高中数学 集合的概念及其基本运算
第02讲 集合的运算(7大考点13种解题方法)(解析版)
第02讲集合的运算(7大考点13种解题方法)考点考向集合之间的基本运算如果一个集合包含了我们所要研究的各个集合的全部元素,这样的集合就称为全集,全集通常用字母U 表示;集合的并集集合的交集集合的补集图形符号A ∪B ={x |x ∈A ,或x ∈B }A ∩B ={x |x ∈A ,且x ∈B }∁U A ={x |x ∈U ,且x ∉A }1.由所有属于集合A 或属于集合B 的元素组成的集合叫A 与B 的并集,记作A ∪B ;符号表示为A ∪B ={x |x ∈A 或x ∈B }2.并集的性质A ∪B =B ∪A ,A ∪A =A ,A ∪∅=A ,A ⊆A ∪B .3.对于两个给定的集合A 、B ,由所有属于集合A 且属于集合B 的元素组成的集合叫A 与B 的交集,记作A ∩B。
符号为A ∩B ={x |x ∈A 且x ∈B }。
4.交集的性质A ∩B =B ∩A ,A ∩A =A ,A ∩∅=∅,A ∩B ⊆A .5、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,记作∁U A 。
符号语言:∁U A ={x |x ∈U ,且x ∉A }。
【要点注意】1.A ⊆B ⇔A ∩B =A ⇔A ∪B =B ()()UUA B A B U ⇔=∅⇔=痧.2.德▪摩根定律:①并集的补集等于补集的交集,即()=()()U UU A B A B 痧;②交集的补集等于补集的并集,即()=()()U UU AB A B 痧.方法技巧1.求集合并集的两种基本方法:(1)定义法:若集合是用列举法表示的,可以直接利用并集的定义求解;(2)数形结合法:若集合是用描述法表示的由实数组成的数集,则可以借助数轴求解.2.求集合交集的方法为:(1)定义法,(2)数形结合法.(3)若A ,B 是无限连续的数集,多利用数轴来求解.但要注意,利用数轴表示不等式时,含有端点的值用实点表示,不含有端点的值用空心点表示.3.集合基本运算的求解规律(1)离散型数集或抽象集合间的运算,常借用Venn 图求解.(2)集合中的元素若是连续的实数,常借助数轴求解,但是要注意端点值能否取到的情况.(3)根据集合运算求参数,先把符号语言译成文字语言,然后灵活应用数形结合求解.考点精讲考点一:交集题型一:交集的概念及运算1.(2022·浙江衢州·高一阶段练习)已知集合{1,2,3}A =,{2,3,4}B =,则A B =()A .{1,2,3,4}B .{2,3}C .{1,2}D .∅【答案】B【分析】根据交集的定义可求A B .【详解】{}2,3AB =,故选:B.2.(2022·全国·高一)已知集合{}22A x x =-<<,{}2,0,1,2B =-,则A B =()A .{}1,0,1-B .{}0,1C .{}2,0,1,2-D .{}1,0,1,2-【答案】B【分析】根据集合的交集运算,即可得答案.【详解】因为{}22A x x =-<<,{}2,0,1,2B =-,所以{0,1}A B =,故选:B .题型二:根据交集的结果求集合或参数3.(2017·浙江·长兴县教育研究中心高一期中)已知集合{}2,3,4,5A =,{}1,B a =,若{}5A B =,则=a ()A .2B .3C .4D .5【答案】D【分析】根据集合的交运算结果,即可求得参数值.【详解】因为{}5A B =,故可得{}51,a ∈,则5a =.故选:D.4.(2021·湖北·车城高中高一阶段练习)若集合{}322P x x =<≤,非空集合{}2135Q x a x a =+≤<-,则能使()Q PQ ⊆成立的所有实数a 的取值范围为()A .(1,9)B .[1,9]C .[6,9)D .(6,9]【答案】D【分析】由()Q P Q ⊆知Q P ⊆,据此列出不等式组即可求解.【详解】∵()Q P Q ⊆,∴P Q Q ⋂=,Q P ⊆,∴21352133522a a a a +<-⎧⎪+>⎨⎪-≤⎩,解得69a <≤,故选:D.题型三:根据交集的结果求集合元素个数5.(2021·河南·襄城县实验高级中学高一阶段练习)已知集合()1,A x y y x ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭,(){},B x y y x ==,则AB 中元素的个数为()A .0B .1C .2D .3【答案】C【分析】联立方程解得11x y =⎧⎨=⎩或11x y =-⎧⎨=-⎩,得到答案.【详解】1y x y x⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得11x y =⎧⎨=⎩或11x y =-⎧⎨=-⎩,故A B 中有两个元素.故选:C.6.(2022·江苏·高一)若集合{}1,2,3,4A B =,{}1,2A B =,集合B 中有3个元素,则A中元素个数为()A .1B .2C .3D .不确定【答案】C【分析】根据条件得到{}1,2,3B =或{}1,2,4B =,进而可得集合A 中元素个数.【详解】{}1,2AB =,则集合B 中必有元素1,2当{}1,2,3B =时,{}1,2,4A =,当{}1,2,4B =时,{}1,2,3A =,故集合A 中元素个数为3.故选:C.考点二:并集题型四:并集的概念及运算1.(多选)(2021·福建·晋江市磁灶中学高一阶段练习)已知集合{|2}A x x =<,{|320}B x x =->,则()A .32AB x x ⎧⎫⋂=<⎨⎬⎩⎭B .A B =∅C .{}2A B x x ⋃=<D .A B R=【答案】AC【分析】先求得集合B ,由此确定正确选项.【详解】3{|320}{|}2B x x B x x =->==<,所以32A B x x ⎧⎫⋂=<⎨⎬⎩⎭,{}2A B x x ⋃=<.故选:AC2.(多选)(2021·福建省同安第一中学高一阶段练习)已知集合{|2}A x x =<,{|320}B x x =->,则()A .32AB x x ⎧⎫⋂=<⎨⎬⎩⎭B .A B =∅C .A B R=D .{}A B 2x x ⋃=<【答案】AD【解析】先化简集合B ,再由交集和并集的概念,即可得出结果.【详解】因为集合{|2}A x x =<,{}33202B x x x x ⎧⎫=->=<⎨⎬⎩⎭,因此32A B x x ⎧⎫⋂=<⎨⎬⎩⎭,{}A B 2x x ⋃=<.故选:AD.题型五:根据并集的结果求集合或参数3.(多选)(2022·湖北武汉·二模)已知集合{}{}1,4,,1,2,3A a B ==,若{}1,2,3,4A B =,则a 的取值可以是()A .2B .3C .4D .5【答案】AB【分析】根据并集的结果可得{}1,4,a {}1,2,3,4,即可得到a 的取值;【详解】解:因为{}1,2,3,4A B =,所以{}1,4,a {}1,2,3,4,所以2a =或3a =;故选:AB4.(多选)(2021·湖南·高一期中)已知集合{}1,4,M x =,{}2,3N =,若{}1,2,3,4M N =U ,则x 的可能取值为()A .1B .2C .3D .4【答案】BC【分析】根据题意,结合集合中元素的互异性及两个集合的并集的定义,即可求解.【详解】由题意,集合{}1,4,M x =,{}2,3N =,且{}1,2,3,4M N =U 根据集合中元素的互异性及两个集合的并集的定义,可得2x =或3x =.故选:BC.题型六:根据并集的结果求集合元素个数5.(多选)(2021·广东揭阳·高一期末)若集合{}0,1,2,A x =,2{1,}B x =,A B A ⋃=则满足条件的实数x 为()A .0B .1C .D .【答案】CD【分析】由A B A ⋃=说明B 是A 的子集,然后利用子集的概念分类讨论x 的取值.【详解】解:由A B A ⋃=,所以B A ⊆.又{}0,1,2,A x =,2{1,}B x =,所以20x =,或22x =,或2x x =.20x =时,集合A 违背集合元素的互异性,所以20x ≠.22x =时,x =或x =2x x =时,得0x =或1x =,集合A 均违背集合元素互异性,所以2x x ≠.所以满足条件的实数x 的个数有2个.故选CD .【点睛】本题考查了并集及其运算,考查了子集的概念,考查了集合中元素的特性,解答的关键是要考虑集合中元素的互异性,是基本的概念题,也是易错题.考点三:补集、全集题型七:补集的概念及运算1.(2022·广东汕尾·高一期末)全集U =R ,集合{}3A x x =≤-,则 U A =ð______.【答案】{}3x x >-【分析】直接利用补集的定义求解【详解】因为全集U =R ,集合{}3A x x =≤-,所以 U A =ð{}3x x >-,故答案为:{}3x x >-2.(2022·江苏·高一单元测试)若全集S ={2,3,4},集合A ={4,3},则S A ð=____;若全集S ={三角形},集合B ={锐角三角形},则S B ð=______;若全集S ={1,2,4,8},A =∅,则S A ð=_______;若全集U ={1,3,a 2+2a +1},集合A ={1,3},U A ð={4},则a =_______;已知U 是全集,集合A ={0,2,4},U A ð={-1,1},U B ð={-1,0,2},则B =_____.【答案】{2}{直角三角形或钝角三角形}{1,2,4,8}1或-3{1,4}【分析】利用补集的定义,依次分析即得解【详解】若全集S ={2,3,4},集合A ={4,3},由补集的定义可得S A ð={2};若全集S ={三角形},集合B ={锐角三角形},由于三角形分为锐角、直角、钝角三角形,故S B ð={直角三角形或钝角三角形};若全集S ={1,2,4,8},A =∅,由补集的定义S A ð={1,2,4,8};若全集U ={1,3,a 2+2a +1},集合A ={1,3},U A ð={4},故{1,3,4}U U A A =⋃=ð即2214a a ++=,即223(1)(30a a a a +-=-+=),解得=a 1或-3;已知U 是全集,集合A ={0,2,4},U A ð={-1,1},故{1,0,1,2,4}U U A A =⋃=-ð,U B ð={-1,0,2},故B ={1,4}。
高中数学集合的基本概念和运算
内容 基本要求集合的含义 会使用符号“∈”或“∉”表示元素与集合之间的关系;集合的表示能选择自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题; 理解集合的特征性质,会用集合的特征性质描述一些集合,如常用数集,方程或不等式的解集等集合间的基本关系理解集合之间包含与相等的含义,及子集的概念.在具体情景中,了解空集和全集的含义;理解两个集合的交集和并集的含义,会求两个简单集合的交集与并集.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集合的基本运算 掌握有关的术语和符号,会用它们表达集合之间的关系和运算.能使用维恩图表达集合之间的关系和运算.(一)知识内容举例:⑴ 120-的所有合数 ⑵ 北京在户人口⑶ 学而思学员 ⑷ 所有的正方形这些小例中有哪些共同特征? 1.集合的相关定义⑴ 集合的含义:一般地把一些能够确定的不同的对象看成一个整体,就说这个整体是由这些对例题精讲高考要求知识框架集合的基本概念和运算象的全体构成的集合(或集).构成集合的每个对象叫做这个集合的元素(或成员). ⑵ 元素用小写字母,,,a b c 表示;集合用大写字母,,,A B C 表示.⑶ 不含任何元素的集合叫做空集,记作∅. 2.元素与集合间关系:属于∈;不属于∉. 3.集合表示法⑴ 列举法:把集合的所有元素都列举出来或列出几个元素作为代表,其它元素用省略号表示,并写在大括号“{ }”内的表示集合的方法. 例如:{1,2,3,4,5},{1,2,3,4,5,}⑵描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法称为描述法,形如{x |描述特点} 例如:大于3的所有整数表示为:{Z |3}x x ∈>方程2250x x --=的所有实数根表示为:{R x ∈|2250x x --=}(二)典例分析:【例1】用“∈”或“∉”填空:⑴ 若2{|340}A x x x =--=,则1-___A ;4-___A ; ⑵ 0___∅;⑶ 0___{0}.【例2】用符号“∈”或“∉”填空⑴0______N , 5______N 16N⑵1______,π_______,e ______2-R Q Q Q (e 是个无理数)2323-+{}|6,,x x a b a b =+∈∈Q Q【例3】用列举法表示下列集合⑴ 方程2260x x +-=的根;⑵ 不大于8且大于3的所有整数;⑶ 函数32y x =+与1y x=的交点组成的集合.【例4】已知集合8|6A x x ⎧⎫=∈∈⎨⎬-⎭⎩N N ,试用列举法表示集合A .板块一:集合的概念与表示【例5】下列命题正确的有( )⑴很小的实数可以构成集合;⑵集合{}2|1y y x =-与集合(){}2,|1x y y x =-是同一个集合; ⑶3611,,,,0.5242-这些数组成的集合有5个元素;⑷集合(){},|0,,x y xy x y ∈R ≤是指第二和第四象限内的点集. A .0个 B .1个 C .2个 D .3个【例6】用列举法表示集合:10,1M mm m ⎧⎫=∈∈=⎨⎬+⎩⎭Z Z 【例7】直角坐标平面除去两点(1,1)A 、(2,2)B -可用集合表示为( )A .