1、本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 第 1 节集合 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 xA,都有 xB,则 AB 或 BA. (2)真子集:若 AB,且集合 B 中至少有一个元素不属于集合 A,则 AB 或 B A. (3)相等:若 AB,且 BA,则
2、AB. (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. 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 3.集合的基本运算 集合的并集集合的交集集合的补集 符号表示ABAB 若全集为 U, 则集 合 A 的补集为UA 图形表示 集合表示x|xA, 或 xBx|xA, 且 xBx|xU,且 xA 4.集合的运算性质 (1)并集的性质:AA;AAA;ABBA;ABABA. (2)交集的性质:A;AAA;ABBA;ABAAB. (3)补集的性质:A(UA)U;
3、A(UA);U(UA)A;U(AB)(UA)( UB);U(AB)(UA)(UB). 1.若有限集 A 中有 n 个元素,则 A 的子集有 2n个,真子集有 2n1 个. 2.子集的传递性:AB,BCAC(“”换为“”仍成立). 3.集合元素个数:card(AB)card(A)card(B)card(AB)(常在实际问题中应 用). 4.对于 AB,注意 A的情形. 5.对于含参数的集合,注意检验元素的互异性. 诊 断 自 测 1.判断下列说法的正误. (1)任何集合至少有两个子集.() (2)已知集合 Ax|yx2,By|yx2,C(x,y)|yx2,则 ABC.() (3)若x2,10,1
4、,则 x0,1.() (4)若 ABAC,则 BC.() 答案(1)(2)(3)(4) 解析(1)错误.空集只有一个子集,就是它本身,故该说法是错误的. (2)错误.集合 A 是函数 yx2的定义域,即 A(,);集合 B 是函数 yx2 的值域,即 B0,);集合 C 是抛物线 yx2上的点集.因此 A,B,C 不相等. 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 (3)错误.当 x1 时,不满足元素互异性. (4)错误.当 A时,B,C 可为任意集合. 2.(
5、必修 1P7 练习 2 改编)若集合 AxN|x 10,a2 2,则下列结论正确的 是() A.aAB.aAC.aAD.aA 答案D 解析由题意知 A0,1,2,3,由 a2 2,知 a A. 3.(2020全国卷)已知集合 U2,1,0,1,2,3,A1,0,1,B 1,2,则U(AB)() A.2,3B.2,2,3 C.2,1,0,3D.2,1,0,2,3 答案A 解析A1,0,1,B1,2,AB1,0,1,2. 又 U2,1,0,1,2,3,U(AB)2,3.故选 A. 4.(2019全国卷改编)已知集合 Ax|x25x60,Bx|x10,全集 U R,则 A(UB)() A.(,1)B
6、.(2,1) C.(3,1)D.(3,) 答案A 解析由题意 Ax|x3.又 Bx|x1,知UBx|x1,A(UB) x|x1. 5.(2020浙江名校冲刺卷三)已知集合 Ax| x 2x2,xR,B0,b,若 AB,则 b 的值为() A.2B.1 C.2 或 1D.2 或2 答案B 解析因为集合 Ax| x 2x2,xR1,且 AB,所以 b1,故选 B. 6.已知集合 Ax|1x2,Bx|x24x0,则 AB_,A(RB) _. 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待
7、你的加入与分享 答案x|1x4x|1x0 解析由题意得集合 Bx|0 x4,所以 ABx|1x4,RBx|x4,所以 A(RB)x|1x0. 考点一集合的基本概念 【例 1】 (1)(2020全国卷)已知集合 A(x,y)|x,yN*,yx,B(x,y)|x y8,则 AB 中元素的个数为() A.2B.3C.4D.6 (2)若集合 AxR|ax23x20中只有一个元素,则 a() A.9 2 B.9 8 C.0D.0 或9 8 答案(1)C(2)D 解析(1)AB(x,y)|xy8,x,yN*,yx(1,7),(2,6),(3,5), (4,4).故选 C. (2)若集合 A 中只有一个元素
