第1讲 集合及其运算
1-1_集合的概念与运算课件
补集: 补集:∁UA={x|x∈U且x∉A}. = ∈ 且 ∉ . U为全集,∁UA表示 相对于全集 的补集. 为全集, 表示A相 于全集U的 表示 (2)集合的运算性质 集合的运算性质 集合的运算性 ①A∪B=A⇔B⊆A,A∩B=A⇔ A⊆B ∪ = ⇔ ⊆ , = ⇔ ⊆ ②A∩A=A,A∩∅= ∅ ; = , ∅ ③A∪A=A,A∪∅=A; ∪ = , ∪ ; ④A∩∁UA=∅,A∪∁UA=U,∁U(∁UA)=A. ∁ = ∪ = , ∁ = ;
考基联动
考向导析
规范解答
限时规范训练
②若 B≠∅,
m+1≤2m-1, 则-2≤m+1, 2m-1≤5.
(2)若 A⊆B,
解得 2≤m≤3.由①②得,m 的取值范围是(-∞,3].
2m-5.
∴m 的取值范围是[3,4].
第 1 讲 集合的概念与运算
1.了解集合的含义、元素与集合的“属于”关系,能用自然语言、图形语言、 .了解集合的含义、元素与集合的“属于”关系,能用自然语言、图形语言、 集合语言(列举法或描述法 描述不同的具体问题 集合语言 列举法或描述法)描述不同的具体问题,理解集合之间包含与相等 列举法或描述法 描述不同的具体问题, 的含义,能识别给定集合的子集,在具体情境中,了解全集与空集的含义. 的含义,能识别给定集合的子集,在具体情境中,了解全集与空集的含义. 2.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,理解 .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, 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, 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,能使用韦恩图 (Venn)表达集合的关系及运算. 表达集合的关系及运算. 表达集合的关系及运算
集合的概念与运算PPT课件
6.子集、真子集及其性质: 对任意的 x∈A,都有 x∈B,则 A⊆ B(或 B⊇ A); 若集合 A⊆ B,但存在元素 x∈B,且 x∉A,则 A⫋ B(或 B⫌ A);
⌀ ⊆ A;A⊆ A;A⊆ B,B⊆ C⇒ A⊆ C. 若集合 A 含有 n 个元素,则 A 的子集有 2n 个,A 的非空子集有 2n-1个,A
【例 2-2】已知集合 A={x|x2-2x+a≤0},B={x|x2-3x+2≤0},且 A⫋ B,求实 数 a 的取值范围.
解:由题意可得 B={x|1≤x≤2}. 对于 A:Δ=(-2)2-4a<0,即 a>1 时,A≠⌀ ,满足 A⫋ B;
Δ=(-2)2-4a=0,即 a=1 时,A={1},满足 A⫋ B;
A.(a*b)*a=a
B.[a*(b*a)]*(a*b)=a
C.b*(b*b)=b
D.(a*b)*[b*(a*b)]=b 解析:在 B 选项中,[a*(b*a)]*(a*b)=b*(a*b)=a,故 B 正确;在 C 选项中,易知 a*(b*a)=b*(b*b)=b 成立,故 C 正确;在 D 选项中,令 a*b=c,则 c*(b*c)=b 成立, 故 D 正确.只有 A 选项不能恒成立.
5.设集合 A={-1,1,3},B={a+2,a2+4},A∩B={3},则实数 a 的值为 1
.
解析:∵A={-1,1,3},B={a+2,a2+4},A∩B={3},a2+4>3, ∴a+2=3,a=1.
一、集合的概念
【例 1-1】 若集合 A={2,3,4},B={x|x=n·m,m,n∈A,m≠n},则集合 B 的元 素个数为( B ).
第1篇 第1讲 集合及其运算
第1讲集合及其运算[最新考纲]1.了解集合的含义、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.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.5.能使用韦恩(Venn)图表达集合的关系及运算.知识梳理1.元素与集合(1)集合中元素的三个特征: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关系,用符号∈或∉表示.2.集合间的基本关系3.集合的基本运算辨析感悟1.元素与集合的辨别(1)若{,2x1}={0,1},则x=0,1.(×)(2)含有n个元素的集合的子集个数是2n,真子集个数是2n-1,非空真子集的个数是2n-2.(√)(3)若A={x|y=x2},B={(x,y)|y=x2},则A∩B={x|x∈R}.(×)2.对集合基本运算的辨别(4)对于任意两个集合A ,B ,关系(A ∩B )⊆(A ∪B )总成立.(√)(5)设集合S ={x |x >-2},T ={x |x 2+3x -4≤0},则(∁R S )∪T ={x |-4≤x ≤1}.(×) (6)设全集为R ,函数f (x )=1-x 2的定义域为M ,则∁R M ={x |x >1,或x <-1}.(√)考点一 集合的基本概念【例1】(1)若集合A ={x ∈R |ax 2+ax +1=0}中只有一个元素,则a =( ). A .4 B .2 C .0 D .0或4(2)已知集合A ={0,1,2},则集合B ={x -y |x ∈A ,y ∈A }中元素的个数是( ). A .1 B .3 C .5 D .9解析 (1)由ax 2+ax +1=0只有一个实数解,可得当a =0时,方程无实数解; 当a ≠0时,则Δ=a 2-4a =0,解得a =4(a =0不合题意舍去). (2)x -y ∈{-2,-1,0,1,2}. 答案 (1)A (2)C【训练1】已知a ∈R ,b ∈R ,若{}a ,b a ,1={a 2,a +b,0},则a2 014+b 2 014=________.解析 由已知得ba =0及a ≠0,所以b =0,于是a 2=1,即a =1或a =-1,又根据集合中元素的互异性可知a =1应舍去,因此a =-1,故a 2 014+b 2 014=1. 答案 1考点二 集合间的基本关系【例2】(1)已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,求实数m 的取值范围. (2)设U =R ,集合A ={x |x 2+3x +2=0},B ={x |x 2+(m +1)x +m =0}.若(∁U A )∩B =∅,求m 的值. 解 (1)当B =∅时,有m +1≥2m -1,则m ≤2.当B ≠∅时,若B ⊆A ,如图.则⎩⎪⎨⎪⎧m +1≥-2,2m -1≤7,m +1<2m -1,解得2<m ≤4.综上,m 的取值范围是(-∞,4].(2)A ={-2,-1},由(∁U A )∩B =∅,得B ⊆A ,∵方程x 2+(m +1)x +m =0的判别式Δ=(m +1)2-4m =(m -1)2≥0,∴B ≠∅.∴B ={-1}或B ={-2}或B ={-1,-2}. ①若B ={-1},则m =1;②若B ={-2},则应有-(m +1)=(-2)+(-2)=-4,且m =(-2)·(-2)=4,这两式不能同时成立,∴B ≠{-2};③若B ={-1,-2},则应有-(m +1)=(-1)+(-2)=-3,且m =(-1)·(-2)=2,由这两式得m =2. 经检验知m =1和m =2符合条件.∴m =1或2.【训练2】(1)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0,x ∈R },B ={x |0<x <5,x ∈N },则满足条件A ⊆C ⊆B 的集合C 的个数为( ).A .1B .2C .3D .4(2)已知集合A ={-1,1},B ={x |ax +1=0},若B ⊆A ,则实数a 的所有可能取值的集合为( ). A .{-1} B .{1} C .{-1,1} D .{-1,0,1}解析 (1)由题意知:A ={1,2},B ={1,2,3,4}.又A ⊆C ⊆B ,则集合C 可能为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}. (2)a =0时,B ={x |1≠0}=∅⊆A ;a ≠0时,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x =-1a ⊆A ,则-1a =-1或-1a =1,故a =0或a =1或-1.答案 (1)D (2)D考点三 集合的基本运算 【例3】(1)已知全集为R ,集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪()12x≤1,B ={x |x 2-6x +8≤0},则A ∩∁R B =( ).A .{x |x ≤0}B .{x |2≤x ≤4}C .{x |0≤x <2,或x >4}D .{x |0<x ≤2,或x ≥4}(2)若集合M ={y |y =3x },集合S ={x |y =lg(x -1)},则下列各式正确的是( ). A .M ∪S =M B .M ∪S =S C .M =S D .M ∩S =∅ 解析 (1)A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |()12x≤1={x |x ≥0},B ={x |2≤x ≤4},所以∁RB ={x |x <2,或x >4},此时A ∩∁RB ={x |0≤x <2,或x >4}.(2)M ={y |y >0},S ={x |x >1},故选A. 答案 (1)C (2)A【训练3】(1)已知全集U ={0,1,2,3,4},集合A ={1,2,3},B ={2,4},则(∁U A )∪B 为( ). A .{1,2,4} B .{2,3,4} C .{0,2,4} D .{0,2,3,4}(2)已知全集U =R ,集合A ={x |-1≤x ≤3},集合B ={x |log 2(x -2)<1},则A ∩(∁U B )=________. 解析 (1)∁U A ={0,4},∴(∁U A )∪B ={0,2,4}.(2)由log 2(x -2)<1,得0<x -2<2,2<x <4,所以B ={x |2<x <4}.故∁U B ={x |x ≤2,或x ≥4},从而A ∩(∁U B )={x |-1≤x ≤2}.答案 (1)C (2){x |-1≤x ≤2}创新突破1——与集合有关的新概念问题【典例】已知集合A={1,2,3,4,5},B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},则B中所含元素的个数为().A.3 B.6 C.8 D.10解析法一(列表法)因为x∈A,y∈A,所以x,y的取值只能为1,2,3,4,5,故x,y及x-y的取值如下表所示:由题意x-y∈A,故x-y只能取1,2,3,4,由表可知实数对(x,y)的取值满足条件的共有10个,即B中的元素个数为10,故选D.答案 D【自主体验】1.设整数n≥4,集合X={1,2,3,…,n}.令集合S={(x,y,z)|x,y,z∈X,且三条件x<y<z,y<z<x,z<x<y恰有一个成立}.若(x,y,z)和(z,w,x)都在S中,则下列选项正确的是().A.(y,z,w)∈S,(x,y,w)∉SB.(y,z,w)∈S,(x,y,w)∈SC.(y,z,w)∉S,(x,y,w)∈SD.(y,z,w)∉S,(x,y,w)∉S解析题目中x<y<z,y<z<x,z<x<y恰有一个成立说明x,y,z是互不相等的三个正整数,可用特殊值法求解,不妨取x=1,y=2,z=3,w=4满足题意,且(2,3,4)∈S,(1,2,4)∈S,从而(y,z,w)∈S,(x,y,w)∈S成立.答案 B2.设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1∉A,且k+1∉A,那么称k是A的一个“好元素”.给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“好元素”的集合共有().A.6个B.12个C.9个D.5个解析依题意,可知由S的3个元素构成的所有集合中,不含“好元素”,则这3个元素一定是相连的3个数.故这样的集合共有6个.答案 A基础巩固题组(建议用时:40分钟)一、选择题1.已知集合A={x|x2-2x>0},B={x|-5<x<5},则().A.A∩B=∅B.A∪B=RC.B⊆A D.A⊆B解析集合A={x|x>2,或x<0},所以A∪B={x|x>2,或x<0}∪{x|-5<x<5}=R.答案 B2.设集合S={x|x2+2x=0,x∈R},T={x|x2-2x=0,x∈R},则S∩T=().A.{0} B.{0,2} C.{-2,0} D.{-2,0,2}解析S={-2,0},T={0,2},∴S∩T={0}.答案 A3.已知集合M={0,1,2,3,4},N={1,3,5},P=M∩N,则P的子集共有().A.2个B.4个C.6个D.8个解析P=M∩N={1,3},故P的子集共有4个.答案 B4.已知集合A={x|0<log4x<1},B={x|x≤2},则A∩B=().A.(0,1) B.(0,2]C.(1,2) D.(1,2]解析0<log4x<1,即log41<log4x<log44,∴1<x<4,∴集合A={x|1<x<4},∴A∩B={x|1<x≤2}.答案 D5.设集合A={x|x2+2x-8<0},B={x|x<1},则图中阴影部分表示的集合为().A.{x|x≥1} B.{x|-4<x<2}C.{x|-8<x<1} D.{x|1≤x<2}解析阴影部分是A∩∁R B.集合A={x|-4<x<2},∁R B={x|x≥1},所以A∩∁R B={x|1≤x<2}.答案 D二、填空题6.集合{-1,0,1}共有________个子集. 解析 所给集合的子集个数为23=8个. 答案 87.集合A ={0,2,a },B ={1,a 2},若A ∪B ={0,1,2,4,16},则a 的值为________. 解析 根据并集的概念,可知{a ,a 2}={4,16},故只能是a =4. 答案 48.集合A ={x ∈R ||x -2|≤5}中的最小整数为________.解析 由|x -2|≤5,得-5≤x -2≤5,即-3≤x ≤7,所以集合A 中的最小整数为-3. 答案 -3三、解答题9.已知集合A ={a 2,a +1,-3},B ={a -3,a -2,a 2+1},若A ∩B ={-3},求A ∪B . 解 由A ∩B ={-3}知,-3∈B .又a 2+1≥1,故只有a -3,a -2可能等于-3.①当a -3=-3时,a =0,此时A ={0,1,-3},B ={-3,-2,1},A ∩B ={1,-3}. 故a =0舍去.②当a -2=-3时,a =-1,此时A ={1,0,-3},B ={-4,-3,2},满足A ∩B ={-3},从而A ∪B ={-4,-3,0,1,2}.10.设A ={x |x 2+4x =0},B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0}, (1)若B ⊆A ,求a 的值; (2)若A ⊆B ,求a 的值. 解 (1)A ={0,-4},①当B =∅时,Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)=8(a +1)<0,解得a <-1; ②当B 为单元素集时,a =-1,此时B ={0}符合题意; ③当B =A 时,由根与系数的关系得: ⎩⎨⎧-2(a +1)=-4,a 2-1=0,解得a =1. 综上可知:a ≤-1或a =1.(2)若A ⊆B ,必有A =B ,由(1)知a =1.能力提升题组 (建议用时:25分钟)一、选择题1.若集合A ={-1,1},B ={0,2},则集合{z |z =x +y ,x ∈A ,y ∈B }中的元素的个数为( ). A .5 B .4 C .3 D .2解析当x=-1,y=0时,z=-1;当x=-1,y=2时,z=1;当x=1,y=0时,z=1;当x=1,y=2时,z=3.故z的值为-1,1,3,故所求集合为{-1,1,3},共含有3个元素.答案 C2.设全集U=R,集合M={x|y=lg(x2-1)},N={x|0<x<2},则N∩(∁U M)=().A.{x|-2≤x<1} B.{x|0<x≤1}C.{x|-1≤x≤1} D.{x|x<1}解析M={x|y=lg(x2-1)}={x|x2-1>0}={x|x>1,或x<-1},所以∁U M={x|-1≤x≤1},结合数轴易得N∩(∁U M)={x|0<x≤1}.答案 B二、填空题3.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=________.解析A={x|-5<x<1},因为A∩B={x|-1<x<n},B={x|(x-m)(x-2)<0},所以m=-1,n=1.答案-1 1三、解答题4.已知集合A ={y |y =2x -1,0<x ≤1},B ={x |(x -a )[x -(a +3)]<0}.分别根据下列条件,求实数a 的取值范围.(1)A ∩B =A ;(2)A ∩B ≠∅.解 因为集合A 是函数y =2x -1(0<x ≤1)的值域,所以A =(-1,1],B =(a ,a +3). (1)A ∩B =A ⇔A ⊆B ⇔⎩⎨⎧a ≤-1,a +3>1,即-2<a ≤-1,故当A ∩B =A 时,a 的取值范围是(-2,-1]. (2)当A ∩B =∅时,结合数轴知,a ≥1或a +3≤-1,即a ≥1或a ≤-4. 故当A ∩B ≠∅时,a 的取值范围是(-4,1).。
第1讲集合的概念和运算