{}(,)|1,1,2,2x y x y x y ≠≠≠≠B .1(,)|1x x y y ⎧≠⎧⎪⎨⎨≠⎪⎩⎩或22x y ⎫≠⎧⎪⎨⎬≠⎪⎩⎭C .1(,)|1x x y y ⎧≠⎧⎪⎨⎨≠⎪⎩⎩且22x y ⎫≠⎧⎪⎨⎬≠-⎪⎩⎭D .{}2222(,)|[(1)(1)][(2)(2)]0x y x y x y -+--++≠ 【例8】下面有四个命题:⑴集合N 中最小的数是1;⑵若a -不属于N ,则a 属于N ;⑶若,a b ∈∈N N ,则a b +的最小值为2;⑷212x x +=的解可表示为{}1,1; 其中正确命题的个数为( )A .0个B .1个C .2个D .3个【例9】方程组2219x y x y +=⎧⎨-=⎩的解集是( )A .()5,4B .()5,4-C .(){}5,4-D .(){}5,4-.【例10】已知2()(R ,R)f x x ax b a b =++∈∈,{|(),R}A x x f x x ==∈,{|[()],R}B x x f f x x ==∈.当{1,3}A =-时,用列举法表示集合B .(一) 知识内容1.子集: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 的元素,我们就说集合A 为集合B 的子集,记作A B ⊆(或B A ⊇),读作 “A 包含于B ”(或“B 包含A ”). 规定:∅是任意集合的子集. 2.真子集:如果集合A B ⊆,但存在元素x B ∈,但x A ∉,我们称集合A 是集合B 的真子集, 记作AB (或BA ).∅是任意非空集合的真子集.3.相等: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 ⊇),此时,集合A 与集合中的元素是一样的,我们说集合A 与集合B 相等,记作A =B .(二)典例分析【例11】用适当的符号填空⑴ {1}___2{|320}x x x -+= ⑵ {1,2}___2{|320}x x x -+=⑶ {|2,}x x k k =∈N ___{|6,}x x ττ=∈N ⑷ ∅___2{R |20}x x ∈+=【例12】用适当的符号填空:⑴ ___{0}∅⑵ 2___{(1,2)}⑶ 0___2{|250}x x x -+= ⑷ {3,5}____2{|8150}x x x -+= ⑸ {3,5}___N⑹ {|21,}___{|41,}x x n n x x k k =+∈=±∈Z Z ⑺ {(2,3)}___{(3,2)}【例13】若集合{|1}X x x =>-,下列关系式中成立的为( )A .0X ⊆B .{}0X ∈C .X ∅∈D .{}0X ⊆【例14】用适当的符号填空{}()(){}3|2,1,2____,|1x x x y y x =+≤ {}25|23x x ≤+, ⑶{}31|,_______|0x x x x x x x ⎧⎫=∈-=⎨⎬⎩⎭R 【例15】下列说法中,正确的是( )板块二:集合间的基本关系A.任何一个集合必有两个子集;B.若,A B=∅则,A B中至少有一个为∅C.任何集合必有一个真子集;D.若S为全集,且,=则A B SA B S==【例16】已知集合2=++=,其中0A a a d a dB a aq aq{,,2},{,,}a≠,且A B=,则q等于___.【例17】求集合{,}a b的子集的个数,真子集的个数,非空真子集的个数,并推导出{1,2,3,4,5,,100}的子集和真子集的个数.【例18】若全集{}A=,则集合A的真子集共有.U=且{}20,1,2,3UA.3个B.5个C.7个D.8个【例19】{,,}a b c d e f,求满足条件的A的个数.a b c A{,,,,,}【例20】若集合{}=∈N≤,{|A x x x|6,=,则C的非空子集的个数B x x=是非质数},C A B为.【例21】求满足条件{1,2}A⊆{1,2,3,4,5}的集合A的个数【例22】设{|13},{|}=-<<=>,若A B,则a的取值范围是______A x xB x x a【例23】已知{25}=+≤≤-,B AA x xB x m x m=-≤≤,{121}⊆,求m的取值范围.【例24】求集合{1,2,3,,100}M =的所有子集的元素之和的和(规定空集的元素和为零).帮助学生分析此题时,可按以下步骤:① 集合M 的所有子集的情况 ② 所有子集的元素之和 ③ 元素之和的和 ④ 空集的元素和为零 此题可适当拓展:如果{1,2,3,,}M n =(+N n ∈),则M 的子集共有2n 个.所有子集的元素和之和为221(1)2(12...)22(1)22n nn n n n n n -+⨯⨯+++=⋅=⋅+(可作为公式熟记),可由此让学生注意到补集的情形.(一)知识内容1.相关概念:⑴ 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,称为集合A 与B 的并集, 记作A B (读作“A 并B ”),即{|,A B x x A =∈或}x B ∈.⑵ 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 (读作“A 交B ”),即{|,A B x x A =∈且}x B ∈.⑶ 全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作U .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,记作UA ,即{|,UA x x U =∈且}x A ∉.(二)典例分析【例25】已知全集{1,2,3,,10}U =,{1,2,3,4,5}A =,{4,5,6,7,8}B =,{3,5,7,9}C =求:A B ,A B ,()U A B ,UA B ,()A B C【例26】若集合{}{}22(,)0,(,)0,,M x y x y N x y x y x y =+==+=∈∈R R ,则有( )A .MN M = B .MN N = C .MN M = D .MN =∅【例27】已知全集{(,)|R ,R}I x y x y =∈∈,{(1,1)}P =,表示I P .【例28】已知集合{}{}22,1,3,3,21,1A a a B a a a =+-=--+,若{}3A B =-,求实数a 的值.板块三:集合的基本运算【例29】设集合{|(3)()0,R}A x x x a a =--=∈,{|(4)(1)0}B x x x =--=,求,A B A B .【例30】若集合{1,1}A =-,{|1}B x mx ==,且A B A =,则m 的值为( )A .1B .1-C .1或1-D .1或1-或0【例31】下列表述中错误的是( )A .若AB ⊆,则A B A = B .若A B B =,则A B ⊆C .()()A B AAB D .()()()UUUA B A B =【例32】若{}{}21,4,,1,A x B x ==且A B B =,则x = . 【例33】若U 为全集,下面三个命题中真命题的个数是( )⑴若A B =∅,则()()U U A B U = ⑵若AB U =,则()()UUA B =∅⑶若A B =∅,则A B ==∅A .0个B .1个C .2个D .3个【例34】设集合22{|0},{|0}A x x x B x x x =-==+=,则集合A B =( )A .0B .{}0C .∅D .{}1,0,1-【例35】已知全集是R ,{|37},{|210}A x x B x x =<=<<≤,求R()AB ,R ()A B【例36】设全集U R =,{}2|10M m mx x =--=方程有实数根,{}2|0N n x x n =-+=方程有实数根,求()UM N .【例37】已知{}2|43,M y y x x x ==-+∈R ,{}2|28,N y y x x x ==-++∈R ,则__________MN =.【例38】若{}|1,I x x x =-∈Z ≥,则I N = .【例39】设集合{}{}{}1,2,1,2,3,2,3,4A B C ===,则A B =()C【例40】已知2{|43,}A y y x x x ==-+∈R ,2{|22,}B y y x x x ==--+∈R ,则A B 等于( )A .∅B .{1,3}-C .RD .[1,3]-【例41】若集合{}{}22(,)0,(,)0,,M x y x y N x y x y x y =+==+=∈∈R R ,则有.A .MN M = B .MN N = C .MN M = D .MN =∅【例42】集合{}22|190A x x ax a =-+-=,{}2|560B x x x =-+=,{}2|280C x x x =+-=满足A B ≠∅,A C =∅,求实数a 的值.【例43】已知{(,)|,}I x y x y =∈R ,3(,)|12y A x y x -⎧⎫==⎨⎬-⎩⎭,{}(,)|1B x y y x =≠+,则()I A B 等于( ) A .∅ B .{(2,3)} C .(2,3) D .{2,3}【例44】设2{|20}A x x ax b =-+=,2{|6(2)50}B x x a x b =++++=,若12A B ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭,求A B .【例45】设U R =,集合{}2|320A x x x =++=,{}2|(1)0B x x m x m =+++=;若()U A B =∅,求m 的值.【例46】设全集{}(,),U x y x y R =∈,集合2(,)12y M x y x ⎧+⎫==⎨⎬-⎩⎭,{}(,)4N x y y x =≠-, 那么()()U U M N 等于________________.【例47】设全集{|20I x x =≤且x 为质数}.若{3,5},{7,19}IIAB AB ==,且{2,17}I IAB =,求集合,A B .结合集合的运算性质:⑴ 交换律:,A B B A A B BA ==;⑵ 结合律:()()A B C A B C =;()()A B C A B C =;⑶ 分配律:()()()A B C A B A C =;()()()A B C A B A C =; ⑷ 吸收律:();()A A B A A A B A ==; ⑸ 对偶律:();()I I II I IA B AB A B AB ==(德·摩根定律). 【例48】若{}{}{},,|,A a b B x x A M A ==⊆=,求B M .【例49】已知全集I 中有15个元素,集合MN 中有3个元素,I IMN 中有5个元素,IMN 中有4个元素.则集合N 中元素的个数( )A .3B .4C .5D .615453INM【例50】50名同学参加跳远和铅球测验,跳远和铅球测验成绩分别为及格40人和31人,2项测验成绩均不及格的有4人,2项测验成绩都及格的人数是( ) A .35 B .25 C .28 D .15【例51】某班有学生55人,其中体育爱好者43人,音乐爱好者34人,还有4人既不爱好体育也不爱好音乐,则该班既爱好体育又爱好音乐的人数为 人.【例52】已知{|2820,,}A x x m n m n ==+∈Z ,{|1218,,}B x x m n m n ==+∈Z ,则A B 中最小的正整数是 _________.【例53】设I =R ,集合2{|4430}A x x ax a =+-+=,22{|(1)0}B x x a x a =+-+=,2{|220}C x x ax a =+-=.若,,A B C 中至少有一个不是空集,求实数a 的取值范围.1-1集合的基本概念和运算 page 11 of 11 【例54】若集合2{|20}M x x x =-->,{|10}T x mx =+<,且M T ⊇.求实数m 的取值范围.<教师备案>1.对于集合需要注意:①集合本身是一个不加定义的概念;空集虽空,但空有所为;②元素的三个特性:确定性:集合中的元素是确定的,不能模棱两可互异性:集合中的元素是互不相同的,相同的元素在集合中只能算作一个 无序性:集合中的元素是无次序关系的.数学中一些常用的数集及其记法:全体非负整数组成的集合称为非负整数集(或自然数集),记作N ; 所有正整数组成的集合称为正整数集,记作*N 或+N ;全体整数组成的集合称为整数集,记作Z ;全体有理数组成的集合称为有理数集,记作Q ;全体实数组成的集合称为实数集,记作R .2.拓展讲解:⑴由于()(())I A B C A B I =,记集合A 的元素个数为Card(A ),则Card()Card()Card()Card()A B A B A B =+-Card()Card()Card(())I A B I A B =-如果推广到三个有限集,,A B C ,则有Card()Card()Card()Card()Card()Card()Card()A B C A B C A B B C CA =++---Card()A B C + ⑵ 利用以上的结论还可解决与自然数相关的计数问题,比如:从1到100的所有自然数中,能被2整除但不能被5整除的自然数有多少个? 记A ={1~100中能被2整除的自然数},B ={1~100中能被5整除的自然数},则 A B ={1~100中能被5整除且又能被2整除的自然数},I A B ={1~100中只能被2整除不能被5整除的自然数}, I A B ={1~100中不能被2整除但能被5整除的自然数}. 经计算发现:Card()50A =,Card()20B =,Card()10A B =;∴Card()50201060A B =+-=.因此Card()Card()Card()501040I AB A A B =-=-=. 即1到100的所有自然数中,能被2整除但不能被5整除的自然数有40个.。
