第1章 第1节 集合-2022届高三数学一轮复习讲义(新高考)(含答案)

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第1章 第1节 集合-2022届高三数学一轮复习讲义(新高考)(含答案)

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课程标准 命题解读
1.学会用集合的语言简洁、准确地表述数学的研究对象. 2.学会用数学的语言表达和交流,积累数学抽象的经验.
3.会用常用逻辑用语表达数学对象、进行数学推理.
4.体会常用逻辑用语在表述数学内容和论证数学结论中的作用,提高交流的严谨性与准确性.
5.学会通过类比,理解等式和不等式的共性与差异,掌握基本不等式.
6.会用一元二次函数认识一元二次方程和一元二次不等式.
7.理解函数、方程和不等式之间的联系,体会数学的整体性. 考查形式:一般为一个选择题或两个选择题.
考查内容:集合的概念及集合的运算、充分必要条件的判定、一元二次不等式的解法.
备考策略:(1)熟练掌握集合的基本运算,以及相关不等式的解法.
(2)重视基础知识的复习,熟悉在不同知识背景下对充分必要条件的判定.
(3)注意对利用基本不等式求最值方法的总结和归纳.
核心素养:数学抽象、逻辑推理、数学运算.
第一节 集合
一、教材概念·结论·性质重现
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,用符号∈或表示.
(3)集合的表示法:列举法、描述法.
(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 集合A中任意一个元素都是集合B中的元素(即若x∈A,则x∈B) A?B
(或B?A)
真子 集  集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中 AB(或BA)
集合 相等 集合A,B中的元素相同或集合A,B互为子集 A=B
与子集有关的性质
(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,非空真子集有(2n-2)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?A∩(?UB)=?.
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的元素组成的集合 A∩B={x|x∈A,且x∈B}
并集 由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合 A∪B={x|x∈A,或x∈B}
补集 对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合 ?UA={x|x∈U,且xA}
1.交集和补集的性质
(1)交集的性质:A∩?=?;A∩A=A.
(2)补集的性质:A∪(?UA)=U;A∩(?UA)=?;?U(?UA)=A;(?UA)∩(?UB)=?U(A∪B);(?UA)∪(?UB)=?U(A∩B).
2.用集合运算表示区域
二、基本技能·思想·活动体验
1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”.
(1){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}. (×)
(2)若{x2,1}={0,1},则x=0或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. (×)
(5)若A∩B=A∩C,则B=C. (×)
(6)若a属于集合A,则可用符号表示为a?A. (×)
2.(2020·新高考全国卷Ⅱ)已知集合A={2,3,5,7},B={1,2,3,5,8},则A∩B=(  )
A.{1,3,5,7} B.{2,3}
C.{2,3,5} D.{1,2,3,5,7,8}
C 解析:A∩B={2,3,5,7}∩{1,2,3,5,8}={2,3,5}.故选C.
3.若集合A={x∈N|x≤},a=2,则下面结论中正确的是(  )
A.{a}?A B.a?A
C.{a}∈A D.aA
D 解析:因为2不是自然数,所以aA.
4.已知集合A={x|x2-2x-3≤0},B={x|0A.[-1,4] B.(0,3]
C.(-1,0]∪(1,4] D.(-1,0]∪(1,4]
A 解析:A={x|x2-2x-3≤0}={x|-1≤x≤3},所以A∪B={x|-1≤x≤4}.
5.若{x|ax+1=0}?{x|x2-1=0},则实数a的值为________.
0或-1或1 解析:{x|x2-1=0}={-1,1}.
当a=0时,{x|ax+1=0}=?,
满足{x|ax+1=0}?{x|x2-1=0}.
当a≠0时,{x|ax+1=0}=.
由题意知,-=1或-1,此时a=-1或1.
综上所述,a的值为0或-1或1.
考点1 集合的概念——基础性
1.若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一个元素,则a=(  )
A. B.
C.0 D.0或
D 解析:当a=0时,显然成立;当a≠0时,Δ=(-3)2-8a=0,即a=.故选D.
2.(2020·长沙市长郡中学高三)集合中含有的元素个数为(  )
A.4 B.6
C.8 D.12
B 解析:因为集合中的元素表示的是被12整除的正整数,所以集合中的元素为1,2,3,4,6,12.故选B.
