高考总复习 数学理科B
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. (3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法. 2.集合间的基本关系
表示 关系 相等 集合间的 基本关系 真子集 空集 3.集合的基本运算 图形语言 集合的并集 集合的交集 集合的补集 子集 文字语言 集合A与集合B中的所有元素都相同 集合A中任意一个元素均为集合B中的元素 集合A中任意一个元素均为集合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 空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集 AB 符号语言 A=B A?B 符号语言 A∪B= {x|x∈A,或x∈B} A∩B= {x|x∈A,且x∈B} ?UA= {x|x∈U,且x?A} 4.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∪(?UA)=U;A∩(?UA)=?;?U(?UA)=A.
诊 断 自 测
1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)
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(1)若A={x|y=x2},B={(x,y)|y=x2},C={y|y=x2},则A=B=C.(×) (2)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.(×)
1
(3)已知集合A={x|mx=1},B={1,2},且A?B,则实数m=1或m=2.(×) (4)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.(√)
2.(2014·新课标全国Ⅰ卷)已知集合A={x|x2-2x-3≥0},B={x|-2≤x<2},则A∩B=( ) A.[-2,-1] C.[-1,1]
B.[-1,2) D.[1,2)
解析 由不等式x2-2x-3≥0解得x≥3或x≤-1,因此集合A={x|x≤-1或x≥3},又集合B={x|-2≤x<2},所以A∩B={x|-2≤x≤-1},故选A. 答案 A
3.已知集合A={(x,y)|x,y∈R,且x2+y2=1},B={(x,y)|x,y∈R,且y=x},则A∩B的元素个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析 集合A表示的是圆心在原点的单位圆,集合B表示的是直线y=x,据此画出图象,可得图象有两个交点,即A∩B的元素个数为2. 答案 C
4.(人教B必修1P19练习B2改编)已知集合A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},则(?RA)∩B=________.
解析 ∵?RA={x|x<3或x≥7}, ∴(?RA)∩B={x|2<x<3或7≤x<10}. 答案 {x|2<x<3或7≤x<10}
5.设集合A={x|x2+2x-3>0},集合B={x|x2-2ax-1≤0,a>0}.若A∩B中恰含有一个整数,则实数a的取值范围是________. 解析 A={x|x2+2x-3>0}={x|x>1或x<-3}, 因为函数y=f(x)=x2-2ax-1的对称轴为x=a>0, 且f(0)=-1<0,
根据对称性可知要使A∩B中恰含有一个整数, 则这个整数为2,所以有f(2)≤0且f(3)>0, ??4-4a-1≤0,即???9-6a-1>0,?34?答案 ?4,3?
??
考点一 集合的含义
3
a≥??4,所以?4
a?3.
34
即4≤a<3.
【例1】 (1)若集合A={x∈R|ax2+ax+1=0}中只有一个元素,则a=( ) A.4 B.2 C.0 D.0或4
??b
(2)已知a∈R,b∈R,若?a,a,1?={a2,a+b,0},则a2 016+b2 016=________.
?
?
解析 (1)由ax2+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=a2-4a=0,解得a=4(a=0不合题意舍去).
b
(2)由已知得a=0及a≠0,所以b=0,于是a2=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a2 016+b2 016=1. 答案 (1)A (2)1
规律方法 (1)用描述法表示集合,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、点集还是其他类型集合.(2)集合中元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.
【训练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________. 解析 (1)∵x-y={-2,-1,0,1,2},∴其元素个数为5.
3
(2)由题意得m+2=3或2m2+m=3,则m=1或m=-2,当m=1时,m+2=33
且2m2+m=3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当m=-2时,m+213=2,而2m2+m=3,故m=-2. 3
答案 (1)C (2)-2 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 实数m的取值范围为__________. (2)设U=R,集合A={x|x2+3x+2=0},B={x|x2+(m+1)x+m=0},若(?UA)∩B=?,则m=__________. 解析 (1)当B=?时,有m+1≥2m-1,则m≤2. 当B≠?时,若B?A,如图. 深度思考 ①你会用这些结论吗? A∪B=A?B?A, A∩B=A?A?B, (?UA)∩B=?? B?A; ②你考虑到空集了吗? ?m+1≥-2,则?2m-1≤7,?m+1<2m-1, 解得2 综上,m的取值范围是(-∞,4]. (2)A={-2,-1},由(?UA)∩B=?,得B?A, ∵方程x2+(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.