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§1.1 集合的概念与运算一、知识导学1.集合:一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体构成一个集合.2.元素:集合中的每一个对象称为该集合的元素,简称元.3.子集:如果集合A 的任意一个元素都是集合B 的元素(若则),则称A a ∉B a ∈集合A 为集合B 的子集,记为A B 或B A ;如果A B ,并且A B ,这时集合A 称为集⊆⊇⊆≠合B 的真子集,记为A B 或B A.4.集合的相等:如果集合A 、B 同时满足A B 、B A ,则A=B.⊆⊇5.补集:设A S ,由S 中不属于A 的所有元素组成的集合称为S 的子集A 的补集,⊆记为 .A C s 6.全集:如果集合S 包含所要研究的各个集合,这时S 可以看做一个全集,全集通常记作U.7.交集:一般地,由所有属于集合A 且属于B 的元素构成的集合,称为A 与B 的交集,记作A B.⋂8.并集:一般地,由所有属于集合A 或者属于B 的元素构成的集合,称为A 与B 的并集,记作A B.⋃9.空集:不含任何元素的集合称为空集,记作.Φ10.有限集:含有有限个元素的集合称为有限集.11.无限集:含有无限个元素的集合称为无限集.12.集合的常用表示方法:列举法、描述法、图示法(Venn 图).13.常用数集的记法: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 .二、疑难知识导析1.符号,,,,=,表示集合与集合之间的关系,其中“”包括“”和⊆⊇⊆“=”两种情况,同样“”包括“”和“=”两种情况.符号,表示元素与集合之间⊇∈∉的关系.要注意两类不同符号的区别.2.在判断给定对象能否构成集合时,特别要注意它的“确定性”,在表示一个集合时,要特别注意它的“互异性”、“无序性”.3.在集合运算中必须注意组成集合的元素应具备的性质.4.对由条件给出的集合要明白它所表示的意义,即元素指什么,是什么范围.用集合表示不等式(组)的解集时,要注意分辨是交集还是并集,结合数轴或文氏图的直观性帮助思维判断.空集是任何集合的子集,但因为不好用文氏图形表示,容易被忽视,如在关系式中,B =易漏掉的情况.Φ5.若集合中的元素是用坐标形式表示的,要注意满足条件的点构成的图形是什么,用数形结合法解之.6.若集合中含有参数,须对参数进行分类讨论,讨论时既不重复又不遗漏.7.在集合运算过程中要借助数轴、直角坐标平面、Venn 图等将有关集合直观地表示出来.8.要注意集合与方程、函数、不等式、三角、几何等知识的密切联系与综合使用.9.含有n 个元素的集合的所有子集个数为:,所有真子集个数为:-1n 2n2三、经典例题导讲[例1] 已知集合M={y |y =x 2+1,x∈R },N={y|y =x +1,x∈R },则M∩N=( )A .(0,1),(1,2)B .{(0,1),(1,2)}C .{y|y=1,或y=2}D .{y|y≥1}错解:求M∩N 及解方程组 得 或 ∴选B⎩⎨⎧+=+=112x y x y ⎩⎨⎧==10y x ⎩⎨⎧==21y x 错因:在集合概念的理解上,仅注意了构成集合元素的共同属性,而忽视了集合的元素是什么.事实上M 、N 的元素是数而不是实数对(x,y ),因此M 、N 是数集而不是点集,M 、N 分别表示函数y =x 2+1(x∈R ),y =x +1(x∈R )的值域,求M∩N 即求两函数值域的交集.正解:M={y |y =x 2+1,x∈R }={y |y ≥1}, N={y|y=x +1,x∈R }={y|y∈R }.∴M∩N={y |y ≥1}∩{y|(y∈R)}={y |y ≥1}, ∴应选D .注:集合是由元素构成的,认识集合要从认识元素开始,要注意区分{x |y =x 2+1}、{y |y =x 2+1,x ∈R }、{(x ,y )|y =x 2+1,x ∈R },这三个集合是不同的.[例2] 已知A={x |x 2-3x +2=0},B={x |ax -2=0}且A∪B=A,求实数a 组成的集合C .错解:由x 2-3x +2=0得x =1或2.当x =1时,a =2, 当x =2时,a=1.错因:上述解答只注意了B 为非空集合,实际上,B=时,仍满足A∪B=A.当a =0时,B=,符合题设,应补上,故正确答案为C={0,1,2}.正解:∵A∪B=A ∴B A 又A={x |x 2-3x +2=0}={1,2}∴B=或 ∴C={0,1,2}{}{}21或[例3]已知m A,n B, 且集合A=,B=,又∈∈{}Z a a x x ∈=,2|{}Z a a x x ∈+=,12|C=,则有: ( ){}Z a a x x ∈+=,14|A .m +n A B. m +n B C.m +n C D. m +n 不属于A ,B ,C 中任意一个∈∈∈错解:∵m A ,∴m =2a ,a ,同理n =2a +1,a Z, ∴m +n =4a +1,故选C∈Z ∈∈错因是上述解法缩小了m +n 的取值范围.正解:∵m A, ∴设m =2a 1,a 1Z , 又∵n ,∴n =2a 2+1,a 2 Z ,∈∈B ∈∈∴m +n =2(a 1+a 2)+1,而a 1+a 2 Z , ∴m +n B, 故选B.∈∈[例4] 已知集合A={x|x 2-3x -10≤0},集合B={x|p +1≤x≤2p-1}.若BA ,求实数p 的取值范围.错解:由x 2-3x -10≤0得-2≤x≤5.欲使B A ,只须 3351212≤≤-⇒⎩⎨⎧≤-+≤-p p p ∴ p 的取值范围是-3≤p≤3.错因:上述解答忽略了"空集是任何集合的子集"这一结论,即B=时,符合题设. 正解:①当B≠时,即p +1≤2p-1p≥2.由B A 得:-2≤p+1且2p -1≤5.由-3≤p≤3.∴ 2≤p≤3②当B=时,即p +1>2p -1p <2.由①、②得:p≤3.点评:从以上解答应看到:解决有关A∩B=、A∪B=,A B 等集合问题易忽视空集的情况而出现漏解,这需要在解题过程中要全方位、多角度审视问题.[例5] 已知集合A={a,a +b,a +2b},B={a,ac,ac 2}.若A=B ,求c 的值.分析:要解决c 的求值问题,关键是要有方程的数学思想,此题应根据相等的两个集合元素完全相同及集合中元素的确定性、互异性,无序性建立关系式.解:分两种情况进行讨论.(1)若a +b=ac 且a +2b=ac 2,消去b 得:a +ac 2-2ac=0,a=0时,集合B 中的三元素均为零,和元素的互异性相矛盾,故a≠0.∴c 2-2c +1=0,即c=1,但c=1时,B 中的三元素又相同,此时无解.(2)若a +b=ac 2且a +2b=ac ,消去b 得:2ac 2-ac -a=0,∵a≠0,∴2c 2-c -1=0,即(c -1)(2c +1)=0,又c≠1,故c=-.21点评:解决集合相等的问题易产生与互异性相矛盾的增解,这需要解题后进行检验.[例6] 设A 是实数集,满足若a∈A,则A ,且1∉A.a -11∈1≠a ⑴若2∈A,则A 中至少还有几个元素?求出这几个元素.⑵A 能否为单元素集合?请说明理由.⑶若a∈A,证明:1-∈A.a1⑷求证:集合A 中至少含有三个不同的元素.解:⑴2∈A ⇒ -1∈A ⇒∈A ⇒ 2∈A 21∴ A 中至少还有两个元素:-1和21⑵如果A 为单元素集合,则a =a -11即=012+-a a该方程无实数解,故在实数范围内,A 不可能是单元素集⑶a∈A ⇒ ∈A ⇒ ∈A ⇒A ,即1-∈A a -11a --1111111---a a ∈a 1⑷由⑶知a∈A 时,∈A, 1-∈A .现在证明a,1-, 三数互不相等.a-11a 1a 1a -11①若a=,即a2-a+1=0 ,方程无解,∴a≠a -11a-11②若a=1-,即a 2-a+1=0,方程无解∴a≠1- a 1a1 ③若1- =,即a2-a+1=0,方程无解∴1-≠.a 1a -11a 1a -11综上所述,集合A 中至少有三个不同的元素.点评:⑷的证明中要说明三个数互不相等,否则证明欠严谨.[例7] 设集合A={|=,∈N +},集合B={|=,∈N +},试证:a a 12+n n b b 542+-k k k A B .证明:任设∈A,a 则==(+2)2-4(+2)+5 (∈N +),a 12+n n n n ∵ n∈N*,∴ n +2∈N*∴ a∈B 故 ①显然,1,而由{}*2,1|Nn n a a A ∈+==∈B={|=,∈N +}={|=,∈N +}知1∈B,于是A≠B b b 542+-k k k b b 1)2(2+-k k ②由①、② 得A B .点评:(1)判定集合间的关系,其基本方法是归结为判定元素与集合之间关系.(2)判定两集合相等,主要是根据集合相等的定义.四、典型习题导练1.集合A={x|x 2-3x -10≤0,x∈Z},B={x|2x 2-x -6>0, x∈ Z},则A∩B 的非空真子集的个数为( )A .16B .14C .15D .322.数集{1,2,x 2-3}中的x 不能取的数值的集合是( )A .{2,-2 }B .{-2,- }C .{±2,± }D .{,-}55553. 若P={y|y=x 2,x∈R},Q={y|y=x 2+1,x∈R},则P∩Q 等于( )A .PB .QC .D .不知道4. 若P={y|y=x 2,x∈R},Q={(x ,y)|y=x 2,x∈R},则必有( )A .P∩Q=B .P QC .P=QD .P Q5.若集合M ={},N ={|≤},则M N =( )11|<xx x 2x x A . B .}11|{<<-x x }10|{<<x x C . D .}01|{<<-x x ∅6.已知集合A={x|x 2+(m +2)x +1=0,x∈R },若A∩R +=,则实数m 的取值范围是_________.7.(06高考全国II 卷)设,函数若的解集为A ,a R ∈2()22.f x ax x a =--()0f x >,求实数的取值范围。
高中数学高考第1讲 集合的概念与运算
第一章 集合与常用逻辑用语
20
(1)已知集合 A={x|x2-3x+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.1
B.2
C.3
D.4
(2)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______.
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第一章 集合与常用逻辑用语
24
2.已知集合 A={x|x2-2x-3≤0,x∈N*},则集合 A 的真子集的个数为
()
A.7
B.8
C.15
D.16
解析:选 A.法一:A={x|-1≤x≤3,x∈N*}={1,2,3},其真子集有:∅,{1},{2},
{3},{1,2},{1,3},{2,3}共 7 个.
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第一章 集合与常用逻辑用语
8
2.设集合 A={x|-2≤x≤2},Z 为整数集,则集合 A∩Z 中元素的个数是 ( )
A.3
B.4
C.5
D.6
解析:选 C.A 中包含的整数元素有-2,-1,0,1,2,共 5 个,所以 A∩Z 中的元
素个数为 5.
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第一章 集合与常用逻辑用语
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第一章 集合与常用逻辑用语
11
2.已知集合 A={x|(x-1)(x-3)<0},B={x|2<x<4},则 A∩B=________,A∪B= ________,(∁RA)∪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},(∁RA)∪B={x|x≤1 或 x>2}. 答案:(2,3) (1,4) (-∞,1]∪(2,+∞)
高中数学课件:集合的概念与运算
分考点讲解
集合与集合之间的关系
2.判断集合之间关系的方法
注意: (1)确定不等式解集的端点的大小关系时,需检验能否取“=”; (2)千万不要忘记考虑空集.
例 6 若集合 A={x|x≥3-2a},B={x|(x-a+1)(x-a)≥0},
A∪B=R,
则实数 a 的取值范围为( )
A.[2,+∞) B.-∞,43
C.43,+∞
D.(-∞,2]
【解析】因为 A={x|x≥3-2a},B={x|x≥a 或 x≤a-1}, A∪B=R,所以 3-2a≤a-1,解得 a≥43,故选 C. 【答案】C
设全集U={0,1,2,3,4},集合A={0,1,4},B= {0,1,3},则( A C)
A.A∩B={0,1} B.∁UB={4} C.A∪B={0,1,3,4} D.集合A的真子集个数为8
【解析】对于A,由题意,得A∩B={0,1},故A正确; 对于B,∁UB={2,4},故B错误; 对于C,A∪B={0,1,3,4},故C正确; 对于D,集合A的真子集个数为23-1=7,故D错误.
