【導語】當一個小小的心念變成成為行為時,便能成了習慣;從而形成性格,而性格就決定你一生的成敗。成功與不成功之間有時距離很短——只要后者再向前幾步。逍遙右腦為莘莘學子整理了《高一年級數(shù)學《集合》知識點總結(jié)》,希望對你有所幫助!
【一】
一.知識歸納:
1.集合的有關概念。
1)集合(集):某些指定的對象集在一起就成為一個集合(集).其中每一個對象叫元素
注意:①集合與集合的元素是兩個不同的概念,教科書中是通過描述給出的,這與平面幾何中的點與直線的概念類似。
、诩现械脑鼐哂写_定性(a?A和a?A,二者必居其一)、互異性(若a?A,b?A,則a≠b)和無序性(a,b與b,a表示同一個集合)。
、奂暇哂袃煞矫娴囊饬x,即:凡是符合條件的對象都是它的元素;只要是它的元素就必須符號條件
2)集合的表示方法:常用的有列舉法、描述法和圖文法
3)集合的分類:有限集,無限集,空集。
4)常用數(shù)集:N,Z,Q,R,N*
2.子集、交集、并集、補集、空集、全集等概念。
1)子集:若對x∈A都有x∈B,則AB(或AB);
2)真子集:AB且存在x0∈B但x0A;記為AB(或,且)
3)交集:A∩B=xx∈A且x∈B
4)并集:A∪B=xx∈A或x∈B
5)補集:CUA=xxA但x∈U
注意:①?A,若A≠?,則?A;
、谌,,則;
、廴羟,則A=B(等集)
3.弄清集合與元素、集合與集合的關系,掌握有關的術語和符號,特別要注意以下的符號:(1)與、?的區(qū)別;(2)與的區(qū)別;(3)與的區(qū)別。
4.有關子集的幾個等價關系
、貯∩B=AAB;②A∪B=BAB;③ABCuACuB;
、蹵∩CuB=空集CuAB;⑤CuA∪B=IAB。
5.交、并集運算的性質(zhì)
①A∩A=A,A∩?=?,A∩B=B∩A;②A∪A=A,A∪?=A,A∪B=B∪A;
、跜u(A∪B)=CuA∩CuB,Cu(A∩B)=CuA∪CuB;
6.有限子集的個數(shù):設集合A的元素個數(shù)是n,則A有2n個子集,2n-1個非空子集,2n-2個非空真子集。
二.例題講解:
【例1】已知集合M=xx=m+,m∈Z,N=xx=,n∈Z,P=xx=,p∈Z,則M,N,P滿足關系
A)M=NPB)MN=PC)MNPD)NPM
分析一:從判斷元素的共性與區(qū)別入手。
解答一:對于集合M:xx=,m∈Z;對于集合N:xx=,n∈Z
對于集合P:xx=,p∈Z,由于3(n-1)+1和3p+1都表示被3除余1的數(shù),而6m+1表示被6除余1的數(shù),所以MN=P,故選B。
分析二:簡單列舉集合中的元素。
解答二:M=…,,…,N=…,,,,…,P=…,,,…,這時不要急于判斷三個集合間的關系,應分析各集合中不同的元素。
=∈N,∈N,∴MN,又=M,∴MN,
=P,∴NP又∈N,∴PN,故P=N,所以選B。
點評:由于思路二只是停留在最初的歸納假設,沒有從理論上解決問題,因此提倡思路一,但思路二易人手。
變式:設集合,,則(B)
A.M=NB.MNC.NMD.
解:
當時,2k+1是奇數(shù),k+2是整數(shù),選B
【例2】定義集合A*B=xx∈A且xB,若A=1,3,5,7,B=2,3,5,則A*B的子集個數(shù)為
A)1B)2C)3D)4
分析:確定集合A*B子集的個數(shù),首先要確定元素的個數(shù),然后再利用公式:集合A=a1,a2,…,an有子集2n個來求解。
解答:∵A*B=xx∈A且xB,∴A*B=1,7,有兩個元素,故A*B的子集共有22個。選D。
變式1:已知非空集合M1,2,3,4,5,且若a∈M,則6?a∈M,那么集合M的個數(shù)為
A)5個B)6個C)7個D)8個
變式2:已知a,bAa,b,c,d,e,求集合A.
解:由已知,集合中必須含有元素a,b.
集合A可能是a,b,a,b,c,a,b,d,a,b,e,a,b,c,d,a,b,c,e,a,b,d,e.
評析本題集合A的個數(shù)實為集合c,d,e的真子集的個數(shù),所以共有個.
