高中数学易错 易混概念-高中数学计算能力专项教案
【创新设计】(浙江专用)2016-2017学年高中数学 第一章 集合与函数概念
新人教版必修1
1.1 集 合
1.1.1 集合的含义与表示
第1课时 集合的含义
目标定位
1.通过实例了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系,集合相等的含义.2.理解集合中
元素的三个特性,掌握常用数集的表示符号并会识别应用.
自 主 预 习
1.元素与集合的相关概念
(1)元素:一般地,我们把研究对象统称为元素.
(2)集合:把一些元素组成的总体叫做集合.
(3)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.
(4)集合的相等:构成两集合的元素是一样的,我们称这两个集合是相等的.
2.元素与集合的表示
(1)元素的表示:通常用小写拉丁字母
a
,
b
,
c
,…表示集合中的元素.
(2)集合的表示:通
常用大写拉丁字母
A
,
B
,
C
,…表示集合.
3.元素与集合的关系
(1)“属于”:如果
a
是集合
A
的元素,就说
a
属于集合
A
,记作
a
∈
A
.
(2)“不属于”:如果
a
不是集合
A
的元素
,就说
a
不属于集合
A
,记作
a
?
A
.<
br>
4.常用数集及表示符号
数集
符号
非负整数集(自
然数集)
N
正整数集
N或
N
+
*
整数集
Z
有理数集
Q
实数集
R
温馨提示:注意正整数集比自然数集中少一个元素“0”.
即 时 自 测
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)期末考试成绩出来了,我们班的数学成绩较好的在120分以上的同学组成一个集合.(
)
(2)一个集合可以表示成{
a
,
a
,
b,
c
,}.( )
(3)若集合
A
是由元素1,2
,3,4,5,6所组成的集合,则-1和0都不是集合
A
中的元素.( )
提示 (1)“120分以上”是明确的标准,所以“120分以上的同学”能组成集合.正确.
(2)集合中的元素是互不相同的,任何两个相同的对象归入同一个集合中,只能算作这个集合的一个元素.错
误.
(3)集合中
A
只有元素1,2,3,4,5,6,没有-1和0.正确.
答案 (1)√ (2)× (3)√
2.下列各组对象:①高中数学中所有难题;②所有偶数
;③平面上到定点
O
距离等于5的点的全体;④全体
著名的数学家.其中能构成集合的个数为( )
D.4
C.3
B.2
A.1
解析
②、③中的元素是确定的,能够构成集合,其余的都不能构成集合.
答案
B
3.下列关系正确的是( )
①0∈N;②
2
∈Q;③?R;④-2?Z.
D.①
C.②④
B.①③
A.③④
1
2
解析 ①正确,∵0是自然数,∴0∈N;②不正确,∵
2
是无
理数,∴
2
?Q;③不正确,∵是实数,∴
1
2
1
2
∈R;④不正确,∵-2是整数,∴-2∈Z.
答案 D
4
.若1∈
A
,且集合
A
与集合
B
相等,则1_______
_
B
(填“∈”“?”).
解析 集合
A
与集合
B
相等,则
A
、
B
两集合的元素完全相同,又1∈
A
,故1∈
B
.
答案 ∈
类型一
集合的含义
【例1】 下列各组对象不能组成集合的是( )
A.著名的中国数学家
B.北京四中2015级新生
C.全体奇数
D.2016年里约热内卢奥运会的所有比赛项目
解析 根据
集合元素的确定性来判断是否能组成集合,因为B,C,D中所给的对象都是确定的,从而可以组
成集合
;而A中所给对象不确定,原因是没有具体的标准来衡量一位数学家怎样才算著名,故不能组成集
合.
答案 A
规律方法 判断一组对象组成集合的依据及切入点
(1)依据:元素的确定性是判断的依据.判断一组对象能否构成集合,关键是看能否找到一个明确的标
准,来
判断整体中的每个对象是否确定,如果考查的对象是确定的,就能组成集合,否则不能组成集合.
(2)切入
点:解答此类问题的切入点是集合元素的特性,即确定性、互异性和无序性.
【训练1】 判断下列对象能否组成集合:
(1)数学必修1课本中所有的难题;
(2)本班16岁以下的同学;
(3)方程
x
2
-4=0在实数范围内的解;
(4)
2
的近似值的全体.
解
(1)中难题的标准不确定,不能组成集合.
(2)本班16岁以下的同学是确定的,明确的,能组成集合.
(3)方程
x
2
-4=0在实数范围内的解有两个,即±2,故能组成一个集合.
(4)“
2
的近似值”不明确精确到哪一位,因此很难判定一个数(比如2)是不是它的近似值,故不能组成一
个集合.
类型二 元素与集合的关系
【例2】(1)(2016·泰安高一检测)下列所给关系正确的个数是(
)
①π∈R;②
3
?Q;③0∈N
*
;④
|-4|?N
*
.
D.4
C.3
B.2
A.1
(2)(2016·连云港高一检测)集
中
A
中的元素
x
满足
6
∈N,
x
∈N,则
集合
A
中的元素为________.
3-x
解析 (1)由R(
实数集)、Q(有理数集)、N
*
(正整数集)的含义知,①②④正确,③不正确.
(2)由
6
∈N,则6是3-
x
的正整数倍,所以3-
x<
br>=1,2,3,6.又
x
∈N,∴
x
=0,1,2.