第1讲 集合的概念和运算必记考点1.集合的基本概念(1)集合元素的三个特征: 、 、 . (2)元素与集合的关系是属于或不属于关系,用符号 或 表示. (3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法、区间法.(4)常用数集: N ; N *(或N +) ; Z ;Q ; R . (5)集合的分类:按集合中元素个数划分,集合可以分为有限集、无限集、 . 2.集合间的基本关系(1)子集: ,则A ⊆B (或B ⊇A ). (2)真子集: 则A B (或B A ).若集合A 中含有n 个元素,则A 的子集有2n 个,A 的真子集有2n -1个.(3)空集:空集是 的子集,是 的真子集.即∅⊆A ,∅B (B ≠∅).(4)集合相等:若 ,则A =B . 3.集合的基本运算及其性质(1)并集:A ∪B = . (2)交集:A ∩B = .(3)补集:∁U A = ,U 为全集,∁U A 表示A 相对于全集U 的补集. (4)集合的运算性质①A ∪B =A ⇔B ⊆A ,A ∩B =A ⇔A ⊆B ; ②A ∩A =A ,A ∩∅=∅; ③A ∪A =A ,A ∪∅=A ;④A ∩∁U A =∅,A ∪∁U A =U ,∁U (∁U A )=A .考向一 集合的基本概念【例1】►已知a ∈R ,b ∈R ,若⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,b a ,1={a 2,a +b,0},则a 2 014+b 2 014=________.【训练1】集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈N *⎪⎪12x∈Z 中含有的元素个数为( ).考向二 集合间的基本关系【例2】已知集合A ={x |0<x ≤4},B =(-∞,a ),若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是________.【训练2】已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,求实数m 的取值范围.考向三 集合的基本运算【例3】►(1)(2012·安徽)设集合A ={x |-3≤2x -1≤3},集合B 为函数y =lg(x -1)的定义域,则A ∩B =( ).A .(1,2)B .[1,2]C .[1,2)D .(1,2](2)(2012·山东)已知全集U ={0,1,2,3,4},集合A ={1,2,3},B ={2,4},则(∁U A )∪B 为( ). A .{1,2,4} B .{2,3,4} C .{0,2,4}D .{0,2,3,4}(3)设全集U ={1,2,3,4,5,6},集合A ={1,2,4},B ={3,4,5},则图中的阴影部分表示的集合为( ).A .{5}B .{4}C.{1,2} D.{3,5}基础演练1.已知集合A={x|x2-x-2<0},B={x|-1<x<1},则().A.A B B.B AC.A=B D.A∩B=∅2.设全集U={1,2,3,4,5,6},集合P={1,2,3,4},Q={3,4,5},则P∩(∁U Q)=().A.{1,2,3,4,6} B.{1,2,3,4,5}C.{1,2,5} D.{1,2}3.设集合U={x|x<5,x∈N*},M={x|x2-5x+6=0},则∁U M=().A.{1,4} B.{1,5}C.{2,3} D.{3,4}4.若集合A={x||x|>1,x∈R},B={y|y=2x2,x∈R},则(∁R A)∩B=().A.{x|-1≤x≤1} B.{x|x≥0}C.{x|0≤x≤1} D.∅5.设集合A={-1,1,3},B={a+2,a2+4},A∩B={3},则实数a=________. 6.集合A={x∈R||x-2|≤5}中的最小整数为________.7.若集合A={-1,3},集合B={x|x2+ax+b=0},且A=B,求实数a,b.第2讲函数及其表示必记考点1.函数的概念一般地,设A,B是两个非空数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)与之对应;那么就称:f:A→B为从集合A到集合B 的一个函数.记作.2.函数的三要素函数由、、三个要素构成,对函数y=f(x),x∈A,其中(1)定义域:.(2)值域:.(3)两个函数就相同: .3.函数的表示方法表示函数的常用方法有:解析法、图象法、列表法.4.分段函数若函数在其定义域内,对于定义域内的不同取值区间,有着不同的对应法则,这样的函数通常叫做分段函数.分段函数虽然由几部分组成,但它表示的是一个函数.考向一函数的定义【例1】(1)下列各图形中是函数图象的是().2.下列各组函数表示相同函数的是().A.f(x)=x2,g(x)=(x)2B.f(x)=1,g(x)=x2C.f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x,x≥0,-x,x<0,g(t)=|t|D.f(x)=x+1,g(x)=x2-1x-1考向二 求函数的定义域、值域【例2】►(1) 函数y =x +1x 的定义域为________.(2)函数y =x -3x +1的值域为________.(3) 设函数f (x )=41-x ,若f (a )=2,实数a =________.考向三 分段函数及其应用【例3】(1) 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≤1,2x ,x >1,则f (f (3))=( ).A.15 B .3 C.23D.139(2)设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x 为有理数,0,x 为无理数,则f (g (π))的值为( ).A .1B .0C .-1D .π(3)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x+1,x <1,x 2+ax ,x ≥1,若f (f (0))=4a ,则实数a 等于( ).A.12 B.45 C .2 D .9基础演练1.函数f (x )=11-x +lg(1+x )的定义域是( ).A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)∪(1,+∞)D .(-∞,+∞)2.下列各组函数中,表示同一函数的是( ). A .f (x )=x ,g (x )=(x )2 B .f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2 C .f (x )=x 2,g (x )=|x |D .f (x )=0,g (x )=x -1+1-x3.设函数f (x )=⎩⎨⎧x ,x ≥0,-x ,x <0,若f (a )+f (-1)=2,则a =( ).A .-3B .±3C .-1D .±14.函数f (x )=lg 1-x 2的定义域为________.5.(2013·皖南八校联考)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x ≤0,log 2x ,x >0,则f ⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫-12=________. 6.已知f (x )是二次函数,若f (0)=0,且f (x +1)=f (x )+x +1.求函数f (x )的解析式.第3讲 函数的性质必记考点 1.函数的单调性 (1)单调函数的定义设函数f (x )的定义域为I ,如果对于定义域I 内某个区间D 上的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1<x 2时,①若 ,则f (x )在区间D 上是增函数;②若 ,则f (x )在区间D 上是减函数.(2)单调区间的定义若函数f (x )在区间D 上是 或 ,则区间D 叫做f (x )的单调区间.(3)用定义判断函数单调性的步骤: . 2. 函数的奇偶性(1)定义:如果对于函数f (x )的定义域内任意一个x ,都有 ,那么函数f (x )就叫做偶函数.如果对于函数f (x )的定义域内任意一个x ,都有 ,那么函数f (x )就叫做奇函数.(2)性质:奇函数的图象关于 对称;偶函数的图象关于 对称.考向一 确定函数的单调性或单调区间【例1】(1)下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是( ).A .y =ln(x +2)B .y =-x +1C .y =⎝⎛⎭⎫12xD .y =x +1x(2)函数y =-x 2+2x -3(x <0)的单调增区间是( ).A .(0,+∞)B .(-∞,1]C .(-∞,0)D .(-∞,-1]考向二 函数单调性的应用【例2】(1)若函数f (x )=4x 2-mx +5在[-2,+∞)上递增,在(-∞,-2]上递减,则f (1)=________. (2) 函数y =f(x)在R 上为增函数,且f(2m)>f(-m +9),则实数m 的取值范围是 .考向三 求函数的最值【例3】函数f (x )=2xx +1在[1,2]上的最大值和最小值分别是________.考向四 判断函数的奇偶性【例4】判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=x 3-2x ;(2)f (x )=x 2-1+1-x 2;(3)f (x )=(x -1)- 1+x1-x.考向五 函数奇偶性的应用【例5】(1)函数f (x )=(x +a )(x -4)为偶函数,则实数a =________.(2) 设函数f (x )=(x +1)(x +a )x 为奇函数,则a =________. (3) 设f (x )为定义在R 上的奇函数.当x ≥0时,f (x )=2x+2x +b (b 为常数),则f (-1)= .基础演练1.定义在R 上的函数f (x )对任意两个不相等的实数a ,b ,总有f (a )-f (b )a -b>0,则必有( ).A .函数f (x )先增后减B .f (x )是R 上的增函数C .函数f (x )先减后增D .函数f (x )是R 上的减函数2.函数y =f (x )在R 上为减函数,且f (2m )>f (-m +9),则实数m 的取值范围是 .3.下列函数中,在(0,+∞)上单调递增的函数是( ).A .y =1xB .y =|x |+1C .y =-x 2+1D .y =-2x +14.已知f (x )=x 2-2mx +6在(-∞,-1]上是减函数,则m 的范围为________.5.已知函数f (x )为定义在区间[-1,1]上的增函数,则满足f (x )<f ⎝⎛⎭⎫12的实数x 的取值范围为________. 6.下列函数是偶函数的是( ).A .y =xB .y =2x 2-3C .y =1xD .y =x 2,x ∈[0,1]7. 设偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是 .8. 设f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≤0时,f (x )=2x 2-x ,则f (1)=________.9.已知函数y =f (x )是偶函数,其图象与x 轴有四个交点,则方程f (x )=0的所有实根之和是________. 10.若f (x )=x 2+bx +c ,且f (1)=0,f (3)=0.(1)求b 与c 的值;(2)试证明函数f (x )在区间(2,+∞)上是增函数.第4讲 指数与指数函数必记考点1.指数与指数运算 (1)根式的概念若x n =a ,则x 叫 ,.式子na 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.即x n=a ⇒⎩⎨⎧x =n a (当n 为奇数且n ∈N *时),x =±n a (当n 为偶数且n ∈N *时).(2)根式的性质①(na )n = .②当n 为奇数时,na n= ;当n 为偶数时,na n=|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≥0)-a (a <0).(3)分数指数幂的含义正分数指数幂a m n =na m (a >0,m ,n ∈N *,n >1).负分数指数幂a -m n =1a m n =1na m (a >0,m ,n ∈N *,n >1).(4)幂指数的运算性质a r ·a s = rs aa= (a r )s = (ab )r =2.指数函数的图象与性质考向一 指数幂的化简与求值【例1】化简下列各式: (1)[(0.06415)-2.5]23- 3338-π0;(2) 2132a b ·(-31132a b )÷156613a b(3)a ·3a 25a ·3a考向二 指数函数的性质【例2】(1)方程2x -2+x =0的解的个数是________. (2) 下列各式比较大小正确的是( ). A .1.72.5>1.73 B .0.6-1>0.62C .0.8-0.1>1.250.2 D .1.70.3<0.93.1(3)已知函数f (x )=2x -12x +1,①讨论f (x )的奇偶性;②讨论f (x )的单调性.⎝⎛⎭⎫21412-⎝⎛⎭⎫-350-⎝⎛⎭⎫827-13=________. 已知函数f (x )=4+a x -1(a >0且a ≠1)的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是( ).函数y =1-3x 的定义域为________。
备战高考数学一轮复习讲义第一章
答案与解析二 配套精练第一章 集合与常用逻辑用语、不等式第1讲 集合及其运算1. D 解析: M ={x |0≤x <16},N ={x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≥13,则M ∩N ={x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫13≤x <16. 2. A 解析: 因为U ={x ∈N |x ≤4}={0,1,2,3,4},∁U (A ∩B )={0,2,3},所以A ∩B ={1,4},即1∈A 且4∈A .又A ={1,m },所以m =4.3. C 解析: 由题意,非空且互不相等的集合A ,B ,C 满足A ∪B =A ,可得B ⊆A .又因为B ∩C =C ,可得C ⊆B ,所以C ⊆A ,所以A ∩C =C .4. C 解析: 由题可知A ={-1,0,1},所以A ∩B ={0,1},所以其子集分别是∅,{1},{0},{0,1},共有4个子集.5. C 解析: 因为集合M ={x |x =2k +1,k ∈Z },集合N ={y |y =4k +3,k ∈Z }={y |y =2(2k +1)+1,k ∈Z },且x ∈N 时,x ∈M 成立,所以M ∪N ={x |x =2k +1,k ∈Z }.6. ABC 解析: 当B =∅时,m +1>2m -1,即m <2,此时∁U B =R ,符合题意;当B ≠∅时,m +1≤2m -1,即m ≥2,由B ={x |m +1≤x ≤2m -1},得∁U B ={x |x <m +1或x >2m -1}.因为A ⊆∁U B ,所以m +1>7或2m -1<-2,可得m >6或m <-12.因为m ≥2,所以m >6.综上,实数m 的取值范围为{m |m <2或m >6}.7. BD 解析: 因为N ∩(∁R M )=∅,所以N ⊆M .若N 是M 的真子集,则M ∩(∁R N )≠∅,故A 错误;由N ⊆M ,得M ∪(∁R N )=R ,故B 正确;由N ⊆M ,得∁R N ⊇∁R M ,故C 错误,D 正确.8. BD 解析: 对于A ,由B -A ={x |x ∈B 且x ∉A },知B -A ={3,8},A 错误;对于B ,由A -B ={x |x ∈A 且x ∉B },A -B =∅,知A ⊆B ,B 正确;对于C ,由韦恩图知B -A 如图中阴影部分所示,则B -A =B ∩(∁U A ),C 错误;对于D ,∁U B ={x |x <-2或x ≥4},则A -B =A ∩(∁U B )={x |x <-2或x ≥4},D 正确.(第8题)9. (-∞,1] 解析: 由x -a ≥0,得x ≥a ,所以B =[a ,+∞).因为A=[1,6],且A ⊆B ,所以a ≤1,所以实数a 的取值范围是(-∞,1].10. (-∞,-1]∪[1,+∞)∪{0} 解析: 由题意,原问题转化为方程ax 2-2x +a =0至多只有一个根.当a =0时,方程为-2x =0,解得x =0,此时方程只有一个实数根,符合题意;当a ≠0时,方程ax 2-2x +a =0为一元二次方程,所以Δ=4-4a 2≤0,解得a ≤-1或a ≥1.综上,实数a 的取值范围为(-∞,-1]∪[1,+∞)∪{0}.11. 15 解析: 因为1∈A ,11=1∈A ;-1∈A ,1-1=-1∈A ;2∈A ,12∈A ;3∈A ,13∈A ,所以所求集合即为由1,-1,“3和13”,“2和12”这“四大”元素所组成的集合的非空子集,所以满足条件的集合的个数为24-1=15.12. 【解答】 (1) 当a =0时,A ={x |-1<x <1},所以∁R A ={x |x ≤-1或x ≥1},所以(∁R A )∩B ={x |1≤x <4}.(2) 因为A ⊆B ,所以集合A 可以分为A =∅和A ≠∅两种情况讨论.当A =∅时,2a -1≥3a +1,即a ≤-2;当A ≠∅时,得⎩⎨⎧ 2a -1≥-1,3a +1≤4,2a -1<3a +1,即0≤a ≤1.综上,a ∈(-∞,-2]∪[0,1].13. 【解答】 集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |0<x -13≤1={x |1<x ≤4},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |y =1-x 2+10x -16={x |2<x <8}. (1) 因为集合C ={x |x ≤a }满足A ∩C =A ,所以A ⊆C ,所以a ≥4,所以实数a 的取值范围是[4,+∞).(2) 因为A ∩B ={x |2<x ≤4},A ∪B ={x |1<x <8},所以集合D ={x |1<x ≤2或4<x <8}.14. 【解答】 (1) 因为集合A ={x |x 2-ax +a 2-19=0},B ={x |x 2-5x +6=0}={2,3},且A ∩B ={2},所以2∈A ,所以4-2a +a 2-19=0,即a 2-2a -15=0,解得a =-3或a =5.当a =-3时,A ={x |x 2+3x -10=0}={-5,2},A ∩B ={2},符合题意;当a =5时,A ={x |x 2-5x +6=0}={2,3},A ∩B ={2,3},不符合题意.综上,实数a 的值为-3.