【例3】已知集合A=xx2+px+q=0,B=xx2?4x+r=0,且A∩B=1,A∪B=?2,1,3,求實數(shù)p,q,r的值。
解答:∵A∩B=1∴1∈B∴12?4×1+r=0,r=3.
∴B=xx2?4x+r=0=1,3,∵A∪B=?2,1,3,?2B,∴?2∈A
∵A∩B=1∴1∈A∴方程x2+px+q=0的兩根為-2和1,
∴∴
變式:已知集合A=xx2+bx+c=0,B=xx2+mx+6=0,且A∩B=2,A∪B=B,求實數(shù)b,c,m的值.
解:∵A∩B=2∴1∈B∴22+m?2+6=0,m=-5
∴B=xx2-5x+6=0=2,3∵A∪B=B∴
又∵A∩B=2∴A=2∴b=-(2+2)=4,c=2×2=4
∴b=-4,c=4,m=-5
【例4】已知集合A=x(x-1)(x+1)(x+2)>0,集合B滿足:A∪B=xx>-2,且A∩B={x1<>
分析:先化簡集合A,然后由A∪B和A∩B分別確定數(shù)軸上哪些元素屬于B,哪些元素不屬于B。
解答:A=x-2<><-1或x>1。由A∩B=x1-2可知[-1,1]B,而(-∞,-2)∩B=ф。<-1或x>
<><-1或x>
綜合以上各式有B=x-1≤x≤5
變式1:若A=xx3+2x2-8x>0,B=xx2+ax+b≤0,已知A∪B=xx>-4,A∩B=Φ,求a,b。(答案:a=-2,b=0)
點評:在解有關不等式解集一類集合問題,應注意用數(shù)形結(jié)合的方法,作出數(shù)軸來解之。
變式2:設M=xx2-2x-3=0,N=xax-1=0,若M∩N=N,求所有滿足條件的a的集合。
解答:M=-1,3,∵M∩N=N,∴NM
、佼敃r,ax-1=0無解,∴a=0②
綜①②得:所求集合為-1,0,
【例5】已知集合,函數(shù)y=log2(ax2-2x+2)的定義域為Q,若P∩Q≠Φ,求實數(shù)a的取值范圍。
分析:先將原問題轉(zhuǎn)化為不等式ax2-2x+2>0在有解,再利用參數(shù)分離求解。
解答:(1)若,在內(nèi)有有解
令當時,
所以a>-4,所以a的取值范圍是
變式:若關于x的方程有實根,求實數(shù)a的取值范圍。
解答:
點評:解決含參數(shù)問題的題目,一般要進行分類討論,但并不是所有的問題都要討論,怎樣可以避免討論是我們思考此類問題的關鍵。
三.隨堂演練
選擇題
1.下列八個關系式①0=②=0③{}④{}⑤0
⑥0⑦0⑧{}其中正確的個數(shù)
。ˋ)4(B)5(C)6(D)7
2.集合1,2,3的真子集共有
。ˋ)5個(B)6個(C)7個(D)8個
3.集合A=xB={}C={}又則有
。ˋ)(a+b)A(B)(a+b)B(C)(a+b)C(D)(a+b)A、B、C任一個
4.設A、B是全集U的兩個子集,且AB,則下列式子成立的是
。ˋ)CUACUB(B)CUACUB=U
。–)ACUB=(D)CUAB=
5.已知集合A={},B={}則A=
。ˋ)R(B){}
(C){}(D){}
6.下列語句:(1)0與0表示同一個集合;(2)由1,2,3組成的集合可表示為
1,2,3或3,2,1;(3)方程(x-1)2(x-2)2=0的所有解的集合可表示為1,1,2;(4)集合{}是有限集,正確的是
。ˋ)只有(1)和(4)(B)只有(2)和(3)
。–)只有(2)(D)以上語句都不對
7.設S、T是兩個非空集合,且ST,TS,令X=S那么S∪X=
。ˋ)X(B)T(C)Φ(D)S
8設一元二次方程ax2+bx+c=0(a<0)的根的判別式,則不等式ax2+bx+c0的解集為
(A)R(B)(C){}(D){}
填空題
9.在直角坐標系中,坐標軸上的點的集合可表示為
10.若A=1,4,x,B=1,x2且AB=B,則x=
11.若A=xB=x,全集U=R,則A=
12.若方程8x2+(k+1)x+k-7=0有兩個負根,則k的取值范圍是
13設集合A={},B=x,且AB,則實數(shù)k的取值范圍是。
14.設全集U=x為小于20的非負奇數(shù),若A(CUB)=3,7,15,(CUA)B=13,17,19,又(CUA)(CUB)=,則AB=
解答題
15(8分)已知集合A=a2,a+1,-3,B=a-3,2a-1,a2+1,若AB=-3,求實數(shù)a。
