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集合知识点总结及典型例题

集 合一.【课标要求】1.集合的含义与表示(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)能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用; 2.集合间的基本关系(1)理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集; (2)在具体情境中,了解全集与空集的含义; 3.集合的基本运算(1)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; (2)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;(3)能使用Venn 图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用二.【命题走向】有关集合的高考试题,考查重点是集合与集合之间的关系,近年试题加强了对集合的计算化简的考查,并向无限集发展,考查抽象思维能力,在解决这些问题时,要注意利用几何的直观性,注意运用Venn 图解题方法的训练,注意利用特殊值法解题,加强集合表示方法的转换和化简的训练。

考试形式多以一道选择题为主。

预测高考将继续体现本章知识的工具作用,多以小题形式出现,也会渗透在解答题的表达之中,相对独立。

具体三.【要点精讲】1.集合:某些指定的对象集在一起成为集合 (1)集合中的对象称元素,若a 是集合A 的元素,记作;若b 不是集合A 的元素,记作;(2)集合中的元素必须满足:确定性、互异性与无序性;确定性:设A 是一个给定的集合,x 是某一个具体对象,则或者是A 的元素,或者不是A 的元素,两种情况必有一种且只有一种成立;互异性:一个给定集合中的元素,指属于这个集合的互不相同的个体(对象),因此,同一集合中不应重复出现同一元素;无序性:集合中不同的元素之间没有地位差异,集合不同于元素的排列顺序无关; (3)表示一个集合可用列举法、描述法或图示法;列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内;描述法:把集合中的元素的公共属性描述出来,写在大括号{}内。

具体方法:在大括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征。

注意:列举法与描述法各有优点,应该根据具体问题确定采用哪种表示法,要注意,一般集合中元素较多或有无限个元素时,不宜采用列举法。

(4)常用数集及其记法: 非负整数集(或自然数集),记作N ;正整数集,记作N *或N +; 整数集,记作Z ; 有理数集,记作Q ; 实数集,记作R 。

2.集合的包含关系:(1)集合A 的任何一个元素都是集合B 的元素,则称A 是B 的子集(或B 包含A ),记作A B (或);A a ∈A b ∉⊆B A ⊂集合相等:构成两个集合的元素完全一样。

若A B 且B A ,则称A 等于B ,记作A =B ;若A B 且A ≠B ,则称A 是B 的真子集,记作A B ; (2)简单性质:1)A A ;2)A ;3)若A B ,B C ,则A C ;4)若集合A 是n 个元素的集合,则集合A 有2n 个子集(其中2n -1个真子集); 3.全集与补集:(1)包含了我们所要研究的各个集合的全部元素的集合称为全集,记作U ;(2)若S 是一个集合,A S ,则,=称S 中子集A 的补集; (3)简单性质:1)()=A ;2)S=,=S4.交集与并集:(1)一般地,由属于集合A 且属于集合B 的元素所组成的集合,叫做集合A 与B 的交集。

交集。

(2)一般地,由所有属于集合A 或属于集合B 的元素所组成的集合,称为集合A 与B 的并集。

注意:求集合的并、交、补是集合间的基本运算,运算结果仍然还是集合,区分交集与并集的关键是“且”与“或”,在处理有关交集与并集的问题时,常常从这两个字眼出发去揭示、挖掘题设条件,结合Venn 图或数轴进而用集合语言表达,增强数形结合的思想方法。

5.集合的简单性质:(1) (2) (3)(4);(5)(A ∩B )=(A )∪(B ),(A ∪B )=(A )∩(B )。

四.【典例解析】 题型1:集合的概念(2009湖南卷理)某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱兵乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为_12__ 答案 :12解析 设两者都喜欢的人数为人,则只喜爱篮球的有人,只喜爱乒乓球的有人,由此可得,解得,所以,即 所求人数为12人。