3-x<
br>
答案 (1)C (2)0,1,2
规律方法 (1)判断一个元素是否属于某一集合
,就是判断这个元素是否满足该集合元素的条件.若满足,就
是“属于”关系;若不满足,就是“不属于
”关系.特别注意,符号“∈”与“?”只表示元素与集合的关
系.
(2)判断元素
与集合关系主要有两种方法:①直接法(当集合中元素直接给出时),②推理法,对一些没有直
接给出元素的集合,常用推理法判断元素是否具有集合中元素所具有的特征.
【训练2】
设不等式2
x
-3>0的解集为
M
,下列表示正确的是( )
B.0?
M
,2∈
M
D.0?
M
,2?
M
A.0∈
M
,2∈
M
C.0∈
M
,2?
M
解析 因为2×0-3=-3<0
,所以0不是
M
的元素,0?
M
.又2×2-3=1>0.所以2是不等式2
x
-3>0的解集
中元素,2∈
M
.
答案 B
类型三 集合中元素的特性及应用(互动探究)
【例3
】已知集合
A
中含有两个元素
a
+1,
a
2
-1,
且0∈
A
,则实数
a
的值为________.
[思路探究]
探究点一
a
+1,
a
2
-1是
A
中的两个元素,揭示二者满足什么关系?
提示
根据集合元素的互异性,
a
+1≠
a
2
-1.
探究点二 0∈
A
,与
A
中的两元素
a
+1,a
2
-1间有什么关系?
提示 根据元素与集合间的从属关系,应有<
br>a
+1=0或
a
2
-1=0.
解 因为0∈
A
,所以0=
a
+1或0=
a
2
-1.
当0=
a
+1时,
a
=-1,此时
a
2
-1=0
,
A
中元素重复,不符合题意.
当
a
2
-1=0
时,
a
=±1,
a
=-1(舍),所以
a
=1.此时,A
={2,0},符合题意.
答案 1
规律方法 (1)由
于
A
中含有两个元素,0∈
A
,本题以0是否等于
a
+1为
标准分类,从而做到不重不漏.
(2)对于集合中元素含有参数的问题,要根据集合中元素的确定性,解
出参数的所有可能值或范围,再根据
集合中元素的互异性对集合中的元素进行检验.
【迁移探究1】(变换条件) 本例若将集合<
br>A
中元素“
a
+1”“
a
-1”改为“
a
-
3和2
a
-1”,“0∈
A
”改
2
为“-3∈
A
”,则实数
a
的取值是什么?
解
∵-3∈
A
,∴-3=
a
-3或-3=2
a
-1,
若-3=
a
-3,则
a
=0.
此时集合
A
含有两个元素-3,-1,符合题意.
若-3=2
a
-1,则
a
=-1,
此时集合
A
含有两个元素-4,-3,符合题意,
综上所述,满足题意的实数
a
的值为0或-1.
【迁移探究2】(变换条件) 本例中,若去掉条件“0∈
A
”,其他条件不变,试求
实数
a
的取值.
解
由集合元素的互异性,
a
+1≠
a
2
-1,
所以
a
2
-
a
-2≠0,即(
a
-2)(
a<
br>+1)≠0,
因此
a
≠2且
a
≠-1.
[课堂小结]
1.判断一组对象的全体能否构成集合,关键是看元素是否确定.若元素不确定,
则不能构成集合.集合中的元
素是确定的,某一元素
a
要么满足
a
∈
A
,要么满足
a
?
A
,两者必居其一.这也是判断一组对象
能否构成集合
的依据.
2.对符号∈和?的两点说明
(1)符号∈和?刻画的是元素与集合之间的关系,不可表示元素与元素,集合与集合之间的关系.
<
br>(2)∈和?具有方向性,左边是元素,右边是集合.
3.集合中元素的三种特性:确定性、互异
性、无序性.求集合中字母的取值时,一定要检验是否满足集合中
元素的互异性.
1.下列各选项中的对象可组成一个集合的是( )
A.一切很大的数
B.我校高一学生中的女生
C.中国漂亮的工艺品
D.美国NBA的篮球明星
解析
A、C、D中对象不具有确定性,不能构成集合.
答案 B
2.若以方程
x
2
-2
x
-3=0和
x
2
-
x
-2=0的解为元素组成集合
M
,则
M
中元素的个数为(
)
D.4
C.3
B.2
A.1
解析 因为方程
x
2
-2
x
-3=0的解是
x
1
=-1,
x
2
=3,方程
x<
br>2
-
x
-2=0的解是
x
3
=-1,
x4
=2.
所以以这两个方程的解为元素的集合中的元素应为-1,2,3,共有3个元素.
答案 C
3.已知集合
A
中只含有一个元素1,若|
b<
br>|∈
A
,则
b
=________.
解析
由题意可知|
b
|=1,∴
b
=±1.
答案
±1
4.已知集合
M
有两个元素3和
a
+1,且4∈M
,求实数
a
的值.
解
∵
M
中有两个元素,3和
a
+1,且4∈
M
,
<
br>∴4=
a
+1,解得
a
=3.
即实数
a
的值
为3.
基 础 过 关
1.下列各对象可以组成集合的是(
)
A.中国著名的科学家
B.感动中国2016十大人物
C.高速公路上接近限速速度行驶的车辆
D.中国最美的乡村
解析
看一组对象是否构成集合,关键是看这组对象是不是确定的,A,C,D选项没有一个明确的判定标
准,只有B选项判断标准明确,可以构成集合.
答案 B
2.由
x
2
,2|
x
|组成一个集合
A
中含有两个元素,
则实数
x
的取值可以是( )
D.2
C.8
B.-2
A.0
解析
根据集合中元素的互异性,验证可知
x
的取值可以是8.