例 7 设U是一个非空集合,F是U的子集构成的集合,如果F同时满足:① ∅∈F,②若A,B∈F,则A∩(∁UB)∈F且A∪B∈F,那么称F是U的一个 环,则下列说法错误的是( ) A.若U={1,2,3,4,5,6},则F={∅,{1,3,5},{2,4,6}, U}是U的一个环 B.若U={a,b,c},则存在U的一个环F,F含有8个元素 C.若U=Z,则存在U的一个环F,F含有4个元素且{2},{3,5}∈F D . 若 U = R , 则 存 在 U 的 一 个 环 F , F 含 有 7 个 元 素 且 [0 , 3] , [2 , 4]∈F
高中数学集合知识点总结8篇
高中数学集合知识点总结8篇篇1一、集合的基本概念集合是数学中的基本概念之一,它是由具有某种共同属性的事物组成的总体。
在数学中,我们常常用集合来表示一些数、点、线等的总体。
集合的基本特性包括确定性、互异性、无序性以及可表示性。
常见的集合表示方法有列举法、描述法以及图像法等。
对于集合的学习,首先要明确集合的概念及其表示方法,这是后续学习的基础。
二、集合的运算集合的运算包括并集、交集、差集和补集等。
并集表示两个或多个集合中所有元素的集合;交集表示两个集合中共有的元素组成的集合;差集表示在一个集合中但不在另一个集合中的元素组成的集合;补集则表示属于某个集合的所有元素之外的所有元素组成的集合。
在解题过程中,要根据题目的要求,选择合适的集合运算方法。
三、集合的基本关系集合之间的关系包括子集、真子集、相等集合等。
子集表示一个集合的所有元素都在另一个集合中;真子集表示一个集合是另一个集合的子集,且两者不相等;相等集合表示两个集合完全相同。
此外,还要了解空集的概念,即不含有任何元素的集合。
掌握集合的基本关系,有助于理解集合的运算及其性质。
四、数列与集合数列是一种特殊的集合,它按照一定规律排列的数序列。
等差数列和等比数列是数列中最常见的两种形式。
等差数列中的任意两项之差相等,等比数列中的任意两项之比相等。
在解决数列问题时,要充分利用数列的性质和公式,简化计算过程。
五、函数的定义域与值域与集合的关系函数的定义域与值域是函数概念的重要组成部分。
函数的定义域是指函数自变量的取值范围,值域则是函数因变量的取值范围。
这两个范围都可以用集合来表示。
在求解函数的定义域和值域时,要充分利用函数的性质,结合数轴或不等式等方法进行求解。
六、总结与应用掌握高中数学集合知识点,首先要明确集合的基本概念、表示方法以及运算性质。
在此基础上,要理解数列与集合的关系,掌握函数的定义域与值域与集合的联系。
在实际应用中,要灵活运用所学知识,解决数学问题。
高中数学知识点总结(第一章 集合与常用逻辑用语)
第一章 集合与常用逻辑用语第一节 集 合一、基础知识1.集合的有关概念(1)集合元素的三个特性:确定性、无序性、互异性.元素互异性,即集合中不能出现相同的元素,此性质常用于求解含参数的集合问题中. (2)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法. (3)元素与集合的两种关系:属于,记为∈;不属于,记为∉. (4)五个特定的集合及其关系图:N *或N +表示正整数集,N 表示自然数集,Z 表示整数集,Q 表示有理数集,R 表示实数集.2.集合间的基本关系(1)子集:一般地,对于两个集合A ,B ,如果集合A 中任意一个元素都是集合B 中的元素,则称A 是B 的子集,记作A ⊆B (或B ⊇A ).(2)真子集:如果集合A 是集合B 的子集,但集合B 中至少有一个元素不属于A ,则称A 是B 的真子集,记作A B 或B A .A B ⇔⎩⎪⎨⎪⎧A ⊆B ,A ≠B .既要说明A 中任何一个元素都属于B ,也要说明B 中存在一个元素不属于A .(3)集合相等:如果A ⊆B ,并且B ⊆A ,则A =B .两集合相等:A =B ⇔⎩⎪⎨⎪⎧A ⊆B ,A ⊇B .A 中任意一个元素都符合B 中元素的特性,B 中任意一个元素也符合A 中元素的特性.(4)空集: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∅.∅∈{∅},∅⊆{∅},0∉∅,0∉{∅},0∈{0},∅⊆{0}.3.集合间的基本运算(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}.求集合A的补集的前提是“A是全集U的子集”,集合A其实是给定的条件.从全集U中取出集合A的全部元素,剩下的元素构成的集合即为∁U A.二、常用结论(1)子集的性质:A⊆A,∅⊆A,A∩B⊆A,A∩B⊆B.(2)交集的性质:A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A.(3)并集的性质:A∪B=B∪A,A∪B⊇A,A∪B⊇B,A∪A=A,A∪∅=∅∪A=A.(4)补集的性质:A∪∁U A=U,A∩∁U A=∅,∁U(∁U A)=A,∁A A=∅,∁A∅=A.(5)含有n个元素的集合共有2n个子集,其中有2n-1个真子集,2n-1个非空子集.(6)等价关系:A∩B=A⇔A⊆B;A∪B=A⇔A⊇B.第二节命题及其关系、充分条件与必要条件一、基础知识1.命题的概念用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.一个命题要么是真命题,要么是假命题,不能模棱两可.2.四种命题及其相互关系3.充分条件、必要条件与充要条件(1)如果p⇒q,则p是q的充分条件;①A是B的充分不必要条件是指:A⇒B且B A;②A的充分不必要条件是B是指:B⇒A且A B,在解题中要弄清它们的区别,以免出现错误.(2)如果q⇒p,则p是q的必要条件;(3)如果既有p⇒q,又有q⇒p,记作p⇔q,则p是q的充要条件.充要关系与集合的子集之间的关系设A={x|p(x)},B={x|q(x)},①若A⊆B,则p是q的充分条件,q是p的必要条件.②若A B,则p是q的充分不必要条件,q是p的必要不充分条件.③若A=B,则p是q的充要条件.二、常用结论1.四种命题中的等价关系原命题等价于逆否命题,否命题等价于逆命题,所以在命题不易证明时,往往找等价命题进行证明.2.等价转化法判断充分条件、必要条件p是q的充分不必要条件,等价于非q是非p的充分不必要条件.其他情况以此类推.第三节简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词一、基础知识1.简单的逻辑联结词(1)命题中的“且”“或”“非”❶叫做逻辑联结词.①用联结词“且”把命题p和命题q联结起来,得到复合命题“p且q”,记作p∧q;②用联结词“或”把命题p和命题q联结起来,得到复合命题“p或q”,记作p∨q;③对命题p的结论进行否定,得到复合命题“非p”,记作非p.❷❶“且”的数学含义是几个条件同时满足,“且”在集合中的解释为“交集”;“或”的数学含义是至少满足一个条件,“或”在集合中的解释为“并集”;“非”的含义是否定,“非p”只否定p的结论,“非”在集合中的解释为“补集”.❷“命题的否定”与“否命题”的区别(1)命题的否定只是否定命题的结论,而否命题既否定其条件,也否定其结论.(2)命题的否定与原命题的真假总是相对立的,即一真一假,而否命题与原命题的真假无必然联系.(2)命题真值表:命题真假的判断口诀p∨q→见真即真,p∧q→见假即假,p与非p→真假相反.2.全称量词与存在量词3.全称命题与特称命题4.全称命题与特称命题的否定二、常用结论含逻辑联结词命题真假的等价关系(1)p∨q真⇔p,q至少一个真⇔(非p)∧(非q)假.(2)p∨q假⇔p,q均假⇔(非p)∧(非q)真.(3)p∧q真⇔p,q均真⇔(非p)∨(非q)假.(4)p∧q假⇔p,q至少一个假⇔(非p)∨(非q)真.。
高中数学教材——集合篇
[解析] (1)由 x2-3x+2=0 得 x=1 或 x=2,∴A={1,2}.由题意知 B={1,2,3,4},比较
A,B 中的元素可知 A B,故选 C.
(2)∵A={x∈N*|x2-3x<0}={x∈N*|0<x<3}={1,2},又 B⊆A,∴满足条件 B⊆A 的集合
B 的个数为 22=4,故选 C. (3)当 m≤0 时,B=∅,显然 B⊆A. 当 m>0 时,因为 A={x|-1<x<3}. 若 B⊆A,在数轴上标出两集合,如图,
第一章 集合与常用逻辑用语
第一节 集 合
一、基础知识
1.集合的有关概念 (1)集合元素的三个特性:确定性、无序性、互异性. 元素互异性,即集合中不能出现相同的元素,此性质常用于求解含参数的集合问题中. (2)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法. (3)元素与集合的两种关系:属于,记为∈;不属于,记为∉. (4)五个特定的集合及其关系图:
A.B⊆A
B.A=B
C.A B
D.B A
(2)(2019·湖北八校联考)已知集合 A={x∈N*|x2-3x<0},则满足条件 B⊆A 的集合 B 的
个数为( )
A.2
B.3
C.4
D.8
(3)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________.
二、常用结论
(1)子集的性质:A⊆A,∅⊆A,A∩B⊆A,A∩B⊆B. (2)交集的性质:A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=B∩A. (3)并集的性质:A∪B=B∪A,A∪B⊇A,A∪B⊇B,A∪A=A,A∪∅=∅∪A=A. (4)补集的性质:A∪∁UA=U,A∩∁UA=∅,∁U(∁UA)=A,∁AA=∅,∁A∅=A. (5)含有 n 个元素的集合共有 2n 个子集,其中有 2n-1 个真子集,2n-1 个非空子集. (6)等价关系:A∩B=A⇔A⊆B;A∪B=A⇔A⊇B.
高中数学集合的基本运算
高中数学集合的基本运算
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一、集合的基本定义
1、集合:一个集合是一组有序的对象的总称,称其中的对象为元素。
2、子集:若A集合中的全部元素都在B集合中,则称A集合是B集合的子集,记作AB。
3、空集:如果一个集合没有元素,则称此集合为空集,记作。
4、统一集:如果集合A和B中所有的元素都是同时共同存在于A和B的,即A∩B,则称A和B是统一的,记作A∩B = A = B。
二、集合的基本操作
1、并集:记为A∪B,表示A和B所有元素的集合,其中A∪B = {x | x∈A 或 x∈B}。
2、交集:记为A∩B,表示A和B的公共元素的集合,其中A∩B = {x | x∈A 且 x∈B}。
3、补集:记为A’,表示A中不存在的元素的集合,其中A’ = {x | xA}。
4、相反集:记为A-B,表示A中存在,而B中不存在的元素的集合,其中A-B = {x | x∈A 且 xB}。
5、对称差:记为A猫B,表示A与B的公共元素以外的元素的集合,其中AΔB = {x | x∈A 且 xB 和 xA 且 x∈B}。
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高中数学必修一《集合的含义及运算》知识梳理
第一讲 集合的含义及运算知识梳理一:集合的含义及其关系1.集合中的元素具有的三个性质: 、 、 ;2.集合的三种表示方法: 、 、 ;重难点突破:1.集合的概念掌握集合的概念的关键是把握集合元素的三大特性,要特别注意集合中元素的互异性,在解题过程中最易被忽视,因此要对结果进行检验。
问题1.现有含3个元素的集合,既可以表示为1b a a⎧⎫⎨⎬⎩⎭,, ,也可以表示为{}20a a b +,,,则20112011a b += .2.集合的表示法(1)描述法要紧紧抓住代表元素以及它所具有的性质,如{}A=|2x x y =集合,{}B=|2x y y =,{}C=()|2x x y y =,等的差别,如果对集合中代表元素认识不清,将导致求解错误:问题:2.上述集合中A B ⋂= ;A C ⋂= ;(2)Venn 图是直观展示集合的很好方法,在解决抽象集合间元素的有关问题和集合的运算时常用,如前面证明含三种集合运算的运算性质。
3. 集合间的关系主要是理解子集、真子集的含义,并注意它们的区别,特别不要忘了空集与其他集合的关系哦!问题:3. 已知集合,试求集合的所有子集.注:一个重要结论:如果集合A 含有n 个元素,则A 的子集有 个,真子集有 个,非空子集有 个,非空真子集有 个。
4. 集合的运算较复杂的集合的运算问题主要是有关不等式的解集的运算,处理时常借助“数轴”来解决。
问题:4.已知集合U {|1|3|2},{|06}C U R A x x B x x AB ==≤-<=<≤=,,则() . 课堂练习:1. 定义集合运算:.设,则集合的所有元素之和为( )A .0;B .2;C .3;D .62. 已知集合A =-1,3,2-1,集合B =3,.若B A ,则实数= .3. 已知集合( )A. ;B. ;C. ;D.课后作业 (1)1.第二十九届夏季奥林匹克运动会于2008年8月8日在北京举行,若集合A={参加北京奥运会比赛的运动员},集合B={参加北京奥运会比赛的男运动员},集合C={参加北京奥运会比赛的女运动员},则下列关系正确的是( )A . B. C.ABC =I D. B C A =U2.定义集合运算:,设集合,,则集合的所有元素之和为3.设和是两个集合,定义集合,如果,,那么等于4.已知集合A ={a ,a +d ,a +2d},B ={a ,aq , },其中a ≠0,若A =B ,求q 的值热点考点题型探析8|6A x N N x⎧⎫=∈∈⎨⎬-⎩⎭A {}|,,AB z z xy x A y B *==∈∈{}{}1,2,0,2A B ==A B *{m }{2m }⊆m 221,1,9432x y x y M x N y ⎧⎫⎧⎫=+==+=⋂⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭则M N=Φ{})2,0(),0,3([]3,3-{}3,2B A ⊆C B ⊆{}B y x xy y x B ∈∈+==⊗A,,z A 22{}1,0A ={}3,2=B B ⊗A P Q =-Q P {}Q x P x x ∉∈且,|{}1log 3<=x x P {}1<=x x Q Q P -2aq考点一:集合的定义及其关系例1.(2010天津卷)设集合A={x||x-a|<1,x ∈R},B={x||x-b|>2,x ∈R},若A B ⊆,则实数a ,b 必满足( )A.|a+b|≤3B.|a+b|≥3C.|a-b|≤3D.|a-b|≥3例 2.数集{|(21)}X x x n n z π==+∈,与{|(41)}Y y y k k z π==±∈,之间的关系是( )A .X Y ;B .YX ; C .; D .考点二:集合的基本运算例3、(2009陕西卷文)某班有36名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组,已知参加数学、物理、化学小组的人数分别为26,15,13,同时参加数学和物理小组的有6人,同时参加物理和化学小组的有4人,则同时参加数学和化学小组的有 人。
高中数学知识点:关于集合的知识点总结
高中数学知识点:关于集合的知识点总结一、集合有关概念1、集合的含义:某些指定的对象集在一起就成为一个集合,其中每一个对象叫元素。
2、集合的中元素的三个特性:①.元素的确定性;②.元素的互异性;③.元素的无序性说明:(1)对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素。
(2)任何一个给定的集合中,任何两个元素都是不同的对象,相同的对象归入一个集合时,仅算一个元素。