16(12分)設A=,B=,
其中xR,如果AB=B,求實數(shù)a的取值范圍。
四.習題答案
選擇題
12345678
CCBCBCDD
填空題
9.(x,y)10.0,11.x,或x312.{}13.{}14.1,5,9,11
解答題
15.a=-1
16.提示:A=0,-4,又AB=B,所以BA
。á瘢〣=時,4(a+1)2-4(a2-1)<0,得a<-1
(Ⅱ)B=0或B=-4時,0得a=-1
。á螅〣=0,-4,解得a=1
綜上所述實數(shù)a=1或a-1
【二】
集合具有某種特定性質(zhì)的事物的總體。這里的“事物”可以是人,物品,也可以是數(shù)學元素。例如:1、分散的人或事物聚集到一起;使聚集:緊急~。2、數(shù)學名詞。一組具有某種共同性質(zhì)的數(shù)學元素:有理數(shù)的~。3、口號等等。集合在數(shù)學概念中有好多概念,如集合論:集合是現(xiàn)代數(shù)學的基本概念,專門研究集合的理論叫做集合論?低(Cantor,G.F.P.,1845年—1918年,德國數(shù)學家先驅(qū),是集合論的創(chuàng)始者,目前集合論的基本思想已經(jīng)滲透到現(xiàn)代數(shù)學的所有領域。
集合,在數(shù)學上是一個基礎概念。什么叫基礎概念?基礎概念是不能用其他概念加以定義的概念。集合的概念,可通過直觀、公理的方法來下“定義”。
集合是把人們的直觀的或思維中的某些確定的能夠區(qū)分的對象匯合在一起,使之成為一個整體(或稱為單體),這一整體就是集合。組成一集合的那些對象稱為這一集合的元素(或簡稱為元)。
元素與集合的關系
元素與集合的關系有“屬于”與“不屬于”兩種。
集合與集合之間的關系
某些指定的對象集在一起就成為一個集合集合符號,含有有限個元素叫有限集,含有無限個元素叫無限集,空集是不含任何元素的集,記做Φ?占侨魏渭系淖蛹,是任何非空集的真子集。任何集合是它本身的子集。子集,真子集都具有傳遞性!赫f明一下:如果集合A的所有元素同時都是集合B的元素,則A稱作是B的子集,寫作A?B。若A是B的子集,且A不等于B,則A稱作是B的真子集,一般寫作A?B。中學教材課本里將?符號下加了一個≠符號(如右圖),不要混淆,考試時還是要以課本為準。所有男人的集合是所有人的集合的真子集!
集合的幾種運算法則
并集:以屬于A或?qū)儆贐的元素為元素的集合稱為A與B的并(集),記作A∪B(或B∪A),讀作“A并B”(或“B并A”),即A∪B=x交集:以屬于A且屬于B的元差集表示
素為元素的集合稱為A與B的交(集),記作A∩B(或B∩A),讀作“A交B”(或“B交A”),即A∩B=x例如,全集U=1,2,3,4,5A=1,3,5B=1,2,5。那么因為A和B中都有1,5,所以A∩B=1,5。再來看看,他們兩個中含有1,2,3,5這些個元素,不管多少,反正不是你有,就是我有。那么說A∪B=1,2,3,5。圖中的陰影部分就是A∩B。有趣的是;例如在1到105中不是3,5,7的整倍數(shù)的數(shù)有多少個。結(jié)果是3,5,7每項減集合
1再相乘。48個。對稱差集:設A,B為集合,A與B的對稱差集A?B定義為:A?B=(A-B)∪(B-A)例如:A=a,b,c,B=b,d,則A?B=a,c,d對稱差運算的另一種定義是:A?B=(A∪B)-(A∩B)無限集:定義:集合里含有無限個元素的集合叫做無限集有限集:令N*是正整數(shù)的全體,且N_n=1,2,3,……,n,如果存在一個正整數(shù)n,使得集合A與N_n一一對應,那么A叫做有限集合。差:以屬于A而不屬于B的元素為元素的集合稱為A與B的差(集)。記作:AB=x│x∈A,x不屬于B。注:空集包含于任何集合,但不能說“空集屬于任何集合”.補集:是從差集中引出的概念,指屬于全集U不屬于集合A的元素組成的集合稱為集合A的補集,記作CuA,即CuA=x空集也被認為是有限集合。例如,全集U=1,2,3,4,5而A=1,2,5那么全集有而A中沒有的3,4就是CuA,是A的補集。CuA=3,4。在信息技術當中,常常把CuA寫成~A。
集合元素的性質(zhì)