(2) 因为A ={x |x 2-ax +a 2-19=0},B ={2,3},C ={x |x 2+2x -8=0}={-4,2},且A ∩B ≠∅,A ∩C =∅,所以3∈A ,所以9-3a +a 2-19=0,即a 2-3a -10=0,解得a =-2或a =5.当a =-2时,A ={x |x 2+2x -15=0}={-5,3},满足题意;当a =5时,A ={x |x 2-5x +6=0}={2,3},不满足题意.综上,实数a 的值为-2.第2讲 充分条件、必要条件、充要条件1. B 解析: 若x <0,y =0满足x <y ,则(x -y )·y 2=0,即(x -y )·y 2<0不成立;若(x -y )·y 2<0,则有y ≠0,必有y 2>0,从而得x -y <0,即x <y 成立.所以“x <y ”是“(x -y )·y 2<0”成立的必要不充分条件.2. D 解析: 非有志者不能至,是必要条件;但“有志”也不一定“能至”,不是充分条件.3. B4. A 解析: 因为x <z ,y <z ,所以x +y <2z ,故充分性成立;当x =3,y =1,z =2.5时,满足x +y <2z ,但不满足x <y <z ,故必要性不成立.5. C 解析: x -1x >0⇒x 2-1x >0⇒x (x +1)(x -1)>0⇒x >1或-1<x <0.因为{x |-1<x <0}{x |x >1或-1<x <0},所以不等式x -1x >0成立的一个充分条件是-1<x <0.6. BC 解析: x 2>x 的解集为(-∞,0)∪(1,+∞).对于A ,因为(1,+∞)为(-∞,0)∪(1,+∞)的真子集,故A 不符合;对于B ,因为2x 2>2x 等价于x 2>x ,解集也是(-∞,0)∪(1,+∞),故B 符合;对于C ,1x <1即为x (x -1)>0,解集为(-∞,0)∪(1,+∞),故C 符合;对于D ,|x (x -1)|=x (x -1)即为x (x -1)≥0,解集为(-∞,0]∪[1,+∞),(-∞,0)∪(1,+∞)为(-∞,0]∪[1,+∞)的真子集,故D 不符合.7. AC 解析: 对于p :|2x -1|<3,解得x ∈A ={x |-1<x <2}.对于q :2x 2-ax -a 2≤0,得(2x +a )(x -a )≤0,当a ≥0时,解得x ∈B ={x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-a 2≤x ≤a ;当a <0时,解得x ∈B ={x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫a ≤x ≤-a 2.因为p 是q 的一个必要不充分条件,所以B A .当a ≥0时,⎩⎪⎨⎪⎧ -a 2>-1,a <2,解得0≤a <2.当a <0时,⎩⎪⎨⎪⎧ a >-1,-a 2<2,解得-1<a <0.综上,可得-1<a <2.故只要实数a 的取值集合是集合{a |-1<a <2}的真子集即可.8. BCD 解析: 对于A ,方程为x 2+3=0,方程没有实数根,所以A 错误;对于B ,如果方程没有实数根,则Δ=(m -3)2-4m =m 2-10m +9<0,所以1<m <9,m >1是1<m <9的必要条件,所以B 正确;对于C ,因为方程有两个正根,所以⎩⎨⎧ Δ=m 2-10m +9≥0,-(m -3)>0,m >0,所以0<m ≤1,所以方程有两个正根的充要条件是0<m ≤1,所以C 正确;对于D ,如果方程有一个正根和一个负根,则⎩⎨⎧Δ=m 2-10m +9>0,m <0,所以m <0,所以方程有一个正根和一个负根的充要条件是m <0,所以D 正确.9. [1,+∞) 解析: 由不等式|x +1|>2,可得x >1或x <-3,所以綈p :-3≤x ≤1.又由綈q :x ≤a ,且綈p 是綈q 的充分不必要条件,可知a ≥1,所以实数a 的取值范围为[1,+∞).10. m =1(答案不唯一) 解析: 当x ∈(2,3)时,易知x 2-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122-14∈(2,6).又∃x ∈(2,3),mx 2-mx -3>0⇔∃x ∈(2,3),m >3x 2-x ⇔m >⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 2-x min ,x ∈(2,3)⇔m ≥12.显然m =1⇒m ≥12,m ≥12D ⇒/m =1,故“m =1”是命题“∃x ∈(2,3),mx 2-mx -3>0”成立的充分不必要条件.11. [1,2] 解析: 由(x -a )2<1得a -1<x <a +1.因为1<x <2是不等式(x -a )2<1成立的充分不必要条件,所以满足⎩⎨⎧a -1≤1,a +1≥2且等号不能同时取得,即⎩⎨⎧a ≤2,a ≥1,解得1≤a ≤2. 12. 【解答】 (1) 当m =2时,A ={x |1<x <5},B ={x |-2<x <2},所以A ∪B ={x |-2<x <5},A ∩B ={x |1<x <2}.(2) 由“x ∈A ”是“x ∈B ”成立的充分不必要条件,得A B .当A =∅,即m-1≥m 2+1时,m 无解,所以A ≠∅,所以⎩⎨⎧m -1≥-2,m 2+1≤2且等号不能同时取得,解得-1≤m ≤1.当m =-1时,A =B =(-2,2),不成立.故实数m 的取值范围为{m |-1<m ≤1}.13. 【解答】 (1) 不存在,理由如下:由|4x -3|≤1,得-1≤4x -3≤1,故12≤x ≤1,即p :12≤x ≤1.假设存在a ,使得p 是q 的充要条件,则不等式x 2-4ax +3a -1≤0的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫12≤x ≤1,所以x 1=12,x 2=1是方程x 2-4ax +3a -1=0的两个根,故⎩⎪⎨⎪⎧ 12+1=4a ,12×1=3a -1,此方程组无解,故假设不成立,所以不存在实数a ,使得p 是q 的充要条件.(2) 若p 是q 的充分不必要条件,则集合{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫12≤x ≤1为不等式x 2-4ax +3a -1≤0的解集的真子集.令f (x )=x 2-4ax +3a -1,则由二次函数的图象性质可得⎩⎪⎨⎪⎧ f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12≤0,f (1)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧ ⎝ ⎛⎭⎪⎫122-4a ×12+3a -1≤0,1-4a +3a -1≤0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ≤34,a ≥0,故0≤a ≤34.当a =0时,x 2-4ax +3a -1≤0⇒x 2-1≤0,解得-1≤x ≤1,满足题意;当a =34时,x 2-4ax +3a -1≤0⇒x 2-3x +54≤0,解得12≤x ≤52,满足题意.所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,34. 14. 【解答】 必要性:若方程ax 2+2x +1=0有且只有一个负数根,当a =0时,方程为2x +1=0,解得x =-12,符合题意;当a <0时,Δ=4-4a >0,设方程ax 2+2x +1=0的两根分别为x 1,x 2,则x 1x 2=1a <0,此时方程ax 2+2x +1=0有且只有一个负数根;当a >0时,由Δ=4-4a ≥0,可得0<a ≤1,设方程ax 2+2x +1=0的两根分别为x 1,x 2,则⎩⎪⎨⎪⎧ x 1x 2=1a >0,x 1+x 2=-2a <0,则x 1,x 2均为负数.由题意可知Δ=0,可得a =1,符合题意.所以“方程ax 2+2x +1=0有且只有一个负数根”⇒“a ≤0或a =1”.充分性:当a =0时,原方程变为2x +1=0,解得x =-12,原方程只有一个负数根;当a =1时,方程为x 2+2x +1=0,解得x =-1,原方程只有一个负数根;当a <0时,对于原方程,Δ=4-4a >0,此时方程ax 2+2x +1=0有两根,设为x 1,x 2,则x 1x 2=1a <0,此时方程ax 2+2x +1=0有且只有一个负数根.所以“方程ax 2+2x +1=0有且只有一个负数根”⇐“a ≤0或a =1”.综上所述,方程ax 2+2x +1=0有且只有一个负数根的充要条件为a ≤0或a =1.第3讲 全称量词和存在量词1. C 解析: 因为集合M ,N 满足M ∩N ≠∅,所以根据交集的定义可得∃x ∈M ,x ∈N .2. A 解析: 命题“∀x ∈R,2x >0”为全称量词命题,该命题的否定为“∃x ∈R,2x ≤0”.3. A 解析: 由题意,①若甲说的是真话,则甲不会证明,乙会证明,丙不会证明,丁不会证明,此时丁说的也是真话,与题意矛盾;②若乙说的是真话,则丙会证明,甲和丁均会证明,与题意矛盾;③若丙说的是真话,则丁会证明,甲和丁均会证明,与题意矛盾;④若丁说的是真话,则丁不会证明,甲会证明,丙不会证明,满足题意.4. A 解析: 若p 为真,则Δ1=4-4a ≤0,解得a ≥1.若q 为真,则Δ2=4a 2-4(2-a )<0,解得-2<a <1.若p 真q 假,则a ≥1;若p 假q 真,则-2<a <1.综上所述,若p ,q 一真一假,则实数a 的取值范围为(-2,+∞).5. A 解析: 若不等式(m +1)x 2+(m +1)x +1>0对任意x ∈R 恒成立,则有①当m +1=0,即m =-1时,不等式显然成立;②当m +1>0时,Δ=(m +1)2-4(m +1)<0,解得-1<m <3;③当m +1<0时,不等式(m +1)x 2+(m +1)x +1>0对任意x ∈R 显然不恒成立,舍去.综上①②③可知,不等式(m +1)x 2+(m+1)x +1>0对任意x ∈R 恒成立,则-1≤m <3,所以当“∀x ∈R ,(m +1)x 2+(m +1)x +1>0”是假命题时,m ∈(-∞,-1)∪[3,+∞).6. AB 解析: 由条件可知∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,2x 2-λx +1≥0是真命题,即λ≤2x 2+1x =2x +1x ,即λ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1x min ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2.设f (x )=2x +1x ≥22x ·1x =22,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,等号成立的条件是2x =1x ⇒x =22∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,所以f (x )的最小值是22,即λ≤22,满足条件的是AB.7. BC 解析: 当x =0时,1x 2+1=1,A 错误.当x =-1时,1x <x +1,B 正确.命题“∃n ∈N ,n 2>2n ”的否定是命题“∀n ∈N ,n 2≤2n ”,C 正确.命题“∀n >4,2n >n 2”的否定是命题“∃n >4,2n ≤n 2”,D 错误.8. AD 解析: 函数f (x )=x +4x 在[1,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增,f (x )min=f (2)=4,f (x )max =f (6)=203.对任意a ,b ,c ∈[1,6],不妨令f (a )≥f (b )≥f (c ),则f (b )+f (c )≥2f (c )≥2f (x )min >f (x )max ≥f (a ),即f (a ),f (b ),f (c )均能作为一个三角形的三条边长,A 正确,B 错误;取a =b =2,c =22+2,满足a ,b ,c ∈[1,6],则f (a )=f (b )=4,f (c )=42,显然有[f (a )]2+[f (b )]2=[f (c )]2,即以f (a ),f (b ),f (c )为边的三角形是直角三角形,C 错误,D 正确.9. ⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞ 解析: 因为∀x ∈[1,2],x 2-ax +1≤0为真命题,所以a ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x max ,x ∈[1,2].因为y =x +1x 在区间[1,2]上单调递增,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x max =2+12=52,即a ≥52,所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞. 10. (-∞,2] 解析: 设x 1,x 2是方程的两个负实数根,则⎩⎨⎧ Δ>0,x 1+x 2=-m <0,x 1x 2=1>0,即⎩⎨⎧m 2-4>0,m >0,解得m >2,所以当綈p 是真命题时,m 的取值范围是(-∞,2].11. ∀x ∈[1,2],x 2+2ax +2-a ≤0 (-3,+∞)解析: 綈p :∀x ∈[1,2],x 2+2ax +2-a ≤0.若綈p 是真命题,令f (x )=x 2+2ax +2-a ,则 ⎩⎨⎧ f (1)≤0,f (2)≤0,即⎩⎨⎧1+2a +2-a ≤0,4+4a +2-a ≤0,解得a ≤-3,故满足题意的实数a 的取值范围为(-3,+∞).12. 【解答】 (1) 因为命题p :∀x ∈R ,x 2+ax +2≥0为真命题,所以Δ=a 2-4×1×2≤0,解得-22≤a ≤22,所以实数a 的取值范围为[-22,22].(2) 因为命题q :∃x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,-12,x 2-ax +1=0为真命题,所以a =x 2+1x =x +1x ,又y =x +1x 在[-3,-1]上单调递增,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-12上单调递减,所以当x =-1时,a 取最大值-2.当x =-3时,a =-103;当x =-12时,a =-52.所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-103,-2. 13. 【解答】 若命题p 为真命题,则Δ=(m -2)2-4≥0,解得m ≤0或m ≥4.若命题q 为真命题,由a ,b ∈(0,+∞),知b =2a a -1>0,所以a -1>0,则a (b -1)=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a a -1-1=a ·a +1a -1=(a -1+1)⎝⎛⎭⎪⎫1+2a -1=a -1+2a -1+3≥3+22,m +22≤22+3⇒m ≤3.当命题p 为真,命题q 为假时,⎩⎨⎧ m ≤0或m ≥4,m >3,解得m ≥4;当命题p 为假,命题q 为真时,⎩⎨⎧0<m <4,m ≤3,解得0<m ≤3.综上所述,实数m 的取值范围为{m |0<m ≤3或m ≥4}.14. 【解答】 (1) 由题设知f ′(x )=x 2+2x +a ≥0在[1,+∞)上恒成立,即a ≥-(x +1)2+1在[1,+∞)上恒成立,而函数y =-(x +1)2+1在[1,+∞)上单调递减,则y max =-3,所以a ≥-3,所以a 的最小值为-3.(2) 由题可知,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2时,f ′(x )max ≤g (x )max .因为f ′(x )=x 2+2x +a =(x +1)2+a -1在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上单调递增,所以f ′(x )max =f ′(2)=8+a .而g ′(x )=1-xe x ,由g ′(x )>0,得x <1,由g ′(x )<0,得x >1,所以g (x )在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2时,g (x )max =g (1)=1e .由8+a ≤1e ,得a ≤1e -8,所以实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,1e -8. 第4讲 不等式的性质、基本不等式1. D 解析: 对于A ,取a =-1,b =1,则1a <1b ,A 错误;对于B ,取a=-1,b =1,则a 2=b 2,B 错误;对于C ,取a =-1,b =1,则1a 2=1b 2,C 错误;对于D ,由a <b ,可得b 3-a 3=(b -a )·(b 2+ab +a 2)=(b -a )⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫b +12a 2+34a 2>0,所以a 3<b 3,D 正确.2. D 解析: 对于A ,当c =0时,显然不成立,故A 为假命题;对于B ,当a =-3,b =-2时,满足a <b <0,但a 2<ab <b 2不满足,故B 为假命题;对于C ,当c =3,a =2,b =1时,a c -a =23-2>b c -b=12,不满足,故C 为假命题;对于D ,因为a >b >c >0,所以a b -a +c b +c =a (b +c )-b (a +c )b (b +c )=ac -bc b (b +c )=(a -b )c b (b +c )>0,即a b >a +c b +c,故D 为真命题. 3. B 解析: 由题知4b +1a =12⎝ ⎛⎭⎪⎫4b +1a (a +b )=12⎝ ⎛⎭⎪⎫4a b +b a +5≥12(4+5)=92,当且仅当4a b =b a 时等号成立.4. C 解析: 7=(a +2b )2-ab =(a +2b )2-12a ·2b ≥(a +2b )2-12⎝ ⎛⎭⎪⎫a +2b 22=7(a +2b )28,则(a +2b )2≤8,当且仅当a =2b =2时等号成立,又a ,b ∈(0,+∞),所以0<a +2b ≤22,当且仅当a =2b =2时等号成立,所以a +2b 的最大值为2 2.5. BCD 解析: 对于A ,当c =0时,ac =bc ,故A 错误;对于B ,若ac 2>bc 2,则a >b ,故B 正确;对于C ,若a <b <0,则|a |>|b |,故C 正确;对于D ,若c >a >b >0,则0<c -a <c -b ,从而1c -a >1c -b,故D 正确. 6. AB 解析: 对于A ,ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫122=14,当且仅当a =b =12时取等号,故A 正确.