集合及其表示法(9种题型)(解析版).pdf
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- 集合 及其 表示 题型 解析
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1、1第01讲集合及其表示法(9 种题型)【课程细目表】一、知识梳理二、考点剖析1.集合的含义2.元素与集合关系的判断3.集合的确定性、互异性、无序性4.集合相等5.有限集与无限集.6.集合的表示法-描述法7.集合的表示法-列举法8.集合的表示法-区间法9.集合的表示法-综合应用三、过关检测【知识梳理】一、集合的意义1.集合的概念我们把能够确切指定的一些对象组成的整体叫做集合,简称集集合中的各个对象叫做这个集合的元素对于一个给定的集合,集合中的元素具有确定性、互异性、无序性确定性是指一个对象要么是给定集合的元素,要么不是这个集合的元素,二者必居其一比如“著名的数学家”、“较大的数”、“高一一班成绩
2、好的同学”等都不能构成集合,因为组成集合的元素不确定互异性是指对于一个给定的集合,集合中的元素是各不相同的,也就是说,一个给定的集合中的任何两个元素都是不同的对象,集合中的元素不重复出现例如由元素 1,2,1 组成的集合中含有两个元素:1,2无序性是指组成集合的元素没有次序,只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的2.集合与元素的字母表示、元素与集合的关系集合常用大写字母 A、B、C 来表示,集合中的元素用 a、b、c 表示,如果 a 是集合 A 的元素,就记2作 a A,读作“a 属于 A”;如果 a 不是集合 A 的元素,就记作 a A,读作“a 不属于 A”3.常用的数
3、集及记法数的集合简称数集,我们把常用的数集用特定的字母表示:全体自然数组成的集合,即自然数集,记作 N,不包含零的自然数组成的集合,记作 N*全体整数组成的集合,即整数集,记作 Z全体有理数组成的集合,即有理数集,记作 Q全体实数组成的集合,即实数集,记作 R常用的集合的特殊表示法:实数集 R(正实数集 R+)、有理数集 Q(负有理数集 Q-)、整数集 Z(正整数集 Z+)、自然数集 N(包含零)、不包含零的自然数集 N*;4.集合相等如果两个集合 A 与 B 的组成元素完全相同,就称这两个集合相等,记作 A=B 5.集合的分类我们把含有有限个元素的集合叫做有限集,含有无限个元素的集合叫做无限
4、集我们引进一个特殊的集合-空集,规定空集不含元素,记作,例如,方程 x2+1=0 的实数解所组成的集合是空集,又如,两个外离的圆,它们的公共点所组成的集合也是空集6.空集我们把不含任何元素的集合,记作。二、集合的表示方法1.集合的表示方法常用列举法和描述法将集合中的元素一一列举出来(不考虑元素的顺序),并且写在大括号内,这种表示集合的方法叫做列举法,例如,方程 x2 5x+6=0 的解的集合,可表示为 2,3,也可表示为 3,2在大括号内先写出这个集合的元素的一般形式,再划一条竖线,在竖线后面写上集合中元素所共同具有的特性,即:A=x x 满足性质 p(集合 A 中的元素都具有性质 p,而且凡
5、具有性质 p 的元素都在集合 A 中),这种表示集合的方法叫做描述法例如,方程 x2 5x+6=0 的解的集合可表示为x x2 5x+6=0集合可以用封闭的图形或数轴表示,有限集一般用文氏图表示,无限集一般用数轴表示区间:在数学上,常常需要表示满足一些不等式的全部实数所组成 的集合为了方便起见,我们引入区间(interval)的概念3闭区间在数轴上表示开区间在数轴上表示半开半闭区间在数轴上表示这里的实数 a,b 统称为这些区间的端点【考点剖析】一、集合的含义1(2022 秋 浦东新区期末)请将下列各组对象能组成集合的序号填在后面的横线上 上海市 2022 年入学的全体高一年级新生;在平面直角坐