8、,则方程 ax23x20 只有一个实根或有两个相等 实根. 当 a0 时,x2 3,符合题意; 当 a0 时,由(3)28a0,得 a9 8, 所以 a 的取值为 0 或9 8. 感悟升华(1)第(2)题集合 A 中只有一个元素, 要分 a0 与 a0 两种情况进行讨 论,此题易忽视 a0 的情形. (2)用描述法表示集合,先要弄清集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件, 明确集合类型,是数集、点集还是其他的集合. 【训练 1】 (1)已知集合 A1,2,3,B1,m,若 3mA,则非零实数 m 的数值是_. (2)设 A 是整数集的一个非空子集,对于 kA,如果 k1A,且 k1A,那么称
9、 k 是 A 的一个“孤立元”.给定 S1,2,3,4,5,6,7,8,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. 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 答案(1)2(2)6 解析(1)由题意,若 3m2,则 m1,此时 B 集合不符合元素的互异性,故 m1;若 3m1,则 m2,符合题意;若 3m3,则 m0,不符合题意. (2)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
10、整数.所求的集合为1,2,3,2,3,4,3,4,5, 4,5,6,5,6,7,6,7,8,共 6 个. 考点二集合间的基本关系 【例 2】(1)(2021湖北八校联考)已知集合 A1, 1, Bx|ax10.若 BA, 则实数 a 的所有可能取值的集合为() A.1B.1 C.1,1D.1,0,1 (2)已知集合 Ax|2x7,Bx|m1x2m1,若 BA,则实数 m 的取 值范围是_. 答案(1)D(2)(,4 解析(1)当 B时,a0,此时,BA. 当 B时,则 a0,B x|x1 a . 又 BA,1 aA,a1. 综上可知,实数 a 所有取值的集合为1,0,1. (2)当 B时,有
11、m12m1,则 m2. 当 B时,若 BA,如图. 则 m12, 2m17, m12m1, 解得 2m4. 综上,m 的取值范围为(,4. 感悟升华(1)若 BA,应分 B和 B两种情况讨论. (2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 间端点间的关系, 进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常要合理利用数轴、 Venn 图化抽象为直观进行求解. 【训练 2】 (1)若集合 Mx|x|1
12、,Ny|yx2,|x|1,则() A.MNB.MN C.MND.NM (2)(2021武昌调研)已知集合 Ax|log2(x1)1,Bx|xa|2,若 AB,则 实数 a 的取值范围为() A.(1,3)B.1,3 C.1,)D.(,3 答案(1)D(2)B 解析(1)易知 Mx|1x1,Ny|yx2,|x|1y|0y1,NM. (2)由 log2(x1)1,得 0 x12,所以 A(1,3). 由|xa|2 得 a2xa2,即 B(a2,a2). 因为 AB,所以 a21, a23,解得 1a3. 所以实数 a 的取值范围为1,3. 考点三集合的基本运算 【例 3】 (1)(2019全国卷)
13、已知集合 U1,2,3,4,5,6,7,A2,3,4, 5,B2,3,6,7,则 B(UA)() A.1,6B.1,7 C.6,7D.1,6,7 (2)(2021广州模拟)已知全集 UR,集合 Ax|x40,Bx|ln x4B.x|x0 或 x4 C.x|0 x4D.x|x4 或 xe2 答案(1)C(2)B 解析(1)由题意知UA1,6,7.又 B2,3,6,7, B(UA)6,7. (2)易知 Ax|x4, Bx|0 xe2,则 ABx|04. 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 48312
14、2854 期待你的加入与分享 感悟升华(1)在进行集合的运算时要尽可能地借助 Venn 图和数轴使抽象问题直 观化. (2)一般地,集合元素离散时用 Venn 图表示;集合元素连续时用数轴表示,用数 轴表示时要注意端点值的取舍. 【训练 3】 (1)已知全集 UABxZ|0 x6,A(UB)1,3,5,则 B () A.2,4,6B.1,3,5 C.0,2,4,6D.xZ|0 x6 (2)(2020全国卷)设集合 Ax|x240,Bx|2xa0,且 AB x|2x1,则 a() A.4B.2C.2D.4 答案(1)C(2)B 解析(1)由 A(UB)1,3,5得元素 1,3,5 不在集合 B
