幂律：求补律：A∩(UA=φA∪(UA=U(UU=φ(Uφ=U(UU((UA)=A反演律：(U(A∩B)=((UA)∪((UB)(U(A∪B)=((UA)∩((UB)有限集的元素个数定义：有限集A的元素的个数叫做集合A的基数，记为card(A)规定card(φ)=0.基本公式：(3)card((UA)=card(U)-card(A)（4）设有限集合A,card(A)=n,则(ⅰ)A的子集个数为；(ⅱ)A的真子集个数为；(ⅲ)A的非空子集个数为；(ⅳ)A的非空真子集个数为.（5）设有限集合A、B、C，card(A)=n，card(B)=m,m<n,则(ⅰ)若,则C的个数为；(ⅱ)若,则C的个数为；(ⅲ)若,则C的个数为；(ⅳ)若,则C的个数为.例1判定以下关系是否正确(2){1，2，3}＝{3，2，1}(4)0∈{0}分析空集是任何集合的子集，是任何非空集合的真子集．解根据子集、真子集以及集合相等的概念知①②③④是正确的，后两个都是错误的．说明：含元素0的集合非空．例2列举集合{1，2，3}的所有子集．分析子集中分别含1，2，3三个元素中的0个，1个，2个或者3个．含有1个元素的子集有{1}，{2}，{3}；含有2个元素的子集有{1，2}，{1，3}，{2，3}；含有3个元素的子集有{1，2，3}．共有子集8个．________．分析A中必含有元素a，b，又A是{a，b，c，d}真子集，所以满足条件的A有：{a，b}，{a，b，c}{a，b，d}．答共3个．说明：必须考虑A中元素受到的所有约束．[]分析作出4图形．答选C．说明：考虑集合之间的关系，用图形解决比较方便．点击思维例5设集合A＝{x|x＝5－4a＋a2，a∈R}，B＝{y|y＝4b2＋4b＋2，b∈R}，则下列关系式中正确的是[]分析问题转化为求两个二次函数的值域问题，事实上x＝5－4a＋a2＝(2－a)2＋1≥1，y＝4b2＋4b＋2＝(2b＋1)2＋1≥1，所以它们的值域是相同的，因此A＝B．答选A．说明：要注意集合中谁是元素．M与P的关系是[]A．M＝UP B．M＝P分析可以有多种方法来思考，一是利用逐个验证(排除)的方法；二是利用补集的性质：M ＝UN＝U(UP)＝P；三是利用画图的方法．答选B．说明：一题多解可以锻炼发散思维．例7下列命题中正确的是[]A．U(UA)＝{A}分析D选择项中A∈B似乎不合常规，而这恰恰是惟一正确的选择支．是由这所有子集组成的集合，集合A是其中的一个元素．∴A∈B．答选D．说明：选择题中的选项有时具有某种误导性，做题时应加以注意．例8已知集合A＝{2，4，6，8，9}，B＝{1，2，3，5，8}，又知非空集合C是这样一个集合：其各元素都加2后，就变为A的一个子集；若各元素都减2后，则变为B的一个子集，求集合C．分析逆向操作：A中元素减2得0，2，4，6，7，则C中元素必在其中；B中元素加2得3，4，5，7，10，则C中元素必在其中；所以C中元素只能是4或7．答C＝{4}或{7}或{4，7}．说明：逆向思维能力在解题中起重要作用．例9设S＝{1，2，3，4}，且M＝{x∈S|x2－5x＋p＝0}，若SM＝{1，4}，则p＝________．分析本题渗透了方程的根与系数关系理论，由于SM＝{1，4}，∴M＝{2，3}则由韦达定理可解．答p＝2×3＝6．说明：集合问题常常与方程问题相结合．例10已知集合S＝{2，3，a2＋2a－3}，A＝{|a＋1|，2}，SA＝{a＋3}，求a的值．S这个集合是集合A与集合SA的元素合在一起“补成”的，此外，对这类字母的集合问题，需要注意元素的互异性及分类讨论思想方法的应用．解由补集概念及集合中元素互异性知a应满足在(1)中，由①得a＝0依次代入②③④检验，不合②，故舍去．在(2)中，由①得a＝－3，a＝2，分别代入②③④检验，a＝－3不合②，故舍去，a＝2能满足②③④．故a＝2符合题意．说明：分类要做到不重不漏．[]A．M＝ND．M与N没有相同元素分析分别令k＝…，－1，0，1，2，3，…得答选C．说明：判断两个集合的包含或者相等关系要注意集合元素的无序性例1已知M＝{y|y＝x2＋1，x∈R}，N＝{y|y＝－x2＋1，x∈R}则M∩N是[]A．{0，1}B．{(0，1)}C．{1}D．以上均不对分析先考虑相关函数的值域．