集合的基本运算

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本节课是集合这一章的核心内容,高考常考考点之一,所以一定要掌握并集,补集,交集的概念。集合的基本运算是在学习集合定义以及集合的性质之后学到的,它对日后学习研究函数的定义域、值域、单调区间等内容起到知识储备作用。

1.教学重点:集合的交集与并集、补集的概念;

2.教学难点:集合的交集与并集、补集“是什么”,“为什么”,“怎样做”;

一、知识梳理

1、集合的运算A∩B={x|x∈A且x∈B}.A∪B={x|x∈A或x∈B}.∁U A={x|x∈U,且x∉A}

2、性质:A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=A⇔B⊆A,A⊆(A∪B).

A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=A⇔A⊆B,A∩B⊆A∪B,A∩B⊆A,A∩B⊆B.

A ∪(∁U A )=U ,A ∩(∁U A )=∅,∁U (∁U A )=A

二、题型探究

类型一 并集、交集性质的应用

例1 已知A ={x |2a ≤x ≤a +3},B ={x |x <-1或x >5},若A ∪B =B ,求实数a 的取值范围.

反思与感悟 解此类题,首先要准确翻译,诸如“A ∪B =B ”之类的条件.在翻译成子集关系后,不要忘了空集是任何集合的子集.

跟踪训练1 设集合A ={x |2x 2+3px +2=0},B ={x |2x 2+x +q =0},其中p ,q 为常数,x ∈R ,当A ∩B =⎩⎨⎧⎭

⎬⎫12时,求p ,q 的值和A ∪B .

解 ∵A ∩B =⎩⎨⎧⎭

⎬⎫12,∴12∈A , ∴2×⎝⎛⎭⎫122+3p ×12

+2=0, ∴p =-53,∴A =⎩⎨⎧⎭

⎬⎫12,2. 又∵A ∩B =⎩⎨⎧⎭

⎬⎫12,∴12∈B , ∴2×⎝⎛⎭⎫122+12

+q =0,∴q =-1. ∴B =⎩⎨⎧⎭

⎬⎫12,-1. ∴A ∪B =⎩⎨⎧⎭

⎬⎫-1,12,2.

类型二 补集性质的应用

命题角度1 补集性质在集合运算中的应用

例2 已知A ={0,2,4,6},∁U A ={-1,-3,1,3},∁U B ={-1,0,2},用列举法写出集合B .

解 ∵A ={0,2,4,6},∁U A ={-1,-3,1,3},

∴U ={-3,-1,0,1,2,3,4,6}.

而∁U B ={-1,0,2},

∴B =∁U (∁U B )={-3,1,3,4,6}.

反思与感悟 从Venn 图的角度讲,A 与∁U A 就是圈内和圈外的问题,由于(∁U A )∩A =∅,(∁U A )∪A =U ,所以可以借助圈内推知圈外,也可以反推.

跟踪训练2 如图所示的V enn 图中,A ,B 是非空集合,定义A *B 表示阴影部分的集合.若A ={x |0≤x ≤2},B ={y |y >1},则A *B =________________.

考点 补集的概念及运算

题点 无限集合的补集

命题角度2 补集性质在解题中的应用

例3 关于x 的方程:x 2+ax +1=0,①

x 2+2x -a =0,②

x 2+2ax +2=0,③

若三个方程至少有一个有解,求实数a 的取值范围.

考点 交并补集的综合问题

题点 与交并补集运算有关的参数问题

解 假设三个方程均无实根,则有

⎩⎪⎨⎪⎧ Δ1=a 2-4<0,Δ2=4+4a <0,

Δ3=4a 2-8<0,即⎩⎪⎨⎪⎧ -2

解得-2

∴当a≤-2或a≥-1时,三个方程至少有一个方程有实根,即a的取值范围为{a|a≤-2或a≥-1}.反思与感悟运用补集思想求参数取值范围的步骤

(1)把已知的条件否定,考虑反面问题.

(2)求解反面问题对应的参数的取值范围.

(3)求反面问题对应的参数的取值集合的补集.

跟踪训练3若集合A={x|ax2+3x+2=0}中至多有一个元素,求实数a的取值范围.

考点交并补集的综合问题

题点与交并补集运算有关的参数问题

类型三集合的综合运算

例4(1)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合P={1,3,5},Q={1,2,4},则(∁U P)∪Q等于() A.{1} B.{3,5}

C.{1,2,4,6} D.{1,2,3,4,5}

考点交并补集的综合问题

题点有限集合的交并补运算

答案 C

解析∵∁U P={2,4,6},∴(∁U P)∪Q={1,2,4,6}.

(2)已知集合A={x|x≤a},B={x|1≤x≤2},且A∪(∁R B)=R,则实数a的取值范围是________.

考点交并补集的综合问题

题点无限集合的交并补运算

答案{a|a≥2}

反思与感悟解决集合的混合运算时,一般先计算括号内的部分,再计算其他部分.有限集混合运算可借助Venn图,与不等式有关的可借助数轴.

跟踪训练4(1)已知集合U={x∈N|1≤x≤9},A∩B={2,6},(∁U A)∩(∁U B)={1,3,7},A∩

(∁U B)={4,9},则B等于()

A.{1,2,3,6,7} B.{2,5,6,8}

C.{2,4,6,9} D.{2,4,5,6,8,9}

考点交并补集的综合问题

题点有限集合的交并补运算

答案 B

解析根据题意可以求得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},画出Venn图(如图所示),可得B={2,5,6,8},故选B.

(2)已知集合U={x|x≤4},集合A={x|-2

(∁U B).

考点交并补集的综合问题

题点无限集合的交并补运算

解如图所示.

∵A={x|-2

∴∁U A={x|x≤-2或3≤x≤4},

∁U B={x|x<-3或2

A∩B={x|-2

∴(∁U A)∪B={x|x≤2或3≤x≤4},

A∩(∁U B)={x|2

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