3.设a,b∈R,集合{1,a+b,a}=,则b-a=(  )
A.1 B.-1
C.2 D.-2
C 解析:因为{1,a+b,a}=,a≠0,所以a+b=0,则=-1,所以a=-1,b=1,所以b-a=2.故选C.
4.已知P={x|2(5,6] 解析:因为P中恰有3个元素,所以P={3,4,5},故k的取值范围为(5,6].
与集合中的元素有关问题的求解思路
(1)确定集合的元素特征,即集合是数集还是点集.
(2)看清元素的限制条件.
(3)根据限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数,但要检验参数是否满足集合元素的互异性.
考点2 集合的基本关系——综合性
(1)设全集U=R,则集合M={0,1,2}和N={x|x·(x-2)·log2x=0}的关系可表示为(  )
A 解析:因为N={x|x·(x-2)·log2x=0}={1,2},M={0,1,2},所以N是M的真子集.故选A.
(2)已知集合A={x|-1(-∞,1] 解析:当m≤0时,B=?,显然B?A.
当m>0时,A={x|-1若B?A,在数轴上标出两集合,如图,
所以所以0综上所述,m的取值范围为(-∞,1].
1.若本例(1)中M不变,则满足NM的集合N的个数为(  )
A.2   B.3   C.7   D.8
C 解析:因为M={0,1,2},NM,所以N={0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},?,共7个.
2.若本例(2)中,把条件“B?A”变为“A?B”,其他条件不变,则m的取值范围为________.
[3,+∞) 解析:若A?B,由得m≥3,所以m的取值范围为[3,+∞).
1.判断两集合关系的方法
(1)列举法:先用列举法表示集合,再从元素中寻求关系.
(2)化简集合法:用描述法表示的集合,若代表元素的表达式比较复杂,往往需对表达式变形、化简,再寻求两个集合间的关系.
2.根据两集合的关系求参数的方法
已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对含参数的集合是否为空集进行分类讨论,做到不漏解.
(1)若集合中的元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为解方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性;
(2)若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为不等式(组)求解,此时需检验端点值能否取到.
1.设P={y|y=-x2+1,x∈R},Q={y|y=2x,x∈R},则(  )
A.P?Q B.Q?P
C.?RP?Q D.Q??RP
C 解析:因为P={y|y=-x2+1,x∈R}={y|y≤1},Q={y|y=2x,x∈R}={y|y>0},所以?RP={y|y>1},所以?RP?Q.故选C.
2.(2020·哈尔滨市高三调研)已知集合A={0,1},B={0,1,2},则满足A∪C=B的集合C的个数为(  )
A.4 B.3
C.2 D.1
A 解析:由A∪C=B可知集合C中一定有元素2,所以符合要求的集合C有{2},{2,0},{2,1},{2,0,1},共4种情况.故选A.
3.已知集合A={1,2},B={x|x2+mx+1=0,x∈R}.若B?A,则实数m的取值范围为________.
[-2,2) 解析:若B=?,则Δ=m2-4<0,
解得-2<m<2.
若1∈B,则12+m+1=0,
解得m=-2,此时B={1},符合题意.
若2∈B,则22+2m+1=0,
解得m=-,此时B=,不符合题意.
综上所述,实数m的取值范围为[-2,2).
考点3 集合的运算——应用性
考向1 集合的运算
(1)(2020·泰安一模)已知全集U=R,集合M={x|-3A.[-1,1]
B.(-3,1]
C.(-∞,-3)∪(-1,+∞)
D.(-3,-1)
D 解析:阴影部分表示M∩?UN.由U=R,N={x||x|≤1},可得?UN={x|x<-1或x>1}.又M={x|-3(2)若集合A={x|2x2-9x>0},B={y|y≥2},则A∩B=________,(?RA)∪B=________.
 [0,+∞) 解析:因为A={x=,所以?RA=.又B={y|y≥2},所以A∩B=,(?RA)∪B=[0,+∞).
已知全集U={1,3,5,7},集合A={1,3},B={3,5},则如图所示的阴影区域表示的集合为(  )
A.{3}   B.{7}   C.{3,7}   D.{1,3,5}
B 解析:由题图可知,阴影区域为?U(A∪B).由并集的概念知,A∪B={1,3,5}.又U={1,3,5,7},于是?U(A∪B)={7}.故选B.
