集合的有关概念

2023-08-12 10:39:35 来源:互联网

准确区分集合概念与非集合概念,有助于避免犯混淆概念的逻辑错误。以下是小编分享给大家的关于集合的有关概念,希望能给大家带来帮助!


(资料图)

集合的有关概念:

1.集合的有关概念。——卓越小编v整理资料,仅供参考。

1)集合(集):某些指定的对象集在一起就成为一个集合(集).其中每一个对象叫元素

注意:

①集合与集合的元素是两个不同的概念,教科书中是通过描述给出的,这与平面几何中的点与直线的概念类似。

②集合中的元素具有确定性(a?A和a?A,二者必居其一)、互异性(若a?A,b?A,则a≠b)和无序性({a,b}与{b,a}表示同一个集合)。

③集合具有两方面的意义,即:凡是符合条件的对象都是它的元素;只要是它的元素就必须符号条件

2)集合的表示方法:常用的有列举法、描述法和图文法

3)集合的分类:有限集,无限集,空集。

4)常用数集:N,Z,Q,R,N*

2.子集、交集、并集、补集、空集、全集等概念。

1)子集:若对x∈A都有x∈B,则A B(或A B);

2)真子集:A B且存在x0∈B但x0 A;记为A B(或 ,且 )

3)交集:A∩B={x| x∈A且x∈B}

4)并集:A∪B={x| x∈A或x∈B}

5)补集:CUA={x| x A但x∈U}

注意:①? A,若A≠?,则? A ;

②若 , ,则 ;

③若 且 ,则A=B(等集)

3.弄清集合与元素、集合与集合的关系,掌握有关的术语和符号,特别要注意以下的符号:

(1) 与 、?的区别;

(2) 与 的区别;

(3) 与 的区别。

4.有关子集的几个等价关系

①A∩B=A A B;②A∪B=B A B;③A B C uA C uB;

④A∩CuB = 空集 CuA B;⑤CuA∪B=I A B。

5.交、并集运算的性质

①A∩A=A,A∩? = ?,A∩B=B∩A;②A∪A=A,A∪? =A,A∪B=B∪A;

③Cu (A∪B)= CuA∩CuB,Cu (A∩B)= CuA∪CuB;

6.有限子集的个数:设集合A的元素个数是n,则A有2n个子集,2n-1个非空子集,2n-2个非空真子集。

集合中元素特征认识不明致误:

典例:(5分)(2012·课标全国)已知集合A={1,2,3,4,5},B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},则B中所含元素的个数为()

A.3B.6C.8D.10

易错分析 本题属于创新型的概念理解题,准确地理解集合B是解决本题的关键,该题解题过程易出错的原因有两个,一是误以为集合B中的元素(x,y)不是有序数对,而是无序的两个数值;二是对于集合B的元素的性质中的“x∈A,y∈A,x-y∈A”,只关注“x∈A,y∈A”,而忽视“x-y∈A”的限制条件导致错解.

解析 ∵B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},A={1,2,3,4,5},

∴x=2,y=1;x=3,y=1,2;x=4,y=1,2,3;x=5,y=1,2,3,4.

∴B={(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4)},

∴B中所含元素的个数为10.

答案 D

温馨提醒 判断集合中元素的性质时要注意两个方面:一是要注意集合中代表元素的字母符号,区分x、y、(x,y);二是准确把握元素所具有的性质特征,如集合{x|y=f(x)}表示函数y=f(x)的定义域,{y|y=f(x)}表示函数y=f(x)的值域,{(x,y)|y=f(x)}表示函数y=f(x)图象上的点.

遗忘空集致误:

典例:(4分)若集合P={x|x2+x-6=0},S={x|ax+1=0},且S⊆P,则由a的可取值组成的集合为__________.

易错分析 从集合的关系看,S⊆P,则S=∅或S≠∅,易遗忘S=∅的情况.

