1.3 集合的基本运算-【基础与重难点】2026-2027学年高一数学上学期必修第一册(人教A版2019)

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1.3 集合的基本运算-【基础与重难点】2026-2027学年高一数学上学期必修第一册(人教A版2019)

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1.3 集合的基本运算
知识点一 交集
【例1-1】若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题意得,对于集合中的元素,满足,
则可能的取值为,即,
于是.
故选:C
【例1-2】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】集合,,则.故选:A.
【变式】
1.若集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,,则,故选:D.
2.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得,所以.故选:A.
3.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,将集合中的元素代入中,可得.故选:D
4.若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题得,则.故选:C.
5.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】直接计算知,,.
故中的三个元素中,在集合内的是和,所以.
故选:A.
知识点二 并集
【例2-1】已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以.故选:A.
【例2-2】已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为集合,,所以,故选:A.
【变式】
1.集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,解得,即,,.故选:C.
2.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由集合,,得.故选:D.
3.已知集合,,则下列关系一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为集合,,则集合B一定含有2,3,可能含有0,1,对比选项可知,只有C正确.故选:C
知识点三 补集
【例3-1】已知全集,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】依题意,,所以.故选:D
【例3-2】已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以,故选:A.
【变式】
1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得,又因为,所以,故选:C.
2.集合,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题,,所以.故选:B.
3.设全集,集合,,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意,全集,则,,
得,所以.故选:B
知识点四 交并补的综合运用
【例4-1】已知集合,,,则(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】集合,,∴,则.故选:B.
【例4-2】设全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对于A,由题意得,所以.故A正确;
对于B,,,所以,故B错误;
对于C,,或,故C错误;
对于D,或,或,故D错误.
故选:A.
【变式】
1.已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵集合,,∴,又={0,1},
∴()∩N={0,1}.故选:C.
2.设全集,集合M、N满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,,故,
又,故,,
A选项,由题意得交集,并集和,故A错误;
B选项,由于,故,B错误;
C选项,由于,故,C错误;
D选项,由于,故,且,
又,故.
故选:D
3、已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题得:,,,
或,或,所以,故A错误;
或,故B错误;或,故C错误;,故D正确;故选:D.
4.设全集,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以或,因为,所以.故选:D.
知识点五 韦恩图表示集合的运算
【例5-1】已知全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合的子集个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【解析】由图可知:阴影部分表示的集合为.
因为集合,
所以,
则,
所以阴影部分表示的集合的子集个数为.
故选:B.
【例5-2】如图表示图形阴影部分的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】图中阴影部分表示元素满足:是A中的元素,或者是B与C的公共元素
故可以表示为,也可以表示为:.
故选:B.
【变式】
1.已知集合,,则图中所示的阴影部分的集合可以表示为( )

