高一数学集合
【知识要点】
一、集合的含义及其
示
1、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。集合中的每一个对象称为该集合的元素。
集合的性质:
(1)确定性:
中成绩好的同学构成一个集合吗?
(2)无序性:
班级位置调换一下,这个集合发生变化了吗?
(3)互异性:
集合中任意两个元素是不相同的。
如:已知集合A={1,2,a},则a应满足什么条件?
常用数集及记法
(1)自然数集:记作N (2)正整数集:记作
(3)整数集:记作Z (4)有理数集:记作Q
(5)实数集:记作R
例:下列各种说法中,各自所表述的对象是否确定,为什么?
(1)我们班的全体学生;
(2)我们班的高个子学生;
(3)地球上的四大洋;
(4)方程x2-1=0的解;
(5)不等式2x-3>0的解;
(6)直角三角形;
2、集合的表示法
(1)列举法:把集合中的元素列举在一个大括号里:{…}
(2)描述法:将集合的所有元素都具有的 性质(满足的条件)表示出来,写成{x| P(x)}的形式。
如:{x︱x为中国的直辖市}
(3)集合的分类:有限集与无限集
<1>有限集:含有有限个元素的集合。
<2>无限集:若一个集合不是有限集,就称此集合为无限集。
<3>空集:不含任何元素的集合。记作Φ,如:
二、子集、全集、补集
1、子集的定义:如果集合A的任一个元素都在集合B中 则称集合A为集合B的子集,记作:AB
特别的:
真子集的定义:如果AB并且,则称集合A为集合B的真子集。
2、补集的定义:设A为S的子集,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,记作:={x∣x ∈S且xA},如果集合S包含我们所要研究的各个集合,就把S称为全集。
三、交集与并集的定义
1、定义:一般地,由所有属于集合A且属于集合B的元素构成的集合,称为A与B的交集;记作:A∩B;由所有属于集合A或属于集合B的元素构成的集合,称为A与B的并集;记作:A∪B。
性质:
(1)
(2)若,则
(3)
(4)若则
(5)
归纳:
1)交集:两集合的公共元素构成集合。
2)并集:把两个集合合在一起,但要注意元素的互异性。
3)基本
:抽象的集合关系可用文恩图表示,实数集中的运算可在数轴上表示。
注意点:空集是任何集合的子集;空集与任何集合的交集仍为空集。
【典型例题】
例1. (1)若U=Z,A={x|x=2k,k∈Z}
B={x| x=2k+1,k ∈Z},则CU A= B 。CUB= A 。
(2)设S=R,A={x ∣-1
分析】
易错点一 遗忘空集致误
例题1 已知集合,集合B=﹛x|mx+1=0,﹜且,则实数m的取值集合是( )
错因分析:由于空集是任何非空集合的真子集,就有的可能而对于集合B判断不出当时方程无解,此时集合B就是空集。而考生考虑问题不周导致漏解。
正解:由已知得若,由得;若,由得。若由无解,得,或 或 。故所求的集合是。
纠错心得:空集是不含任何元素的集合,它是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
变式练习
错因分析:本题易忽略B为空集的情况易得错解。
正解解析:
,
综上可知m的取值范围为。
易错点二 集合运算混乱
例题2
( )
A B C D
错因分析:求两个集合的补集时易出现错误。
正解分析
答案:D
纠错心得:集合运算的规律:
1交集
2并集
3补集:
变式练习:
已知集合,,若,求实数m的取值范围。
错因分析:可能误以为集合A是一个一元二次方程的解集而导致失误,也可能不考虑集合中对的限制从而在整个实数集上解决这个问题。
正确解析:问题等价于方程组在上有解,即在上有解,,则由知抛物线过点,抛物线在上与x轴有交点等价于或,由上得,实数的取值范围为。
纠错心得;数集和点集的问题。在解决以集合为背景的综合性问题时,明确集合的意义是解决问题的先决条件,现在接触的集合是“数集(各种约定的数集,方程的解集,不等式的解集,函数的定义域,值域等)”和“点集(函数的图像、直线、曲线、平面区域等)”本题的集合是点集,明确这点就可以脱去“集合”的外衣实现问题的转化,找到解决问题的途径,不至于掉进集合这个陷阱而出错。
易错点三:忽视集合的三性致误
例题3设集合,问是否存在这样的实数a,使得与同时成立?求出实数a;若不存在说明理由。
错因分析:根据得出,得到a的取值后,容易忽视对a的检验导致所求的a值不符合集合的性质。
正确解析:假设这样的实数a存在,由知,或。
当时,不可能为,故不符合题意;
当时,中,与集合中元素的互异性矛盾,故也不符合题意;由上分析知,满足题意的实数不存在。
纠错心得:集合中元素具有确定性,无序性,互异性,它们对解题影响很大, 遇到有参数的题别忘了检验参数的值是不是满足题意。
【集合中的数学思想】
一、数形结合思想
例1 集合,,为何实数时,表示的平面区域的面积最大?