例1.已知全集,集合和⊆⊇⊆⊆Φ⊆⊆⊆⊆⊆S C }|{A x S x x ∉∈且S C S C S C ΦΦS C }|{B x A x x B A ∈∈=⋂且}|{B x A x x B A ∈∈=⋃或并集;,,A B B A A A A A ⋂=⋂Φ=Φ⋂=⋂;,A B B A A A ⋃=⋃=Φ⋃);()(B A B A ⋃⊆⋂B B A B A A B A B A =⋃⇔⊆=⋂⇔⊆;S C S C S C S C S C S C x (15)x -(10)x -(15)(10)830x x x -+-++=3x =1512x -=U R ={212}M x x =-≤-≤的关系的韦恩(Venn )图如图1所示,则阴影部分所示的集合的元素共有( )A. 3个B. 2个C. 1个D. 无穷多个 答案 B解析 由得,则,有2个,选B.例2.集合,,若,则的值为( )A.0B.1C.2D.4 答案 D解析 ∵,,∴∴,故选D.【命题立意】:本题考查了集合的并集运算,并用观察法得到相对应的元素,从而求得答案,本题属于容易题.题型2:集合的性质例3.集合,,若,则的值为( )A.0B.1C.2D.4 答案 D解析 ∵,,∴∴,故选D.【命题立意】:本题考查了集合的并集运算,并用观察法得到相对应的元素,从而求得答案,本题属于容易题.随堂练习1.设全集U=R ,A={x ∈N ︱1≤x ≤10},B={ x ∈R ︱x 2+ x -6=0},则下图中阴影表示的集合为 ( )A .{2}B .{3}C .{-3,2}D .{-2,3}2. 已知集合A={y|y 2-(a 2+a+1)y+a(a 2+1)>0},B={y|y 2-6y+8≤0},若A ∩B ≠φ,则实数a 的取值范围为( ).{21,1,2,}N x x k k ==-={212}M x x =-≤-≤31≤≤-x {}3,1=⋂N M {}0,2,A a ={}21,B a ={}0,1,2,4,16AB =a {}0,2,A a ={}21,B a ={}0,1,2,4,16A B =2164a a ⎧=⎨=⎩4a ={}0,2,A a ={}21,B a ={}0,1,2,4,16AB =a {}0,2,A a ={}21,B a ={}0,1,2,4,16A B =2164a a ⎧=⎨=⎩4a=分析:解决数学问题的思维过程,一般总是从正面入手,即从已知条件出发,经过一系列的推理和运算,最后得到所要求的结论,但有时会遇到从正面不易入手的情况,这时可从反面去考虑.从反面考虑问题在集合中的运用主要就是运用补集思想.本题若直接求解,情形较复杂,也不容易得到正确结果,若我们先考虑其反面,再求其补集,就比较容易得到正确的解答.解:由题知可解得A={y|y>a 2+1或y<a}, B={y|2≤y ≤4},我们不妨先考虑当A ∩B =φ时a 的范围.如图由,得∴或.即A ∩B =φ时a 的范围为或.而A ∩B ≠φ时a 的范围显然是其补集,从而所求范围为.评注:一般地,我们在解时,若正面情形较为复杂,我们就可以先考虑其反面,再利用其补集,求得其解,这就是“补集思想”.例4.已知全集,A ={1,}如果,则这样的实数是否存在?若存在,求出,若不存在,说明理由解:∵;∴,即=0,解得当时,,为A 中元素; 当时, 当时,∴这样的实数x 存在,是或。

另法:∵ ∴,∴=0且⎩⎨⎧≥+≤4122a a ⎩⎨⎧-≤≥≤332a a a 或3-≤a 23≤≤a 3-≤a 23≤≤a {}332|<<->a a a 或32{1,3,2}S x x x =--21x -}0{=A C S x x }0{=A C S A S ∉∈00且322x x x --1230,1,2x x x ==-=0=x 112=-x 1-=x S x ∈=-3122x =213x S -=∈1x =-2x =}0{=A C S A S ∉∈00且3A ∈322x x x --213x -=∴或。