答案 C
3.下列正确的命题的个数有( )
①1∈N;②
2
∈N
*
;③∈Q;④2+
2
?R;⑤?Z.
D.4
C.3
B.2
A.1
1
2
4
2
解析
∵1是自然数,∴1∈N,故①正确;
∵
2
不是正整数,∴
2?N
*
,故②不正确;
∵是有理数,∴∈Q,故③正确;
∵2+
2
是实数,∴2+
2
∈R,所以④不正确;
∵=2是整数,∴∈Z,故⑤不正确.
答案 B
4.方程
x
2
-3
x
-4=0的解集与集合
A
相等,若集合
A
中的元素是
a
,
b
,则
a
+
b
=________.
解析
方程
x
2
-3
x
-3=0的两根分别是-1和4,
由题意可知,
a
+
b
=3.
答案 3
5
.(2016·成都高一检测)已知集合
P
中元素
x
满足:
x
∈N,且2<
x
<
a
,又集合
P
中恰有三个元素,则整数
a
1
2
1
2
4
2
4
2
=________.
解析 因为
x
∈N,且2<
x<
a
.又集合
P
中恰有三个元素,结合数轴
a
=6.<
br>
答案 6
6.设集合
A
中含有三个元素3,
x<
br>,
x
2
-2
x
.
(1)求实数
x
应满足的条件;
(2)若-2∈
A
,求实数
x
.
解
(1)由集合中元素的互异性可得
x
≠3且
x
2
-2x
≠
x
,
x
2
-2
x
≠3,
解得
x
≠-1且
x
≠0且
x
≠3.
(2)若-2∈
A
,则
x
=-2或
x
2
-2<
br>x
=-2.
由于
x
2
-2
x
=(
x
-1)
2
-1≥-1,
则
x
2
-2
x
≠-2,
所以
x
=-2.
7.设
P
、
Q
为两个非空实数集合
,
P
中含有0,2,5三个元素,
Q
中含有1,2,6三个元素,定义集合<
br>P
+
Q
中的元素是
a
+
b
,其中
a
∈
P
,
b
∈
Q
,则
P
+
Q
中元素的个数是多少?
解 因为当
a
=0时,
b
依次取1,2,6,得
a
+
b
的值分别为1,2,6;
当
a
=2时,
b
依次取1,2,6,得
a
+
b
的值分别为3,4,8;
当
a
=5时,
b
依
次取1,2,6,得
a
+
b
的值分别为6,7,11.
由
集合元素的互异性知
P
+
Q
中元素为1,2,3,4,6,7,8,11共8
个.
8.已知集合
A
是由三个元素
a
-2,2
a
2
+5
a
,12组成的,且-3∈
A
,求实数
a<
br>的值.
解 ∵-3∈
A
,∴-3=
a
-2或-3=
2
a
2
+5
a
,
∴
a
=-1或
a
=-.
当
a
=
-1时,
a
-2=-3,2
a
2
+5
a
=-3,<
br>
不符合集合中元素的互异性,故舍去.
当
a
=-时,a
-2=-,2
a
2
+5
a
=-3,符合题意.
综上可知,
a
=-.
能 力 提 升
3
2
3
2
7
2
3
2
9
.由
a
2
,2-
a
,4组成一个集合
A
,
A
中含有3个元素,则实数
a
的取值可以是( )
D.2
C.6
B.-2
A.1
解析 因
A
中含有3个元素,即
a
2
,2-a
,4互不相等,将选项中的数值代入验证,C正确.
答案 C
10.集合
A
中的元素为全部小于1的数,则有( )
D.-3?
A
C.0∈
A
B.1∈
A
A.3∈
A
解析 由于集合
A
中的元素为全部小于1的数,故3?
A
,1?A
,0∈
A
,-3∈
A
,故只有C正确.
答案 C
11.(2016·金华高一检测)若集合
P
中含有两个元素1,2
,集合
Q
含有两个元素1,
a
,若集合
P
与集合
Q
2
相等,则
a
=________.
解析 ∵
P
中含有两元素1,2;集合
Q
含有两个元素1,
a
2,又
P
=
Q
,
∴
a
2
=2
,且
a
2
≠1,解之得
a
=±
2
且
a≠±1.
答案 ±
2
12.集合
A
中含有
三个元素2,4,6,若
a
∈
A
,且6-
a
∈
A<
br>,那么
a
为________.
解析 若
a
=2,
则6-2=4∈
A
;若
a
=4,则6-4=2∈
A
;
若
a
=6,则6-6=0?
A
.
答案
2或4
13.已知由方程
kx
2
-8
x
+16=
0的根组成的集合
A
只有一个元素,试求实数
k
的值.
解
当
k
=0时,原方程变为-8
x
+16=0,
所以
x
=2,
此时集合
A
中只有一个元素2.
当
k
≠0时,要
使一元二次方程
kx
2
-8
x
+16=0只有一个实根,
需
Δ
=64-64
k
=0,即
k
=1.
此时方程的解为
x
1
=
x
2
=4, 集合
A
中只有一个元素4.
综上可知
k
=0或1.
探 究 创 新
14.设
A
为实数集,且满足条件:若
a
∈
A
,则
1
∈< br>A
(
a
≠1).
1-a
求证:(1)若2∈
A
,则
A
中必有另外两个元素;
(2)集合
A
不可能是单元素集.