(3)集合中的元素是平等的,没有先后顺序,因此判定两个集合是否一样,仅需比较它们的元素是否一样,不需考查排列顺序是否一样。
(4)集合元素的三个特性使集合本身具有了确定性和整体性。
3、集合的分类:1.有限集含有有限个元素的集合2.无限集含有无限个元素的集合3.空集不含任何元素的集合例:{x|x2=-5}4、集合的表示:{}如{我校的篮球队员},{太平洋大西洋印度洋北冰洋}1.用拉丁字母表示集合:A={我校的篮球队员}B={12345}2.集合的表示方法:列举法与描述法。
注意啊:常用数集及其记法:非负整数集(即自然数集)记作:N正整数集N*或N+整数集Z有理数集Q实数集R关于属于的概念集合的元素通常用小写的拉丁字母表示,如:a是集合A的元素,就说a属于集合A记作aA,相反,a不属于集合A记作a?A列举法:把集合中的元素一一列举出来,然后用一个大括号括上。
描述法:将集合中的元素的公共属性描述出来,写在大括号内表示集合的方法。
用确定的条件表示某些对象是否属于这个集合的方法。
①语言描述法:例:{不是直角三角形的三角形}②数学式子描述法:例:不等式x-32的解集是{x?R|x-32}或{x|x-32}二、集合间的基本关系1.包含关系子集注意:有两种可能(1)A是B的一部分,;(2)A与B是同一集合。
反之:集合A不包含于集合B或集合B不包含集合A记作AB 或BA2.不含任何元素的集合叫做空集,记为规定:空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。
高中数学:第一章:集合(竞赛精讲)
第一章 集合集合是高中数学中最原始、最基础的概念,也是高中数学的起始单元,是整个高中数学的基础.它的基础性体现在:集合思想、集合语言和集合的符号在高中数学的很多章节如函数、数列、方程与不等式、立体几何与解析几何中都被广泛地使用.在高考试题和数学竞赛中,很多问题可以用集合的语言加以叙述.集合不仅是中学数学的基础,也是支撑现代数学大厦的基石之一,本章主要介绍集合思想在数学竞赛中出现的问题.§1.1 集合的概念与运算【基础知识】一.集合的有关概念1.集合:具有某些共同属性的对象的全体,称为集合.组成集合的对象叫做这个集合的元素.2.集合中元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.3.集合的分类:无限集、有限集、空集φ.4. 集合间的关系:二.集合的运算1.交集、并集、补集和差集差集:记A 、B 是两个集合,则所有属于A 且不属于B 的元素构成的集合记作B A \.即A x B A ∈={\且}B x ∉.2.集合的运算性质(1)A A A = ,A A A = (幂等律);(2)A B B A =, A B B A =(交换律);(3))()(C B A C B A =, )()(C B A C B A =(结合律);(4))()()(C A B A C B A =,)()()(C A B A C B A =(分配律);(5)A A B A =)( ,A B A A =)( (吸收律);(6)A A C C U U =)((对合律);(7))()()(B C A C B A C U U U =, )()()(B C A C B A C U U U =(摩根律)(8))\()\()(\C A B A C B A =,)\()\()(\C A B A C B A =.3.集合的相等(1)两个集合中元素相同,即两个集合中各元素对应相等;(2)利用定义,证明两个集合互为子集;(3)若用描述法表示集合,则两个集合的属性能够相互推出(互为充要条件),即等价;(4)对于有限个元素的集合,则元素个数相等、各元素的和相等、各元素之积相等是两集合相等的必要条件.【典例精析】【例1】在集合},,2,1{n 中,任意取出一个子集,计算它的各元素之和.则所有子集的元素之和是 .〖分析〗已知},,2,1{n 的所有的子集共有n 2个.而对于},,2,1{n i ∈∀,显然},,2,1{n 中包含i 的子集与集合},,1,1,,2,1{n i i +-的子集个数相等.这就说明i 在集合},,2,1{n 的所有子集中一共出现12-n 次,即对所有的i 求和,可得).(211∑=-=n i n n i S 【解】集合},,2,1{n 的所有子集的元素之和为2)1(2)21(211+⋅=+++--n n n n n =.2)1(1-⋅+⋅n n n 〖说明〗本题的关键在于得出},,2,1{n 中包含i 的子集与集合},,1,1,,2,1{n i i +-的子集个数相等.这种一一对应的方法在集合问题以及以后的组合总是中应用非常广泛.【例2】已知集合}034|{},023|{222<+-=<++=a ax x x B x x x A 且B A ⊆,求参数a 的取值范围.〖分析〗首先确定集合A 、B,再利用B A ⊆的关系进行分类讨论.【解】由已知易求得}0)3)((|{},12|{<--=-<<-=a x a x x B x x A当0>a 时,}3|{a x a x B <<=,由B A ⊆知无解;当0=a 时,φ=B ,显然无解;当0<a 时, }3|{a x a x B <<=,由B A ⊆解得.321≤≤-a 综上知,参数a 的取值范围是]32,1[-.〖说明〗本题中,集合的定义是一个二次三项式,那么寻于集合B 要分类讨论使其取值范围数字化,才能通过条件求出参数的取值范围.【例3】已知+∈∈R y R x ,,集合}1,2,{},1,,1{2+--=---++=y y y B x x x x A .若B A =,则22y x +的值是( )A.5B.4C.25D.10【解】0)1(2≥+x ,x x x -≥++∴12,且012>++x x 及集合中元素的互异性知 x x x -≠++12,即1-≠x ,此时应有.112-->->++x x x x而+∈R y ,从而在集合B 中,.21y y y ->->+ 由B A =,得)3()2()1(12112⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=---=-+=++yx y x y x x 由(2)(3)解得2,1==y x ,代入(1)式知2,1==y x 也满足(1)式..5212222=+=+∴y x〖说明〗本题主要考查集合相等的的概念,如果两个集合中的元素个数相等,那么两个集合中对应的元素应分别相等才能保证两个集合相等.而找到这种对应关系往往是解决此类题目的关键.【例4】已知集合}|,|,0{)},lg(,,{y x B xy y x A ==.若B A =,求++++)1()1(22y x y x ……+)1(20082008y x +的值.〖分析〗从集合A=B 的关系入手,则易于解决.【解】B A = ,⎩⎨⎧=⋅⋅+=++∴0)lg(||)lg(xy xy x y x xy xy x ,根据元素的互异性,由B 知0,0≠≠y x .B ∈0 且B A =,A ∈∴0,故只有0)lg(=xy ,从而.1=xy又由A ∈1及B A =,得.1B ∈所以⎩⎨⎧==1||1x xy 或⎩⎨⎧==11y xy ,其中1==y x 与元素的互异性矛盾!所以,1-=y x 代入得:++++)1()1(22y x y x ……+)1(20082008yx +=(2-)+2+(2-)+2+……+(2-)+2=0. 〖说明〗本题是例4的拓展,也是考查集合相等的概念,所不同的是本题利用的是集合相等的必要条件,即两个集合相等,则两个集合中,各元素之和、各元素之积及元素个数相等.这是解决本题的关键.【例5】已知A 为有限集,且*N A ⊆,满足集合A 中的所有元素之和与所有元素之积相等,写出所有这样的集合A.【解】设集合A=)1}(,,,{21>n a a a n 且n a a a <<≤211,由=+++n a a a 21n a a a ⋅⋅⋅ 21, *)(N n n a n ∈≥,得≥n na =+++n a a a 21n a a a ⋅⋅⋅ 21)!1(-≥n a n ,即)!1(-≥n n2=∴n 或3=n (事实上,当3>n 时,有)2)1()2)(1()!1(n n n n n >⋅-≥--≥-. 当2=n 时,1,2,21122121=∴<∴<+=⋅a a a a a a a ,而.2,1122≠∴+≠⋅n a a当3=n 时,3,3213321321<⋅∴<++=⋅⋅a a a a a a a a a ,.2,121==∴a a由3332a a +=,解得.33=a综上可知,}.3,2,1{=A〖说明〗本题根据集合中元素之间的关系找到等式,从而求得集合A.在解决问题时,应注意分析题设条件中所给出的信息,根据条件建立方程或不等式进行求解.【例6】已知集合}02|{},023|{22≤+-=≤+-=a ax x x S x x x P ,若P S ⊆,求实数a 的取值组成的集合A.【解】}21|{≤≤=x x P ,设a ax x x f +-=2)(2.①当04)2(2<--=∆a a ,即10<<a 时,φ=S ,满足P S ⊆;②当04)2(2=--=∆a a ,即0=a 或1=a 时,若0=a ,则}0{=S ,不满足P S ⊆,故舍去;若1=a 时,则}1{=S ,满足P S ⊆.③当04)2(2>--=∆a a 时,满足P S ⊆等价于方程022=+-a ax x 的根介于1和2之间. 即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-≥-<<><⇔⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥<--<>∆0340121100)2(0)1(22)2(10a a a a a f f a 或φ∈⇔a . 综合①②③得10≤<a ,即所求集合A }10|{≤<=a a .〖说明〗先讨论特殊情形(S=φ),再讨论一般情形.解决本题的关键在于对∆分类讨论,确定a 的取值范围.本题可以利用数形结合的方法讨论.0>∆【例7】(2005年江苏预赛)已知平面上两个点集{(,)||1|,M x y x y x y =++∈R }, {(,)||||1|1,,N x y x a y x y =-+-≤∈R }. 若 MN ≠∅, 则 a 的取值范围是.【解】由题意知 M 是以原点为焦点、直线 10x y ++= 为准线的抛物线上及其凹口内侧的点集,N 是以 (,1)a 为中心的正方形及其内部的点集(如图).考察 M N =∅ 时, a 的取值范围:令 1y =,代入方程|1|x y ++=, 得 2420x x --=,解出得2x = 所以,当211a <=-时, MN =∅. ………… ③ 令 2y =,代入方程|1|x y ++=得 2610x x --=. 解出得3x =.所以,当3a > 时, M N =∅. ………… ④因此, 综合 ③ 与 ④ 可知,当13a ≤≤,即[13a ∈ 时, M N ≠∅.故填[1+.【例8】已知集合},,,{4321a a a a A =,},,,{24232221a a a a B =,其中4321a a a a <<<,N a a a a ∈4321,,,.若},{41a a B A = ,1041=+a a .且B A 中的所有元素之和为124,求集合A 、B.【解】 4321a a a a <<<,且},{41a a B A = ,∴211a a =,又N a ∈1,所以.11=a又1041=+a a ,可得94=a ,并且422a a =或.423a a =若922=a ,即32=a ,则有,12481931233=+++++a a 解得53=a 或63-=a (舍) 此时有}.81,25,9,1{},9,5,3,1{==B A若923=a ,即33=a ,此时应有22=a ,则B A 中的所有元素之和为100≠124.不合题意. 综上可得, }.81,25,9,1{},9,5,3,1{==B A〖说明〗本题的难点在于依据已知条件推断集合A 、B 中元素的特征.同时上述解答中使用发分类讨论的思想.分类讨论是我们解决问题的基本手段之一,将问题分为多个部分,每一部分的难度比整体都要低,这样就使问题变得简单明了.【例9】满足条件||4|)()(|2121x x x g x g -≤-的函数)(x g 形成了一个集合M,其中R x x ∈21,,并且1,2221≤x x ,求函数)(23)(2R x x x x f y ∈-+==与集合M 的关系.〖分析〗求函数23)(2-+=x x x f 集合M 的关系,即求该函数是否属于集合M,也就是判断该函数是否满足集合M 的属性. 【解】|3||||)23()23(||)()(|212122212121++⋅-=++-++=-x x x x x x x x x f x f取65,6421==x x 时, .||4||29|)()(|212121x x x x x f x f ->-=- 由此可见,.)(M x f ∉〖说明〗本题中M 是一个关于函数的集合.判断一个函数)(x f 是否属于M,只要找至一个或几个特殊的i x 使得)(i x f 不符合M 中的条件即可证明.)(M x f ∉【例10】对集合}2008,,2,1{ 及每一个非空子集定义唯一“交替和”如下:把子集中的数按递减顺序排列,然后从最大数开始,交替地加减相继各数,如}9,6,4,2,1{的“交替和”是612469=+-+-,集合}10,7{的“交替和”是10-7=3,集合}5{的“交替和”是5等等.试求A 的所有的“交替和”的总和.并针对于集合},,2,1{n 求出所有的“交替和”.〖分析〗集合A 的非空子集共有122008-个,显然,要想逐个计算“交替和”然后相加是不可能的.必须分析“交替和”的特点,故可采用从一般到特殊的方法.如{1,2,3,4}的非空子集共有15个,共“交替和”分别为:{1} 1;{2} 2 ;{3} 3;{4} 4;{1,2} 2-1; {1,3} 3-1; {1,4} 4-1;{2,3} 3-2;{2,4} 4-2;{3,4} 4-3;{1,2,3} 3-2+1;{1,2,4} 4-2+1;{1,3,4} 4-3=1;{2,3,4} 4-3+2;{1,2,3,4} 4-3+2-1.从以上写出的“交替和”可以发现,除{4}以外,可以把{1,2,3,4}的子集分为两类:一类中包含4,另一类不包含4,并且构成这样的对应:设i A 是{1,2,3,4}中一个不含有的子集,令i A 与i A }4{相对应,显然这两个集合的“交替和”的和为4,由于这样的对应应有7对,再加上{4}的“交替和”为4,即{1,2,3.4}的所有子集的“交替和”为32.【解】集合}2008,,2,1{ 的子集中,除了集合}2008{,还有222008-个非空子集.将其分为两类:第一类是含2008的子集,第二类是不含2008的子集,这两类所含的子集个数相同.因为如果i A 是第二类的,则必有}2008{ i A 是第一类的集合;如果j B 是第一类中的集合,则j B 中除2008外,还应用1,2,……,2007中的数做其元素,即j B 中去掉2008后不是空集,且是第二类中的.于是把“成对的”集合的“交替和”求出来,都有2008,从而可得A 的所有子集的“交替和”为.2008220082008)22(2120072008⨯=+⨯- 同样可以分析},,2,1{n ,因为n 个元素集合的子集总数为n2个(含φ,定义其“交替和”为0),其中包括最大元素n 的子集有12-n 个,不包括n 的子集的个数也是12-n 个,将两类子集一一对应(相对应的子集只差一个元素n ),设不含n 的子集“交替和”为S,则对应的含n 子集的“交替和”为S n -,两者相加和为n .