解析:集合A表示的平面区域是圆心为(a,a)、半径为1的圆及其内部,其位置由实数a唯一确定。集合B表示的平面区域是以四个点(,0)、(0,)、(,0)和(0,)为顶点的正方形及其内部。显然,当且仅当圆内切于正方形时,表示的平面区域面积最大。此时,,如图所示。由图可知此时圆心坐标为(0,0),即时,表示的平面区域的面积最大。
点评:看似无从下手的一道综合题,通过采用数形结合的思想,便迎刃而解了。运用数形结合思想时,要特别注意端点值,做到准确无误。
二、分类讨论思想
例2 集合与集合,满足,求实数的取值范围。
解析:由可知B有两种情况:其一,B为非空集合,且B中所有元素均为A中的元素;其二,B为空集。
易知。
①当时,,解得。
②当时,,解得。
综合①②知,满足的实数的取值范围是。
点评:解含有参数的集合问题时,最直接的办法就是运用分类讨论的思想,但在分类讨论时要注意不重不漏。
三、等价转化思想
例3 设集合,集合,求。
解析:将集合中元素的属性换一种说法,集合M表示函数的值域,集合N表示函数的值域,这样,把问题转化为求两个函数值域的交集。因此不难得到=。
点评:将复杂的集合语言转化为易于理解的非集合数学问题,是解决此类问题的关键。
【模拟试题】
一、选择题
1. 下列各组对象不能构成集合的是( )
A. 好看的
B. 高尔基写的书
C. 学校图书馆的藏书 D. 语文书、数学书、英语书
2. 下列命题中正确的是( )
A. 集合{x | x2=1,xR}中有两个元素 B. 集合{0}中没有元素
C. {x | x<2} D. {1,2}与{2,1}是不同的集合
3. 已知U为全集,集合,若M∩N=N,则( )
A. B.
C. D.
4. 下列表述正确的是( )
A. {0}=φ B. 0∈φ C. φ∈{φ} D.
5. 已知集合M={0,1},N={1,2},则M∪N=( )
A. {0,1,2} B. {1,0,1,2} C. {1} D. 不能确定
6. 设集合M={x|0≤x<2=,集合N={x|x-3<0=,集合M∩N=( )
A. {x|0≤x<1} B. {x|0≤x<2} C. {x|0≤x≤1} D. {x|0≤x≤2}
7. 如图,I是全集,M、P、S是I的3个子集,则阴影部分所表示的集合是( )
A. (M∩P)∩S B. (M∩P)∪S
C. (M∩P)∩ D. (M∩P)∪
8. 若集合M={y|y>0},P={y|},则M∩P=( )
A. {y|y>1} B. {y|y≥1} C. {y|y>0} D. {y|y≥0}
9. 设集合A={x∈Z|-10≤x≤-1},B={ x∈Z||x|≤5},则A∪B中的元素个数是( )
A. 10 B. 11 C. 15 D. 16
10. M={x | x≤},N={1,2,3,4},则(M∩N)=( )
A. {4} B. {3,4} C. {2,3,4} D. {1,2,3,4}
11. 已知M={(x,y)| x+y = 2},N={(x,y)| x-y = 4},则M∩N=( )
A. x=3,y=-1 B. (3,-1)
C. {3,-1} D. {(3,-1)}
12. 已知全集U=N,集合A={x|x=2n,n∈N},B={x|x=4n,n∈N},则( )
A. U=A∪B B. U=∪B
C. U=A∪ D. U=∪
二、填空题
13. 用描述法表示集合{1,2,3,4}_______________。
14. 集合A={0,1,3}的子集为_________________。
15. 已知A={x|x<3,B={x|x<a,若,则a的取值范围是_____。
16. 非空集合{1,2,3,4,5,6}且A满足条件:若a∈A,则7-a∈A,符合要求的集合的个数为_____________。
三、解答题
17. 已知M={1},N={1,2},设A={ (x,y) | xM,yN},B={(x,y) | xN,yM },求A∩B和A∪B。
18. 已知U={-1,2,3,6}为全集,集合,,若={2,3},求m的值。
19. 已知A={x| x<-1或x>2},B={x| 4x+p<0},且AB,求实数p的取值范围。
《集合和命题》单元测试试卷
一、填空题:(本大题共10小题,每题5分,共40分)
1.若,则满足的集合的个数是_________个.