证明 (1)若
a
∈
A
,则
又因为2∈
A
,所以
因为-1∈
A
,所以
1
2
1
∈
A
.
1-a
1
=-1∈
A
.
1-2
11
=∈
A
.
1-(-1)2
1
1
1-
2
=2∈
A
.
因为∈
A
,所以
所以
A
中必有另外两个元素,分别为-1,.
(2)若
A
为单元素集,则
a
=
1
,
1-a
1
2
即
a
2
-
a
+1=0,而方程无解.
所以
a
≠
1
,
1-a
所以
A
不可能为单元素集.
第2课时 集合的表示
目标定位 1.理解集合的两种常用表示方法(列举法和描述法).2.通过实例能选择自然语言、图形语言、集
合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用.
自 主 预 习
1.列举法
把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{} ”括起来表示集合的方法叫做列举法.
温馨提示:(1)元素间用“,”分隔开,其一般形式为{
a
1
,
a
2
,…,
a
n
};(2)满足 元素的互异性和元素的无
序性.
2.描述法
(1)定 义:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法.
(2)具体方法:在花括号内先写上表示这个集合元素 的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖
线后写出这个集合中元素所具有的公共特征.
即 时 自 测
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)实数集可以写成{实数},也可以写成{实数集}或{全体实数}.( )
(2)集合{
x
|
x
>3}与集合{
t
|
t
>3}表示同一个集合.( )
(3)集合
A
={(1,2),(0,3)}中共有4个元素.( )
提示 (1)不能,因为花括号“{}”表示“所有、全部”的意思.
(2)虽然两个集合的代
表元素的符号(字母)不同,但实质上它们均表示大于3的所有实数,故表示同一个集
合.
(3)集合
A
是由坐标平面上的点构成的集合,
A<
br>中只有2个元素.
答案 (1)× (2)√ (3)×
2.已知
A
={
x
|3-3
x
>0},则有(
)
D.-1?
A
C.0∈
A
B.1∈
A
A.3∈
A
解析
A
={
x
|3-3
x
>0}={
x
|
x
<1},所以0∈
A
.
答案 C
3.用列举法表示集合{
x
|
x
2
-2
x
+1=0}为( )
B.{1}
D.{
x
2
-2
x
+1=0}
A.{1,1}
C.{
x
=1}
解析
方程
x
2
-2
x
+1=0可化简为(
x
-1)2
=0,所以
x
1
=
x
2
=1,故方程
x
2
-2
x
+1=0的解集为{1}.
答案
B
4.平面直角坐标系中第一象限的点组成的集合可表示为{(
x
,
y
)|________}.
解析 平面直角坐标系中第一象限的点满足横、纵坐标都大于0
,即
x
>0,
y
>0,故第一象限的点组成的集合
可表示
为{(
x
,
y
)|
x
>0,
y
>0}.<
br>答案
x
>0,
y
>0
类型一
用列举法表示集合
【例1】 用列举法表示下列集合:
(1)36与60的公约数组成的集合;
(2)方程(
x
-4)(
x
-2)=0的根组成的集合;
(3)一次函数
y
=
x
-1与
y
=-
x
+
的图象的交点组成的集合.
解
(1)36与60的公约数有1,2,3,4,6,12,所求集合为{1,2,3,4,6,12};
(2)方程(
x
-4)(
x
-2)=0的根是4,2,所求集合为{4,2
};
2
2
2
3
4
3
7
x=,
?
?
5
?
x-y=1,
?
?
72
?
?
?
(3)方程组
?
的解是
?
所求集合为
?
?
,
?
?
.
?
?
55
?
?<
br>?
2
?
2x+3y=4
y=,
?
?
5
?
72
?
规律方法 1.本例(2)在求解中易出现{4,4,2}的错误表示;本
例(3)在求解时易出现
?
,
?
的错误.
?
55
?
2.用列举法书写集合时,先应明确集合中的元素是什么.如本例(3)是点集{(
x
,
y
)},而非数集{
x
,
y
}.
【训练1】用列举法表示下列集合:
(1)小于10的正偶数组成的集合;
(2)方程
x
(
x
-1)=0的所有实数根组成的集合;
(3)直线
y
=
x
与
y
=2
x
-1的交点
组成的集合.
解 (1)小于10的正偶数有2,4,6,8,所求集合为{2,4,6,8}. <
br>2
(2)方程
x
(
x
-1)=0的根为0,±
1,所求集合为{0,-1,1}.
??
?
y=x,
?
x=1,<
br>(3)方程组
?
的解是
?
所求集合为{(1,1)}.
??
y=2x-1y=1,
??
2
类型二 用描述法表示集合
【例2】用描述法表示下列集合:
(1)使
y
=
1
有意义的实数
x
的集合;
x2+x-6
2
(2)函数
y
=
ax
+
bx+
c
(
a
≠0)的图象上所有点的集合;
(3)方程
x
+(
m
+2)
x
+
m
+1=0(
m∈Z)的解集.
解 (1)要使
y
=
2
1
2
有意义,则
x
+
x
-6≠0,即
x
≠2且
x
≠-3,故可写成{
x
∈R|
x
≠2且
x
≠-3}. <
br>x2+x-6
2
(2)易知集合可写成{(
x
,
y
)
|
y
=
ax
+
bx
+
c
,
a≠0,
x
∈R}.
(3)易知集合可写成{
x
|
x<
br>+(
m
+2)
x
+
m
+1=0,
m
∈Z,
x
∈R}.