解析 (1)P={-3,2}.当a=0时,S=∅,满足S⊆P;

当a≠0时,方程ax+1=0的解集为x=-a1,

为满足S⊆P可使-a1=-3或-a1=2,

即a=31或a=-21.故所求集合为21.

答案 21

温馨提醒 (1)根据集合间的关系求参数是高考的一个重点内容.解答此类问题的关键是抓住集合间的关系以及集合元素的特征.(2)在解答本题时,存在两个典型错误.一是忽略对空集的讨论,如S=∅时,a=0;二是易忽略对字母的讨论.如-a1可以为-3或2.因此,在解答此类问题时,一定要注意分类讨论,避免漏解.

方法与技巧

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.

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.

失误与防范

1. 空集在解题时有特殊地位,它是任何集合的子集,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.

2. 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.

3. 解答集合题目,认清集合元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解的两个先决条件.

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要特别注意端点是实心还是空心.

5. 要注意A⊆B、A∩B=A、A∪B=B、∁UA⊇∁UB、A∩(∁UB)=∅这五个关系式的等价性.

A组 专项基础训练

(时间:35分钟,满分:57分)

一、选择题(每小题5分,共20分)

1. (2012·广东)设集合U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则∁UM等于()

A.U B.{1,3,5} C.{3,5,6} D.{2,4,6}

答案 C

解析 ∵U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},∴∁UM={3,5,6}.

2. (2011·课标全国)已知集合M={0,1,2,3,4},N={1,3,5},P=M∩N,则P的子集共有()

A.2个 B.4个 C.6个 D.8个

答案 B

解析 ∵M={0,1,2,3,4},N={1,3,5},∴M∩N={1,3}.

∴M∩N的子集共有22=4个.

3. (2012·山东)已知全集U={0,1,2,3,4},集合A={1,2,3},B={2,4},则(∁UA)∪B为 ()

A.{1,2,4} B.{2,3,4}

C.{0,2,4} D.{0,2,3,4}

答案 C

解析 ∵∁UA={0,4},B={2,4},∴(∁UA)∪B={0,2,4}.

4. 已知集合M={x|x-1x≥0,x∈R},N={y|y=3x2+1,x∈R},则M∩N等于 ()

A.∅ B.{x|x≥1}

C.{x|x>1} D.{x|x≥1或x<0}

答案 C

解析 由x-1x≥0,得x(x-1)≥0,x≠1,

∴x>1或x≤0,∴M={x|x>1或x≤0},N={y|y≥1},

M∩N={x|x>1}.

二、填空题(每小题5分,共15分)

5. 已知集合A={1,3,a},B={1,a2-a+1},且B⊆A,则a=__________.

答案 -1或2

解析 由a2-a+1=3,得a=-1或a=2,经检验符合.由a2-a+1=a,得a=1,由于集合中不能有相同元素,所以舍去.故a=-1或2.

6. 已知集合A={(0,1),(1,1),(-1,2)},B={(x,y)|x+y-1=0,x,y∈Z},则A∩B=_________.

答案 {(0,1),(-1,2)}

解析 A、B都表示点集,A∩B即是由A中在直线x+y-1=0上的所有点组成的集合,代入验证即可.

7. (2012·天津)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 -11

解析 A={x|-5

B={x|(x-m)(x-2)<0},所以m=-1,n=1.

三、解答题(共22分)

8. (10分)已知集合A={x|x2-2x-3≤0},B={x|x2-2mx+m2-4≤0,x∈R,m∈R}.

(1)若A∩B=[0,3],求实数m的值;

(2)若A⊆∁RB,求实数m的取值范围.

解 由已知得A={x|-1≤x≤3},

B={x|m-2≤x≤m+2}.

(1)∵A∩B=[0,3],∴m+2≥3.m-2=0,∴m=2.

(2)∁RB={x|xm+2},∵A⊆∁RB,

∴m-2>3或m+2<-1,即m>5或m<-3.