15、内.若元素 0 不在集 合 B 内,则由 ABxZ|0 x6得元素 0 在集合 A 内,则 0A(UB),与 题意不符,所以元素 0 在集合 B 内,同理可得元素 2,4,6 也在集合 B 内,所以 B0,2,4,6,故选 C. (2)Ax|2x2,B x|x a 2 . 由 ABx|2x1,知a 21,所以 a2.故选 B. 考点四新定义集合问题 【例 4】 (2020浙江卷)设集合 S,T,SN*,TN*,S,T 中至少有 2 个元素,且 S,T 满足: 对于任意的 x,yS,若 xy,则 xyT; 对于任意的 x,yT,若 xy,则y xS. 下列命题正确的是() A.若 S 有 4 个
16、元素,则 ST 有 7 个元素 B.若 S 有 4 个元素,则 ST 有 6 个元素 C.若 S 有 3 个元素,则 ST 有 5 个元素 D.若 S 有 3 个元素,则 ST 有 4 个元素 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 答案A 解析法一特殊值法.当 S1,2,4,T2,4,8时,ST1,2,4, 8,故 C 错误;当 S2,4,8,T8,16,32时,ST2,4,8,16,32, 故 D 错误;当 S2,4,8,16,T8,16,32,64,12
17、8时,ST2,4, 8,16,32,64,128,故 B 错误.故选 A. 法二当 S 中有 3 个元素时,设 Sa,b,c,abc,则ab,bc,acT, 所以b aS, c bS, c aS,当 c ac 时,a1,所以 c bb,即 cb 2,此时 S1,b, b2,Tb,b2,b3,所以 ST1,b,b2,b3,有 4 个元素;当c ab 时,c ab,所以b aa,即 ba 2(a1),此时 Sa,a2,a3,Ta3,a4,a5或a2, a3,a4,a5或a3,a4,a5,a6,所以 STa,a2,a3,a4,a5或a,a2,a3, a4,a5,a6,有 5 个或 6 个元素.故排除
18、 C,D. 当 S 中有 4 个元素时,设 Sa,b,c,d,abcd,所以 abacadbdcd, 且ab,ac,ad,bd,cdT,所以ac ab ad ab bd ab cd ab,且 ac ab, ad ab, bd ab, cd ab S,所以ac ab a,ad abb, bd abc, cd abd,所以 ba 2,ca3,da4(a1),此时 Sa,a2, a3,a4,Ta3,a4,a5,a6,a7,所以 STa,a2,a3,a4,a5,a6,a7,有 7 个元素,故选 A. 感悟升华以集合为依托,对集合的定义、运算、性质加以深入的创新,但最终 化为原来的集合知识和相应数学知识
19、来解决,同时要注意特殊值法和排除法的应 用. 【训练 4】 若 X 是一个集合,是一个以 X 的某些子集为元素的集合,且满足: X 属于,属于;中任意多个元素的并集属于;中任意多个元素的交集 属于,则称是集合 X 上的一个拓扑.已知集合 Xa,b,c,对于下面给出的四 个集合: ,a,c,a,b,c; ,b,c,b,c,a,b,c; ,a,a,b,a,c; 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 ,a,c,b,c,c,a,b,c. 其中是集合 X 上的一个拓扑
20、的集合是_(填序号). 答案 解析,a,c,a,b,c,但是aca,c,所以错; 都满足集合 X 上的一个拓扑集合的三个条件, 所以正确; a, ba, ca,b,c,所以错. 基础巩固题组 一、选择题 1.(2019全国卷)已知集合 A1,0,1,2,Bx|x21,则 AB() A.1,0,1B.0,1 C.1,1D.0,1,2 答案A 解析因为 Bx|x21x|1x1,又 A1,0,1,2,所以 AB 1,0,1. 2.(2021温州适应性考试)已知集合 A1,2,1,集合 By|yx2,xA, 则 AB() A.1B.1,2,4 C.1,1,2,4D.1,4 答案C 解析由题意得集合 B
21、1,4,则 AB1,1,2,4,故选 C. 3.(2021宁波适考)已知全集 U2,1,0,1,2,3,集合 A1,0,1, B1,1,2,则(UA)(UB)() A.1,1B.2,3 C.1,0,1,2D.2,0,2,3 答案D 解析由题意可得UA2,2,3,UB2,0,3,所以(UA)(UB) 2,0,2,3,故选 D. 4.已知集合 A0,a,Bx|1x2,且 AB,则 a 可以是() 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 A.1B.0C.1D.2 答
22、案C 解析A0,a,a0,又 Bx|1x2且 AB,a1,a2.选 C. 5.(2021上海松江区模拟)已知 Ax|x1,B x|x2 xa0,若 ABx|x2, 则实数 a 的取值范围是 () A.a2B.a2C.a1D.a1 答案D 解析Ax|x1, B x|x2 xa0, ABx|x2,Bx|a0, xR, 则AB_. 答案1,6 解析因为 A1,0,1,6,Bx|x0,xR),故 AB1,6. 10.已知集合 A1, 2, Ba, a23, 若 AB1, 则实数 a 的值为_. 答案1 解析由 AB1知,1B,又 a233,则 a1. 11.集合 A0,|x|,B1,0,1,若 ABB