规律方法 1.描述法表示集合的两个步骤:①写出代表元素,明
确代表元素含义,注意区别数集与点集.②
明确元素的特征,并将集合中元素所具有的公共特征写在竖线
的后面.
2.描述法表示集合,注意三点:①所有描述的内容都要写在花括号内.例如,{
x
∈Z|
x
=2
k
,
k
∈Z};②不能
出现
未被说明的字母;③在通常情况下,集合中竖线左侧元素的所属范围务必说明,如果省略不写,则默认
2
x
∈R.
【训练2】 用描述法表示下列集合:
(1)满足不等式3x
+2>2
x
+1的实数
x
组成的集合;
(2)坐标平面上第一、三象限内点的集合;
(3)所有正奇数组成的集合.
解
(1){
x
|3
x
+2>2
x
+1}={
x
|
x
>-1}.
(2){(
x
,
y
)|
xy
>0,且
x
,
y
∈R}.
(3){
x|
x
=2
k
-1,
k
∈N}.
类型三
集合表示方法的应用(互动探究)
【例3】已知
f
(
x
)=
x
-
ax
+
b
(
a
,
b
∈R)
,
A
={
x
∈R|
f
(
x
)-
x
=0},
B
={
x
∈R|
f
(
x
)-
ax
=0},若
A
={1,-
3},试用列举法表示集合
B
.
[思路探究]
探究点一
如何利用条件首先确定函数
f
(
x
)的解析式?
提示 根据
A
={1,-3},进而由根与系数的关系确定
f
(
x
)-
x
=0中的
a
,
b
.
探究点二
怎样用列举法表示出集合
B?
提示 解出方程
f
(
x)-
ax
=0的实根,确定集合
B
.
解 ∵
f
(
x
)-
x
=0,即
x
-(
a
+1)<
br>x
+
b
=0,又集合
A
={1,-3},由根与系数的关系得
?
?
1+(-3)=a+1,
?
?
1×(-3)
=b.
?
?
?
a=-3,
2
所以
?
所以<
br>f
(
x
)=
x
+3
x
-3.
?<
br>b=-3,
?
2
2
*
f
(
x
)-<
br>ax
=0,亦即
x
2
+6
x
-3=0,
解得
x
=-3±2
3
.
因此
B<
br>={
x
|
x
+6
x
-3=0}={-3-2
3
,-3+2
3
}.
规律方法 1.(1)已知集合是用列举法给出的,整
体把握元素的共同特征是解题的关键.(2)若已知集合是用
描述法给出的,读懂集合的代表元素及其属
性是解题的关键.
2.对于一些已知某个集合(此集合中涉及方程)中的元素(或元素个数),求参数
的问题,常把此集合的问题转
化为方程的解的问题,但必要时要注意讨论.
【训练3】 已知
集合
A
={
x
∈R|
ax
-3
x
+2=0
},若集合
A
中有两个元素,求实数
a
取值范围的集合.
解
若
A
中有两个元素,则一元二次方程
ax
-3
x
+2=0
有两个不等的实根,
?
?
Δ=(-3)2-8a>0,
9
所以
?
解得
a
<,且
a
≠0.
8
?a≠0,
?
2
2
2
?
因此实数
a
取值
范围的集合为
?
a
?
a<,且a≠0
?
.
?
9
?
?
8
??
[课堂小结]
1.表示集合的要求:
(1)根据要表示的集合元素的特点,选择适当方法表示集合,一般要符合最简原则.
(2)
一般情况下,元素个数无限的集合不宜用列举法表示,描述法既可以表示元素个数无限的集合,也可以
表
示元素个数有限的集合.
2.在用描述法表示集合时应注意:
(1)弄清元素所具有的形式
(即代表元素是什么),是数、还是有序实数对(点)、还是集合或其他形式.
(2)元素具有怎样的
属性.当题目中用了其他字母来描述元素所具有的属性时,要去伪存真,而不能被表面的
字母形式所迷惑
.
1.集合{
x
|-3≤
x
≤3,
x
∈N}用列举法表示应是( )
A.{1,2,3}
B.{0,1,2,3}
C.{-2,-1,0,1,2}
D.{-3,-2,-1,0,1,2,3}
解析
由-3≤
x
≤3,
x
∈N,
∴
x
=0,1,2,3,则
B
={0,1,2,3}.
答案 B
2.集合{(
x
,
y
)|
y<
br>=2
x
+3}表示( )
A.方程
y
=2
x
+3
B.点(
x
,
y
)
C.函数
y
=2
x
+3图象上的所有点组成的集合
D.平面直角坐标系中的所有点组成的集合
解析 集合{(
x
,
y<
br>)|
y
=2
x
+3}的代表元素是(
x
,
y
),
x
,
y
满足的关系式为
y
=2
x+3,因此集合表示的是满
足关系式
y
=2
x
-1的点组成的集合.
答案
C
3.设
A
={4,
a
},
B
={2,
ab
},若集合
A
与集合
B
相等,则
a
+
b
=________.
解析 由于{4,
a}={2,
ab
},所以
a
=2且
ab
=4,
从而
a
=2,且
b
=2,所以
a
+
b=4.
答案 4
4.用适当的方法表法下列集合:
(1)已知集合
P
={
x
|
x
=2
n
,
0≤
n
≤2,且
n
∈N};
(2)能被3整除且大于4小于15的自然数组成的集合.
解
(1)用列举法表示为
P
={0,2,4}.
(2)可用列举法表示为{6
,9,12};也可用描述法表示为{
x
|
x
=3
n
,4<
x
<15,且
n
∈N}.