对于B ,(a +b )2=a +b +2ab ≤a +b +a +b =2,故a +b ≤2,当且仅当a =b =12时取等号,故B 正确.对于C ,1a +1b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b (a +b )=2+b a +a b ≥2+2b a ·a b =4,当且仅当a =b =12时取等号,所以1a +1b 有最小值4,故C 错误.对于D ,(a +b )2=1⇒a 2+2ab +b 2=1≤a 2+(a 2+b 2)+b 2,即a 2+b 2≥12,故a 2+b 2有最小值12,故D 错误.7. -1,-2,-3(答案不唯一) 解析: -1>-2>-3,(-1)+(-2)=-3>-3,矛盾,所以-1,-2,-3可验证该命题是假命题.8. 9 解析: 因为0<x <1,所以0<1-x <1,则1x +41-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +41-x [(1-x )+x ]=1+4+1-x x +4x 1-x ≥5+21-x x ·4x 1-x =9,当且仅当1-x x =4x 1-x,即x =13时,等号成立,故1x +41-x的最小值为9. 9. 6 解析: 设矩形空地的长为x m ,则宽为32x m .由题意,试验区的总面积S =(x -0.5×4)⎝ ⎛⎭⎪⎫32x -0.5×2=34-x -64x ≤34-2x ·64x =18,当且仅当x=64x ,即x =8时,等号成立,所以每块试验区的面积的最大值为183=6(m 2).10. 【解答】 (1) 由不等式4a 2+b 2≥4ab ,解得ab ≤12,当且仅当2a =b =1时取等号,所以ab 的最大值为12,此时a =12,b =1.(2) 由4a 2+b 2=2,得4a 2+(1+b 2)=3.由4a 2+(1+b 2)≥24a 2·(1+b 2)=4a 1+b 2,解得a 1+b 2≤34,当且仅当4a 2=1+b 2,即a =64,b =22时取等号,所以a 1+b 2的最大值为34,此时a =64,b =22.11. 【解答】 (1) 因为a >1,b >2,所以a -1>0,b -2>0,所以1a -1+1b -2=14⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1+1b -2(a -1)(b -2)=14[(b -2)+(a -1)]≥14×2(b -2)(a -1)=1,当且仅当⎩⎨⎧b -2=a -1,(a -1)(b -2)=4时,等号成立,解得a =3,b =4,所以1a -1+1b -2的最小值为1,此时a =3,b =4.(2) 由2a +b =6,得2(a -1)+(b -2)=2,所以(a -1)+b -22=1,所以1a -1+1b -2=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1+1b -2×1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1+1b -2×⎣⎢⎡⎦⎥⎤(a -1)+b -22=32+a -1b -2+b -22(a -1)≥3+222,当且仅当⎩⎨⎧b -2=2(a -1),2(a -1)+(b -2)=2时,等号成立,解得a =3-2,b =22,所以1a -1+1b -2的最小值为3+222,此时a =3-2,b =2 2.(3) 因为b >2,由1a +1b =1,可得a =b b -1,所以a -1=1b -1,所以1a -1+1b -2=b -2+1b -2+1≥3,当且仅当a =32,b =3时,等号成立,所以1a -1+1b -2的最小值为3,此时a =32,b =3.12. D 解析: 因为A ={1,2,3},B ={0,1,2},所以A ∩B ={1,2},A ∪B ={0,1,2,3},所以当x ∈A ∩B ,y ∈A ∪B 时,z =0,1,2,3,4,6,所以A *B ={0,1,2,3,4,6},所以∁(A *B )A ={0,4,6}.13. BC 解析: A 错误,当a <0时,显然有P <0.B 正确,当a >1时,P =a +2a ≥2a ·2a =22,故充分性成立,而P ≥22只需a >0即可.C 正确,P =a+2a >3可得0<a <1或a >2,当a >2时,P >3成立.D 错误,当a >3时,a +2a >3+23>3.14. 【解答】 (1) 当m =1时,B ={x |2<x <3}.因为A ={x |-1≤x ≤2},所以∁R A ={x |x <-1或x >2},所以A ∪B ={x |-1≤x <3},(∁R A )∩B ={x |2<x <3}.(2) 因为∅是A ∩B 的真子集,所以A ∩B ≠∅.因为A ={x |-1≤x ≤2},B ={x |2m <x <3},所以⎩⎨⎧2m <3,2m <2,解得m <1,即实数m 的取值范围为(-∞,1).(3) 因为B ∩(∁R A )中只有一个整数,∁R A ={x |x <-1或x >2},B ={x |2m <x <3},所以B ≠∅,且-3≤2m <-2,解得-32≤m <-1,所以实数m 的取值范围是{m ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-32≤m <-1. 第5讲 一元二次不等式1. A 解析: 因为不等式x 2+kx +1<0的解集为空集,所以Δ=k 2-4≤0,解得-2≤k ≤2.2. D 解析: 当a =1时,不等式为-4<0恒成立,故满足题意;当a ≠1时,要满足⎩⎨⎧a -1<0,Δ<0,解得-3<a <1.综上,实数a 的取值范围是(-3,1].3. C 解析: 由x +a x -b =(1-b )x +ax ≥0,可知⎩⎨⎧x [(b -1)x -a ]≤0,x ≠0的解集为[-1,0),所以⎩⎪⎨⎪⎧b -1>0,ab -1=-1,则b >1且a +b =1.4. C 解析: 因为关于x 的一元二次不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |1<x <3},所以1,3为方程ax 2+bx +c =0的两个根,由韦达定理得⎩⎪⎨⎪⎧1+3=-ba ,1×3=c a ,所以⎩⎨⎧c =3a ,b =-4a ,且a <0,则ax +b cx +a >0等价于x -43x +1>0,即(3x +1)(x -4)>0,故原不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-13∪(4,+∞).5. ACD 解析: 对于A ,ax 2>0(a >0)的解集为{x |x ≠0},A 错误;对于B ,因为Δ=1-4=-3<0,所以x 2+x +1<0的解集为∅,B 正确;对于C ,若a <0,Δ=0,则ax 2+bx +c ≥0的解集为{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x =-b 2a ,C 错误;对于D ,x 2+3x -4>0的解集为(-∞,-4)∪(1,+∞),不等式组⎩⎨⎧x -1>0,x +4>0的解集为(1,+∞),D错误.6. BD 解析: 设x 小时后蓄水池中的水量为y t ,则y =400+60x -1206x .设6x =u ,则u 2=6x (u ∈[0,12]),所以y =400+10u 2-120u =10(u -6)2+40.因为u ∈[0,12],故当u =6,即x =6时,y min =40,即从供水开始到第6个小时时,蓄水池中的存水量最少,为40t ,所以A 错误,B 正确.令400+10u 2-120u >80,即u 2-12u +32>0,解得u <4或u >8,所以0≤x <83或323<x ≤24,所以C 错误.由400+10u 2-120u <80,得83<x <323,又323-83=8,所以每天约有8小时蓄水池中水量少于80t ,所以D 正确.7. [1,+∞) 解析: x -1x >0⇒x (x -1)>0⇒x >1或x <0,则当x >a 时,x -1x >0成立,所以a ≥1.8. (-1,2) 解析: 由表中二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈R )的部分对应值,得⎩⎨⎧c =2,a +b +c =2,a -b +c =0,解得⎩⎨⎧a =-1,b =1,c =2,所以y =-x 2+x +2.不等式ax 2+bx +c >0化为-x 2+x +2>0,即x 2-x -2<0,解得-1<x <2,所以该不等式的解集为(-1,2).9. ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32 解析: 由题意可知,不等式(x -a )(x +a )<1对任意实数x 都成立,又由(x -a )(x +a )=(x -a )(1-x -a ),即x 2-x -a 2+a +1>0对任意实数x 都成立,所以Δ=1-4(-a 2+a +1)<0,即4a 2-4a -3<0,解得-12<a <32.10. 【解答】 (1) 因为不等式ax 2+bx -1>0的解集是{x |1<x <2},所以a <0,且1和2是方程ax 2+bx -1=0的两个根,所以⎩⎨⎧a +b -1=0,4a +2b -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-12,b =32.(2) 由(1)知不等式ax +1bx -1≥0即为-12x +132x -1≥0⇔x -23x -2≤0⇔⎩⎨⎧3x -2≠0,(x -2)(3x -2)≤0,解得23<x ≤2,所以不等式的解集是{x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫23<x ≤2.11. 【解答】 (1) 由已知易得y ≥4+2a 即为x 2-(a -2)x -2a ≥0.令x 2-(a -2)x -2a =0,可得x =-2或x =a ,所以,当a <-2时,原不等式的解集为{x |x ≤a 或x ≥-2};当a =-2时,原不等式的解集为R ;当a >-2时,原不等式的解集为{x |x ≤-2或x ≥a }.(2) 由y -2a +14≥0,可得a (x +2)≤x 2+2x +18.由1≤x ≤6,得x +2>0,所以a ≤x 2+2x +18x +2.因为x 2+2x +18x +2=x +18x +2=(x +2)+18x +2-2≥218-2=62-2,当且仅当x +2=18x +2,即x =32-2时等号成立,所以a ≤62-2,所以a 的取值范围是{a |a ≤62-2}.12. C 解析: 因为B ={x ∈N *|x 2-x -2≤0}={x ∈N *|(x -2)(x +1)≤0}={1,2},A ={-2,-1},所以A ∪B ={-2,-1,1,2}.13. C 解析: 命题“∀x ∈R ,cos x ≤1”的否定是“∃x 0∈R ,cos x 0>1”,A 正确.在△ABC 中,因为sin A ≥sin B ,所以由正弦定理可得a 2R ≥b2R (R 为△ABC 外接圆的半径),所以a ≥b ,则由大边对大角可得A ≥B ;反之,由A ≥B 可得a ≥b ,所以由正弦定理可得sin A ≥sin B .即为充要条件,B 正确.当a =b =0,c ≥0时,满足ax 2+bx +c ≥0,但是得不到“a >0,且b 2-4ac ≤0”,即不是充要条件,C 错误.“若sin α≠12,则α≠π6”是真命题,D 正确.14. 【解答】 (1) 当a =1时,B ={x ⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫x -51-x >0,因为x -51-x >0⇔(x -1)(x -5)<0⇒1<x <5,所以B ={x |1<x <5}.(2) 因为|x -1|<3⇒-3<x -1<3⇒-2<x <4,所以A ={x |-2<x <4}.因为A ∩B =B ,所以B ⊆A .①当B =∅时,3a +2=1,解得a =-13,满足题意;②当B ≠∅时,若3a +2>1,即a >-13,则B ={x ⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫x -3a -21-x >0={x |1<x <3a +2},故3a +2≤4,所以-13<a ≤23.若3a +2<1,即a <-13,则B ={x ⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫x -3a -21-x >0={x |3a +2<x <1},43≤a<-13.综上所述,a的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-43,23.故3a+2≥-2,所以-。
集合复习
(1)B
(2)1
[ 解 析 ] (1)Q = -2,2 , P =
-∞,4,Q⊆P.
(2)根据题意,得 m2=2m-1,解得 m=1,经验 证符合题意,所以 m=1.
► 探究点3
例3
集合的运算
6 ≥ 1 A= xx+ 1
-
例 5 对于任意两个正数 m,n,定义某种运算(运算 符号用#表示):当 m,n 都为正偶数或正奇数时,m#n= m+n;当 m,n 中一个为正奇数,另一个为正偶数时, m#n=mn,则在上述定义下,集合 M={(a,b)|a#b=36, a∈N*,b∈N*}的元素个数为( ) A.40 B.41 C.36 D.9
文字语言 集合 A 与集合 B 中的所有 元素都相同 A 中任意一元素均为 B 中 的元素 A 中任意一元素均为 B 中 的元素,且 B 中至少有一 元素不是 A 中的元素 空集是任何集合的子集, 是任何非空集合的真子集
符号语言
A⊆B且A⊇B __________ ⇔A=B A⊆B 或 B⊇ A
A B
[思路] 处理集合间的包含关系,关键是搞清 A,B 两集合 谁是谁的子集,B⊆A 说明 B 是 A 的子集,即集合 B 中的元素 都在集合 A 中, 注意 B 是∅的情况;A⊆B, 说明 A 是 B 的子集, 此时注意 A 是不是∅;A=B,说明两集合元素完全相同.
[解答 ] 由 A={x|x2-3x- 10≤0}, 得 A={x|- 2≤x≤ 5}. ∵ B⊆ A, ∴①若 B=∅,由 B⊆A, 则 m+1>2m-1, 即 m<2,此时满足 B⊆ A. ②若 B≠∅, m+1≤2m-1, 得m+1≥- 2, 2m- 1≤ 5, 解得 2≤ m≤ 3. 由①,②得 m 的取值范围是(-∞,3].
集合及其运算ppt课件
记为{A ; }或{A } ,其中称为指标集.
对于集合族 {A } , 若对任意
, , ,都有A A ,
则称该集合族是互不相交的或两两不交的.
类似定义其交集,即
A {x | 对每一 ,有x A}
例1
若
An
{x;0
x
1
1}, n n
称为A的余集,简记为 CA或Ac. 余:Cs A S A (其中S为全集),简记为Ac
注:A B A Bc
定理5
(1) S C , C S.
(2) A AC S, A AC .
(3) ( AC )C A. (4) 若A B,则AC BC .
定理6 De Morgan 公式
: 1
1 n
x
1
1 n
},
n
N,
(
(
-2 -1-1/n -1
]
)
0 1-1/n 1
n1
An
[1,0]
n1
An
(2,1)
练习:
若An
{x; 1 n
x
1}, n
1,2,,则 An n1
答案: An (0,1) n1
证明:对任意n N,有An
(1 ,1) n
(0,1),
故 An (0,1). n1
x A B当且仅当x A或x B.
一簇集合 {A } ,可类似定义其并集,即
A {x;存在 ,使x A }
例1
若
An
{x;1
1 n
x
1
1},n n
1,2,3,,
则 An (1,1). n1
例2 若 A {x; 1 x }, R,
1.1集合的概念与运算.pptx
间 的
子 集
集合 A 中任意一个元素均为集合 B 中的元素
基
本 为集合 B 中的元素,且集合 B 中至少有一个元素不是集合 A 中的元素
示关系 文字语言
空集 空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
符号语 言 A=B A⊆ B
A⫋ B
第1讲 集合的概念与运算
A∪B=B∪A A∪A=A A∪⌀=⌀∪A=A 如果 A⊆ B,则 A∪B=B
A∪∁UA=U A∩∁UA=⌀ ∁U(∁UA)=A
第1讲 集合的概念与运算 要点梳理 考点自测
考纲解读 主主干干梳梳理理 考点层析
12345
1.已知集合 A={x∈N|- 3≤x≤ 3},则必有( )
A.-1∈A
B.0∈A
第1讲 集合的概念与运算
考纲解读 主干梳理
考点层析
考向1
考向2
考向2
考向4 易错辨析点拨
考向 1 集合的基本概念
【例 1】 (1)已知集合 A={0,1,2},则集合 B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数 是( )
A.1
B.3
C.5
D.9
(2)已知集合 A={m+2,2m2+m},若 3∈A,则 m 的值为
B=( )
A.[-2,-1]
B.[-1,2)
C.[-1,1]
D.[1,2)
解析:由已知,可得 A={x|x≥3 或 x≤-1},则 A∩B={x|-2≤x≤-1}=[-2,-1].故选
A.