2.已知集合,,若,则=_____________.
3.集合,集合,满足,则实数的范围是______.
4.集合,而,则集合=_____________________.
5.记全集为,“”的充要条件是“=____________.”
6.命题“若,则且”的逆否命题是____________________________.
7.“”是“”的______________________条件.
8.已知集合
,且都是集合
的子集,如果把叫做集合的“长度”,那么的“长度”的最小值是____________________.
二、选择题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)
9.已知,则下列关系中正确的是 ( )
; ;
; .
10.与命题“能被10整除的整数,一定能被5整除”的等价命题是 ( )
能被5整除的整数一定能被10整除;
不能被10整除的数,一定不能被5整除;
不能被10整除的数,不一定能被5整除;
不能被5整除的数一定不能被10整除.
11.已知集合,
,
则有 ( )
; ; ; .
12.有下列命题:
①若; ②若;
③若; ④若
⑤若; ⑥若.
其中不正确的命题是 ( )
没有; 仅有④和⑥; 仅有②和⑤; 仅有①和③.
三、解答题:(本大题共4小题,共40分)
13.设
,求,
.
14.已知集合,,且,求实数的取值范围.
15.已知,=,且,求所有的值所构成的集合.
16.设集合,集合.
(1)求使的实数的取值范围;
(2)是否存在实数,使成立?若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
模拟试题答案
一、选择题
1. A 2. A 3. C 4. C 5. A 6. B 7. C 8. C 9. D 10. C 11. D 12. C
二、填空题
13.
14.
15.
16. 7
三、解答题
17. A∩B={(1,1)} ,A∪B={(1,1),(1,2),(2,1)}
18. 提示:由题意得:A={-1,6},由两根之积得m=-6。
19. B={x| x<},又A={x| x<-1或x>2},且AB,
∴≤-1 ∴p≥4
《集合和命题》单元测试试卷(答案)
一、填空题:(本大题共10小题,每题5分,共40分)
1.若,则满足的集合的个数是个.
2.已知集合,,若,则=
3.集合,集合,满足,则实数的范围是
4.集合,而,则集合=
5.记全集为,“”的充要条件是“=.”
6.命题“若,则且”的逆否命题是
7.“”是“”的条件.
8.已知集合
,且都是集合
的子集,如果把叫做集合的“长度”,那么的“长度”的最小值是
二、选择题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)
9.已知,则下列关系中正确的是 ( B )
; ;
; .
10.与命题“能被10整除的整数,一定能被5整除”的等价命题是 ( D )
能被5整除的整数一定能被10整除;
不能被10整除的数,一定不能被5整除;
不能被10整除的数,不一定能被5整除;
不能被5整除的数一定不能被10整除.
11.已知集合,
,
则有 ( C )
; ; ; .
12.有下列命题:
①若; ②若;
③若; ④若
⑤若; ⑥若.
其中不正确的命题是 ( B )
没有; 仅有④和⑥; 仅有②和⑤; 仅有①和③.
三、解答题:(本大题共4小题,共40分)
13.设
,求,
.
14.已知集合,,且,求实数的取值范围.
15.已知,=,且,求所有的值所构成的集合.
16.设集合,集合.
(1) 求使的实数的取值范围;
(2)是否存在实数,使成立?若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
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