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由图可知,阴影部分表示的集合为集合中的元素去掉集合的元素构成,
而,,则,
得,故所求集合为.故选:C.
2.已知全集,集合,,如图所示,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【解析】因为,,所以,
所以图中阴影部分表示的集合或.
故选:D
3.若全集是实数集,集合,,则如图阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵全集是实数集,集合,∴,
∴故图中阴影部分所表示的集合为集合去掉中的元素,即.故选:A.
重难点一 交集求参数
【例6-1】设集合,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为集合,若,则,即集合,所以.
故选:A
【例6-2】已知集合,,若中有2个元素,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由中有2个元素可知:,,,可得,解得,
所以实数的取值范围为.故选:A.
【变式】
1.设集合,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,所以,,则,,,.
故选:A.
2.已知集合,若,则实数( )
A.-1或2 B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】因为,则,
若,解得,此时,
根据集合中元素的互异性,不合题意;
若,即,
解得或,若,此时,
不合题意;当时成立.
故选:D.
3.设集合,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以,即,,
所以,解得或,
即.
故选:B.
4.已知集合,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知,又且,
故,即的取值范围为.
故选:D.
5.已知集合,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,再由,所以集合中最小元素应在集合中,
所以,即的取值范围是.故选:B.
重难点二 并集求参数
【例7-1】已知集合,,若中恰有三个元素,则由a的取值组成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为中恰有三个元素,所以或或,
结合集合中元素的互异性,解得或或(舍去)或.
故选:D.
【例7-2】设集合或,集合,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为或,,且,所以,解得,
即实数的取值范围为.故选:B.
【例7-3】(多选)设,,若,则实数的值可以是( )
A.0 B. C.4 D.1
【答案】ABD
【解析】,因为,所以,所以或或或,
若,则;若,则;若,则;若,无解.故选:ABD
【变式】
1.(多选)设集合,,若,则的值可以为( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】ABD
【解析】,
因为,所以,
当时,,
当时,,
则或,所以或,
综上所述,或或.
故选:ABD.
2.集合,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由数轴可知,当时满足题意,
即的取值范围为.
故选:B
3.已知集合.若,则实数 .
【答案】
【解析】因为,故4必定在中,
当时,解得或,而此时有或,
解得或,故此时,
当时,解得,此时,不满足,故排除,
综上,即实数的值为.
故答案为:
重难点三 已知补集求参
【例8-1】已知全集,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】由集合,,因为,可得.故选:C.
【变式】
1.设全集,集合,则( )
A.3 B. C.4 D.2
【答案】D
【解析】已知,由补集概念知,,由集合中元素的互异性知,,
又全集,因为,且所以, 则解得.故选:D.
2.设全集,且,若,则m的值等于( )
A.4 B.6 C.4或6 D.不存在
【答案】A
【解析】由全集,,得,
即1,4是方程的两个根,于是,解得,所以m的值等于4.故选:A
3.已知全集,集合,,则实数的值为 .
【答案】
【解析】由集合,可得,解得,
又由且,可得,解得,经验证满足条件,
所以实数的值为.故答案为:.
重难点四 集合综合运算求参数
【例9-1】已知集合,,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,,因为,所以,所以,故选:A.
【例9-2】已知集合.
(1)当时,求的非空真子集的个数;
(2)若,求实数的取值范围;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)254(2){m|m≤3}(3){m|m<2或m>4}
【解析】(1)当x∈Z时,A={x∈Z|-2≤x≤5}={-2,-1,0,1,2,3,4,5},
共有8个元素,所以A的非空真子集的个数为28-2=254.
(2)(2)因为A∪B=A,所以B A,
当B= 时,由m+1>2m-1,得m<2,符合;
当B≠ 时,根据题意,可得,解得2≤m≤3.
综上可得,实数m的取值范围是{m|m≤3}.
(3)(3)当B= 时,由(1)知m<2;
当B≠ 时,根据题意作出如图所示的数轴,
可得或解得m>4.
综上可得,实数m的取值范围是{m|m<2或m>4}.
【变式】
1.已知全集,集合,.
(1)当时,求,;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【解析】(1)因为,所以,,
所以,
(2)由得,得解得,
所以,故实数的取值范围为
2.已知集合,.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)集合,,,
则由交集的定义可知,且,解得.
(2)当,即时,,符合题意;
当,即时,,符合题意;
当,即时,或,
若,则,解得,
综上,实数的取值范围是.
3.设集合,,.
(1)若,求a的取值范围;
(2)若,求a的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【解析】(1)或,即或
当,即时,,此时不成立,舍去
当,即时,方程的两根为,
若使得成立,则需或,
即或,解得.
则成立时,或
综上所述:或.
(2)即
由(1)可知或,则,
当,即时,成立
当,即时,,若使得成立,
则需满足,即,解得(舍去)
综上所述.
单选题
1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,所以.
故选:B.
2.已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】集合,,,,故选:D.
3.已知集合,集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得:,或.
可得,故B错误;
可得或,可知集合不是集合的子集,故AC错误;
可得,故D正确.
故选:D.
4.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对于A,,故A错误,
对于B,或,所以,故B错误,
对于C,,但,故C错误,
对于D,,故D正确,
故选:D
5 .已知全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合为( )