1.確定性:每一個對象都能確定是不是某一集合的元素,沒有確定性就不能成為集合,例如“個子高的同學”“很小的數(shù)”都不能構(gòu)成集合。這個性質(zhì)主要用于判斷一個集合是否能形成集合。2.獨立性:集合中的元素的個數(shù)、集合本身的個數(shù)必須為自然數(shù)。3.互異性:集合中任意兩個元素都是不同的對象。如寫成1,1,2,等同于1,2;ギ愋允辜现械脑厥菦]有重復,兩個相同的對象在同一個集合中時,只能算作這個集合的一個元素。4.無序性:a,b,cc,b,a是同一個集合。5.純粹性:所謂集合的純粹性,用個例子來表示。集合A=x<2,集合A中所有的元素都要符合x<2,這就是集合純粹性。6.完備性:仍用上面的例子,所有符合x<2的數(shù)都在集合A中,這就是集合完備性。完備性與純粹性是遙相呼應的。
集合有以下性質(zhì)
若A包含于B,則A∩B=A,A∪B=B
集合的表示方法
集合常用大寫拉丁字母來表示,如:A,B,C…而對于集合中的元素則用小寫的拉丁字母來表示,如:a,b,c…拉丁字母只是相當于集合的名字,沒有任何實際的意義。將拉丁字母賦給集合的方法是用一個等式來表示的,例如:A=…的形式。等號左邊是大寫的拉丁字母,右邊花括號括起來的,括號內(nèi)部是具有某種共同性質(zhì)的數(shù)學元素。
常用的有列舉法和描述法。1.列舉法?常用于表示有限集合,把集合中的所有元素一一列舉出來?寫在大括號內(nèi)?這種表示集合的方法叫做列舉法。1,2,3,……2.描述法?常用于表示無限集合,把集合中元素的公共屬性用文字?符號或式子等描述出來?寫在大括號內(nèi)?這種表示集合的方法叫做描述法。x(x為該集合的元素的一般形式,P為這個集合的元素的共同屬性)如:小于π的正實數(shù)組成的集合表示為:{x|0
4.自然語言常用數(shù)集的符號:(1)全體非負整數(shù)的集合通常簡稱非負整數(shù)集(或自然數(shù)集),記作N;不包括0的自然數(shù)集合,記作N*(2)非負整數(shù)集內(nèi)排除0的集,也稱正整數(shù)集,記作Z+;負整數(shù)集內(nèi)也排除0的集,稱負整數(shù)集,記作Z-(3)全體整數(shù)的集合通常稱作整數(shù)集,記作Z(4)全體有理數(shù)的集合通常簡稱有理數(shù)集,記作Q。Q=p/q(正負有理數(shù)集合分別記作Q+Q-)(5)全體實數(shù)的集合通常簡稱實數(shù)集,記作R(正實數(shù)集合記作R+;負實數(shù)記作R-)(6)復數(shù)集合計作C集合的運算:集合交換律A∩B=B∩AA∪B=B∪A集合結(jié)合律(A∩B)∩C=A∩(B∩C)(A∪B)∪C=A∪(B∪C)集合分配律A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)集合德.摩根律集合
Cu(A∩B)=CuA∪CuBCu(A∪B)=CuA∩CuB集合“容斥原理”在研究集合時,會遇到有關集合中的元素個數(shù)問題,我們把有限集合A的元素個數(shù)記為card(A)。例如A=a,b,c,則card(A)=3card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B)card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(C∩A)+card(A∩B∩C)1885年德國數(shù)學家,集合論創(chuàng)始人康托爾談到集合一詞,列舉法和描述法是表示集合的常用方式。集合吸收律A∪(A∩B)=AA∩(A∪B)=A集合求補律A∪CuA=UA∩CuA=Φ設A為集合,把A的全部子集構(gòu)成的集合叫做A的冪集德摩根律A-(BUC)=(A-B)∩(A-C)A-(B∩C)=(A-B)U(A-C)~(BUC)=~B∩~C~(B∩C)=~BU~C~Φ=E~E=Φ特殊集合的表示復數(shù)集C實數(shù)集R正實數(shù)集R+負實數(shù)集R-整數(shù)集Z正整數(shù)集Z+負整數(shù)集Z-有理數(shù)集Q正有理數(shù)集Q+負有理數(shù)集Q-不含0的有理數(shù)集Q
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