故所有子集的“交替和”为.21n n ⋅-〖说明〗本题中"退到最简",从特殊到一般的思想及分类讨论思想、对应思想都有所体现,这种方法在数学竞赛中是常用的方法,在学习的过程中应注意强化.【例11】一支人数是5的倍数的且不少于1000人的游行队伍,若按每横排4人编队,最后差3人;若按每横排3人编队,最后差2人;若按每横排2人编队,最后差1人,求这支游行队伍的人数最少是多少?〖分析〗已知游行队伍的总人数是5的倍数,那么可设总人数为n 5.“按每横排4人编队,最后差3人”,从它的反面去考虑,可理解为多1人,同样按3人、2人编队都可理解为“多1人”,显然问题转化为同余问题.n 5被4、3、2除时都余地,即15-n 是12的倍数,再由总人数不少于1000人的条件,即可求得问题的解.【解】设游行队伍的总人数为)(5+∈N n n ,则由题意知n 5分别被4、3、2除时均余1,即15-n 是4、3、2的公倍数,于是可令)(1215+∈=-N m m n ,由此可得:5112+=m n ①要使游行队伍人数最少,则式①中的m 应为最少正整数且112+m 为5的倍数,应为 2.于是可令)(25+∈+=N p q m ,由此可得:512]1)25(12[51+=++⋅=p p n ,25605+≥p n ② 所以10002560≥+p ,4116≥p . 取17=p 代入②式,得10452517605=+⨯=n故游行队伍的人数最少是1045人.〖说明〗本题利用了补集思想进行求解,对于题目中含有“至少”、“至多”、“最少”、“不都”、“都”等词语,可以根据补集思想方法,从词义气反面(反义词)考虑,对原命题做部分或全部的否定,用这种方法转化命题,常常能起到化繁为简、化难为易的作用,使之寻求到解题思想或方法,实现解题的目的.【例12】设n N ∈且n ≥15,B A ,都是{1,2,3,…,n }真子集,A B φ=,且A B ={1,2,3,…,n }.证明:A 或者B 中必有两个不同数的和为完全平方数.【证明】由题设,{1,2,3,…,n }的任何元素必属于且只属于它的真子集B A ,之一.假设结论不真,则存在如题设的{1,2,3,…,n }的真子集B A ,,使得无论是A 还是B 中的任两个不同的数的和都不是完全平方数.不妨设1∈A ,则3∉A ,否则1+3=22,与假设矛盾,所以3∈B .同样6∉B ,所以6∈A ,这时10∉A ,,即10∈B .因n ≥15,而15或者在A 中,或者在B 中,但当15∈A 时,因1∈A ,1+15=24,矛盾;当15∈B 时,因10∈B ,于是有10+15=25,仍然矛盾.因此假设不真,即结论成立.【赛向点拨】1.高中数学的第一个内容就是集合,而集合又是数学的基础.因此,深刻理解集合的概念,熟练地进行集合运算是非常重要的.由于本节中涉及的内容较多,所以抓好概念的理解和应用尤其重要.2.集合内容几乎是每年的高考与竞赛的必考内容.一般而言,一是考查集合本身的知识;二是考查集合语言和集合思想的应用.3.对于给定的集合,要正确理解其含义,弄清元素是什么,具有怎样的性质?这是解决集合问题的前提.4.集合语言涉及数学的各个领域,所以在竞赛中,集合题是普遍而又基本的题型之一.【针对练习】(A 组)1.(2006年江苏预赛) 设在xOy 平面上,20x y ≤<,10≤≤x 所围成图形的面积为31,则集合},1),{(≤-=x y y x M }1),{(2+≥=x y y x N 的交集N M 所表示的图形面积为( ) A.31 B.32 C.1 D.34 2. (2006年陕西预赛)b a ,为实数,集合M=x x f a P ab →=:},0,{},1,{表示把集合M 中的元素x 映射到集合P 中仍为x ,则b a +的值等于( )A.1-B.0C.1D.1± 3. (2004年全国联赛)已知M={}32|),(22=+y x y x ,N={}b mx y y x +=|),(,若对于所有的R m ∈,均有,φ≠⋂N M 则b 的取值范围是A .[26,26-] B.(26,26-)C.(332,332-) D.[332,332-] 4. (2005年全国联赛) 记集合},6,5,4,3,2,1,0{=T },4,3,2,1,|7777{4433221=∈+++=i T a a a a a M i 将M 中的元素按从大到小的顺序排列,则第2005个数是( )A .43273767575+++ B .43272767575+++ C .43274707171+++ D .43273707171+++ 5. 集合A,B 的并集A∪B={a 1,a 2,a 3},当且仅当A≠B 时,(A,B)与(B,A)视为不同的对,则这样的(A,B)对的个数有( )A.27B.28.C.26D.256.设A={n |100≤n ≤600,n ∈N },则集合A 中被7除余2且不能被57整除的数的个数为______________.7. 已知2{430,}A x x x x R =-+<∈,12{20,2(7)50,}x B x a x a x x R -=+-++∈且≤≤.若A B ⊆,则实数a 的取值范围是 .8. 设M={1,2,3,…,1995},A 是M 的子集且满足条件: 当x ∈A 时,15x ∉A,则A 中元素的个数最多是_______________.9. (2006年集训试题)设n 是正整数,集合M={1,2,…,2n }.求最小的正整数k ,使得对于M 的任何一个k 元子集,其中必有4个互不相同的元素之和等于10. 设A ={a |a =22x y -,,x y Z ∈},求证:⑴21k -∈A (k Z ∈); ⑵42 ()k A k Z -∉∈.11.(2006年江苏)设集合()12log 32A x x ⎧⎫⎪⎪=-≥-⎨⎬⎪⎪⎩⎭,21a B x x a ⎧⎫=>⎨⎬-⎩⎭.若A B ≠∅,求实数a 的取值范围.12. 以某些整数为元素的集合P 具有下列性质:①P 中的元素有正数,有负数;②P 中的元素有奇数,有偶数;③-1∉P ;④若x ,y ∈P ,则x +y ∈P 试判断实数0和2与集合P 的关系.(B 组)1. 设S 为满足下列条件的有理数的集合:①若a ∈S ,b ∈S ,则a +b ∈S ,S ab ∈;②对任一个有理数r ,三个关系r ∈S ,-r ∈S ,r =0有且仅有一个成立.证明:S 是由全体正有理数组成的集合.2.321,,S S S 为非空集合,对于1,2,3的任意一个排列k j i ,,,若j i S y S x ∈∈,,则k S y x ∈-(1)证明:三个集合中至少有两个相等.(2)三个集合中是否可能有两个集无公共元素?3.已知集合:}1|),{(},1|),{(},1|),{(22=+==+==+=y x y x C ay x y x B y ax y x A 问(1)当a 取何值时,C B A )(为含有两个元素的集合?(2)当a 取何值时,C B A )(为含有三个元素的集合?4.已知{}22(,)4470,,A x y x y x y x y R =++++=∈, {}(,)10,,B x y xy x y R ==-∈.⑴请根据自己对点到直线的距离,两条异面直线的距离中 “距离”的认识,给集合A 与B 的距离定义;⑵依据⑴中的定义求出A 与B 的距离.5.设集合=P {不小于3的正整数},定义P上的函数如下:若P n ∈,定义)(n f 为不是n 的约数的最小正整数,例如5)12(,2)7(==f f .记函数f 的值域为M.证明:.99,19M M ∉∈6.为了搞好学校的工作,全校各班级一共提了P )(+∈N P 条建议.已知有些班级提出了相同的建议,且任何两个班级都至少有一条建议相同,但没有两个班提出全部相同的建议.求证该校的班级数不多于12-P 个.【参考答案】A 组1.解: N M 在xOy 平面上的图形关于x 轴与y 轴均对称,由此N M 的图形面积只要算出在第一象限的图形面积乘以4即得.为此,只要考虑在第一象限的面积就可以了.由题意可得,N M 的图形在第一象限的面积为A =613121=-.因此N M 的图形面积为32. 所以选B.2.解:由M=P,从而1,0==a a b ,即0,1==b a ,故.1=+b a 从而选C. 3. 解:M N ≠∅相当于点(0,b )在椭圆2223x y +=上或它的内部221,322b b ∴≤∴-≤≤.故选A. 4.解: 用p k a a a ][21 表示k 位p 进制数,将集合M 中的每个数乘以47,得 32123412347{777|,1,2,3,4}{[]|,1,2,3,4}.i i M a a a a a T i a a a a a T i '=⋅+⋅+⋅+∈==∈=M '中的最大数为107]2400[]6666[=.在十进制数中,从2400起从大到小顺序排列的第2005个数是2400-2004=396.而=10]396[7]1104[将此数除以47,便得M 中的数.74707171432+++故选C. 5.解:A=φ时,有1种可能;A 为一元集时,B 必须含有其余2元,共有6种可能;A 为二元集时,B 必须含有另一元.共有12种可能;A 为三元集时,B 可为其任一子集.共8种可能.故共有1+6+12+8=27个.从而选A.6.解:被7除余2的数可写为7k +2. 由100≤7k +2≤600.知14≤k ≤85.又若某个k 使7k +2能被57整除,则可设7k +2=57n . 即57256227778n n n n k n -+--===+.即n -2应为7的倍数. 设n =7m +2代入,得k =57m +16. ∴14≤57m +16≤85. ∴m =0,1.于是所求的个数为85-(14-1)-2=70. 7.解:依题意可得{13}A x x =<<,设1()2x f x a -=+,2()2(7)5g x x a x =-++要使A B ⊆,只需()f x ,()g x 在(1,3)上的图象均在x 轴的下方,则(1)0f ≤,(3)0f ≤, (1)0g ≤,(3)0g ≤,由此可解得结果.8.解:由于1995=15⨯133,所以,只要n >133,就有15n >1995.故取出所有大于133而不超过1995的整数. 由于这时己取出了15⨯9=135, … 15⨯133=1995. 故9至133的整数都不能再取,还可取1至8这8个数,即共取出1995—133+8=1870个数, 这说明所求数≥1870.另一方面,把k 与15k 配对,(k 不是15的倍数,且1≤k ≤133)共得133—8=125对,每对数中至多能取1个数为A 的元素,这说明所求数≤1870,综上可知应填1870.9.解:考虑M 的n +2元子集P={n -l,n ,n +1,…,2n }.P 中任何4个不同元素之和不小于(n -1)+n +( n +1)+( n +2)=4 n +2,所以k ≥n +3.将M 的元配为n 对,B i =(i ,2 n +1-i ),1≤i ≤n . 对M 的任一n +3元子集A,必有三对123,,i i i B B B 同属于A(i 1、I 2、I 3两两不同).又将M 的元配为n -1对,C I (i ,2n -i ),1≤i ≤n -1.对M 的任一n +3元子集A,必有一对4i C 同属于A,这一对4i C 必与123,,i i i B B B 中至少一个无公共元素,这4个元素互不相同,且和为2 n +1+2 n =4 n +1,最小的正整数k = n +310.10.解: ⑴∵k ,1k -∈Z 且21k -=22(1)k k --,∴21k -∈A ;⑵假设42 ()k A k Z -∈∈,则存在,x y Z ∈,使42k -=22x y -即()()2(21)x y x y k -+=- (*) 由于x y -与x y +具有相同的奇偶性,所以(*)式左边有且仅有两种可能:奇数或4的倍数,另一方面,(*)式右边只能被4除余2的数,故(*)式不能成立.由此,42()k A k Z -∉∈.11.解:{}13A x x =-≤<,()(){}30B x x a x a =--<. 当0a >时,{}03B x a x a =<<<,由AB ≠∅得03a <<; 当0a <时,{}30B x a x a =<<<,由A B ≠∅得1a >-; 当0a =时,{}20B x x =<=∅,与AB ≠∅不符. 综上所述,()()1,00,3a ∈-.12.解:由④若x ,y ∈P ,则x +y ∈P 可知,若x ∈P ,则)( N k P kx ∈∈(1)由①可设x ,y ∈P ,且x >0,y <0,则-y x =|y |x (|y |∈N )故x y ,-y x ∈P ,由④,0=(-y x )+x y ∈P .(2)2∉P .若2∈P ,则P 中的负数全为偶数,不然的话,当-(12+k )∈P (N k ∈)时,-1=(-12-k )+k 2∈P ,与③矛盾.于是,由②知P 中必有正奇数.设),( 12,2N n m P n m ∈∈--,我们取适当正整数q ,使12|2|->-⋅n m q ,则负奇数P n qm ∈-+-)12(2.前后矛盾B 组1.证明:设任意的r ∈Q ,r ≠0,由②知r ∈S ,或-r ∈S 之一成立.再由①,若r ∈S ,则S r ∈2;若-r ∈S ,则S r r r ∈-⋅-=)()(2.总之,S r ∈2.取r =1,则1∈S .再由①,2=1+1∈S ,3=1+2∈S ,…,可知全体正整数都属于S .设S q p ∈,,由①S pq ∈,又由前证知S q ∈21,所以21qpq q p ⋅=∈S .因此,S 含有全体正有理数.再由①知,0及全体负有理数不属于S .即S 是由全体正有理数组成的集合.2.证明:(1)若j i S y S x ∈∈,,则i k S x y x y S x y ∈-=--∈-)(,,所以每个集合中均有非负元素.当三个集合中的元素都为零时,命题显然成立.否则,设321,,S S S 中的最小正元素为a ,不妨设1S a ∈,设b 为32,S S 中最小的非负元素,不妨设,2S b ∈则b -a ∈3S .若b >0,则0≤b -a <b ,与b 的取法矛盾.所以b =0.任取,1S x ∈因0∈2S ,故x -0=x ∈3S .所以⊆1S 3S ,同理3S 1S ⊆.所以1S =3S .(2)可能.例如1S =2S ={奇数},3S ={偶数}显然满足条件,1S 和2S 与3S 都无公共元素.3.解:C B A )(=)()(C B C A .C A 与C B 分别为方程组(Ⅰ)⎩⎨⎧=+=+1122y x y ax (Ⅱ)⎩⎨⎧=+=+1122y x ay x 的解集.由(Ⅰ)解得(y x ,)=(0,1)=(212a a +,2211aa +-);由(Ⅱ)解得 (y x ,)=(1,0),(2211a a +-,212a a +) (1)使C B A )(恰有两个元素的情况只有两种可能: ①⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+111012222a a a a ②⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+011112222aa a a 由①解得a =0;由②解得a =1.故a =0或1时,C B A )(恰有两个元素.(2)使C B A )(恰有三个元素的情况是:212a a +=2211aa +- 解得21±-=a ,故当21±-=a 时,C B A )(恰有三个元素.4.解: (1)设1212,min P A P B d P P ∈∈=(即集合A 中的点与集合B 中的点的距离的最小值), 则称d 为A 与B 的距离.⑵解法一:∵A 中点的集合为圆22(2)(2)1,x y +++=圆心为(2,2)M --,令(,)P x y 是双曲线上的任一点,则2MP =22(2)(2)x y +++=224()8x y x y ++++=2()24()x y xy x y +-+++8=2()4()28x y x y ++++令t x y =+,则2MP =22428(2)24t t t ++=++当2t =-时,即102xy x y =-⎧⎨+=-⎩有解,∴min 26MP =∴261d =- 解法二:如图,P 是双曲线上的任一点, Q 为圆22(2)(2)1x y +++=上任一点,圆心为M .显然,P M MP +Q Q ≥(当P M 、Q 、三点共线时取等号)∴min 1d MP =-.5.解:记!18=n 时,由于1,2,……18都是n 的约数,故此时.19)(=n f 从而.19M ∈若存在P n ∈,使99)(=n f ,则对于小于99的正整数k ,均有n k |,从而n n |11,|9,但是1)11,9(=,由整数理论中的性质9×11=99是n 的一个约数,这是一个矛盾!从而.99M ∉6.证明:假设该校共有m 个班级,他们的建议分别组成集合m A A A ,,,21 。