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题图可知图中阴影部分表示的集合为,
因为,,,
所以,则.
故选:A.
6 .设集合,,若, 则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】当时,,则,
即此时,,不符合要求;
当时,,则,
即此时,,符合要求;
故.
故选:B.
7.已知集合,,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以或,
又,所以.
故选:A
8.已知集合.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【解析】由,得到
分两种情况考虑:
①当,即时,,符合题意;
②当,即时,需,
解得:,综上得:,则实数的取值范围为.
故选:A
多选题
9.已知集合,,且,则实数的值可以为( )
A. B. C.0 D.1
【答案】BCD
【解析】由可得,.
当时,满足,此时;
当时,,
解可得,.
因为,所以或.
当时,;
当时,.
综上所述,或或.
故选:BCD.
10.已知集合,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】因为集合,
可得,,且,
对于A中,由,,可得,
所以A正确;
对于B中,由,可得,所以B不正确;
对于C中,由,可得,所以C正确;
对于D中, 由,,所以,所以D正确.
故选:ACD.
11.下列结论正确的是( )
A.若,则的取值范围是
B.若,则的取值范围是
C.若,则的取值范围是
D.若,则的取值范围是
【答案】BD
【解析】对于选项A和B,,,
若,则的取值范围是,所以A错误,B正确;
对于选项C和D,若,则的取值范围是,所以D正确,C错误.
故选:BD.
填空题
12.设集合,,,若,则 , .
【答案】 1
【解析】因为,则,
注意到,可得 ,解得.
故答案为:1;.
13.已知集合,,若,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】由,则,
故有,解得,即.
故答案为:.
14.已知集合,,若中有2个元素,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,
因为中只有2个元素,则,所以.故选:B
四.解答题
15.已知全集,集合,.
(1)求;
(2)若,且,求a的值;
(3)设集合,若C的真子集共有3个,求m的值.
【答案】(1)
(2)2
(3)
【解析】(1)由题意知,,
故;
(2)由,且,可得若,则,不合题意;
若,则,又,故;
(3)由于,
集合,C的真子集共有3个,
则C中必有2个元素,故.
16.已知集合,.
(1)若,求;
(2)在①,②,③,这三个条件中任选一个作为已知条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【解析】】(1)因为,所以,
又因为,所以.
(2)若选①:则满足或,
所以的取值范围为或.
若选②:所以或,
则满足,所以的取值范围为.
若选③: 由题意得,
则满足
所以的取值范围为
17.设全集, 集合,.
(1)若是非空集合,求实数的取值范围:
(2)若,,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)因为是非空集合,
所以方程有实数根,
所以,即,
所以实数的取值范围为.
(2)因为,,
所以,,且,,
所以,解得,,
所以,,
所以.
18.已知集合或,.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若,且,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由题意知:;
因为,故;
①当,即时,满足,此时;
②当,若,则,解得;
综上所述:m的取值范围为
(2)因为,且,故,即,
解得,则,;
①当,即时,;
故,解得;
②当,即时,;
故,解得;
③当,即时,,不合题意;
综上所述,m的取值范围为.
19.已知集合,.
(1)若,且,求实数及的值;
(2)在(1)的条件下,若关于的不等式组没有实数解,求实数的取值范围;
(3)若,且关于的不等式;的解集为,求实数的取值范围.
【答案】(1),;(2);(3).
【解析】(1)因为,即,解得或,
所以集合或,
因为,,所以集合,
因为集合,
所以和是方程的解,
则,解得,.
(2)因为,,
所以,即,解得,
故不等式组没有实数解即没有实数解,
故,实数的取值范围为.
(3)因为,所以和是方程的解,
则,解得,,
即,
因为的解集为,
所以若,则,解得,
若,即,解集为,
综上所述,实数的取值范围为.1.3 集合的基本运算
知识点一 交集
【例1-1】若集合,,则( )
A. B. C. D.
【例1-2】已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式】
1.若集合,集合,则( )
A. B. C. D.
2.已知集合,则( )
A. B. C. D.
3.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.若集合,,则( )
A. B. C. D.
5.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
知识点二 并集
【例2-1】已知集合,则( )
A. B. C. D.
【例2-2】已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
2.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
3.已知集合,,则下列关系一定正确的是( )
A. B.
C. D.
知识点三 补集
【例3-1】已知全集,则( )
A. B.
C. D.
【例3-2】已知全集,,则( )
A. B. C. D.
【变式】
1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2.集合,,,则( )
A. B. C. D.
3.设全集,集合,,则=( )
A. B. C. D.
知识点四 交并补的综合运用
【例4-1】已知集合,,,则(  )
A. B. C. D.
【例4-2】设全集,集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式】
1.已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
2.设全集,集合M、N满足,,则( )
A. B. C. D.
3、已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.设全集,则( )
A. B. C. D.
知识点五 韦恩图表示集合的运算
【例5-1】已知全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合的子集个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【例5-2】如图表示图形阴影部分的是( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.已知集合,,则图中所示的阴影部分的集合可以表示为( )