9. (12分)设符号@是数集A中的一种运算:如果对于任意的x,y∈A,都有x@y=xy∈A,则称运算@对集合A是封闭的.设A={x|x=m+n,m、n∈Z},判断A对通常的实数的乘法运算是否封闭?

解 设x=m1+n1,y=m2+n2,那么xy=(m1+n1)×(m2+n2)=(m1n2+m2n1)+m1m2+2n1n2.

令m=m1m2+2n1n2,n=m1n2+m2n1,则xy=m+n,

由于m1,n1,m2,n2∈R,所以m,n∈R.

故A对通常的实数的乘法运算是封闭的.

B组 专项能力提升

(时间:25分钟,满分:43分)

一、选择题(每小题5分,共15分)

1. (2012·湖北)已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0

A.1 B.2 C.3 D.4

答案 D

解析 用列举法表示集合A,B,根据集合关系求出集合C的个数.

由x2-3x+2=0得x=1或x=2,∴A={1,2}.

由题意知B={1,2,3,4},∴满足条件的C可为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}.

2. (2011·安徽)设集合A={1,2,3,4,5,6},B={4,5,6,7,8},则满足S⊆A且S∩B≠∅的集合S的个数是 ()

A.57 B.56 C.49 D.8

答案 B

解析 由S⊆A知S是A的子集,又∵A={1,2,3,4,5,6},∴满足条件S⊆A的S共有26=64(种)可能.又∵S∩B≠∅,B={4,5,6,7,8},∴S中必含4,5,6中至少一个元素,而在满足S⊆A的所有子集S中,不含4,5,6的子集共有23=8(种),∴满足题意的集合S的可能个数为64-8=56.

3. (2011·湖北)已知U={y|y=log2x,x>1},P={y|y=x1,x>2},则∁UP等于()

A.,+∞1 B.21

C.(0,+∞) D.(-∞,0]∪,+∞1

答案 A

解析 ∵U={y|y=log2x,x>1}={y|y>0},

P={y|y=x1,x>2}={y|0

∴∁UP={y|y≥21}=,+∞1.

二、填空题(每小题5分,共15分)

4. (2012·陕西改编)集合M={x|lg x>0},N={x|x2≤4},则M∩N=____________.

答案 (1,2]

解析 M={x|lg x>0}={x|x>1},

N={x|x2≤4}={x|-2≤x≤2},

∴M∩N={x|x>1}∩{x|-2≤x≤2}={x|1

5. 已知M={(x,y)|x-2y-3=a+1},N={(x,y)|(a2-1)x+(a-1)y=15},若M∩N=∅,则a的值为____________.

答案 1,-1,25,-4

解析 集合M表示挖去点(2,3)的直线,集合N表示一条直线,因此由M∩N=∅知,点(2,3)在集合N所表示的直线上或两直线平行,由此求得a的值为1,-1,25,-4.

6. 设A={x||x|≤3},B={y|y=-x2+t},若A∩B=∅,则实数t的取值范围是__________.

答案 (-∞,-3)

解析 A={x|-3≤x≤3},B={y|y≤t},

由A∩B=∅知,t<-3.

三、解答题

7. (13分)已知集合A={y|y2-(a2+a+1)y+a(a2+1)>0},B={y|y=21x2-x+25,0≤x≤3}.

(1)若A∩B=∅,求a的取值范围;

(2)当a取使不等式x2+1≥ax恒成立的a的最小值时,求(∁RA)∩B.

解 A={y|ya2+1},B={y|2≤y≤4}.

(1)当A∩B=∅时,a≤2,a2+1≥4,

∴≤a≤2或a≤-.

(2)由x2+1≥ax,得x2-ax+1≥0,

依题意Δ=a2-4≤0,∴-2≤a≤2.

∴a的最小值为-2.

当a=-2时,A={y|y<-2或y>5}.

∴∁RA={y|-2≤y≤5},∴(∁RA)∩B={y|2≤y≤4}. 

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关键词: 子集 元素 空集
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