23、,则 AB_;AB _;BA_. 答案0,11,0,11 解析A0,|x|,B1,0,1,若 ABB,则 AB,|x|1,AB 0,1,AB1,0,1,BA1. 12.集合 Ax|x0,得 x0, B(,1)(0,),AB1,0). 13.已知集合 Ax|x22 018x2 0190,Bx|xm1,若 AB,则实数 m 的取值范围是_. 答案(2 018,) 解析由 x22 018x2 0190,得 A1,2 019, 又 Bx|x2 019,则 m2 018. 14.设集合AxN| 6 x1N, Bx|yln(x1), 则A_, B_, A(RB)_. 答案0,1,2,5x|x10,1 解析
24、当 x0,1,2,5 时, 6 x1的值分别为 6,3,2,1,当 xN 且 x0,1, 2,5 时, 6 x1N,A0,1,2,5,由 x10,得 x1,Bx|x1, RB 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 x|x1,A(RB)0,1. 能力提升题组 15.(2021宁波模拟)已知集合 M1, 2, 3, , n(nN*), 若集合 Aa1, a2M, 且对任意的bM, 存在, 1, 0, 1使得baiaj, 其中ai, ajA, 1ij2, 则称集合
25、 A 为集合 M 的基底.下列集合中能作为集合 M1,2,3,4,5,6的 基底的是() A.1,5B.3,5C.2,3D.2,4 答案C 解析本题可直接验证排除,逐项分析如下: 选项逐项分析正误 A3 不能被 1,5 表示错误 B1,4 不能被 3,5 表示错误 C 11213,41212,51213,6 1313 正确 D1,3,5 不能被 2,4 表示错误 故选 C. 16.(2021上海十二校联考)已知集合 Ax|32x|1, B x| 1 x1 1 x1恒成立,则 a 1 x1 max,结合反比例函数的单调性可得 a 1 11 1 2,即 实数 a 的取值范围为 1 2,. 17.设
26、集合 A xN|1 42 x16 ,Bx|yln(x23x),则 AB 中元素的个数是 _. 答案1 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 解析由1 42 x16,xN, x0,1,2,3,4,即 A0,1,2,3,4. 又 x23x0,知 Bx|x3 或 x0, AB4,即 AB 中只有一个元素. 18.已知集合 AxR|x2|3,集合 BxR|(xm)(x2)0,且 AB( 1,n),则 m_,n_. 答案11 解析AxR|x2|3xR|5x1, 由 A
27、B(1,n)可知 m1, 则 Bx|mx2,画出数轴,可得 m1,n1. 19.(2021青岛模拟)设 P 和 Q 是两个集合,定义集合 PQx|xP,且 xQ, 如果 Px|12x4,Qy|y2sin x,xR,那么 PQ_. 答案x|0 x1 解析由题意得 Px|0 x2,Qy|1y3, PQx|0 x1. 20.(2021上海杨浦调研)向量集合 Sa|a(x,y),x,yR,对于任意,S, 以及任意(0,1),都有(1)S,则称 S 为“C 类集”.现有四个命题: 若 S 为“C 类集”,则集合 Ma|aS,R也是“C 类集”; 若 S,T 都是“C 类集”,则集合 Mab|aS,bT也
28、是“C 类集”; 若 A1,A2都是“C 类集”,则 A1A2也是“C 类集”;若 A1,A2都是“C 类集”,且交集非空,则 A1A2也是“C 类集”. 其中正确的命题有_. 答案 解析向量集合 Sa|a(x,y),x,yR,对于任意,S,且任意(0, 1),都有(1)S,可以把这个“C 类集”理解成:任意两个 S 中的向量 所表示的点的连线段上所表示的点都在一条直线上,因此集合 S 可以理解为它是 一条直线.对于,Ma|aS,R,向量 a 整体的倍,还是表示的是直线, 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 323031380 期待你的加入与分享 本资料分享自新人教版高中数学资源大全 QQ 群 483122854 期待你的加入与分享 故正确;对于,因为 S,T 都是“C 类集”,故 Mab|aS,bT还是 表示的是直线,故正确;对于,因为 A1,A2都是“C 类集”,可得 A1A2 是表示两条直线,故错误;对于,因为 A1,A2都是“C 类集”,且交集非空, 可得 A1A2表示一个点或者两直线共线时还是一条直线.综上所述,正确的是 .