集合基本运算的方法技巧
考向2 集合运算的应用
(1)(2021·岳阳市高三质量检测)已知集合A={x|x-1≤0},B={x|x≥a}.若A∪B=R,则实数a的值不可以为(  )
A.2   B.1   C.0   D.-2
A 解析:因为A={x|x≤1},B={x|x≥a}且A∪B=R,所以a≤1, 所以a的值不可以为2.故选A.
(2)(2020·南昌适应性测试)已知集合M={x|0A.9   B.8 C.7   D.6
B 解析:因为M∩N={x|0根据集合的运算结果求参数的值或范围的方法
(1)将集合中的运算关系转化为两个集合之间的关系.若集合中的元素能一一列举,则用观察法得到不同集合中元素之间的关系;若集合是与不等式有关的集合,则一般利用数轴解决,要注意端点值能否取到.
(2)将集合之间的关系转化为解方程(组)或不等式(组)问题求解.
(3)根据求解结果来确定参数的值或取值范围.
1.设集合A={x∈N|5-x≥0},B={x|x2-3x+2=0},则?AB=(  )
A.{0,3,4} B.{0,3,4,5} C.{3,4} D.{3,4,5}
B 解析:因为集合A={x∈N|5-x≥0}={x∈N|x≤5}={0,1,2,3,4,5},B={x|x2-3x+2=0}={1,2},所以?AB={0,3,4,5}.故选B.
2.已知集合A={x|-11},则A∪B=(  )
A.(-1,1) B.(1,2) C.(-1,+∞) D.(1,+∞)
C 解析:因为A={x|-11},所以A∪B=(-1,+∞).故选C.
3.(2020·全国卷Ⅲ)已知集合A={(x,y)|x,y∈N*,y≥x},B={(x,y)|x+y=8},则A∩B中元素的个数为(  )
A.2 B.3 C.4 D.6
C 解析:由题意,A∩B中的元素满足
且x,y∈N*.由x+y=8≥2x,得x≤4,
所以满足x+y=8的有(1,7),(2,6),(3,5),(4,4),
故A∩B中元素的个数为4.
4.(多选题)已知全集U=R,函数y=ln(1-x)的定义域为M,集合N={x|x2-x<0},则(  )
A.M∩N=N B.M∩(?UN)≠?
C.M∪N=U D.M??UN
AB 解析:由题意知M={x|x<1},N={x|0<x<1},所以M∩N=N.又?UN={x|x≤0或x≥1},所以M∩(?UN)={x|x≤0}≠?,M∪N={x|x<1}=M,M(?UN).故选AB.
全集U={x|x<10,x∈N*},A?U,B?U,(?UB)∩A={1,9},A∩B={3},(?UA)∩(?UB)={4,6,7},则集合A=________,B=________.
[四字程序]
读 想 算 思
求集合A,B 解有限集问题常用什么方法 集合间的运算 转化与化归
集合A,B为有限集,且与已知全集U及集合间的运算关系 有限集问题可利用Venn图法或集合运算含义求解 1.利用Venn图表示集合;
2.利用集合的运算求解 1.Venn图;
2.集合的交、并、补运算
思路参考:将集合用Venn图表示出来,进行观察,写出集合A,B.
{1,3,9} {2,3,5,8} 解析:根据题意作出Venn图,如图所示,
由图可知A={1,3,9},B={2,3,5,8}.
思路参考:直接根据集合运算的含义分析求解.
{1,3,9} {2,3,5,8} 解析:因为(?UB)∩A={1,9},(?UA)∩(?UB)={4,6,7},所以?UB={1,4,6,7,9}.
又U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
所以B={2,3,5,8}.
因为(?UB)∩A={1,9},A∩B={3},
所以A={1,3,9}.
1.有限集的混合运算涉及交、并、补及其关系问题常用Venn图法处理.
2.涉及有交叉集合的元素个数问题往往用Venn图法处理较为方便.
3.基于新课程标准,对于集合问题的解决,要熟练掌握基本概念,数学阅读技能、推理能力和表达能力,体现了数学抽象、直观想象、逻辑推理的数学素养.
某班共40人,其中24人喜欢篮球运动,16人喜欢乒乓球运动,6人这两项运动都不喜欢,则喜欢篮球运动但不喜欢乒乓球运动的人数为(  )
A.17 B.18 C.19 D.20
B 解析:记全集U为该班全体同学,喜欢篮球运动的记作集合A,喜欢乒乓球运动的记作集合B,则喜欢篮球但不喜欢乒乓球运动的记作A∩?UB(如图),有18人.

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