基 础 过 关
B.{1}
D.(1,1)
?
?
x+y=2,
1.方程组
?
的解集是(
)
?
x-2y=-1
?
A.{
x
=1,
y
=1}
C.{(1,1)}
解析
方程组的解集中元素应是有序数对形式,排除A,B,而D不是集合的形式,排除D.
答案
C
2.下列各组集合中,表示同一集合的是( )
A.
M
={(3,2)},
N
={(2,3)}
B.
M
={3,2},
N
={2,3}
C.M
={(
x
,
y
)|
x
+
y
=1},
N
={
y
|
x
+
y
=1}
D.
M
={(3,2)},
N
={3,2}
解析 A中
集合
M
,
N
表示的都是点集,而(3,2)与(2,3)是两不同的点,所以
表示不同的集合;B中根据两
集合相等的定义知表示同一集合;C中集合
M
表示直线<
br>x
+
y
=1上的点,而集合
N
表示直线
x
+
y
=1上点的
纵坐标,所以是不同集合;D中的集合
M
表
示点集,
N
表示数集,所以是不同集合.
答案 B
3.由大于-3且小于11的偶数组成的集合是( )
A.{
x
|-3<
x
<11,
x
∈Q}
B.{
x
|-3<
x
<11,
x
∈R}
C.{
x
|-3<
x
<11,
x
=2
k<
br>,
k
∈N}
D.{
x
|-3<
x
<11,
x
=2
k
,
k
∈Z}
解析 {
x
|
x
=2
k
,
k
∈Z}表示所有偶数组
成的集合.由-3<
x
<11及
x
=2
k
,
k∈Z,可限定集合中元素.
答案 D
4.点(2,11)与集合{(
x
,
y
)|
y
=
x
+9}之间的关系为_
_______.
解析 ∵11=2+9,
∴(2,11)∈{(
x
,
y
)|
y
=
x
+9}.
答案 (2,11)∈{(
x
,
y
)|
y
=
x
+9}
5.下列集合中,不同于另外三个集合的是________.
①{
x
|
x
=1};②{
y
|(
y
-1)
2
=0};③{
x
=1};④{1}
解析 由集合的含义知
{
x
|
x
=1}={
y
|(
y
-1)=0
}={1},而集合{
x
=1}表示由方程
x
=1组成的集合,所以
2
答案为③.
答案 ③
6.用描述法表示下列集合:
(1)由方程
x
(
x
2
-2
x
-3)=0的所有实数根组成的集合;
(2)大于2且小于6的有理数;
(3)由直线
y
=-
x
+4上的横坐标和纵坐标都是自然数的点组成的集合.
解 (1)用描述法表示为{
x
|
x
(
x
2
-2
x
-3)=0
}.
(2)由于大于2且小于6的有理数有无数个,故可以用描述法表示该集合为{
x
∈Q|2<
x
<6}.
(3)用描述法表示该集
合为{(
x
,
y
)|
y
=-
x
+4,x
∈N,
y
∈N}.
7.用列举法表示集合
A
={(
x
,
y
)|
y
=
x
2
,
-1≤
x
≤1,且
x
∈Z}.
解
由-1≤
x
≤1且
x
∈Z,得
x
=-1,0,1,
当
x
=-1时,
y
=1,
当
x
=0时,
y
=0,
当
x
=1时,
y
=1,
∴
A
=
{(-1,1),(0,0),(1,1)}.
8.设集合
A
={
x
|
x
=2
k
,
k
∈Z},
B
={
x
|
x
=2
k
+1,
k
∈Z},若
a∈
A
,
b
∈
B
,试判断
a
+
b
与集合
A
,
B
的关
系.
解
因为
a
∈
A
,则
a
=2
k
1
(<
br>k
1
∈Z);
b
∈
B
,则
b
=2<
br>k
2
+1(
k
2
∈Z),所以
a
+
b
=2(
k
1
+
k
2
)+1.
又
k
1
+
k
2
为整数,2(
k
1
+
k
2
)为偶数,
故2(
k
1
+
k
2
)+1必为奇数,所以
a
+
b
∈
B
且
a
+
b
?
A
.
能 力 提 升
9.集合
A
={(
x
,
y
)|
x
+<
br>y
≤1,
x
∈N,
y
∈N}中元素的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析 ∵
x
∈N,
y
∈N,且
x
+
y
≤1,∴当
x
=0时,
y
=0或1;当
x
=1时,
y
=0.故
A
={(0,0),
(0,1),
(1,0)}.
答案 C
10.(2016·德州
高一检测)用描述法表示图中所示阴影部分的点(包括边界上的点)的坐标
的集合是(
)
A.{-2≤
x
≤0且-2≤
y
≤0}
B.{(
x
,
y
)|-2≤
x
≤0且-2≤
y
≤0}
C.{(
x
,
y
)|-2≤
x<
br>≤0且-2≤
y
<0}
D.{(
x
,
y<
br>)|-2≤
x
<0或-2≤
y
≤0}
解析 由阴影知,-2≤
x
≤0且-2≤
y
≤0,∴集合{(
x
,
y
)|-2≤
x
≤0,且-2≤
y
≤0}表示阴影部分点的集
合.
答案 B
11.已知集合
A
={(
x
,
y
)|
y
=2
x
+1},
B
={(
x
,
y
)|
y
=
x
+3},a
∈
A
,且
a
∈
B
,则
a
为
________.
解析 集合
A
,
B
都表示直线上点的集合,a
∈
A
表示
a
是直线
y
=2
x
+1上的点,
a
∈
B
表示
a
是直线
y
=
x
+
3上的点,所以
a
是直线
y
=2<
br>x
+1与
y
=
x
+3的交点,即
a
为(2,
5).