高中数学必修一第一讲集合
升高一数学精选精讲第一讲A A =∅=∅ B A ⊆A A = A ∅=B A ⊇()U A =∅ð 2()U A U =ð()()()U U A B A B =痧?()()()U U A B A B =痧?NM.B)=(∪(; (2)B)=(((A A求且A 求(B)={1,5},((课后测试卷考试说明:1、本试卷完成时间为 分钟;2、本试卷满分为 100 分;3、考试中考生必须遵守考试规则,独立完成;4、考生草稿纸要求规范使用,考试结束后上交。
一、选择题(每小题4分,共48分)1.设A={x|x ≤4}, )(A ){a} A (B )a ⊆A (C ){a}∈A (D )a ∉A 2.若{1,2} A ⊆{1,2,3,4,5},则集合A 的个数是( )(A )8 (B )7 (C )4 (D )33.下面表示同一集合的是( )(A )M={(1,2)},N={(2,1)} (B )M={1,2},N={(1,2)} (C )M=Φ,N={Φ} (D )M={x|2210}x x -+=,N={1}4.若P ⊆U ,Q ⊆U ,且x ∈C U (P ∩Q ),则( )(A )x ∉P 且x ∉Q (B )x ∉P 或x ∉Q (C )x ∈C U (P ∪Q) (D )x ∈C U P 5. 若M ⊆U ,N ⊆U ,且M ⊆N ,则( )(A )M ∩N=N (B )M ∪N=M (C )C U N ⊆C U M (D )C U M ⊆C U N 6.已知集合M={y|y=-x 2+1,x ∈R},N={y|y=x 2,x ∈R},全集I=R ,则M ∪N 等于( )(A ){(x,y)|x=1,,}22y x y R ±=∈ (B ){(x,y)|x 1,,}22y x y R ≠±≠∈(C ){y|y ≤0,或y ≥1} (D ){y|y<0, 或y>1}7.50名学生参加跳远和铅球两项测试,跳远和铅球测试成绩分别及格40人和31人,两项测试均不及格的有4人,则两项测试成≠ ≠绩都及格的人数是( )(A )35 (B )25 (C )28 (D )15 8.设x,y ∈R,A={}(,)x y y x =,B= {}(,)1y x y x=,则A 、B 间的关系为( )(A )AB (B )BA (C )A=B (D )A ∩B=Φ9. 设全集为R ,若M={}1x x ≥ ,N= {}05x x ≤<,则(C U M )∪(C U N )是( )(A ){}0x x ≥ (B ) {}15x x x <≥或 (C ){}15x x x ≤>或 (D ) {}05x x x <≥或10.已知集合{|31,},{|32,}M x x m m Z N y y n n Z ==+∈==+∈,若00,,x M y N ∈∈ 则00y x 与集合,M N 的关系是 ( )(A )00y x M ∈但N ∉(B )00y x N ∈但M ∉(C )00y x M ∉且N ∉(D )00y x M ∈且N ∈ 11.集合U ,M ,N ,P 如图所示,则图中阴影部分所表示的集合是( ) (A )M ∩(N ∪P ) (B )M ∩C U (N ∪P ) (C )M ∪C U (N ∩P ) (D )M ∪C U (N ∪P ) 12.设I 为全集,A ⊆I,B A,则下列结论错误的是( )(A )C I AC I B (B )A ∩B=B (C )A ∩C I B =Φ (D ) C I A ∩B=Φ二、填空题(每题3分,共12分)13.已知x ∈{1,2,x 2},则实数x=__________.14.已知集合M={a,0},N={1,2},且M ∩N={1},那么M ∪N 的真子集有 个. 15.已知A={-1,2,3,4};B={y|y=x 2-2x+2,x ∈A},若用列举法表示集合B ,则B= . 16.设{}1,2,3,4I =,A 与B 是I 的子集,若{}2,3A B =,则称(,)A B 为一个“理想配集”,那么符合此条件的“理想配集”的个数是 .(规定(,)A B 与(,)B A 是两个不同的“理想配集”) 三、解答题(40分)17.(5分)已知全集U={0,1,2,…,9},若(C U A)∩(C U B)={0,4,5},A ∩(C U B)={1,2,8},A ∩B={9}, 试求A ∪B .18.(6分)设全集U=R,集合A={}14x x -<<,B={}1,y y x x A =+∈,试求C U B, A ∪B, A ∩B,A ∩(C U B), ( C U A) ∩(C U B). 19.(6分)设集合A={x|2x 2+3px+2=0};B={x|2x 2+x+q=0},其中p ,q ,x ∈R ,当A ∩B={}12时,求p 的值和A ∪B .20.(7分)设集合A={2(,)462x y y x x a=++,B={}(,)2x y y x a =+,问:(1) a 为何值时,集合A ∩B 有两个元素; (2) a 为何值时,集合A ∩B 至多有一个元素.21.(7分)已知集合A={}1234,,,a a a a ,B={}22221234,,,a a a a ,其中1234,,,a a a a 均为正整数,且1234a a a a <<<,A ∩B={a 1,a 4},a 1+a 4=10, A ∪B 的所有元素之和为124,求集合A 和B .22.(7分)已知集合A={x|x 2-3x+2=0},B={x|x 2-ax+3a -5},若A ∩B=B ,求实数a 的值.。
高中数学必修一第一章集合知识点总结
高中数学必修一第一章集合一、集合的概念1、集合的含义:把一些能够确定的不同的对象看成一个整体,就说这个整体是由这些对象的全体构成的集合(或集),构成集合的每个对象叫做这个集合的元素(或成员)。
注意:在集合中,通常用小写字母表示点(元素),用大写字母表示点(元素)的集合,而在几何中,通常用大写字母表示点(元素),用小写字母表示点的集合,应注意区别。
2、空集的含义:不含任何元素的集合叫做空集,记为Ø。
3、集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性。
(1)对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素,这叫集合元素的确定性。
(2)任何一个给定的集合中,任何两个元素都是不同的对象,相同的对象归入一个集合时,仅算一个元素,这叫集合元素的互异性。
集合中的元素互不相同。
例如:集合A={1,a},则a不能等于1。
(3)集合中的元素是平等的,没有先后顺序,因此判定两个集合是否一样,仅需比较它们的元素是否一样,不需考查排列顺序是否一样,这叫集合元素的无序性。
例{0,1,2}有其它{0,2,1}、{1,0,2}、{1,2,0}、{2,0,1}、{2,1,0}等共六种表示方法。
4、元素与集合之间只能用“∈”或“∉”符号连接。
5、集合的分类:(1)有限集:含有有限个元素的集合。
(2)无限集:含有无限个元素的集合。
(3)空集:不含任何元素的集合。
6、常见的特殊集合:;(1)非负整数集(即自然数集)N(包括零);(2)正整数集N*或N+(3)整数集Z(包括负整数、零和正整数);(4)实数集R(包括所有有理数和无理数);(5)有理数集Q(包括整数集Z和分数集→正负有限小数或无限循环小数);(6)复数集C,虚数可以指不实的数字或并非表明具体数量的数字。
在数学中,虚数就是形如a+b*i 的数,其中a,b是任意实数,且b≠0,i²=-1。
二、集合的表示方式1、列举法:把集合中的元素一一列举出来,元素之间用逗号隔开,然后用一个花括号全部括上。
高中数学知识点与公式大全
高中数学知识点与公式大全第一章集合与函数概念1.集合1.1集合的概念及其表示⑴.集合中元素的三个特征:①.确定性:给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.②.互异性:一个集合中的元素是互不相同的,即集合中的元素是不重复出现的.③.无序性:即集合中的元素无顺序,可以任意排列、调换。
⑵.元素与集合的关系有且只有两种:属于(用符号“∈”表示)和不属于(用符号“∉”表示).⑶.集合常用的表示方法有三种:列举法、Venn图、描述法.(4).常见的数集及其表示符号1.2集合间的基本关系1.3集合之间的基本运算【重要提醒】1.若有限集A 中有n 个元素,则集合A 的子集个数为2n ,真子集的个数为2n -1.2.A ⊆B ⇔A ∩B =A ⇔A ∪B =B ⇔=∅⇔=AB A B U UU)()(.3.奇数集:Z Z Z =+∈==−∈==±∈x x n n x x nn x x n n 21,21,4 1.}{}{}{. 4. 德▪摩根定律:①并集的补集等于补集的交集,即A B A B UUU ()=()();②交集的补集等于补集的并集,即A B A B UUU ()=()().2.函数及其表示 2.1函数的相关概念注意:判断一个对应关系是否是函数关系,就看这个对应关系是否满足函数定义中“定义域内的任意一个自变量的值都有唯一确定的函数值”这个核心点.(2)函数的定义域、值域在函数y=f(x),x∈A中,x叫做自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域,与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.(3)构成函数的三要素:函数的三要素为定义域、值域、对应关系.(4)函数的表示方法函数的表示方法有三种:解析法、列表法、图象法.解析法:一般情况下,必须注明函数的定义域;列表法:选取的自变量要有代表性,应能反映定义域的特征;图象法:注意定义域对图象的影响.2.2函数的三要素(1).函数的定义域函数的定义域是使函数解析式有意义的自变量的取值范围,常见基本初等函数定义域的要求为:(1)分式函数中分母不等于零.(2)偶次根式函数的被开方式大于或等于0.(3)一次函数、二次函数的定义域均为R .(4)y =x 0的定义域是{x |x ≠0}.(2).函数的解析式(1)函数的解析式是表示函数的一种方式,对于不是y =f (x )的形式,可根据题目的条件转化为该形式.(2)求函数的解析式时,一定要注意函数定义域的变化,特别是利用换元法(或配凑法)求出的解析式,不注明定义域往往导致错误.(3).函数的值域函数的值域就是函数值构成的集合,熟练掌握以下四种常见初等函数的值域:(1)一次函数y =kx +b (k 为常数且k ≠0)的值域为R .(2)反比例函数=xy k (k 为常数且k ≠0)的值域为(−∞,0)∪(0,+∞).(3)二次函数y =ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数且a ≠0),当a >0时,二次函数的值域为+∞−a ac b 4[,)42;当a <0时,二次函数的值域为−∞−aac b 4(,]42.求二次函数的值域时,应掌握配方法:=++=++−a ay ax bx c a x b ac b 24()4222. 2.3分段函数 分段函数的概念若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,则这种函数称为分段函数.分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数. 3.函数基本性质 3.1函数的单调性 单调函数的定义自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的单调区间的定义如果函数y =f (x )在区间D 上是增函数或减函数,那么就说函数y =f (x )在这一区间具有(严格的)单调性,区间D 叫做y =f (x )的单调区间. 函数的最值注意:(1)函数的值域一定存在,而函数的最值不一定存在; (2)若函数的最值存在,则一定是值域中的元素;若函数的值域是开区间,则函数无最值,若函数的值域是闭区间,则闭区间的端点值就是函数的最值. 函数单调性的常用结论(1)若f x g x ,)()(均为区间A 上的增(减)函数,则+f x g x )()(也是区间A 上的增(减)函数;(2)若>k 0,则kf x )(与f x )(的单调性相同;若<k 0,则kf x )(与f x )(单调性相反;(3)函数=>y f x f x 0)()()(在公共定义域内与=−y f x )(,=f x y ()1的单调性相反;(4)函数=≥y f x f x 0)()()(在公共定义域内与=y 的单调性相同; (5)一些重要函数的单调性:①=+xy x 1的单调性:在−∞−,1](和+∞1,)[上单调递增,在−1,0)(和0,1)(上单调递减;②=+xy ax b (>a 0,>b 0)的单调性:在⎝−∞⎛,和⎭⎪⎪+∞⎫上单调递增,在⎝⎭ ⎪ ⎪⎛⎫和⎝ ⎛上单调递减. 3.2 函数的奇偶性(1).函数奇偶性的定义及图象特点注意:由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一个x ,−x 也在定义域内(即定义域关于原点对称).(2).函数奇偶性的几个重要结论(1)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.(2)f x (),g x ()在它们的公共定义域上有下面的结论:(3)若奇函数的定义域包括0,则=f 00)(. (4)若函数f x )(是偶函数,则−==f x f x f x )()()(.(5)定义在−∞+∞,)(上的任意函数f x )(都可以唯一表示成一个奇函数与一个偶函数之和. (6)若函数=y f x )(的定义域关于原点对称,则+−f x f x )()(为偶函数,−−f x f x )()(为奇函数,⋅−f x f x )()(为偶函数.重难点 复合函数的单调性①奇函数+奇函数=奇函数,偶函数+偶函数=偶函数;②奇函数×奇函数=偶函数,奇函数×偶函数=奇函数,偶函数×偶函数=偶函数;第二章 基本初等函数 2.1 指数与指数函数 (1)根式概念:式子na 叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数. 性质:(na )n =a (a 使na 有意义); 当n 为奇数时,na n=a ,当n 为偶数时,na n=|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥0,-a ,a <0.(2)分数指数幂规定:正数的正分数指数幂的意义是a mn =na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);正数的负分数指数幂的意义是a -m n =1na m(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数 指数幂没有意义.