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1、第一篇 集合与不等式专题1.01 集合【考纲要求】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
2、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,则或.(3)相等:若AB,且BA,则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.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xA4.集合的运算性质(1)AAA,A,ABBA.(2)AAA,AA,ABBA.(3)A(UA),A(UA)U,U(UA)A.【微点提醒】1.若有限集A中
3、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.3.ABABAABBUAUB.4.U(AB)(UA)(UB),U(AB)(UA)(UB).【疑难辨析】1.判断下列结论正误(在括号内打“”或“”)(1)x|yx21y|yx21(x,y)|yx21.()(2)若x2,10,1,则x0,1.()(3)对于任意两个集合A,B,关系(AB)(AB)恒成立.()(4)含有n个元素的集合有2n个真子集.()【答案】 (1)(2)(3)(4)【解析】(1)错误.x|yx21R,y|yx211,),(x,y)|yx21是抛物线yx21上的点集.(2)错误. 当x1时,不满足集
4、合中元素的互异性.(3)正确.(4)错误. 含有n个元素的集合有2n1个真子集.【教材衍化】2.(必修1P12A5改编)若集合PxN|x,a2,则()A.aP B.aPC.aP D.aP【答案】D【解析】因为a2不是自然数,而集合P是不大于的自然数构成的集合,所以aP,只有D正确.3.(必修1P12B1改编)已知集合M0,1,2,3,4,N1,3,5,则集合MN的子集的个数为_.【答案】64【解析】由已知得MN0,1,2,3,4,5,所以MN的子集有2664(个).【真题体验】4. (2019全国卷)已知集合,则=( )ABCD【答案】C【解析】. (2018全国卷)已知集合Ax|x2x20,
5、则RA()A.x|1x2 B.x|1x2C.x|x2 D.x|x1x|x2【答案】B【解析】法一Ax|x2x20x|(x2)(x1)0x|x2,所以RAx|1x2.法二因为Ax|x2x20,所以RAx|x2x20x|1x2.5.(2019菏泽模拟)若Ax|x4k1,kZ,Bx|x2k1,kZ,则集合A与B的关系是A_B.【答案】【解析】因为集合Bx|x2k1,kZ,Ax|x4k1,kZ,所以B表示奇数集,A表示除以4余1的整数集,所以AB.6.(2017全国卷改编)已知集合A(x,y)|x2y21,B(x,y)|x,yR,且yx,则AB中元素的个数为_.【答案】2【解析】集合A表示圆心在原点的
6、单位圆上所有点的集合,集合B表示直线yx上所有点的集合,易知直线yx和圆x2y21相交,且有2个交点,故AB中有2个元素.【考点聚焦】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Mx|x|1,Ny|yx2,|x|1,则()A.MN B.MNC.MN D.NM(2)若xA,则A,就称A是“伙伴关系”集合,集合M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【答案】(1)D(2)B【解析】(1)易知Mx|1x1,Ny|yx2,|x|1y|0y1,NM.(2)具有伙伴关系的元素组是1,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:1,.【规律方法】1
7、.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全国卷)已知集合A(x,y)|x2y23,xZ,yZ,则A中元素的个数为()A.9 B.8 C.5 D.4(2)设集合Ax|(xa)21,且2A,3A,则实数a的取值范围为_.【答案】(1)A(2)(1,2【解析】(1)由题意知A(1,0),(0,0),(1,0),(0,1),(0,1),(1,1),(1,1),