答案 (2,5)
12.下列命题中正确的是________(
只填序号).
①0与{0}表示同一集合;②由1,2,3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,
2,1};③方程(
x
-1)(
x
-2)
2
=0
的所有解的集合可表示为{1,1,2};④集合{
x
|2<
x
<5}可以用
列举法表示.
解析
对于①,0表示元素与{0}不同,对于③不满足集合中元素的互异性,故不正确,对于④无法用列举
法表示,只有②满足集合中元素的无序性,是正确的.
答案 ②
13.用列举法表示下列集合:
(1)由所有小于10的既是奇数又是素数的自然数组成的集合;
(
2)式子
|a||b|
+(
a
≠0,
b
≠0)的所有值组成
的集合.
ab
解
(1)满足条件的数有3,5,7,所以所求集合为:{3,5,7}.
(2)∵
a
≠0,
b
≠0,∴
a
与
b
可能同号也可能异号,故
①当
a
>0,
b
>0时,
②当
a
<0,
b
<0时,
|a||b|
+=2;
ab
|a||b|
+=-2;
ab
③当
a
>0,
b<
br><0或
a
<0,
b
>0时,
+
探 究 创 新
|b||a|
=0.故所有的值组成的集合为{-2,0,2}.
ba
14.(2014·福建高考改编)若集合{
a
,
b
,
c
,
d
}={1,2,3,4},且下列四个关系:
①
a
=1;②
b
≠1;③
c
=2;④
d
≠4有且只有一个是正确
的,试写出所有符合条件的有序数组(
a
,
b
,
c
,
d
).
解 若只有①对,即
a
=1,则
b
≠1
不正确,所以
b
=1,与集合元素互异性矛盾,不符合题意.
若只有②对,则有序数组为(3,2,1,4),(2,3,1,4);
若只有③对
,则有序数组为(3,1,2,4);
若只有④对,则有序数组为(2,1,4,3),(3,1,4,
2),(4,1,3,2).
1.1.2 集合间的基本关系
目标定位
1.理解集合之间的包含与相等的含义.2.理解子集、真子集的概念,会写出给定集合的子集、真
子集,会判断集合间的关系.3.在具体情境中了解空集的含义并会应用.
自 主
预 习
1.子集和真子集的概念
类别
文字语言
集合
A
中任意一个元素都是集合
B
中的元
子集
<
br>素,就说两个集合有包含关系,称集合
A
为
集合
B
的子集
真子集
温馨提示:(1)若
A
如果集合
A
?
B
,但存在元素
x
∈
B
,且
x
?
A
,
称集合
A
是集合
B
的真子集
图形语言
符号表示
A
?
B
或
B
?
A
AB
和
BA
B
,则
A
中的元
素是
B
中的元素的一部分或是
B
的全部.(2)注意“∈”与“?”有什么区别:“∈”表示元素与集合之间的关系,而“?”表示集合与集合之间的关系.
2.集合相等
若
A
?
B
且
B
?
A
,则集合A
=
B
.
3.空集
(1)定义:不含任何元素的集合叫做空集.
(2)空集用符号表示为:?.
(3)规定:空集是任何集合的子集.
温馨提示:0不是一个集合,而是一个
元素,而{0},?,{?}都为集合,其中{0}是包含一个元素0的集合,
?为不含任何元素的集合
,{?}为含有一个元素?的集合.
4.子集的有关性质
(1)任何一个集合是它本身的子集,即
A
?
A
.
(2)
对于集合
A
,
B
,
C
,如果
A
?
B
,且
B
?
C
,那么
A
?
C
.
即 时 自 测
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)空集是任何集合的真子集.( )
(2)集合{0,1}的子集是{0},{1},{0,1}.( )
(3)已知
A
=
B
,
A
={1,2,3},
B
={<
br>x
,
y
,3},则
x
=1,
y
=2.(
)
(4)对于集合
A
,
B
,
C
,由A
?
B
,
B
?
C
,可得
A
?
C
.( )
提示 (1)错,空集是任何非空集合的真子集.
(2)错,?也是集合{0,1}的子集.
(3)错,
x
=1,<
br>y
=2或
x
=2,
y
=1.
(4)对,由集合的包含关系可得.
答案 (1)× (2)× (3)×
(4)√
2.集合{1,2}的真子集有( )
D.1个
C.2个
B.3个
A.4个
解析
集合{1,2}的真子集有?,{1},{2}共3个.
答案 B
3.设
集合
M
={
x
|
x
>-1},则下列选项正确的是(
)
B.{0}∈
M
D.0?
M
A.{0}?
M
C.?∈
M
解析
选项B、C中均是集合之间的关系,符号错误;选项D中是元素与集合之间的关系,符号错误.
答案 A
4.已知集合
A
={2,9},集合
B
={1-
m
,9},且
A
=
B
,则实数
m
=________.
解析 因为
A
=
B
,所以1-m
=2,所以
m
=-1.
答案 -1
类型一 有限集合的子集问题
【例1】 已知集合
A
={(
x
,
y
)|
x
+
y
=2,
x
,
y
∈N},试写出
A
的所有子集.
解 ∵
A={(
x
,
y
)|
x
+
y
=2,x
,
y
∈N},
∴
A
={(0,2),(1
,1),(2,0)}.