A. B.
C. D.
2.已知全集,集合,,如图所示,则图中阴影部分表示的集合是( )
A. B. C. D.或
3.若全集是实数集,集合,,则如图阴影部分表示的集合为( )
A. B. C. D.
重难点一 交集求参数
【例6-1】设集合,若,则( )
A. B. C. D.
【例6-2】已知集合,,若中有2个元素,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式】
1.设集合,,若,则( )
A. B. C. D.
2.已知集合,若,则实数( )
A.-1或2 B.1 C. D.2
3.设集合,,若,则( )
A. B. C. D.
4.已知集合,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.已知集合,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点二 并集求参数
【例7-1】已知集合,,若中恰有三个元素,则由a的取值组成的集合为( )
A. B. C. D.
【例7-2】设集合或,集合,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例7-3】(多选)设,,若,则实数的值可以是( )
A.0 B. C.4 D.1
【变式】
1.(多选)设集合,,若,则的值可以为( )
A.1 B.0 C. D.
2.集合,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.已知集合.若,则实数 .
重难点三 已知补集求参
【例8-1】已知全集,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式】
1.设全集,集合,则( )
A.3 B. C.4 D.2
2.设全集,且,若,则m的值等于( )
A.4 B.6 C.4或6 D.不存在
3.已知全集,集合,,则实数的值为 .
重难点四 集合综合运算求参数
【例9-1】已知集合,,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例9-2】已知集合.
(1)当时,求的非空真子集的个数;
(2)若,求实数的取值范围;
(3)若,求实数的取值范围.
【变式】
1.已知全集,集合,.
(1)当时,求,;
(2)若,求实数的取值范围.
2.已知集合,.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
3.设集合,,.
(1)若,求a的取值范围;
(2)若,求a的取值范围.
单选题
1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2.已知集合,,,则( )
A. B. C. D.
3.已知集合,集合,则( )
A. B.
C. D.
4.已知集合,则( )
A. B. C. D.
5 .已知全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合为( )

A. B. C. D.
6 .设集合,,若, 则( )
A.1 B. C.2 D.
7.已知集合,,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知集合.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
多选题
9.已知集合,,且,则实数的值可以为( )
A. B. C.0 D.1
10.已知集合,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
11.下列结论正确的是( )
A.若,则的取值范围是
B.若,则的取值范围是
C.若,则的取值范围是
D.若,则的取值范围是
填空题
12.设集合,,,若,则 , .
13.已知集合,,若,则的取值范围是 .
14.已知集合,,若中有2个元素,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
四.解答题
15.已知全集,集合,.
(1)求;
(2)若,且,求a的值;
(3)设集合,若C的真子集共有3个,求m的值.
16.已知集合,.
(1)若,求;
(2)在①,②,③,这三个条件中任选一个作为已知条件,求实数的取值范围.
17.设全集, 集合,.
(1)若是非空集合,求实数的取值范围:
(2)若,,求.
18.已知集合或,.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若,且,求实数m的取值范围.
19.已知集合,.
(1)若,且,求实数及的值;
(2)在(1)的条件下,若关于的不等式组没有实数解,求实数的取值范围;
(3)若,且关于的不等式;的解集为,求实数的取值范围.

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