答案:A
第1讲 集合的概念与运算 要点梳理 考点自测
考纲解读 主主干干梳梳理理 考点层析
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3.设集合 A={x|1≤x≤2},B={x|x≥a},若 A⊆ B,则 a 的取值范围是( )
集合与集合运算
第1讲 §1.1.1 集合的含义与表示¤学习目标:通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系;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;掌握集合的表示方法、常用数集及其记法、集合元素的三个特征.¤知识要点:1. 把一些元素组成的总体叫作集合(set ),其元素具有三个特征,即确定性、互异性、无序性.2. 集合的表示方法有两种:列举法,即把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来,基本形式为123{,,,,}n a a a a ⋅⋅⋅,适用于有限集或元素间存在规律的无限集. 描述法,即用集合所含元素的共同特征来表示,基本形式为{|()x A P x ∈},既要关注代表元素x ,也要把握其属性()P x ,适用于无限集.3. 通常用大写拉丁字母,,,A B C ⋅⋅⋅表示集合. 要记住一些常见数集的表示,如自然数集N ,正整数集*N 或N +,整数集Z ,有理数集Q ,实数集R .4. 元素与集合之间的关系是属于(belong to )与不属于(not belong to ),分别用符号∈、∉表示,例如3N ∈,2N -∉.¤例题精讲:【例1】试分别用列举法和描述法表示下列集合:(1)由方程2(23)0x x x --=的所有实数根组成的集合;(2)大于2且小于7的整数. 解:(1)用描述法表示为:2{|(23)0}x R x x x ∈--=;用列举法表示为{0,1,3}-. (2)用描述法表示为:{|27}x Z x ∈<<;用列举法表示为{3,4,5,6}.【例2】用适当的符号填空:已知{|32,}A x x k k Z ==+∈,{|61,}B x x m m Z ==-∈,则有:17 A ; -5 A ; 17 B .解:由3217k +=,解得5k Z =∈,所以17A ∈;由325k +=-,解得73k Z =∉,所以5A -∉; 由6117m -=,解得3m Z =∈,所以17B ∈.【例3】试选择适当的方法表示下列集合:(教材P 6 练习题2, P 13 A 组题4) (1)一次函数3y x =+与26y x =-+的图象的交点组成的集合; (2)二次函数24y x =-的函数值组成的集合;(3)反比例函数2y x=的自变量的值组成的集合.解:(1)3{(,)|}{(1,4)}26y x x y y x =+⎧=⎨=-+⎩.(2)2{|4}{|4}y y x y y =-=≥-.(3)2{|}{|0}x y x x x==≠.点评:以上代表元素,分别是点、函数值、自变量. 在解题中不能把点的坐标混淆为{1,4},也注意对比(2)与(3)中的两个集合,自变量的范围和函数值的范围,有着本质上不同,分析时一定要细心.*【例4】已知集合2{|1}2x a A a x +==-有唯一实数解,试用列举法表示集合A .解:化方程212x a x +=-为:2(2)0x x a --+=.应分以下三种情况:⑴方程有等根且不是 △=0,得94a =-,此时的解为12x =,合.⑵方程有一解为,而另一解不是:将x =代入得a =,此时另一解1x =-⑶方程有一解为,而另一解不是:将x =代入得a =,此时另一解为1x =,合.综上可知,9{,4A =-.点评:运用分类讨论思想方法,研究出根的情况,从而列举法表示. 注意分式方程易造成增根的现象.第1练 §1.1.1 集合的含义与表示※基础达标1.以下元素的全体不能够构成集合的是( B ).A. 中国古代四大发明B. 地球上的小河流C. 方程210x -=的实数解D. 周长为10cm 的三角形2.方程组{23211x y x y -=+=的解集是( C ). A . {}51,B. {}15,C. (){}51,D. (){}15,3.给出下列关系:①12R ∈; ②Q ;③ *3N ∈;④0Z ∈. 其中正确的个数是( C ). A. 1 B. 2 C. 3 D. 44.有下列说法:(1)0与{0}表示同一个集合;(2)由1,2,3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,2,1};(3)方程2(1)(2)0x x --=的所有解的集合可表示为{1,1,2};(4)集合{45}x x <<是有限集. 其中正确的说法是( C ).A. 只有(1)和(4)B. 只有(2)和(3)C. 只有(2)D. 以上四种说法都不对5.下列各组中的两个集合M 和N, 表示同一集合的是( D ).A. {}M π=, {3.14159}N =B. {2,3}M =, {(2,3)}N =C. {|11,}M x x x N =-<≤∈, {1}N =D. }M π=, {,1,|N π= 6.已知实数2a =,集合{|13}B x x =-<<,则a 与B 的关系是 . a B ∈ 7.已知x R ∈,则集合2{3,,2}x x x -中元素x 所应满足的条件为 . 0,1,3x ≠- ※能力提高8.试选择适当的方法表示下列集合:(1)二次函数223y x x =-+的函数值组成的集合; (2)函数232y x =-的自变量的值组成的集合.答案:(1){|2}y y ≥;(2){|x x ≠ 9.已知集合4{|}3A x N Z x =∈∈-,试用列举法表示集合A . 答案:{1,2,4,5,7} 提示:分31,2,4x -=±±±等情况.※探究创新A BBA ABABA .B .C .D .10.给出下列集合:①{(x ,y )|x ≠1,y ≠1,x ≠2,y ≠-3}; ②{{12(,)13x x x y y y ⎧⎫≠≠⎨⎬≠≠-⎩⎭且③{{12(,)13x x x y y y ⎧⎫≠≠⎨⎬≠≠-⎩⎭或 ; ④{(x ,y )|[(x -1)2+(y -1)2]·[(x -2)2+(y +3)2]≠0}. 其中不能表示“在直角坐标系xOy 平面内,除去点(1,1),(2,-3)之外的所有点的集合”的序号有 .答案:④ 提示:集合①与②是等价的,它们均表示除去了四条直线外的所有的点;集合③表示整个坐标平面;集合④不能表示点(1,1)、(2,-3),集合④能表示所指定的集合.第2讲 §1.1.2 集合间的基本关系¤学习目标:理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中,了解全集与空集的含义;能利用Venn 图表达集合间的关系.¤知识要点:1. 一般地,对于两个集合A 、B ,如果集合A 中的任意一个元素都是集合B 中的元素,则说两个集合有包含关系,其中集合A 是集合B 的子集(subset ),记作A B ⊆(或B A ⊇),读作“A 含于B ”(或“B 包含A ”).2. 如果集合A 是集合B 的子集(A B ⊆),且集合B 是集合A 的子集(B A ⊇),即集合A 与集合B 的元素是一样的,因此集合A 与集合B 相等,记作A B =.3. 如果集合A B ⊆,但存在元素x B ∈,且x A ∉,则称集合A 是集合B 的真子集(proper subset ),记作A ≠⊂B (或B ≠⊃A ).4. 不含任何元素的集合叫作空集(empty set ),记作∅,并规定空集是任何集合的子集.5. 性质:A A ⊆;若A B ⊆,B C ⊆,则A C ⊆;若A B A = ,则A B ⊆;若A B A = ,则B A ⊆. ¤例题精讲:【例1】用适当的符号填空:(1){菱形} {平行四边形}; {等腰三角形} {等边三角形}.(2)∅ 2{|20}x R x ∈+=; 0 {0};∅ {0}; N {0}. 解:(1),;(2)=, ∈,,.【例2】设集合1,,}22{|,{|n n x n n A x x B x =∈=+∈==Z}Z ,则下列图形能表示A 与B关系的是( ).解:简单列举两个集合的一些元素,3113{,1,,0,,1,,}2222A =⋅⋅⋅---⋅⋅⋅,3113{,,,,,}2222B =⋅⋅⋅--⋅⋅⋅, 易知B ≠⊂A ,故答案选A .另解:由21,}2{|n x n B x +=∈=Z ,易知B ≠⊂A ,故答案选A .【例3】若集合{}{}2|60,|10M x x x N x ax =+-==-=,且N M ⊆,求实数a 的值. 解:由26023x x x +-=⇒=-或,因此,{}2,3M =-.(i )若0a =时,得N =∅,此时,N M ⊆;(ii )若0a ≠时,得1{}N a=. 若N M ⊆,满足1123aa==-或,解得1123a a ==-或.故所求实数a 的值为0或12或13-.点评:在考察“A B ⊆”这一关系时,不要忘记“∅” ,因为A =∅时存在A B ⊆. 从而需要分情况讨论. 题中讨论的主线是依据待定的元素进行.【例4】已知集合A ={a ,a +b ,a +2b },B ={a ,ax ,ax 2}. 若A =B ,求实数x 的值.解:若22a b ax a b ax+=⎧⎨+=⎩⇒a +ax 2-2ax =0, 所以a (x -1)2=0,即a =0或x =1.当a =0时,集合B 中的元素均为0,故舍去;当x =1时,集合B 中的元素均相同,故舍去.若22a b ax a b ax⎧+=⎨+=⎩⇒2ax 2-ax -a =0. 因为a ≠0,所以2x 2-x -1=0, 即(x -1)(2x +1)=0. 又x ≠1,所以只有12x =-.经检验,此时A =B 成立. 综上所述12x =-.点评:抓住集合相等的定义,分情况进行讨论. 融入方程组思想,结合元素的互异性确定集合.第2练 §1.1.2 集合间的基本关系※基础达标1.已知集合{}{}3,,6,A x x k k Z B x x k k Z ==∈==∈, 则A 与B 之间最适合的关系是( D ).A.A B ⊆B.A B ⊇C. A ≠⊂B D. A ≠⊃B2.设集合{}|12M x x =-≤<,{}|0N x x k =-≤,若M N ⊆,则k 的取值范围是( D ). A .2k ≤ B .1k ≥- C .1k >- D .2k ≥3.若2{,0,1}{,,0}a a b -=,则20072007a b +的值为( A ). A. 0 B. 1 C. 1- D. 2 4.已知集合M ={x |x =2k +14,k ∈Z }, N ={x |x =4k +12, k ∈Z }. 若x 0∈M ,则x 0与N 的关系是( A ).A. x 0∈NB. x 0∉NC. x 0∈N 或x 0∉ND.不能确定5.已知集合P ={x |x 2=1},集合Q ={x |ax =1},若Q ⊆P ,那么a 的值是( D ). A. 1 B. -1 C. 1或-1 D. 0,1或-1 6.已知集合{},,,A a b c =,则集合A 的真子集的个数是 . 7个7.当2{1,,}{0,,}ba a ab a=+时,a =_________,b =_________.-1,0※能力提高8.已知A ={2,3},M ={2,5,235a a -+},N ={1,3, 2610a a -+},A ⊆M ,且A ⊆N ,求实数a 的值.答案:2a =. 提示:联合2352a a -+=及26102a a -+=求解9.已知集合{}25A x x =-≤≤,{}121B x m x m =+≤≤-.若B A ⊆,求实数m 的取值范围. 答案:3m ≤(注意区间端点及B =φ)※探究创新10.集合S ={0,1,2,3,4,5},A 是S 的一个子集,当x ∈A 时,若有x -1∉A 且x +1∉A ,则称x 为A 的一个“孤立元素”,写出S 中所有无“孤立元素”的4元子集.解:依题意可知,“孤立元素x ”是没有与x 相邻的,非“孤立元素x ”是指在集合中有与x 相邻的元素.因此所求问题的集合可分成如下两类:(1)4个元素连续的,有3个:{0,1,2,3},{1,2,3,4},{2,3,4,5};(2)4个元素分两组,每组两个连续的,也有3个:{0,1,3,4},{1,2,4,5},{0,1,4,5}.第3讲 §1.1.3 集合的基本运算(一)¤学习目标: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;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;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.¤知识要点:集合的基本运算有三种,即交、并、补,学习时先理解概念,并掌握符号等,再结合解题的¤例题精讲:【例1】设集合,{|15},{|39},,()U R A x x B x x A B A B ==-≤≤=<< 求ð. 解:在数轴上表示出集合A 、B ,如右图所示: {|35}A B x x =<≤ , (){|1,9}U C A B x x x =<-≥ 或,【例2】设{|||6}A x Z x =∈≤,{}{}1,2,3,3,4,5,6B C ==,求: (1)()A B C ; (2)()A A B C ð. 解:{}6,5,4,3,2,1,0,1,2,3,4,5,6A =------ . (1)又{}3B C = ,∴()A B C = {}3;(2)又{}1,2,3,4,5,6B C = ,得{}()6,5,4,3,2,1,0A C B C =------ . ∴ ()A A C B C {}6,5,4,3,2,1,0=------.【例3】已知集合{|24}A x x =-<<,{|}B x x m =≤,且A B A = ,求实数m 的取值范围. 解:由A B A = ,可得A B ⊆.在数轴上表示集合A 与集合B ,如右图所示: 由图形可知,4m ≥.点评:研究不等式所表示的集合问题,常常由集合之间的关系,得到各端点之间的关系,特别要注意是否含端点的问题.【例4】已知全集*{|10,}U x x x N =<∈且,{2,4,5,8}A =,{1,3,5,8}B =,求()U C A B ,()U C A B ,()()U U C A C B , ()()U U C A C B ,并比较它们的关系.解:由{1,2,3,4,5,8}A B = ,则(){6,7,9}U C A B = . 由{5,8}A B = ,则(){1,2,3,4,6,7,9}U C A B = 由{1,3,6,7,9}U C A =,{2,4,6,7,9}U C B =, 则()(){6,7,9}U U C A C B = ,()(){1,2,3,4,6,7,9}U U C A C B = .由计算结果可以知道,()()()U U U C A C B C A B = ,()()()U U U C A C B C A B = .另解:作出Venn 图,如右图所示,由图形可以直接观察出来结果.点评:可用Venn 图研究()()()U U U C A C B C A B = 与()()()U U U C A C B C A B = ,在理解的基础记住此结论,有助于今后迅速解决一些集合问题.第3练 §1.1.3 集合的基本运算(一)※基础达标1.已知全集{}1,2,3,4,5,6,7U =,{}2,4,5A =,则=A C U ( C ).A. ∅B. {}2,4,6C. {}1,3,6,7D. {}1,3,5,72.若{|0{|12}A x x B x x =<<=≤<,则A B = ( D ).A. {|x x <B. {|1}x x ≥C. {|1x x ≤<D. {|02}x x <<3.右图中阴影部分表示的集合是( A ).A. B C A UB. A C B UC. ()B A C UD. ()B A C U4.若{}{}0,1,2,3,|3,A B x x a a A ===∈,则A B = ( C ). A. {}1,2 B. {}0,1 C. {}0,3 D. {}35.设集合{|12}M x x =-≤<,{|0}N x x k =-≤,若M N φ≠ ,则k 的取值范围是( B ).A .2k ≤B .1k ≥-C .1k ->D .12k -<≤6.设全集*{|8}U x N x =∈<,{1,3,5,7}A =,{2,4,5}B =,则()U C A B = . {6} 7.