第1节 集 合
考试要求 1.通过实例了解集合的含义,理解元素与集合的属于关系;针对具体问题能在自然语言、图形语言的基础上,用符号语言刻画集合;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;在具体情境中了解全集与空集的含义;3.理解两个集合的并集与交集的含义,能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,能求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算,体会图形对理解抽象概念的作用.
知 识 梳 理
1.元素与集合
(1)集合中元素的三个特性: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,表示符号分别为∈和?. (3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法. 2.集合间的基本关系
(1)子集:若对任意x∈A,都有x∈B,则A?B或B?A.
(2)真子集:若A?B,且集合B中至少有一个元素不属于集合A,则AA.
(3)相等:若A?B,且B?A,则A=B.
(4)空集的性质:是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集. 3.集合的基本运算
集合的并集 集合的交集 集合的补集 B或B
符号表示 A∪B A∩B 若全集为U,则集合A的补集为?UA 图形表示 集合表示 4.集合的运算性质 (1)A∩A=A,A∩(2)A∪A=A,A∪(3)A∩(?UA)=[微点提醒]
1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个. 2.子集的传递性:A?B,B?C?A?C. 3.A?B?A∩B=A?A∪B=B??UA??UB.
4.?U(A∩B)=(?UA)∪(?UB),?U(A∪B)=(?UA)∩(?UB).
基 础 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (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)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)?(A∪B)恒成立.( ) (4)含有n个元素的集合有2n个真子集.( )
解析 (1)错误.{x|y=x2+1}=R,{y|y=x2+1}=[1,+∞),{(x,y)|y=x2+1}是抛物线y=x2+1上的点集.
(2)错误.当x=1时,不满足集合中元素的互异性. (4)错误.含有n个元素的集合有2n-1个真子集. 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
=
,A∩B=B∩A.
{x|x∈A,或x∈B} {x|x∈A,且x∈B} {x|x∈U,且x?A} =A,A∪B=B∪A.
,A∪(?UA)=U,?U(?UA)=A.
2.(必修1P12A5改编)若集合P={x∈N|x≤2 019},a=22,则( ) A.a∈P C.{a}?P
B.{a}∈P D.a?P
解析 因为a=22不是自然数,而集合P是不大于2 019的自然数构成的集合,所以a?P,只有D正确. 答案 D
3.(必修1P12B1改编)已知集合M={0,1,2,3,4},N={1,3,5},则集合M∪N的子集的个数为________.
解析 由已知得M∪N={0,1,2,3,4,5},所以M∪N的子集有26=64(个). 答案 64
4.(2018·全国Ⅰ卷)已知集合A={x|x2-x-2>0},则?RA=( ) A.{x|-1
B.{x|-1≤x≤2} D.{x|x≤-1}∪{x|x≥2}
解析 法一 A={x|x2-x-2>0}={x|(x-2)(x+1)>0}={x|x<-1或x>2},所以?RA={x|-1≤x≤2}.
法二 因为A={x|x2-x-2>0},所以?RA={x|x2-x-2≤0}={x|-1≤x≤2}. 答案 B
5.(2019·菏泽模拟)若A={x|x=4k+1,k∈Z},B={x|x=2k-1,k∈Z},则集合A与B的关系是A________B.
解析 因为集合B={x|x=2k-1,k∈Z},A={x|x=4k+1,k∈Z},所以B表示奇数集,A表示除以4余1的整数集,所以A答案
B.
6.(2017·全国Ⅲ卷改编)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},B={(x,y)|x,y∈R,且y=x},则A∩B中元素的个数为________.
解析 集合A表示圆心在原点的单位圆上所有点的集合,集合B表示直线y=x上所有点的集合,易知直线y=x和圆x2+y2=1相交,且有2个交点,故A∩B中有2个元素. 答案 2
考点一 集合的基本概念
【例1】 (1)(2019·湖北四地七校联考)若集合M={x||x|≤1},N={y|y=x2,|x|≤1},则( ) A.M=N C.M∩N=
B.M?N D.N?M
??11
??-1,0,,2,3(2)若x∈A,则x∈A,就称A是“伙伴关系”集合,集合M=2??
的所有非空子集中具有“伙伴关系”的集合的个数是( ) A.1
B.3
C.7
D.31
解析 (1)易知M={x|-1≤x≤1},N={y|y=x2,|x|≤1}={y|0≤y≤1},∴N?M. 1
(2)具有伙伴关系的元素组是-1,2,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:{-1},
?1???1
?,2?,?-1,,2?.
2?2???
答案 (1)D (2)B
规律方法 1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是什么,即弄清该集合是数集、点集,还是其他集合;然后再看集合的构成元素满足的限制条件是什么,从而准确把握集合的含义.
2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合中的元素是否满足互异性.
【训练1】 (1)(2018·全国Ⅱ卷)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.8 C.5 D.4
(2)设集合A={x|(x-a)2<1},且2∈A,3?A,则实数a的取值范围为________. 解析 (1)由题意知A={(-1,0),(0,0),(1,0),(0,-1),(0,1),(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)},故集合A中共有9个元素.
2???(2-a)<1,?1 (2)由题意得?解得? 2 ???(3-a)≥1,?a≤2或a≥4.