8、(1,1),(1,1),故集合A中共有9个元素.(2)由题意得解得所以1a2.考点二集合间的基本关系【例2】 (1)已知集合Ax|y,xR,Bx|xm2,mA,则()A.AB B.BAC.AB D.BA(2)(2019杭州调研)已知集合Ax|x25x140,集合Bx|m1x2m1,若BA,则实数m的取值范围为_.【答案】(1)B(2)(,4【解析】(1)易知Ax|1x1,所以Bx|xm2,mAx|0x1.因此BA.(2)Ax|x25x140x|2x7.当B时,有m12m1,则m2.当B时,若BA,如图.则解得20,N,则()A.MN B.NMC.MN D.MNR(2)若将本例(2)的集合A改为
9、Ax|x25x140.其它条件不变,则m的取值范围是_.【答案】(1)C(2)(,26,)【解析】(1)集合Mx|x2x0x|x1或x1或x0x|x7.当B时,有m12m1,则m2.当B时,若BA,则或解之得m6.综上可知,实数m的取值范围是(,26,).考点三集合的运算角度1集合的基本运算【例31】 (1)已知集合Ax|x0,则()A.AB B.ABC.AB D.ABR(2)(2018天津卷)设全集为R,集合Ax|0x2,Bx|x1,则A(RB)()A.x|0x1 B.x|0x1C.x|1x2 D.x|0x0,Ax|x2,所以AB,ABx|x2.(2)因为Bx|x1,所以RBx|x1,因为A
10、x|0x2,所以A(RB)x|0x1.角度2抽象集合的运算【例32】 设U为全集,A,B是其两个子集,则“存在集合C,使得AC,BUC”是“AB”的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】C【解析】由图可知,若“存在集合C,使得AC,BUC”,则一定有“AB”;反过来,若“AB”,则一定能找到集合C,使AC且BUC.角度3集合的新定义问题【例33】 若集合A具有以下性质:()0A,1A;()若xA,yA,则xyA,且x0时,A.则称集合A是“好集”.给出下列说法:集合B1,0,1是“好集”;有理数集Q是“好集”;设集合A是“好集”,若xA,yA,
11、则xyA.其中,正确说法的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3【答案】C【解析】集合B不是“好集”,假设集合B是“好集”,因为1B,1B,所以112B,这与2B矛盾;有理数集Q是“好集”,因为0Q,1Q,对任意的xQ,yQ,有xyQ,且x0时,Q,所以有理数集Q是“好集”;因为集合A是“好集”,所以0A,若xA,yA,则0yA,即yA,所以x(y)A,即xyA.【规律方法】1.进行集合运算时,首先看集合能否化简,能化简的先化简,再研究其关系并进行运算.2.注意数形结合思想的应用.(1)离散型数集或抽象集合间的运算,常借助Venn图求解.(2)连续型数集的运算,常借助数轴求解,运用数轴时要特
12、别注意端点是实心还是空心.(3)集合的新定义问题:耐心阅读,分析含义,准确提取信息是解决这类问题的前提,剥去新定义、新法则、新运算的外表,利用所学的集合性质等知识将陌生的集合转化为我们熟悉的集合,是解决这类问题的突破口.【训练3】 (1)(2019延安模拟)若全集U2,1,0,1,2,A2,2,Bx|x210,则图中阴影部分所表示的集合为()A.1,0,1 B.1,0C.1,1 D.0(2)已知集合Ax|x2x0,Bx|a1xa,若AB只有一个元素,则a()A.0 B.1 C.2 D.1或2【答案】(1)D(2)C【解析】(1)Bx|x2101,1,阴影部分所表示的集合为U(AB).AB2,1
13、,1,2,全集U2,1,0,1,2,所以U(AB)0.(2)易知A0,1,因为AB只有一个元素,所以a11,解得a2.【反思感悟】1.集合中的元素的三个特征,特别是无序性和互异性在解题时经常用到.解题后要进行检验,要重视符号语言与文字语言之间的相互转化.2.对连续数集间的运算,借助数轴的直观性,进行合理转化;对已知连续数集间的关系,求其中参数的取值范围时,要注意单独考察等号能否取到.3.对离散的数集间的运算,或抽象集合间的运算,可借助Venn图.这是数形结合思想的又一体现.【易错防范】1.集合问题解题中要认清集合中元素的属性(是数集、点集还是其他类型集合),要对集合进行化简.2.空集是任何集合
14、的子集,是任何非空集合的真子集,时刻关注对空集的讨论,防止漏解.3.解题时注意区分两大关系:一是元素与集合的从属关系;二是集合与集合的包含关系.4.Venn图图示法和数轴图示法是进行集合交、并、补运算的常用方法,其中运用数轴图示法时要特别注意端点是实心还是空心.【分层训练】 【基础巩固题组】 (建议用时:30分钟)一、选择题1.(2018全国卷)已知集合Ax|x10,B0,1,2,则AB()A.0 B.1 C.1,2 D.0,1,2【答案】C【解析】由题意知,Ax|x1,则AB1,2.2.(2019滨州模拟)设集合A1,2,3,B4,5,Mx|xab,aA,bB,则M中元素的个数为()A.3