已知集合{(,)|2},{(,)|4}M x y x y N x y x y =+==-=,那么集合M N = .{(3,1)}-※能力提高8.设全集*{|010,}U x x x N =<<∈,若{3}A B = ,{}7,5,1=B C A U ,()(){}9=B C A C U U ,求集合A 、B .答案:A ={1,3,5,7},B ={2,3,4,6,8}. 提示:由Venn 图可知.9.设U R =,{|24}A x x =-≤<,{|8237}B x x x =-≥-,求()B A C U 、()()B C A C U U .答案:{|4}x x ≥, {|4}x x ≥※探究创新10.设集合{|(4)()0,}A x x x a a R =--=∈,{|(1)(4)0}B x x x =--=.(1)求A B ,A B ;(2)若A B ⊆,求实数a 的值; (3)若5a =,则A B 的真子集共有 个, 集合P 满足条件()A B ≠⊂P ≠⊂()A B ,写出所有可能的集合P . 解:(1){1,4}B =.当4a =时,{4}A =,则{1,4}A B = ,{4}A B = ;当1a =时,{1,4}A =,则{1,4}A B = ,{1,4}A B = ;当1a ≠且4a ≠时,{4,}A a =,则{1,4,}A B a = ,{4}A B = .(2)若A B ⊆,由上易知4a =或1a =.(3)当5a =时,{1,5}A =,{1,4,5}A B = ,其真子集有7个.{4}A B = ,则满足{4}{1,4,5}P刎的集合P 有:{1,4},{4,5}.第4讲 §1.1.3 集合的基本运算(二)¤学习目标:掌握集合、交集、并集、补集的有关性质,运行性质解决一些简单的问题;掌握集合运算中的一些数学思想方法.¤知识要点:1. 含两个集合的Venn 图有四个区域,分别对应着这两个集合运算的结果. 我们需通过Venn 图理解和掌握各区域的集合运算表示,解决一类可用列举法表示的集合运算. 通过图形,我们还可以发现一些集合性质:()()()U U U C A B C A C B = ,()()()U U U C A B C A C B = .2. 集合元素个数公式:()()()()n A B n A n B n A B =+- .3. 在研究集合问题时,常常用到分类讨论思想、数形结合思想等. 也常由新的定义考查创新思维.¤例题精讲:【例1】设集合{}{}24,21,,9,5,1A a a B a a =--=--,若{}9A B = ,求实数a 的值.解:由于{}{}24,21,,9,5,1A a aB a a =--=--,且{}9A B = ,则有:当219 a -=时,解得5a =,此时={4, 9, 25}={9, 0, 4}A B -,-,不合题意,故舍去; 当29a =时,解得33a =或-.3 ={4,5,9} ={9,2,2}a A B =时,-,--,不合题意,故舍去; 3={4, 7 9}={9, 8, 4}a A B =-,--,,-,合题意.所以,3a =-.【例2】设集合{|(3)()0,}A x x x a a R =--=∈,{|(4)(1)0}B x x x =--=,求A B , A B .(教材P 14 B 组题2) 解:{1,4}B =.当3a =时,{3}A =,则{1,3,4}A B = ,A B =∅ ; 当1a =时,{1,3}A =,则{1,3,4}A B = ,{1}A B = ; 当4a =时,{3,4}A =,则{1,3,4}A B = ,{4}A B = ;当3a ≠且1a ≠且4a ≠时,{3,}A a =,则{1,3,4,}A B a = ,A B =∅ .点评:集合A 含有参数a ,需要对参数a 进行分情况讨论. 罗列参数a 的各种情况时,需依据集合的性质和影响运算结果的可能而进行分析,不多不少是分类的原则.【例3】设集合A ={x |240x x +=}, B ={x |222(1)10x a x a +++-=,a R ∈},若A B =B ,求实数a 的值.解:先化简集合A ={4,0}-. 由A B =B ,则B ⊆A ,可知集合B 可为∅,或为{0},或{-4},或{4,0}-.(i )若B =∅,则224(1)4(1)0a a ∆=+--<,解得a <1-; (ii )若0∈B ,代入得2a 1-=0⇒a =1或a =1-, 当a =1时,B =A ,符合题意;当a =1-时,B ={0}⊆A ,也符合题意.(iii )若-4∈B ,代入得2870a a -+=⇒a =7或a =1, 当a =1时,已经讨论,符合题意;当a =7时,B ={-12,-4},不符合题意. 综上可得,a =1或a ≤1-.点评:此题考查分类讨论的思想,以及集合间的关系的应用. 通过深刻理解集合表示法的转换,及集合之间的关系,可以把相关问题化归为解方程的问题,这是数学中的化归思想,是重要数学思想方法.解该题时,特别容易出现的错误是遗漏了A =B 和B =∅的情形,从而造成错误.这需要在解题过程中要全方位、多角度审视问题.【例4】对集合A 与B ,若定义{|,}A B x x A x B -=∈∉且,当集合*{|8,}A x x x N =≤∈,集合{|(2)(5)(6)0}B x x x x x =---=时,有A B -= . (由教材P 12 补集定义“集合A 相对于全集U 的补集为{|,}U C A x x x A =∈∉ 且”而拓展)解:根据题意可知,{1,2,3,4,5,6,7,8}A =,{0,2,5,6}B =由定义{|,}A B x x A x B -=∈∉且,则 {1,3,4,7,8}A B -=.点评:运用新定义解题是学习能力的发展,也是一种创新思维的训练,关键是理解定义的实质性内涵,这里新定义的含义是从A 中排除B 的元素. 如果再给定全集U ,则A B -也相当于()U A C B .第4练 §1.1.3 集合的基本运算(二)※基础达标1.已知集合A = {}1,2,4, B ={}8x x 是的正约数, 则A 与B 的关系是( B ).A. A = BB. A ≠⊂BC. A ≠⊃BD. A ∪B =∅ 2.已知,,a b c 为非零实数, 代数式||||||||a b c abc a b c abc +++的值所组成的集合为M , 则下列判断正确的是( D ).A. 0M ∉B. 4M -∉C. 2M ∈D. 4M ∈ 3.(08年湖南卷.文1)已知{}2,3,4,5,6,7U =,{}3,4,5,7M =,{}2,4,5,6N =,则( B ).A .{}4,6M N = B.M N U = C .()u C N M U = D.()u C M N N =4.定义集合A 、B 的一种运算:1212{,,}A B x x x x x A x B *==+∈∈其中,若{1,2,3}A =,{1,2}B =,则A B *中的所有元素数字之和为( B ).A .9 B. 14 C. 18 D. 215.设全集U 是实数集R ,{}2|4M x x =>与{}|31N x x x =≥<或都是U的子集(如右图所示),则阴影部分所表示的集合为( A ).A. {}|21x x -≤<B. {}|22x x -≤≤C. {}|12x x <≤D. {}|2x x <6.已知集合{11}A x x =-≤≤,{}B x x a =>,且满足A B φ= ,则实数a 的取值范围是 . 1a ≥7.经统计知,某村有电话的家庭有35家,有农用三轮车的家庭有65家,既有电话又有农用三轮车的家庭有20家,则电话和农用三轮车至少有一种的家庭数为 . 80 提示:结合文氏图,易知()()()()n A B n A n B n A B =+- ,则65352080+-=※能力提高8.已知集合2{|0}A x x px q =++=, 2{|20}B x x px q =--=,且{1}A B =- ,求A B . 答案:{2,1,4}A B =--9.已知集合U =2{2,3,23}a a +-,A ={|a +1|,2},U C A ={a +3},求实数a 的值.答案:2a = 提示:由集合元素的特征列方程组而解.※探究创新 10.(1)给定集合A 、B ,定义A ※B ={x |x =m -n ,m ∈A ,n ∈B }.若A ={4,5,6},B ={1,2,3},则集合A ※B 中的所有元素之和为 ( )A .15B .14C .29D .-14(2)设全集为U ,集合A 、B 是U 的子集,定义集合A 、B 的运算:A *B ={x |x ∈A ,或x ∈B ,且x ∉A ∩B },则(A *B )*A 等于( )A .AB .BC .()U A B ð∩D .()U A B ð∪(3)已知集合A ={x |2x n ≠且3x n ≠,n ∈N ,x ∈N *,x ≤100},试求出集合A 的元素之和.答案:(1)A ※B ={3,4,5,2,1},3+4+5+2+1=15.答案选A .(2)先将A *B 化简即得 A *B ={x |x ∈A ∪B ,且x ∉A ∩B }=()A B A B ð∪∩. ∴(A *B )*A ={x |x ∈(A *B )∪A ,且x ∉(A *B )∩A }={x |x ∈A ∪B ,且x ∉()A A B ð∩}=B . (3)S =(1+2+3+…+100)-(6+12+18+…+96)=5050-816=4234。
泛函分析讲义00
(4) A Ι (B Υ C) = ( A Ι B) Υ ( A Ι C) ;
A Υ (B Ι C) = (A Υ B) Ι (A Υ C)
(5) A Ι B ⊂ A, A Ι B ⊂ B.
(6) A Υ B ⊃ A, A Υ B ⊃ B.
( ) (7) Ac c = A, X c = φ,φ c = X .
xn
−
x
→
0 ,则称 x 为 {xn }的极限,记为 xn
→
x
或
lim
n→∞
xn
=
x。
定义 1 设{xn }是一数列,如果当 m, n → ∞ 时,有 xm − xn → 0 ,那末就说
{xn }是一个基本数列或柯西数列。
定理 1(柯西收敛原理)数列 {xn }收敛的充分必要条件是,它是一个基本列.
,...;
k
= 1,2,..., n),
则 A 为可数集。 例 1 有理数全体成一可数集合。
证明:设
Ai
=
⎧1 ⎩⎨ i
,
2 i
,
3 i
,...⎬⎫(i ⎭
= 1,2,3...), 则
Ai 是可数集,于是由定理 4
知全
∞
Υ 体正有理数 Q + = Ai 成一可数集,因正负有理数集通过ϕ (r) = −r 成为 1—1 对 i =1
f −1 (B0 ) = {x : x ∈ A. f (x) ∈ B0 }
一般情况下,
( ) f f −1 (B0 ) ⊂ B0
若 A0 ⊂ A, 则有
f (−1 f ( A0 )) ⊃ A0
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定义 1 设 A, B 是两个集,如果存在一个从 A 到 B 的双射 f ,则称 A 与 B 是
2022高考数学(文)总复习学案-集合及其运算-含答案
第1讲集合及其运算1.集合与元素(1)集合元素的三个特征: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关系,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法集合自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号N N*(或N+)Z Q R[注意]N为自然数集(即非负整数集),包含0,而N*和N+的含义是一样的,表示正整数集,不包含0.2.集合间的基本关系表示关系自然语言符号语言Venn图子集集合A中所有元素都在集合B中(即若x∈A,则x∈B)A⊆B(或B⊇A)真子集集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中A B(或B A)集合相等集合A,B中元素相同A=B3.集合的基本运算集合的并集集合的交集集合的补集图形语言符号语言A∪B={x|x∈A或x∈B}A∩B={x|x∈A且x∈B}∁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.(3)A∩(∁U A)=∅,A∪(∁U A)=U,∁U(∁U A)=A.常用结论(1)对于有限集合A,其元素个数为n,则集合A的子集个数为2n,真子集个数为2n-1,非空真子集个数为2n-2.(2)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁U A⊇∁U B.(3)∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B),∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B).一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.()(2)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.()(3){x|x≤1}={t|t≤1}.()(4)对于任意两个集合A,B,(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.()(5)若A∩B=A∩C,则B=C.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×二、易错纠偏常见误区|(1)忽视集合中元素的互异性致误;(2)忽视空集的情况致误;(3)忽视区间端点值致误.1.已知集合A={1,3,m},B={1,m},若B⊆A,则m=________.解析:因为B⊆A,所以m=3或m=m,即m=3或m=0或m=1,根据集合元素的互异性可知,m≠1,所以m=0或3.答案:0或32.已知集合M={x|x-2=0},N={x|ax-1=0},若M∩N=N,则实数a 的值是________.解析:易得M={2}.因为M∩N=N,所以N⊆M,所以N=∅或N=M,所以a=0或a=12.答案:0或1 23.已知集合A={x|x2-4x+3<0},B={x|2<x<4},则A∩B=________,A∪B=________,(∁R A)∪B=________.解析:由已知得A={x|1<x<3},B={x|2<x<4},所以A∩B={x|2<x<3},A∪B={x|1<x<4},(∁R A)∪B={x|x≤1或x>2}.答案:(2,3)(1,4)(-∞,1]∪(2,+∞)集合的概念(自主练透)1.设集合A={0,1,2,3},B={x|-x∈A,1-x∉A},则集合B中元素的个数为()A.1B.2C.3 D.4解析:选A.若x∈B,则-x∈A,故x只可能是0,-1,-2,-3,当0∈B时,1-0=1∈A ;当-1∈B 时,1-(-1)=2∈A ; 当-2∈B 时,1-(-2)=3∈A ; 当-3∈B 时,1-(-3)=4∉A ,所以B ={-3},故集合B 中元素的个数为1.2.已知集合A ={x |x ∈Z ,且32-x ∈Z },则集合A 中的元素个数为( )A .2B .3C .4D .5解析:选C .因为32-x∈Z ,所以2-x 的取值有-3,-1,1,3,又因为x ∈Z ,所以x 的值分别为5,3,1,-1,故集合A 中的元素个数为4.3.已知集合A ={m +2,2m 2+m },若3∈A ,则m 的值为________. 解析:由题意得m +2=3或2m 2+m =3,则m =1或m =-32.当m =1时,m +2=3且2m 2+m =3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当m =-32时,m +2=12,而2m 2+m =3,符合题意,故m =-32. 答案:-32 4.设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,则b -a =________.解析:因为{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba ,b ,a ≠0,所以a +b =0,则ba =-1,所以a =-1,b =1.所以b -a =2.答案:2解决集合概念问题的3个关键点(1)确定构成集合的元素; (2)确定元素的限制条件;(3)根据元素特征(满足的条件)构造关系式解决相应问题.