解∵M＝{y|y≥1}，N＝{y|y≤1}，∴在数轴上易得M∩N＝{1}．选C．取值范围是[]A．m＜4B．m＞4C．0＜m＜4D．0≤m＜4可得0≤m＜4．答选D．例3设集合A＝{x|－5≤x＜1}，B＝{x|x≤2}，则A∪B＝[]A．{x|－5≤x＜1}B．{x|－5≤x≤2}C．{x|x＜1}D．{x|x≤2}分析画数轴表示B)．答选D．说明：集合运算借助数轴是常用技巧．例4集合A＝{(x，y)|x＋y＝0}，B＝{(x，y)|x－y＝2}，则A∩B＝________．分析A∩B即为两条直线x＋y＝0与x－y＝2的交点集合．所以A∩B＝{(1，－1)}．说明：做题之前要搞清楚集合的元素是什么．∪B)；为[]A．1B．2C．3D．4分析根据交集、并集的定义，①是错误的推理．答选C．例6已知全集U＝R，A＝{x|－4≤x＜2}，B＝{x|－1＜x＝________．号的值．解观察数轴得，A∩B＝{x|－1＜x＜2}，A∩B∩(UP)＝{x|0＜x＜2}．例7设A＝{x∈R|f(x)＝0}，B＝{x∈R|g(x)＝0}，[]A．C＝A∪(UR)B．C＝A∩(UB)C．C＝A∪B D．C＝(UA)∩B分析依据分式的意义及交集、补集的概念逐步化归＝{x∈R|f(x)＝0且g(x)≠0}＝{x∈R|f(x)＝0}∩{x∈R|g(x)≠0}＝A∩(UB)．答选B．说明：本题把分式的意义与集合相结合．例8集合A含有10个元素，集合B含有8个元素，集合A∩B含有3个元素，则集合A ∪B有________个元素．分析一种方法，由集合A∩B含有3个元素知，A，B仅有3个元素相同，根据集合元素的互异性，集合A∪B的元素个数为10＋8－3＝15．另一种方法，画图1－10观察可得．答填15．例9已知全集U＝{x|x取不大于30的质数}，A，B是U的两个子集，且A∩(UB)＝{5，13，23}，(UA)∩B＝{11，19，29}，(UA)∩(UB)＝{3，7}求A，B．分析由于涉及的集合个数，信息较多，所以可以通过画图1－11直观地求解．解∵U＝{2，3，5，7，11，13，17，19，23，29}用图形表示出A∩(UB)，(UA)∩B及(UA)∩(UB)得U(A∪B)＝{3，7}，A∩B＝{2，17}，所以A＝{2，5，13，17，23}，B＝{2，11，17，19，29}．说明：对于比较复杂的集合运算，可借助图形．例10设集合A＝{x2，2x－1，－4}，B＝{x－5，1－x，9}，若A∩B＝{9}，求A∪B．分析欲求A∪B，需根据A∩B＝{9}列出关于x的方程，求出x，从而确定A、B，但若将A、B中元素为9的情况一起考虑，头绪太多了，因此，宜先考虑集合A，再将所得值代入检验．解由9∈A可得x2＝9或2x－1＝9，解得x＝±3或5．当x＝3时，A＝{9，5，－4}，B＝{－2，－2，9}，B中元素违反互异性，故x＝3应舍去；当x＝－3时，A＝{9，－7，－4}，B＝{－8，4，9}，A∩B＝{9}满足题意，此时A∪B＝{－7，－4，－8，4，9}当x＝5时，A＝{25，9，－4}，B＝{0，－4，9}，此时A∩B＝{－4，9}，这与A∩B＝{9}矛盾．故x＝5应舍去．从而可得x＝－3，且A∪B＝{－8，－4，4，－7，9}．说明：本题解法中体现了分类讨论思想，这在高中数学中是非常重要的．例11设A＝{x|x2＋4x＝0}，B＝{x|x2＋2(a＋1)x＋a2－1＝0}，若A∩B＝B，求a的值．需要对A的子集进行分类讨论．设0∈B，则a2－1＝0，a＝±1，当a＝－1时，B＝{0}符合题意；当a＝1时，B＝{0，－4}也符合题意．设－4∈B，则a＝1或a＝7，当a＝7时，B＝{－4，－12}不符合题意．＜－1．综上所述，a的取值范围是a≤－1或a＝1．例12(1998年全国高考题)设集合M＝{x|－1≤x＜2}，N＝{x|x[]A．(－∞，2]B．[－1，＋∞)C．(－1，＋∞)D．[－1，2]分析分别将集合M、N用数轴表示，可知：k≥－1时，M∩答选B．例13(2000年全国高考题)如图1－12：U为全集，M、P、S是U的3个子集，则下图中的阴影部分为________．分析利用交集、并集、补集的意义分析．解阴影部分为：(M∩P)∩(US)．说明：你能否指出M∩(P∪S)是图形上的哪一区域？。