15、B.4 C.5 D.6【答案】B【解析】因为A1,2,3,B4,5,又Mx|xab,aA,bB,M5,6,7,8,即M中有4个元素.3.(2019日照质检)已知全集U0,1,2,3,4,若A0,2,3,B2,3,4,则(UA)(UB)()A. B.1 C.0,2 D.1,4【答案】B【解析】因为全集U0,1,2,3,4,A0,2,3,B2,3,4,所以UA1,4,UB0,1,因此(UA)(UB)1.4.设集合Ax|1x2,Bx|x0,则下列结论正确的是()A.(RA)Bx|x1B.ABx|1x0C.A(RB)x|x0D.ABx|x2,RBx|x0,(R A)Bx|x1,A项不正确.ABx|1x
16、0,B项正确,检验C、D错误.5.已知集合AxN|x22x80,Bx|2x8,则集合AB的子集的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【答案】D【解析】因为AxN|x22x800,1,2,3,4,Bx|x3,所以AB3,4,所以集合AB的子集个数为4.6.已知集合Mx|y,Nx|ylog2(2x),则R (MN)()A.1,2) B.(,1)2,)C.0,1 D.(,0)2,)【答案】B【解析】由题意可得Mx|x1,Nx|x2,MNx|1x2,R (MN)x|x1或x2.7.设集合A(x,y)|xy1,B(x,y)|xy3,则满足M(AB)的集合M的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3
17、【答案】C【解析】由得AB(2,1).由M(AB),知M或M(2,1).8.(一题多解)已知集合Ax|ylg(xx2),Bx|x2cx0,若AB,则实数c的取值范围为()A.(0,1 B.1,)C.(0,1) D.(1,)【答案】B【解析】法一由题意知,Ax|ylg(xx2)x|xx20x|0x1,Bx|x2cx0x|0x0x|0x1,结合选项,取c1,得Bx|0x1,则AB成立,可排除C、D;取c2,得Bx|0x0,则(R S)T_.【答案】x|2x3【解析】易知Sx|x2或x3,R Sx|2x3,因此(R S)Tx|2x3.10.(2017江苏卷)已知集合A1,2,Ba,a23,若AB1,
18、则实数a的值为_.【答案】1【解析】由AB1知,1B,又a233,则a1.11.(2019济南质检)已知集合A1,3,4,7,Bx|x2k1,kA,则集合AB中元素的个数为_.【答案】6【解析】A1,3,4,7,Bx|x2k1,kA,B3,7,9,15,AB1,3,4,7,9,15,集合AB中元素的个数为6.12.集合Ax|x0x|x0,则ABx|1x0.【能力提升题组】(建议用时:10分钟)13.(2018河南百校联盟联考)若集合Ax|ylg(3xx2),B,则A(R B)等于()A.(0,2 B.(2,3) C.(3,5) D.(2,1)【答案】A【解析】由3xx20,得0x3,则A(0,
19、3),B(2,5),则R B(,25,),故A(R B)(0,2.14.已知集合Ax|y,Bx|axa1,若ABA,则实数a的取值范围为()A.(,32,) B.1,2C.2,1 D.2,)【答案】C【解析】集合Ax|yx|2x2,因ABA,则BA,又B,所以有所以2a1.15.已知集合A(x,y)|x24y,B(x,y)|yx,则AB的真子集个数是_.【答案】3【解析】由得或即AB(0,0),(4,4),AB的真子集个数为2213.16.集合UR,Ax|x2x20,Bx|yln(1x),则图中阴影部分所表示的集合是_.【答案】1,2)【解析】易知A(1,2),B(,1),UB1,),A(UB)1,2).因此阴影部分表示的集合为A(UB)x|1x2.【新高考创新预测】17.(多填题,答案不唯一型)若集合a,b,c,d1,2,3,4,且下列四个关系:a1;b1;c2;d4有且只有一个是正确的.请写出满足上述条件的一个有序数组(a,b,c,d)_,符合条件的全部有序数组(a,b,c,d)的个数是_.【答案】(3,2,1,4)(填一个正确的即可)6【解析】显然不可能正确,否则都正确;若正确,则或若正确,此时若正确此时有所以符合条件的数组共6个.12
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