有理指数幂的运算性质:a r a s =a r +s ;(a r )s =a rs ;(ab )r =a r b r ,其中a >0,b >0,r ,s ∈Q.(3)指数函数及其性质概念:函数y =a x (a >0且a ≠1)叫做指数函数,x 是自变量,函数的定义域是R ,a 是底数. 指数函数的图象与性质R2.2 对数与对数函数 (1)对数的概念如果a x =N (a >0,且a ≠1),那么x 叫做以a 为底N 的对数,记作=log a x N ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)对数的性质、换底公式与运算性质(1)对数的性质:①a log a N =N ;②log a a b =b (a >0,且a ≠1). (2)对数的运算法则;如果a >0且a ≠1,M >0,N >0,那么①=+log ()log log a a a MN M N ; ②=−log log log aa a MNM N ; ③=log log a n a M n M (n ∈R); ④=log log n a m a b mnb .(3)换底公式:=log log log a c c b ba(a ,b 均大于零且不等于1). (3)对数函数及其性质(1)概念:y=log a x(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是(0,+∞).(2)对数函数的图象与性质定义域:(02.3 幂函数(1)幂函数的定义:一般地,形如y=xα的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α为常数.(2)常见的5种幂函数的图象(3)幂函数的性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义;②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增;③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减.第三章 函数的应用 1.函数零点的定义一般地,如果函数=y f x ()在实数α处的值等于零,即=αf ()0,则α叫做这个函数的零点.重点强调:零点不是点,是一个实数; 2.零点存在性定理如果函数=y f x ()在区间[a ,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f a f b ⋅<()()0,那么函数=y f x ()在区间(a ,b )内有零点,即存在∈c a b (,),使得f c =()0,这个c 也就是方程f x =()0的根.3.二分法二分法求零点:对于在区间[a ,b ]上连续不断,且满足f a ()·f b ()<0的函数=y f x (),通过不断地把函数f x ()的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.给定精度ε,用二分法求函数f x ()的零点近似值的步骤如下:(1)确定区间[a ,b ],验证f a ()·f b ()<0,给定精度ε; (2)求区间(a ,b )的中点x 1;(3)计算f x 1():①若f x 1()=0,则x 1就是函数的零点; ②若f a ()·f x 1()<0,则令b =x 1(此时零点∈x a x 01(,)); ③若f x 1()·f b ()<0,则令a =x 1(此时零点∈x x b 01(,)); (4)判断是否达到精度ε;即若a b ||−<ε,则得到零点零点值a (或b );否则重复步骤2~4. 注意:二分法的条件·表明用二分法求函数的近似零点都是指变号零点.第四章 三角函数 1. 角的概念 1.角的定义角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形. 2.角的分类⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧按旋转方向不同分类⎩⎪⎨⎪⎧正角:按逆时针方向旋转形成的角负角:按顺时针方向旋转形成的角零角:射线没有旋转按终边位置不同分类⎩⎪⎨⎪⎧象限角:角的终边在第几象限,这 个角就是第几象限角轴线角:角的终边落在坐标轴上3.终边相同的角f a ()f b ()<0所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合:S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.2.弧度制及应用1.弧度制的定义把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,弧度记作rad.2.弧度制下的有关公式3.任意角的三角函数有向线段MP为正弦线有向线段OM为余弦线有向线段AT为正切线4.同角三角函数的基本关系1.同角三角函数的基本关系(1)平方关系:sin2α+cos2α=1(α∈R).(2)商数关系:tan α=sin αcos α2.同角三角函数基本关系式的应用技巧5.三角函数的诱导公式R R 错误!6.函数y =A sin(ωx +φ)的图象1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图 (1)“五点法”作图原理:正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象上,五点是:(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1,(π,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,-1,(2π,0). 余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象上,五点是:(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,(π,-1),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,0,(2π,1). (2)五点法作图的三步骤:列表、描点、连线(注意光滑). 2.函数y =A sin(ωx +φ)的有关概念3.用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示:第五章平面向量1.向量的有关概念2.向量的线性运算三角形法则平行四边形法则三角形法则3.平面向量的坐标运算4.向量的夹角5.平面向量的数量积6.向量数量积的运算律第六章 三角恒等变换1、同角三角函数的基本关系式 :①+=θθsin cos 122,②θtan =sin cos θθ,2、正弦、余弦的诱导公式(奇变偶不变,符号看象限)3、和角与差角公式±=±αβαβαβsin()sin cos cos sin ±=αβαβαβcos()cos cos sin sin±=±αβαβαβ1tan tan tan()tan tan .±=±2(sin cos )12sin cos αααα4、二倍角公式及降幂公式=αααsin 2sin cos .=−=−=−αααααcos 2cos sin 2cos 112sin 2222−=ααα1tan tan 22tan 2 ==−+αααα22sin ,cos 1cos 21cos 222第七章 解三角形【正弦定理】===A B CR a b csin sin sin 2(R 为∆ABC 外接圆的半径). 【正弦定理的变形】①===a R A b R B c R C 2sin ,2sin ,2sin②++====++A B C A B C Ra b c a b csin sin sin sin sin sin 2【三角形常用结论 】(1)>⇔>⇔>⇔<sin sin cos cos a b A B A B A B(2)在△ABC 中,有++=⇔=−+ππA B C C A B ()⇔=−+πC A B 222⇔=−+πC A B 222().(3)面积公式:①===S ah bh ch a b c222111,②===S ab C bc A ca B 222sin sin sin 111.第八章 数列 2.1等差数列(1).等差数列的定义--------(证明或判断等差数列) ①)数常为−=+a a d d n n (1或②−=−≥+−a a a a n n n n n (2)11 (2).等差数列的通项公式:=+−a a n d n (1)1或=+−a a n m dn m ()①当≠d 0时,等差数列的通项公式=+−=+−a a n d dn a d n (1)11是关于n 的一次函数,且斜率为公差d ;(3).等差数列的前n 和:=+S n a a n n 2()1,=+−S na d n n n 2(1)1①前n 和=+=+−−S na d n a n n n d dn 222()(1)112是关于n 的二次函数且常数项为0.(4)、等差中项:⑴若a A b ,,成等差数列,则A 叫做a 与b 的等差中项,且=+A a b2。
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§1.1 函数及其表示
基础知识 自主学习
要点梳理
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.
A
1
解析 ∵A={1,2,3},B={2,3,4},
∴A∩B={2,3}.
又U={1,2,3,4,5},
∴ U(A∩B)={1,4,5}.
A
5
2.已知三个集合U,A,B及元素间的关系如图所示,
则( UA)∩B等于
( A)
A.{5,6}
B.{3,5,6}
C.{3}
D.{0,4,5,6,7,8}
解析 由韦恩图知( UA)∩B={5,6}.
当a<0时,若A B,如图,
则a41a212,aa
8 1,a
2
8.
A
14
当a>0时,若A B,如图,
则a4a12
1 2,aa
2 .a
2
2.
综上知,当A B 时,a<-8或a≥2.
(2)当a=0时,显然B A;
当a<0时,若B A,如图,
[6分]
A
15
则a41a212,aa812.12a0; 当a>0时,若B A,如图,
a
则b-a等于
(C )
A.1
B.-1
C.2
D.-2
解析 ∵a≠0,∴a+b=0
b 1.
a 又{1,a+b,a}=
{0,
b
, b},
a
∴b=1,a=-1.∴b-a=2.
A
12
题型二 集合与集合的基本关系 【例2】(12分)已知集合A={x|0<ax+1≤5},集合B= {x| 1x2}.
2 (1)若A B,求实数a的取值范围; (2)若B A,求实数a的取值范围; (3)A、B能否相等?若能,求出a的值;若不能,
组,求出a并检验.
A
10
解析 ∵A={0,2,a},B={1,a2},
A∪B={0,1,2,4,16},
∴
a 2
16 ,
∴a=4.
a 4,
答案 D
探究提掌高握集合元素的特征是解决本题的关键. 解题中体现了方程的思想和分类讨论的思想.
A
11
知能迁移1 设a,b∈R,集合{1,a+b,a}= {0, b , b},
则A∩ UB= A.{x|0≤x<1}
B.{x|0<x≤1}
( B)
C.{x|x<0}
D.{x|x>1}
解析 ∵B={x|x>1},
∴ UB={x|x≤1}. 又A={x|x>0},
∴A∩ UB={x|0<x≤1}.
A
8
5.设集合A={x|1≤x≤2},B={x|x ≥a}. 若A B,
则a的取值范围是
(B )
A.a<1
B.a≤1
C.a<2
D.a≤2
解析 由图象得a≤1,故选B.
A
9
题型分类 深度剖析
题型一 集合的基本概念
【例1】 (2009·山东,1)集合A={0,2,a},B={1,a2},
若A∪B={0,1,2,4,16},则a的值为 ( )
A.0
B.1
C.2
D.4
思维启根迪据集合元素特性,列出关于a的方程
试说明理由. 思维启在迪确定集合A时,需对x的系数a进行讨 论.利用数轴分析,使问题得到解决.
A
13
解题示范 解 A中不等式的解集应分三种情况讨论:
①若a=0,则A=R;
②若a<0,则 A{x| 4x1};
a
a
③若a>0,则 A{x|1x4}.
[2分]
aa
(1)当a=0时,若A B,此种情况不存在.
A
2
_ __A;A_ __A;A B,B C A____C.
若A含有n个元素,则A的子集有__2_n_个,A的非空子集 有__2_n_-_1_个,A的非空真子集有___2_n-_2___个. (2)集合相等 若A B且B A,则__A_=_B___. 3.集合的运算及其性质
(1)集合的并、交、补运算
并集:A∪B={x|x∈A或x∈B}; 交集:A∩B=_{_x_|_x_∈_A__且__x_∈__B_}_; 补集: UA=__{_x_|_x_ __U _且 __x__ _A _} __. U为全集, UA表示A相对于全集U的补集.
A
3
(2)集合的运算性质 并集的性质:
A∪ =A;A∪A=A;A∪B=B∪A;
A∪B=A B A. 交集的性质:
A∩= ;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A A B.
补集的性质:
.
A
4
基础自测
1.(2008·四川理,1)设集合U={1,2,3,4,5},
A={1,2,3},B={2,3,4},则 U(A∩B)等于 ( B)
A.{2,3}
B.{1,4,5}
C.{4,5}
D.{1,5}
则a4a1212,aa22.0a2.
综上知,当B A时, 1 a 2
[10分]
2
(3)当且仅当A、B两个集合互相包含时,A=B.
由(1)、(2)知,a=2.
[12分]
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
16
探究提高 在解决两个数集关系问题时,避免出错的 一个有效手段即是合理运用数轴帮助分析与求解,另 外,在解含有参数的不等式(或方程)时,要对参数 进行讨论.分类时要遵循“不重不漏”的分类原则, 然后对每一类情况都要给出问题的解答. 分类讨论的一般步骤:①确定标准;②恰当分类; ③逐类讨论;④归纳结论.
A
17
知能迁移2 已知A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0},
A
6
3.(2009·广东理,1)已知全集U=R,
集合M={x|-2≤x-1≤2}和
N={x|x=2k-1,k=1,2,…}的关系的韦恩图如图所示,
则阴影部分所示的集合的元素共有( B )
A.3个
B.2个
C.1个
D.无穷多个
解析 M={x|-1≤x≤3},M∩N={1,3},有2个.
A
7
4.(2009·浙江,1)设U=R,A={x|x>0},B={x|x>1},
(3)集合的表示法:列__举__法___、描__述__法___、图__示__法___、 _区__间__法__.
(4)常用数集: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. (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___、_空__集___. 2.集合间的基本关系 (1)子集、真子集及其性质 对任意的x∈A,都有x∈B,则 AB.(或 BA. 若A B,且在B中至少有一个元素x∈B,但x A, 则_______(或______).