点评:该题考察了集合间的关系以及集合的性质。

分类讨论的过程中“当时,”不能满足集合中元素的互异性。

此题的关键是理解符号是两层含义:。

变式题:已知集合,,,求的值。

解:由可知,(1),或(2) 解(1)得, 解(2)得, 又因为当时,与题意不符, 所以,。

题型3:集合的运算 例5已知函数A ,函数的定义域集合是B (1)求集合A 、B (2)若A B =B ,求实数的取值范围.解 (1)A = B =(2)由A B =B 得A B ,因此所以,所以实数的取值范围是例6.已知集合,则( ) A. B. C. D. 答案 A1x =-2x =0=x 112=-x }0{=A C S A S ∉∈00且2{,,2},{,,}A m m d m d B m mq mq =++=0m ≠其中A B =且q B A =⎩⎨⎧=+=+22mq d m mq d m ⎩⎨⎧=+=+mqd m mq d m 221=q 21,1-==q q 或1=q 2mq mq m ==21-=q ()f x =22()lg[(21)]g x x a x a a =-+++ a {}|12x x x ≤->或{}|1x x a x a <>+或 ⊂112a a >-⎧⎨+≤⎩11a -<≤a (]1,1-}{{}1,3,5,7,9,0,3,6,9,12A B ==N A C B =I }{1,5,7}{3,5,7}{1,3,9}{1,2,3解析 易有,选A点评:该题考察了集合的交、补运算。

题型4:图解法解集合问题例7.(广西北海九中训练)已知集合M =,N =,则 ( )A .B .C .D .答案 C例8.1.设全集,函数的定义域为A ,集合,若恰好有2个元素,求a 的取值集合。

解:时, ∴∴,∴∴当时,在此区间上恰有2个偶数。

2、,其中,由中的元素构成两个相应的集合:,.其中是有序数对,集合和中的元素个数分别为和.若对于任意的,总有,则称集合具有性质. (I )对任何具有性质的集合,证明:; (II )判断和的大小关系,并证明你的结论.N AC B =}{1,5,7⎭⎬⎫⎩⎨⎧=+149|22y x x ⎭⎬⎫⎩⎨⎧=+123|y x y =N M ∅)}0,2(),0,3{([]3,3-{}2,3R =⋃)1)(1|1lg(|)(<-++=a a x x f }1cos |{==x x B πB A C ⋂⋃)(a x a x ->+⇔>-++1|1|01|1|1<a 01>-a 2-<->a x a x 或),()2,(+∞-⋃--∞=a a A πππk x x 2,1cos ==)(2z k k x ∈=},2|{z k k x x B ∈==1<a ],2[a a A C --=⋃0222421≤<-⇒⎪⎩⎪⎨⎧-≤-<-<-≤<a a a a a {}12(2)k A a a a k =,,,≥(12)i a i k ∈=Z ,,,A {}()S a b a A b A a b A =∈∈+∈,,,{}()T a b a A b A a b A =∈∈-∈,,,()a b ,S T m n a A ∈a A -∉A P P A (1)2k k n -≤m n解:(I )证明:首先,由中元素构成的有序数对共有个.因为,所以;又因为当时,时,,所以当时,.从而,集合中元素的个数最多为, 即. (II )解:,证明如下:(1)对于,根据定义,,,且,从而. 如果与是的不同元素,那么与中至少有一个不成立,从而与中也至少有一个不成立.故与也是的不同元素.可见,中元素的个数不多于中元素的个数,即,(2)对于,根据定义,,,且,从而.如果与是的不同元素,那么与中至少有一个不成立,从而与中也不至少有一个不成立,故与也是的不同元素.可见,中元素的个数不多于中元素的个数,即, 由(1)(2)可知,.例9.向50名学生调查对A 、B 两事件的态度,有如下结果 赞成A 的人数是全体的五分之三,其余的不赞成,赞成B 的比赞成A 的多3人,其余的不赞成;另外,对A 、B 都不赞成的学生数比对A 、B 都赞成的学生数的三分之一多1人。

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