[提醒] 含字母的集合问题,在求出字母的值后,需要验证集合的元素是否满足互异性.集合的基本关系(典例迁移)(1)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0,x ∈R },B ={x |0<x <5,x ∈N },则( ) A .B ⊆A B .A =B C .ABD .BA(2)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0,x ∈R },B ={x |0<x <5,x ∈N },则满足条件A ⊆C ⊆B 的集合C 的个数为( )A .1B .2C .3D .4(3)已知集合A ={x |-2≤x ≤5},B ={x |m +1≤x ≤2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________.【解析】 (1)由x 2-3x +2=0得x =1或x =2,所以A ={1,2}.由题意知B ={1,2,3,4},比较A ,B 中的元素可知AB ,故选C .(2)因为A ={1,2},B ={1,2,3,4},A ⊆C ⊆B ,则集合C 可以为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4},共4个.(3)因为B ⊆A ,所以①若B =∅,则2m -1<m +1,此时m <2. ②若B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧2m -1≥m +1,m +1≥-2,2m -1≤5.解得2≤m ≤3.由①②可得,符合题意的实数m 的取值范围为m ≤3. 【答案】 (1)C (2)D (3)(-∞,3] 【迁移探究1】 (变条件)本例(3)中,若B A ,求m 的取值范围?解:因为BA ,①若B =∅,成立,此时m <2.②若B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧2m -1≥m +1,m +1≥-2,2m -1≤5,且边界点不能同时取得,解得2≤m ≤3.综合①②,m 的取值范围为(-∞,3].【迁移探究2】 (变条件)本例(3)中,若A ⊆B ,求m 的取值范围. 解:若A ⊆B ,则⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤-2,2m -1≥5,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≤-3,m ≥3.所以m 的取值范围为∅.【迁移探究3】 (变条件)若将本例(3)中的集合A 改为A ={x |x <-2或x >5},试求m 的取值范围.解:因为B ⊆A ,所以①当B =∅时,2m -1<m +1,即m <2,符合题意. ②当B ≠∅时,⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,m +1>5或⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,2m -1<-2,解得⎩⎨⎧m ≥2,m >4或⎩⎪⎨⎪⎧m ≥2,m <-12.即m >4.综上可知,实数m 的取值范围为(-∞,2)∪(4,+∞).[提醒] 题目中若有条件B ⊆A ,则应分B =∅和B ≠∅两种情况进行分类讨论.1.设集合M ={x |x 2-x >0},N =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1x <1,则()A .MNB .N MC .M =ND .M ∪N =R解析:选C .集合M ={x |x 2-x >0}={x |x >1或x <0},N =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫1x <1={x |x >1或x <0},所以M =N .故答案为C .2.设M 为非空的数集,M ⊆{1,2,3},且M 中至少含有一个奇数元素,则这样的集合M 共有( )A .6个B .5个C .4个D .3个解析:选A .由题意知,M ={1},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},共6个.3.若集合A ={1,2},B ={x |x 2+mx +1=0,x ∈R },且B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________.解析:①若B =∅,则Δ=m 2-4<0, 解得-2<m <2,符合题意; ②若1∈B ,则12+m +1=0,解得m =-2,此时B ={1},符合题意; ③若2∈B ,则22+2m +1=0,解得m =-52,此时B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫2,12,不合题意. 综上所述,实数m 的取值范围为[-2,2). 答案:[-2,2)集合的基本运算(多维探究) 角度一 集合的运算(1)(2020·高考全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-3x -4<0},B ={-4,1,3,5},则A ∩B =( )A .{-4,1}B .{1,5}C .{3,5}D .{1,3}(2)(2021·东北三校第一次联考)已知全集U =R ,集合A ={x |x 2-2x -3<0},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1x >1,则∁U (A ∪B )= ( ) A .(-∞,-1)∪(3,+∞) B .(-∞,-1]∪[3,+∞) C .[3,+∞)D .(-∞,-1]∪[1,+∞)(3)(2020·高考全国卷Ⅲ)已知集合A ={(x ,y )|x ,y ∈N *,y ≥x },B ={(x ,y )|x +y =8},则A ∩B 中元素的个数为( )A .2B .3C .4D .6【解析】 (1)方法一:由x 2-3x -4<0,得-1<x <4,即集合A ={x |-1<x <4},又集合B ={-4,1,3,5},所以A ∩B ={1,3},故选D .方法二:因为(-4)2-3×(-4)-4>0,所以-4∉A ,故排除A ;又12-3×1-4<0,所以1∈A ,则1∈(A ∩B ),故排除C ;又32-3×3-4<0,所以3∈A ,则3∈(A ∩B ),故排除B .故选D .方法三:观察集合A与集合B,发现3∈A,故3∈(A∩B),所以排除选项A 和B,又52-3×5-4>0,所以5∉A,5∉(A∩B),排除C.故选D.(2)由已知,得A={x|-1<x<3},B={x|0<x<1},所以A∪B={x|-1<x <3},所以∁U(A∪B)={x|x≤-1或x≥3},故选B.(3)由题意得,A∩B={(1,7),(2,6),(3,5),(4,4)},所以A∩B中元素的个数为4,选C.【答案】(1)D(2)B(3)C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.角度二利用集合的运算求参数(1)(2020·高考全国卷Ⅰ)设集合A={x|x2-4≤0},B={x|2x+a≤0},且A∩B={x|-2≤x≤1},则a=()A.-4 B.-2C.2 D.4(2)(2021·福州市适应性考试)已知集合A={(x,y)|2x+y=0},B={(x,y)|x +my+1=0}.若A∩B=∅,则实数m=()A.-2 B.-1 2C.12D.2【解析】(1)方法一:易知A={x|-2≤x≤2},B={x|x≤-a2},因为A∩B={x|-2≤x≤1},所以-a2=1,解得a=-2.故选B.方法二:由题意得A={x|-2≤x≤2}.若a=-4,则B={x|x≤2},又A={x|-2≤x≤2},所以A∩B={x|-2≤x≤2},不满足题意,排除A;若a=-2,则B ={x |x ≤1},又A ={x |-2≤x ≤2},所以A ∩B ={x |-2≤x ≤1},满足题意;若a =2,则B ={x |x ≤-1},又A ={x |-2≤x ≤2},所以A ∩B ={x |-2≤x ≤-1},不满足题意,排除C ;若a =4,则B ={x |x ≤-2},又A ={x |-2≤x ≤2},所以A ∩B ={x |x =-2},不满足题意.故选B .(2)因为A ∩B =∅,所以直线2x +y =0与直线x +my +1=0平行,所以m =12,故选C .【答案】 (1)B (2)C利用集合的运算求参数的值或取值范围的方法(1)对于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.[提醒] 在求出参数后,注意对结果的验证(满足互异性).1.(2021·河北九校第二次联考)已知集合A ={x |x 2-x -2<0,x ∈Z },B ={y |y =2x ,x ∈A },则A ∪B =( )A .{1}B .{0,1,2}C .⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,1,2,4D .{0,1,2,4}解析:选B .A ={x |-1<x <2,x ∈Z }={0,1},B ={y |y =2x ,x ∈A }={1,2},所以A ∪B ={0,1,2},故选B .2.(2021·四省八校第二次质量检测)若全集U =R ,集合A =(-∞,-1)∪(4,+∞),B ={x ||x |≤2},则如图阴影部分所表示的集合为( )A .{x |-2≤x <4}B .{x |x ≤2或x ≥4}C.{x|-2≤x≤-1} D.{x|-1≤x≤2}解析:选D.∁U A={x|-1≤x≤4},B={x|-2≤x≤2},则所求阴影部分所表示的集合为C,则C=(∁U A)∩B={x|-1≤x≤2}.3.(2021·广东省七校联考)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0},若A∩B={1},则B=()A.{1,-3} B.{1,0}C.{1,3} D.{1,5}解析:选C.由题意可得1-4+m=0,解得m=3,所以B={x|x2-4x+3=0}={1,3},故选C.核心素养系列1数学抽象——集合的新定义问题以集合为背景的新定义问题常以“问题”为核心,以“探究”为途径,以“发现”为目的,这类试题只是以集合为依托,考查考生对新概念的理解,充分体现了核心素养中的数学抽象.若集合A具有以下性质:(1)0∈A,1∈A;(2)若x∈A,y∈A,则x-y∈A,且x≠0时,1x∈A.则称集合A是“好集”.给出下列说法:①集合B={-1,0,1}是“好集”;②有理数集Q是“好集”③设集合A 是“好集”,若x∈A,y∈A,则x+y∈A.其中,正确说法的个数是() A.0B.1C.2 D.3【解析】①集合B不是“好集”,假设集合B是“好集”,因为-1∈B,1∈B,所以-1-1=-2∈B,这与-2∉B矛盾.②有理数集Q是“好集”,因为0∈Q,1∈Q,对任意的x∈Q,y∈Q,有x-y∈Q,且x≠0时,1x∈Q,所以有理数集Q是“好集”.③因为集合A是“好集”,则0∈A,由性质(2)知,若y∈A,则0-y∈A,知-y∈A,因此x-(-y)=x+y∈A,所以③正确.故正确的说法是②③.故选C.【答案】 C解决集合的新定义问题的两个切入点(1)正确理解新定义.这类问题不是简单的考查集合的概念或性质问题,而是以集合为载体的有关新定义问题.常见的命题形式有新概念、新法则、新运算等;(2)合理利用集合性质.运用集合的性质(如元素的性质、集合的运算性质等)是破解新定义型集合问题的关键.在解题时要善于从题设条件给出的数式中发现可以使用集合性质的一些因素,但关键之处还是合理利用集合的运算与性质.1.如果集合A满足若x∈A,则-x∈A,那么就称集合A为“对称集合”.已知集合A={2x,0,x2+x},且A是对称集合,集合B是自然数集,则A∩B=________.解析:由题意可知-2x=x2+x,所以x=0或x=-3.而当x=0时不符合元素的互异性,所以舍去.当x=-3时,A={-6,0,6},所以A∩B={0,6}.答案:{0,6}2.设A,B是非空集合,定义A⊗B={x|x∈A∪B且x∉A∩B}.已知集合A ={x|0<x<2},B={y|y≥0},则A⊗B=________.解析:由已知A={x|0<x<2},B={y|y≥0},又因为新定义A⊗B={x|x∈A∪B且x∉A∩B},结合数轴得A⊗B={0}∪[2,+∞).答案:{0}∪[2,+∞)。
高考数学(文)一轮课件【第1讲】集合及其运算
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第1讲
双 向 固 基 础
集合及其运算
2.集合的基本关系
表示 关系 子 集 基 真 本 子 关 集 系 相 等 空集 文字语言
元素 集合 A 的________ 都是集合 B 的元素 集合 A 是集合 B 的 子集,但集合 B 中 至少 有 一 个 元 ________ 素不属于 A 集合 A, B 的元素完 全________ 相同 ________ 子集 任 何 元 素 的集合. 空集是任何 集合 A 的_______ 不含
[答案] (1)B A B
(2)(∁UB) (∁UB)
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第1讲
双 向 固 基 础
集合及其运算
[解析] (1)根据韦恩图分析可知,当 A⊆B 时,显然 A∩B=A;当 A∩B=A 时,对任意 x∈A,有 x∈(A∩B), 得 x∈B, 即 x∈A⇒x∈B, 故 A⊆B; 当 B⊆A 时, 显然 A∪B =A; 当 A∪B=A 时, 对任意 x∈B, 有 x∈(A∪B), 得 x∈A, 即 x∈B⇒x∈A,即 B⊆A. (2)设 x∈∁U(A∪B), 则 x∉(A∪B), 得 x∉A 且 x∉B, 即 x∈ ∁ UA 且 x∈∁UB , 即 x∈(∁UA)∩(∁UB) , 即 ∁U(A∪B) ⊂ (∁UA)∩(∁UB);反之,当时 x∈(∁UA)∩(∁UB)时,得 x∈∁UA 且 x∈∁UB,得 x∉A 且 x∉B,即 x∉(A∪B),得 x∈∁U(A∪B), 即∁U(A∪B)⊇(∁UA)∩(∁UB). 根据集合相等的定义得∁U(A∪B) =(∁UA)∩(∁UB).同理可证第二个结论成立.
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第1讲
双 向 固 基 础
集合及其运算
2.集合问题中的两个难点 (1)[2013· 山东卷改编] 已知集合 A={0,1,2},则 集合 B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是 9.( )
第1讲集合的概念及运算
(2)设I为全集,S1,S2,S3是I的三个非空 子集,且S1∪S2∪S3=I,则下面论断正确 的是( C )
A. IS1∩(S2∪S3) B.S1 ( IS2∩ IS3) C IS1∩ IS2 ∩ IS3= D.S1 ( IS2∪ IS3)
分析
集合的运算→优先化简→数形结合, 按交、并、补、子集概念依次进行.
A B(或B A).
A A; A; 若A B,B C, 则A C;
有n个元素的集合 的子集的个数是
⑥ 2n .
定义
性质与说明
如果A是B的子集,且B中 空集是任何非空集合的
至少有一个元素不属于A, 真子集;
那么集合A是集合B的真子
真 子
集,记为A B(或B A).
集
若A B,B C,则A C;
补集等于两个集合的补集的并集,可 利用这个知识点直接解决本题.
(2)元素与集合的关系有两种:
① 属于“∈” ,
②
.
(3)集合中元素的性质: ③ 确定性、互异性、无序性 .
(4)集合的表示法: ④ 列举法、描述法、图示法、区;间法
(5)集合的分类:按元素个数可分为 ⑤ 空集、有限集、无限集; .
(6)两个集合A与B之间的关系:
定义
性质与说明
子集
如果集合A的任何一 个元素都是集合B的 元素,那么集合A叫 集合B的子集,记为
第1讲
集合的概念及运算
理解集合、子集、真子集、交集、 并集、补集的概念,了解全集、空集、 属于、包含、相等关系的意义,掌握有 关的术语和符号,能使用韦恩图表达集 合的关系及运算.
知识要点
1.集合的有关概念
(1)一般的,某些指定的对象集中在一起 就构成了一个集合,集合中的每个对 象叫这个集合的元素.