6、标系中,到定点(0,0)的距离等于 1 的所有点;影响力比较大的中国数学家;不等式 3x-10 0 的所有正整数解【分析】根据已知条件,结合集合的含义,即可求解【解答】解:上海市 2022 年入学的全体高一年级新生,符合集合的定义,故正确,在平面直角坐标系中,到定点(0,0)的距离等于 1 的所有点,符合集合的定义,故正确,影响力比较大的中国数学家,不符合集合的确定性,故错误,不等式 3x-10 0 的所有正整数解,即原不等式的集合为 1,2,3,符合集合的定义,故正确故答案为:【点评】本题主要考查集合的含义,属于基础题1【变式】下列所给对象不能构成集合的是 _(1)高一数学课本中所有的难题;
7、(2)某一班级 16 岁以下的学生;(3)某中学的大个子;(4)某学校身高超过 1 80 米的学生;(5)1,2,3,1答案:(1)(3)(5)4二、元素与集合关系的判断1 用“”或“”填空(1)-3N;(2)3 14Q;(3)13Z;(4)-12R;(5)1N*;(6)0N【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)【变式】用 或 填空:0_N【答案】【分析】可知 0 是自然数,即可得出.【详解】0 是自然数,0 N.故答案为:.2(2022 秋 金山区期末)已知集合 A=2,2a-1,且 1 A,则实数 a 的值为1【分析】由题意可知 2a-1=1,求出 a 的值即可【解答】解:1 A,2
8、a-1=1,解得 a=1,故答案为:1【点评】本题主要考查了元素与集合的关系,属于基础题1 集合 P=x|ax2+4x+4=0,x R 中只含有 1 个元素,则实数 a 的取值是【答案】0 或 1【分析】分 a=0 和 a 0 两种情况讨论求得.【解答】当 a=0 时,方程为 4x+4=0,解得 x=-1,此时 P=-1,满足题意;当 a 0 时,则 =42-4a 4=0,解得 a=1,此时 P=-2,满足题意,a=0 或 1.故答案为:0 或 1.【点睛】易错点睛:本题考查根据集合元素的个数求参数,注意需要讨论 a=0 的情况,这是往往容易漏掉的地方.2(2022 秋 浦东新区期末)已知集合
9、 A=2,a 2+3a+3,且 1 A,则实数 a 的值为-1 或-2 5【分析】根据已知条件,结合元素与集合关系,即可求解【解答】解:集合 A=2,a2+3a+3,且 1 A,则 a2+3a+3=1,解得 a=-1 或-2故答案为:-1 或-2【点评】本题主要考查元素与集合的关系,属于基础题3(2022 秋 浦东新区期末)-R(用符号“”或“”填空)根据已知条件,结合元素与集合关系,即可求解【解答】解:-R故答案为:【点评】本题主要考查元素与集合关系的判断,属于基础题4 已知集合 S 满足条件:若 a S,则 1+a1-a S(a 0,a 1)若 3 S,试把集合 S 中的所有元素都求出来3
10、,-2,-13,12【分析】由条件“若 a S,则 1+a1-a S”可进行一步步推导,根据所得值循环出现可得答案【解答】3 S,1+31-3=-2 S,从而 1+(-2)1-(-2)=-13 S,则1+-131-13=12 S,1+121-12=3 S,出现循环,根据集合中元素的互异性可得集合 S 中的所有元素为 3,-2,-13,12【点睛】本题考查了集合中元素的互异性,属于基础题.三、集合的确定性、互异性、无序性1(2022 秋 黄浦区校级月考)若集合 M=a,b,c 中的元素是 ABC 的三边长,则 ABC 一定不是()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形【分析】根
11、据集合元素的互异性,在集合 M=a,b,c 中,必有 a、b、c 互不相等,则 ABC不会是等腰三角形【解答】解:根据集合元素的互异性,在集合 M=a,b,c 中,必有 a、b、c 互不相等,故 ABC 一定不是等腰三角形;故选:D6【点评】本题较简单,注意到集合的元素特征即可1(2021 秋 奉贤区校级月考)如果集合中的元素是三角形的边长,那么这个三角形一定不可能是()A.直角三角形B.锐角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形【分析】利用集合元素的互异性求解【解答】解:因为集合中任何两个元素都不相等,所以这个三角形的任意两边都不相等,所以这个三角形一定不可能是等腰三角形,故选:D【点评】本题主
