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- 2021-05-11 发布
1.集合与元素
(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两种,用符号∈或∉表示.
(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.
(4)常见数集的记法
集合
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
符号
N
N*(或N+)
Z
Q
R
2.集合间的基本关系
关系
自然语言
符号语言
Venn图
子集
如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素(若a∈A则a∈B)
A⊆B
(或B⊇A)
真子集
如果A⊆B,并且A≠B
AB
(或BA)
集合相等
如果两个集合所含的元素完全相同(即A中的元素都是B的元素,B中的元素也都是A的元素)
A=B
3.集合的基本运算
运算
自然语言
符号语言
Venn图
交集
由所有属于集合A且属于集合B的元素构成的集合
A∩B={x|x∈A,且x∈B}
并集
由所有属于集合A或者属于集合B的元素构成的集合
A∪B={x|x∈A,或x∈B}
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
∁SA={x|x∈S,且x∉A}
【知识拓展】
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.
3.A∩∁UA=∅;A∪∁UA=U;∁U(∁UA)=A.
【思考辨析】
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)任何一个集合都至少有两个子集.( × )
(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( × )
(3)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.( × )
(4){x|x≤1}={t|t≤1}.( √ )
(5)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.( √ )
(6)若A∩B=A∩C,则B=C.( × )
1.(教材改编)设A={x|x2-4x-5=0},B={x|x2=1},则A∪B=__________.
答案 {-1,1,5}
解析 ∵A={-1,5},B={-1,1},
∴A∪B={-1,1,5}.
2.已知集合A={x|x2-6x+5≤0},B={x|y=},则A∩B=__________.
答案 {x|3≤x≤5}
3.(教材改编)设全集U=R,A={x|x<1},B={x|x≥m}.若A∩B=∅,A∪B=R,则m=________.
答案 1
解析 ∵A∩B=∅,A∪B=R,∴B=∁UA,故m=1.
4.(2016·天津改编)已知集合A={1,2,3,4},B={y|y=3x-2,x∈A},则A∩B=________.
答案 {1,4}
解析 因为集合B中,x∈A,所以当x=1时,y=3-2=1;
当x=2时,y=3×2-2=4;
当x=3时,y=3×3-2=7;
当x=4时,y=3×4-2=10;
即B={1,4,7,10}.
又因为A={1,2,3,4},所以A∩B={1,4}.
5.集合A={x|x-2<0},B={x|x-1.
(2)由题意可得{a,a2}={4,16},∴a=4.
思维升华 (1)一般来讲,集合中的元素若是离散的,则用Venn图表示;集合中的元素若是连续的实数,则用数轴表示,此时要注意端点的情况.
(2)运算过程中要注意集合间的特殊关系的使用,灵活使用这些关系,会使运算简化.
(1)已知A={x|2a≤x≤a+3},B={x|x>5},若A∩B=∅,则实数a的取值范围为__________.
(2)已知集合A={x|x2-x-12≤0},B={x|2m-13 (2)[-1,+∞)
解析 (1)要使A∩B=∅,则或2a>a+3,
∴a≤2或a>3.
(2)由x2-x-12≤0,得(x+3)(x-4)≤0,即-3≤x≤4,所以A={x|-3≤x≤4}.又A∩B=B,所以B⊆A.
①当B=∅时,有m+1≤2m-1,解得m≥2.
②当B≠∅时,有解得-1≤m<2.
综上,m的取值范围为[-1,+∞).
题型四 集合的新定义问题
例5 已知集合A={(x,y)|x2+y2≤1,x,y∈Z},B={(x,y)||x|≤2,|y|≤2,x,y∈Z},定义集合AB={(x1+x2,y1+y2)|(x1,y1)∈A,(x2,y2)∈B},则AB中元素的个数为________.
答案 45
解析 如图,集合A表示如图所示的所有圆点“”,集合B表示如图所示的所有圆点“”+所有圆点“”,集合AB显然是集合{(x,y)||x|≤3,|y|≤3,x,y∈Z}中除去四个点{(-3,-3),(-3,3),(3,-3),(3,3)}之外的所有整点(即横坐标与纵坐标都为整数的点),即集合AB表示如图所示的所有圆点“”+所有圆点“”+所有圆点“”,共45个.故AB
中元素的个数为45.
思维升华 解决以集合为背景的新定义问题,要抓住两点
(1)紧扣新定义.首先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,并能够应用到具体的解题过程之中,这是破解新定义型集合问题难点的关键所在;(2)用好集合的性质.解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些因素,在关键之处用好集合的运算与性质.
定义一种新的集合运算△:A△B={x|x∈A,且x∉B}.若集合A={x|x2-4x+3<0},B={x|2≤x≤4},则按运算△,B△A=____________.
答案 {x|3≤x≤4}
解析 A={x|10},B={x|23},
∴∁UA={x|-1≤x≤3},B={x|20},若A⊆B,则实数c的取值范围是__________.
答案 [1,+∞)
解析 由题意知,A={x|y=lg(x-x2)}={x|x-x2>0}=(0,1),B={x|x2-cx<0,c>0}=(0,c).由A⊆B,画出数轴,如图所示,得c≥1.
8.(2015·浙江改编)已知集合P={x|x2-2x≥0},Q={x|1<x≤2},则(∁RP)∩Q=__________.
答案 {x|11},
所以A∪B={x|x>1或x≤-1}.
13.(2016·江苏无锡新区期中)设P、Q为两个非空实数集合,定义集合P*Q={z|z=ab,a∈P,b∈Q},若P={-1,0,1},Q={-2,2},则集合P*Q中元素的个数是________.
答案 3
解析 按P*Q的定义,P*Q中元素为2,-2,0,共3个.
*14.设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1∉A,且k+1∉A,那么称k是A的一个“孤立元”.给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有________个.
答案 6
解析 依题意可知,由S的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”时,这三个元素一定是连续的三个自然数.故这样的集合共有6个.
*15.已知集合A={x∈R||x+2|<3},集合B={x∈R|(x-m)(x-2)<0},且A∩B=(-1,n),则m=________,n=________.
答案 -1 1
解析 A={x∈R||x+2|<3}={x∈R|-5