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第1讲集合及其运算一、知识梳理1.集合与元素(1)集合元素的三个特征: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关系,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法A B(或B A)1.三种集合运用的性质(1)并集的性质:A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A⇔B⊆A.(2)交集的性质:A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔A⊆B.(3)补集的性质:A∪(∁U A)=U;A∩(∁U A)=∅;∁U(∁U A)=A;∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B);∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B).2.集合基本关系的四个结论(1)空集是任意一个集合的子集,是任意一个非空集合的真子集.(2)任何一个集合是它本身的子集,即A ⊆A .空集只有一个子集,即它本身. (3)集合的子集和真子集具有传递性:若A ⊆B ,B ⊆C ,则A ⊆C ;若A B ,BC ,则AC .(4)含有n 个元素的集合有2n 个子集,有2n -1个非空子集,有2n -1个真子集,有2n-2个非空真子集.二、习题改编1.(必修1P12A 组T3改编)若集合P ={x ∈N |x ≤ 2 021},a =22,则( ) A .a ∈PB .{a }∈PC .{a }⊆PD .a ∉P解析:选D.因为a =22不是自然数,而集合P 是不大于 2 021的自然数构成的集合,所以a ∉P .故选D.2.(必修1P11例9改编)已知U ={α|0°<α<180°},A ={x |x 是锐角},B ={x |x 是钝角},则∁U (A ∪B )=________.答案:{x |x 是直角}3.(必修1P44A 组T5改编)已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|y =x },则A ∩B 中元素的个数为________.解析:集合A 表示以(0,0)为圆心,1为半径的单位圆,集合B 表示直线y =x ,圆x 2+y 2=1与直线y =x 相交于两点⎝⎛⎭⎫22,22,⎝⎛⎭⎫-22,-22,则A ∩B 中有两个元素. 答案:2一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1){x |y =x 2+1}={y |y =x 2+1}={(x ,y )|y =x 2+1}.( ) (2)若{x 2,1}={0,1},则x =0,1.( )(3){x |x ≤1}={t |t ≤1}.( )(4)对于任意两个集合A ,B ,(A ∩B )⊆(A ∪B )恒成立.( ) (5)若A ∩B =A ∩C ,则B =C .( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× 二、易错纠偏常见误区|K(1)忽视集合中元素的互异性致误; (2)忽视空集的情况致误; (3)忽视区间端点值致误.1.已知集合A ={1,3,m },B ={1,m },若B ⊆A ,则m =________.解析:因为B ⊆A ,所以m =3或m =m ,即m =3或m =0或m =1,根据集合元素的互异性可知,m ≠1,所以m =0或3.答案:0或32.已知集合M ={x |x -2=0},N ={x |ax -1=0},若M ∩N =N ,则实数a 的值是________. 解析:易得M ={2}.因为M ∩N =N ,所以N ⊆M ,所以N =∅或N =M ,所以a =0或a =12. 答案:0或123.已知集合A ={x |x 2-4x +3<0},B ={x |2<x <4},则A ∩B =________,A ∪B =________,(∁R A )∪B =________.解析:由已知得A ={x |1<x <3},B ={x |2<x <4},所以A ∩B ={x |2<x <3},A ∪B ={x |1<x <4},(∁R A )∪B ={x |x ≤1或x >2}.答案:(2,3) (1,4) (-∞,1]∪(2,+∞)[学生用书P2]集合的概念(自主练透)1.设集合A ={x ∈Z ||x |≤2},B ={y |y =x 2+1,x ∈A },则B 中的元素有( ) A .5个 B .4个 C .3个D .无数个解析:选C.依题意有A ={-2,-1,0,1,2},代入y =x 2+1得到B ={1,2,5},故B 中有3个元素.2.若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =________. 解析:当a =0时,显然成立;当a ≠0时,Δ=(-3)2-8a =0,即a =98.答案:0或983.已知集合A ={x ∈N |1<x <log 2k },集合A 中至少有3个元素,则k 的取值范围为________.解析:因为集合A 中至少有3个元素,所以log 2k >4,所以k >24=16. 答案:(16,+∞)4.已知集合A ={m +2,2m 2+m },若3∈A ,则m 的值为________. 解析:由题意得m +2=3或2m 2+m =3, 则m =1或m =-32.当m =1时,m +2=3且2m 2+m =3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意; 当m =-32时,m +2=12,而2m 2+m =3,符合题意,故m =-32.答案:-32求解与集合中的元素有关问题的注意事项(1)如果题目条件中的集合是用描述法表示的集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型的集合.(2)如果是根据已知列方程求参数值,一定要将参数值代入集合中检验是否满足元素的互异性.集合的基本关系(典例迁移)(1)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0,x ∈R },B ={x |0<x <5,x ∈N },则( )A .B ⊆A B .A =BC .ABD .BA(2)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0,x ∈R },B ={x |0<x <5,x ∈N },则满足条件A ⊆C ⊆B 的集合C 的个数为( )A .1B .2C .3D .4(3)已知集合A ={x |-2≤x ≤5},B ={x |m +1≤x ≤2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________.【解析】 (1)由x 2-3x +2=0得x =1或x =2,所以A ={1,2}.由题意知B ={1,2,3,4},比较A ,B 中的元素可知AB ,故选C.(2)因为A ={1,2},B ={1,2,3,4},A ⊆C ⊆B ,则集合C 可以为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4},共4个.(3)因为B ⊆A ,所以①若B =∅,则2m -1<m +1,此时m <2. ②若B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧2m -1≥m +1,m +1≥-2,2m -1≤5.解得2≤m ≤3.由①②可得,符合题意的实数m 的取值范围为m ≤3. 【答案】 (1)C (2)D (3)(-∞,3] 【迁移探究1】 (变条件)本例(3)中,若B A ,求m 的取值范围?解:因为BA ,①若B =∅,成立,此时m <2.②若B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧2m -1≥m +1,m +1≥-2,2m -1≤5,且边界点不能同时取得,解得2≤m ≤3.综合①②,m 的取值范围为(-∞,3].【迁移探究2】 (变条件)本例(3)中,若A ⊆B ,求m 的取值范围.解:若A ⊆B ,则⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤-2,2m -1≥5,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≤-3,m ≥3.所以m 的取值范围为∅.【迁移探究3】 (变条件)若将本例(3)中的集合A 改为A ={x |x <-2或x >5},试求m 的取值范围.解:因为B ⊆A ,所以①当B =∅时,2m -1<m +1,即m <2,符合题意.②当B ≠∅时,⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,m +1>5或⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,2m -1<-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧m ≥2,m >4或⎩⎪⎨⎪⎧m ≥2,m <-12.即m >4.综上可知,实数m 的取值范围为(-∞,2)∪(4,+∞).(1)判断两集合关系的方法①对描述法表示的集合,把集合化简后,从表达式中寻找两集合间的关系; ②对于用列举法表示的集合,从元素中寻找关系. (2)根据两集合间的关系求参数的方法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.[提醒] 空集是任何集合的子集,当题目条件中有B ⊆A 时,应分B =∅和B ≠∅两种情况讨论.1.(2020·河北唐山第一次模拟)设集合M ={x |x 2-x >0},N =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫1x <1,则( ) A .M N B .N MC .M =ND .M ∪N =R解析:选C.集合M ={x |x 2-x >0}={x |x >1或x <0},N =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫1x <1={x |x >1或x <0},所以M =N .故答案为C.2.设M 为非空的数集,M ⊆{1,2,3},且M 中至少含有一个奇数元素,则这样的集合M 共有( )A .6个B .5个C .4个D .3个解析:选A.由题意知,M ={1},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},共6个. 3.若集合A ={1,2},B ={x |x 2+mx +1=0,x ∈R },且B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________.解析:①若B =∅,则Δ=m 2-4<0, 解得-2<m <2,符合题意; ②若1∈B ,则12+m +1=0,解得m =-2,此时B ={1},符合题意; ③若2∈B ,则22+2m +1=0,解得m =-52,此时B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫2,12,不合题意.综上所述,实数m 的取值范围为[-2,2).答案:[-2,2)集合的基本运算(多维探究) 角度一 集合的运算(1)(2019·高考全国卷Ⅰ)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}(2)(2020·河南焦作模拟)若集合A ={x |2x 2-9x >0},B ={y |y ≥2},则(∁R A )∪B =( ) A.⎣⎡⎦⎤2,92 B .∅ C .[0,+∞)D .(0,+∞)【解析】 (1)通解:因为N ={x |-2<x <3},M ={x |-4<x <2},所以M ∩N ={x |-2<x <2},故选C.优解:由题可得N ={x |-2<x <3}.因为-3∉N ,所以-3∉M ∩N ,排除A ,B ;因为2.5∉M ,所以2.5∉M ∩N ,排除D.故选C.(2)因为A ={x |2x 2-9x >0}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x >92或x <0,所以∁R A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪0≤x ≤92,又B ={y |y ≥2},所以(∁R A )∪B =[0,+∞).故选C.【答案】 (1)C (2)C角度二 利用集合的运算求参数(1)(2020·江西上饶重点中学六校联考)已知A =[1,+∞),B =[0,3a -1],若A ∩B ≠∅,则实数a 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .⎣⎡⎦⎤12,1 C.⎣⎡⎭⎫23,+∞ D .(1,+∞)(2)集合A ={0,2,a },B ={1,a 2},若A ∪B ={0,1,2,4,16},则a 的值为________.(3)已知集合A ={x |x 2-x -12>0},B ={x |x ≥m }.若A ∩B ={x |x >4},则实数m 的取值范围是________.【解析】 (1)由题意可得3a -1≥1,解得a ≥23,即实数a 的数值范围是⎣⎡⎭⎫23,+∞.故选C.(2)根据并集的概念,可知{a ,a 2}={4,16},故只能是a =4.(3)集合A ={x |x <-3或x >4},因为A ∩B ={x |x >4},所以-3≤m ≤4.【答案】 (1)C (2)4 (3)[-3,4](1)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.(2)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.[提醒]在求出参数后,注意结果的验证(满足互异性).1.(2020·江西吉安一中、新余一中等八所中学联考)已知集合M=[-1,1],N={y|y=x2,x∈M},则M∩N=()A.[0,1] B.[-1,1]C.[0,1) D.(0,1]解析:选A.由于M=[-1,1],N={y|y=x2,x∈M},所以N=[0,1],所以M∩N=[0,1].故选A.2.(2020·安徽宣城八校联考)如图,设全集U=N,集合A={1,3,5,7,8},B={1,2,3,4,5},则图中阴影部分表示的集合为()A.{2,4} B.{7,8}C.{1,3,5} D.{1,2,3,4,5}解析:选A.由题图可知阴影部分表示的集合为(∁U A)∩B,因为集合A={1,3,5,7,8},B={1,2,3,4,5},U=N,所以(∁U A)∩B={2,4}.故选A.3.已知集合A={x|-1<x<2},B={x|y=-x2-2x},则A∩B=()A.{x|-1<x<0} B.{x|-1<x≤0}C.{x|0<x<2} D.{x|0≤x<2}解析:选B.因为函数y=-x2-2x有意义,所以-x2-2x≥0,解得-2≤x≤0,所以集合B={x|-2≤x≤0}.又集合A={x|-1<x<2},所以A∩B={x|-1<x≤0}.故选B.[学生用书P4]集合新定义问题中的核心素养(1)(2020·河南南阳第一中学第十四次考试)定义集合运算:A⊙B={Z|Z=xy,x∈A,y∈B},设集合A={-1,0,1},B={sin α,cos α},则集合A⊙B的所有元素之和为()A.1B.0C.-1 D.sin α+cos α(2)(2020·河北保定一模)设P和Q是两个集合,定义集合P-Q={x|x∈P,且x∉Q},如果P={x|1<2x<4},Q={y|y=2+sin x,x∈R},那么P-Q=()A.{x|0<x≤1} B.{x|0≤x<2}C.{x|1≤x<2} D.{x|0<x<1}【解析】(1)因为x∈A,所以x的可能取值为-1,0,1.同理,y的可能取值为sin α,cos α,所以xy的所有可能取值为(重复的只列举一次):-sin α,0,sin α,-cos α,cos α,所以所有元素之和为0.故选B.(2)由题意得P={x|0<x<2},Q={y|1≤y≤3},所以P-Q={x|0<x<1}.故选D.【答案】(1)B(2)D(1)以集合为背景的新定义问题常以“问题”为核心,以“探究”为途径,以“发现”为目的,这类试题只是以集合为依托,考查考生对新概念的理解,充分体现了核心素养中的数学抽象.(2)解决集合的新定义问题的两个切入点①正确理解新定义.这类问题不是简单的考查集合的概念或性质问题,而是以集合为载体的有关新定义问题.常见的命题形式有新概念、新法则、新运算等;②合理利用集合性质.运用集合的性质(如元素的性质、集合的运算性质等)是破解新定义型集合问题的关键.在解题时要善于从题设条件给出的数式中发现可以使用集合性质的一些因素,但关键之处还是合理利用集合的运算与性质.设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1∉A且k+1∉A,那么k是A的一个“单一元”,给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“单一元”的集合共有________个.解析:符合题意的集合为{1,2,3},{2,3,4},{3,4,5},{4,5,6},{5,6,7},{6,7,8},共6个.答案:6[学生用书P261(单独成册)][基础题组练]1.设集合A={-1,1,2,3,5},B={2,3,4},C={x∈R|1≤x<3},则(A∩C)∪B =()A.{2}B.{2,3}C.{-1,2,3} D.{1,2,3,4}解析:选D.由条件可得A∩C={1,2},故(A∩C)∪B={1,2,3,4}.2.(2019·高考全国卷Ⅱ)设集合A={x|x2-5x+6>0},B={x|x-1<0},则A∩B=() A.(-∞,1) B.(-2,1)C.(-3,-1) D.(3,+∞)解析:选A.因为A={x|x2-5x+6>0}={x|x>3或x<2},B={x|x-1<0}={x|x<1},所以A∩B={x|x<1},故选A.3.(2020·河南许昌、洛阳三模)已知集合A={x|y=-x2+1},B=(0,1),则A∩B=() A.(0,1) B.(0,1]C.(-1,1) D.[-1,1]解析:选A.由题意得A=[-1,1],又B=(0,1),所以A∩B=(0,1).故选A.4.设集合M={x|x=2k+1,k∈Z},N={x|x=k+2,k∈Z},则()A.M=N B.M⊆NC.N⊆M D.M∩N=∅解析:选B.因为集合M={x|x=2k+1,k∈Z}={奇数},N={x|x=k+2,k∈Z}={整数},所以M⊆N.故选B.5.(2020·广东湛江测试(二))已知集合A={1,2,3,4},B={y|y=2x-3,x∈A},则集合A∩B的子集个数为()A.1 B.2C.4 D.8解析:选C.因为A={1,2,3,4},B={y|y=2x-3,x∈A},所以B={-1,1,3,5},所以A∩B={1,3}.所以集合A∩B的子集个数为22=4.故选C.6.已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为()A.9 B.8C.5 D.4解析:选A.法一:由x2+y2≤3知,-3≤x≤3,-3≤y≤ 3.又x∈Z,y∈Z,所以x∈{-1,0,1},y∈{-1,0,1},所以A中元素的个数为C13C13=9,故选A.法二:根据集合A 的元素特征及圆的方程在坐标系中作出图形,如图,易知在圆x 2+y 2=3中有9个整点,即为集合A 的元素个数,故选A.7.已知x ∈R ,集合A ={0,1,2,4,5},集合B ={x -2,x ,x +2},若A ∩B ={0,2},则x =( )A .-2B .0C .1D .2解析:选B.因为A ={0,1,2,4,5},集合B ={x -2,x ,x +2},且A ∩B ={0,2},所以⎩⎪⎨⎪⎧x -2=0,x =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,x +2=2, 当x =2时,B ={0,2,4},A ∩B ={0,2,4}(舍);当x =0时,B ={-2,0,2},A ∩B ={0,2}.综上,x =0.故选B.8.(2020·惠州模拟)已知集合M ={x |x 2=1},N ={x |ax =1},若N ⊆M ,则实数a 的取值集合为( )A .{1}B .{-1,1}C .{1,0}D .{-1,1,0}解析:选D.M ={x |x 2=1}={-1,1},当a =0时,N =∅,满足N ⊆M ,当a ≠0时,因为N ⊆M ,所以1a =-1或1a=1,即a =-1或a =1.故选D. 9.(2020·太原模拟)已知全集U =R ,集合A ={x |x (x +2)<0},B ={x ||x |≤1},则如图所示的阴影部分表示的集合是( )A.(-2,1) B.[-1,0]∪[1,2)C.(-2,-1)∪[0,1] D.[0,1]解析:选C.因为集合A={x|x(x+2)<0},B={x||x|≤1},所以A={x|-2<x<0},B={x|-1≤x≤1},所以A∪B=(-2,1],A∩B=[-1,0),所以阴影部分表示的集合为∁A∪B(A∩B)=(-2,-1)∪[0,1],故选C.10.(2020·福建厦门3月质量检查)已知集合A={x|x2-4x+3>0},B={x|x-a<0},若B⊆A,则实数a的取值范围为()A.(3,+∞) B.[3,+∞)C.(-∞,1) D.(-∞,1]解析:选D.A={x|x2-4x+3>0}={x|x<1或x>3},B={x|x-a<0}={x|x<a}.因为B⊆A,所以a≤1.故选D.11.已知集合A={x|x2-2x-3≤0},B={x|y=ln(2-x)},则A∩B=________,A∪B =________.解析:A={x|x2-2x-3≤0}={x|(x+1)(x-3)≤0}={x|-1≤x≤3},B={x|y=ln(2-x)}={x|2-x>0}={x|x<2},则A∩B=[-1,2),A∪B=(-∞,3].答案:[-1,2)(-∞,3]12.已知集合A={x|x-a≤0},B={1,2,3},若A∩B≠∅,则a的取值范围为________.解析:集合A={x|x≤a},集合B={1,2,3},若A∩B≠∅,则1,2,3这三个元素至少有一个在集合A中,若2或3在集合A中,则1一定在集合A中,因此只要保证1∈A即可,所以a≥1.答案:[1,+∞)[综合题组练]1.已知全集U=A∪B中有m个元素,(∁U A)∪(∁U B)中有n个元素,若A∩B非空,则A ∩B 的元素个数为( )A .mnB .m +nC .n -mD .m -n解析:选D.因为(∁U A )∪(∁U B )中有n 个元素,如图中阴影部分所示,又U =A ∪B 中有m 个元素,故A ∩B 中有m -n 个元素.2.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.其中错误结论的序号是________.解析:①中,-4+(-2)=-6∉A ,所以①不正确;②中,设n 1,n 2∈A ,n 1=3k 1,n 2=3k 2,k 1,k 2∈Z ,则n 1+n 2∈A ,n 1-n 2∈A ,所以②正确;③中,令A 1={n |n =3k ,k ∈Z },A 2={n |n =2k ,k ∈Z },则A 1,A 2为闭集合,但3k +2k ∉(A 1∪A 2),故A 1∪A 2不是闭集合,所以③不正确.答案:①③3.已知集合A ={x |1<x <3},B ={x |2m <x <1-m },若A ∩B =∅,则实数m 的取值范围是________.解析:因为A ∩B =∅,①若当2m ≥1-m ,即m ≥13时,B =∅,符合题意; ②若当2m <1-m ,即m <13时, 需满足⎩⎪⎨⎪⎧m <13,1-m ≤1或⎩⎪⎨⎪⎧m <13,2m ≥3,解得0≤m <13或∅,即0≤m <13. 综上,实数m 的取值范围是[0,+∞).答案:[0,+∞)4.设[x ]表示不大于x 的最大整数,集合A ={x |x 2-2[x ]=3},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |18<2x <8,则A ∩B =________.解析:不等式18<2x <8的解为-3<x <3, 所以B =(-3,3).若x ∈A ∩B ,则⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2[x ]=3-3<x <3, 所以[x ]只可能取值-3,-2,-1,0,1,2.若[x ]≤-2,则x 2=3+2[x ]<0,没有实数解;若[x ]=-1,则x 2=1,得x =-1; 若[x ]=0,则x 2=3,没有符合条件的解;若[x ]=1,则x 2=5,没有符合条件的解;若[x ]=2,则x 2=7,有一个符合条件的解,x =7.因此,A ∩B ={}-1,7.答案:{}-1,7。