12、要考查了集合元素的互异性,是基础题四、集合相等1 若集合 A=1,a与 B=1,a2相等,则 a=_【答案】0【分析】根据集合相等及集合中元素的互异性求解.【详解】因为集合 A=1,a与 B=1,a2相等,所以 a=a2,解得 a=0 或 a=1(舍去,不满足集合中元素的互异性),故答案为:01)下面每一组的两个集合,相等的是()A M=(1,2),N=(2,1)B M=1,2,N=(1,2)C M=,N=D M=x|x2-2x+1=0,N=1【答案】D【分析】由相等集合的概念一一分析每个选项中的集合,然后进行比较即可得出答案.【详解】A 选项中(1,2),(2,1)表示两个不同的点,M N,
13、该选项不符合;B 选项中集合 M 有两个元素 1,2 是实数,N 有一个元素(1,2)是点,M N,该选项不符合;C 选项中集合 M 是空集,集合 N 是含有一个元素 的集合,M N,该选项不符合;D 选项中由 x2-2x+1=0 得 x1=x2=1,M=1=N,该选项符合.故选:D.【点睛】本题考查了相等集合的判断,属于基础题.72 下列表示同一个集合的是()A M=(3,2),N=(2,3)B M=3,2,N=2,3 C M=3,2,N=(2,3)D M=0,N=【答案】B五、有限集与无限集.1 用适当的方法表示下列集合,并判断它是有限集还是无限集.(1)第三象限内所有点组成的集合;(2)
14、由大于-3 而小于 9 的偶数组成的集合;(3)所有被 5 除余 2 的奇数组成的集合.【分析】由于(1)(3)表示的集合都是无限集,所以利用描述法表示,(2)表示的是有限的 5 个元素,所以利用列举法表示【详解】解:(1)(x,y)|x 0,y 0,它是无限集;(2)-2,0,2,4,6,8,共有 6 个元素,是有限集;(3)x|x=10k+7,k Z,它是无限集.【点睛】此题考查了集合的表示方法,属于基础题.六、集合的表示法-描述法1(2022 秋 崇明区期末)直角坐标平面上由第二象限所有点组成的集合用描述法可以表示为 (x,y)|x 0 【分析】根据第二象限点的符号特征求解即可【解答】解
15、:直角坐标平面上由第二象限所有点组成的集合用描述法可以表示为:(x,y)|x 0故答案为:(x,y)|x 0【点评】本题主要考查了集合的表示方法,属于基础题1 被 4 除余 2 的所有自然数组成的集合 B=【答案】x x=4k+2,k Z【分析】用集合描述法表示.【详解】被 4 除余 2 的所有自然数组成的集合 B=x x=4k+2,k Z故答案为:x x=4k+2,k Z【点睛】此题为基础题,考查集合表示方法及整数与整除的相关知识.82 用描述法表示被 3 除余 2 的正整数组成的集合【答案】x|x=3k+2,k N【分析】根据描述法的表示方法,写出结果即可.【详解】被 3 除余 2 的正整
16、数可用 3k+2,k N 来表示 被 3 除余 2 的正整数组成的集合表示为:x|x=3k+2,k N【点睛】本题主要考查集合的表示方法,列举法和描述法是最基本的两种表示集合的方法,注意它们的区别和联系.七、集合的表示法-列举法1(2022 秋 奉贤区校级期末)用列举法表示中国国旗上所有颜色组成的集合 红色,黄色 【分析】利用列举法直接写出答案即可【解答】解:由题意知,中国国旗上所有颜色组成的集合为 红色,黄色,故答案为:红色,黄色【点评】本题考查了集合的表示法的应用,属于基础题1(2022 秋 浦东新区期末)已知集合 A=(x,y)|y=4x-1,集合 B=(x,y)|y=x2+2,用列举法
17、表示集合 A B【分析】求出直线 y=4x-1 与抛物线 y=x2+2 的交点坐标,即可得到集合 A B【解答】解:由题意可知,集合 A B 的元素为表示直线 y=4x-1 与抛物线 y=x2+2 的交点坐标,联立方程 y=4x-1y=x2+2,解得 x=1y=3或x=3y=11,A B=(1,3),(3,11)【点评】本题主要考查了集合的表示方法,属于基础题2 用列举法表示方程 x2-x-2=0 的解集为.【答案】-1,2【分析】解方程 x2-x-2=0 可得答案.【详解】由 x2-x-2=0 得 x=-1 或 x=2,所以方程 x2-x-2=0 的解集为-1,2.故答案为:-1,2八、集合
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