∴
A
的子集有:?,{(0,2)},{(1,1)},{(
2,0)},{(0,2),(1,1)},{(0,2),(2,0)},{(1,1),
(2,0)},{(0,2),(1,1),(2,0)}.
规律方法 1.本题在求解中,常
因没把握住集合
A
的含义而把集合
A
表达为{0,1,2},究其原因是没有
看
清集合
A
的代表元素为点集,而非数集.
2.(1)写一个集合
的子集时,常按不含元素,含1个元素,含2个元素……依次类推,按规律书写.(2)一般
地,若集合
A
中有
n
个元素,则其子集有2
n
个,真子集有
2
n
-1个,非空真子集有2
n
-2个.
【训练1】 已知集合
A
={1,2},
B
={
x
|
xA
},求集合
B
.
解 由题意可知,集合
B
的元素是集合
A
的所有真子集,故
B
={?,{1},{2}}.<
br>
类型二 集合间关系的判断
【例2】 (1)下列关系中,正确的个数是(
)
①0∈{0};②?{0};③{0,1}{(0,1)};④{(
a
,
b
)}={(
b
,
a
)}
D.4
C.3
B.2
?
?
A.1
(2)设
a
,
b
∈R,集合{1,
a
+
b
,
a
}=
?
0
,
a
,b
?
,则
b
-
a
等于(
)
?
b
?
D.-2
C.2
B.-1
A.1
解析 (1)对于①,集合{0}中含有1个元素
0,所以0∈{0}正确;对于②,由于空集是任何非空集合的真子
集,所以?{0}正确;对于③,{
0,1}是数集,{(0,1)}是点集,所以③错误;对于④,{(
a
,
b
)}与{(
b
,
a
)}是不同的点集,所以④错误.
<
br>(2)因为
a
≠0,所以
a
+
b
=0,所以=-1,
所以
b
=1,
a
=-1.故
b
-
a
=2.
故选C.
答案 (1)B (2)C
规律方法 (1)集合间关系的判断有两种方法
:(1)用定义判断:①判断一个集合
A
中的任意元素是否属于另
一集合
B<
br>,若是,则
A
?
B
,否则
A
不是
B
的子集;②判断另一个集合
B
中的任意元素是否属于第一个集合
b
a
A
,若是,则
B
?
A
,否则
B
不是
A
的子集;③若既有
A
?
B
,又有
B
?
A
,则
A
=
B
.
(2)数形结合判断:对于不等式表示的数
集,可在数轴上标出集合的元素,直观地进行判断,但要注意端点
值的取舍.
【训练2】 集合
A
={
x
|
x
2
+x
-6=0},
B
={
x
|2
x
+7>0},
试判断集合
A
和
B
的关系.
解
A
={
-3,2},
B
=
?
x
?
?
x>-
2?
.
?
?
7
?
?
?
∵-3
>-,2>-,∴-3∈
B
,2∈
B
,∴
A
?
B<
br>,
又0∈
B
,但0?
A
,∴
AB
.
类型三 由集合间关系求参数问题(互动探究)
【例3】已知集合
A
={
x
|-2≤
x
≤5},
B
={
x
|
m
-6≤
x
≤2
m
-1},若
B
?
A
,求实数
m
的取值范围.
[思路探究]
探究点一
B
?
A
,集合
B
是否满足
B<
br>≠??
提示 不能,因为集合
B
中的元素不确定,有
B=?和
B
≠?两种情况.
探究点二 若
B
≠?,<
br>B
?
A
,
m
应满足什么条件?
-2≤m-6,
?
?
提示 根据子集定义,
m
应满足
?
m-6
≤2m-1,
?
?
2m-1≤5,
7
2
7
2
解 (1)
B
=?时,有
m
-6>2
m
-1,
则
m
<-5,此时
B
?
A
成立.
-2≤m-6,m
≥4,
??
??
(2)当
B
≠?时,
B
?
A
,此时满足
?
m-6≤2m-1,
?
?
m≥-
5,
不等式组解集为?.
??
?
2m-1≤5
?
m≤3.<
br>
由(1)(2)知,实数
m
的取值范围是{
m
|
m
<-5}.
规律方法 1.(1)分析集合间的关系时,首先要分析、简化每个集合;(2)利
用数轴分析法,将各个集合在数
轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值,做到准确无误.
2.涉及字母参数的集合关系时,注意数形结合思想与分类讨论思想的应用.
【迁移探究1】 (变换条件) 本例中若将“
B
?
A
”改为“A
?
B
”,其他条件不变,求
m
的取值范围.
2m-1
>m-6,
?
?
解 由
A
?
B
题设条件
,所以
?
m-6≤-2,
?
?
2m-1≥5,
m>-5,<
br>?
?
解得
?
m≤4,
故3≤
m
≤
4.所以
m
的取值范围是{
m
|3≤
m
≤4}.
?
?
m≥3,
【迁移探究2】(变换条件) 本例中若将“
A
={x
|-2≤
x
≤5}”改为“
A
={
x
|x
<2或
x
>5}”,其余条件不
变,求实数
m
的取值范围.
解
(1)当
B
=?时,
m
-6>2
m
-1,
则
m
<-5,此时满足条件
B
?
A
.
(2)当
B
≠?时,
B
?
A
,
?
?
m-6≤2m-1,
?
?
m-6≤2m-1,
?
则或
?
?
2m-1<-2
?
m-6>5.
??
解之得-5≤
m
<-或
m
>11.综合(1),(2)知,
1
2
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