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高考数学集合与常用逻辑用语复习指导最适用最全面

2019年高考数学集合与常用逻辑用语复习指导

第一节 集 合

教材细梳理

1.元素与集合

(1)集合中元素的特性:

确定性、互异性、无序性.

(2)元素与集合的关系:

属于(用符号“∈”表示)和不属于(用符号“∉”表示).

(3)集合的表示法:

列举法、描述法、图示法.

[易错易混] 元素互异性的应用:

①利用集合元素的互异性找到解题的切入点;②在解答完毕时,注意检验集合的元素是否满足互异性以确保答案正确.

2.集合间的基本关系

表示

关系  

文字语言

符号语言

集合间的基本关系

相等

集合A与集合B中的所有元素都相同

A=B

子集

集合A中任意一个元素均为集合B中的元素

A⊆B

真子集

集合A中任意一个元素均为集合B中的元素,且集合B中至少有一个元素不是集合A中的元素

AB

空集

空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集

[易错易混] 

(1)对于含有n个元素的有限集合M,其子集、真子集、非空子集、非空真子集的个数依次为2n,2n-1,2n-1,2n-2.

(2)空集是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集,符号表示为∅⊆A,∅B(B≠∅).

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

A∪B

A∩B

若全集为U,则集合A的补集为∁UA

图形表示

意义

{x|x∈A,或x∈B}

{x|x∈A,

且x∈B}

{x|x∈U,且x∉A}

4.集合的运算性质

(1)并集的性质:

A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A⇔B⊆A.

(2)交集的性质:

A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔A⊆B.

(3)补集的性质:

A∪(∁UA)=U;A∩(∁UA)=∅;∁U(∁UA)=A;∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).

知识微思考

判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(  )

(2)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.(  )

(3){x|x≤1}={t|t≤1}.(  )

(4)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.(  )

(5)若A∩B=A∩C,则B=C.(  )

(6)含有n个元素的集合有2n个真子集.(  )

答案:

(1)× 

(2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×

四基精演练

1.(必修1·习题1.1A组改编)若集合A={x∈N|x≤

},a=2

,则下面结论中正确的是(  )

A.{a}⊆A      B.a⊆A

C.{a}∈AD.a∉A

解析:

选D.A={0,1,2,3},a=2

∉A,故选D.

2.(必修1·习题1.1B组改编)在平面直角坐标系中,集合C={(x,y)|y=x},D=

,则C与D的关系为(  )

A.C=DB.CD

C.CDD.C∩D=∅

解析:

选B.∵D={(x,y)|y=x且x≠1},∴D⊆C,故选B.

3.(2017·高考全国卷Ⅱ)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0}.若A∩B={1},则B=(  )

A.{1,-3}B.{1,0}

C.{1,3}D.{1,5}

解析:

选C.∵A∩B={1},∴1∈B,

∴1-4+m=0,∴m=3.

由x2-4x+3=0,解得x=1或x=3.

∴B={1,3}.

经检验符合题意.故选C.

4.(必修1·习题1.1B组T4改编)已知集合A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},则(∁RA)∩B=________.

解析:

因为∁RA={x|x<3或x≥7},所以(∁RA)∩B={x|2<x<3或7≤x<10}.

答案:

{x|2<x<3或7≤x<10}

5.(实践题)(教材习题改编)学校先举办了一次田径运动会,某班有8名同学参赛,又举办了一次球类运动会,这个班有12名同学参赛,两次运动会都参赛的有3人.两次运动会中,这个班共有________名同学参赛.

答案:

17

考点一 集合的概念[简单型]——发展数学抽象

与集合中的元素有关问题的求解策略

1.(易错题)已知集合A={1,2,4},则集合B={(x,y)|x∈A,y∈A}中元素的个数为(  )

A.3       B.6

C.8D.9

解析:

选D.集合B中元素有(1,1),(1,2),(1,4),(2,1),(2,2),(2,4),(4,1),(4,2),(4,4),共9个.

2.已知a,b∈R,若

={a2,a+b,0},则a2019+b2019为(  )

A.1B.0

C.-1D.±1

解析:

选C.由已知得a≠0,则

=0,所以b=0,于是a2=1,即a=1或a=-1,又根据集合中元素的互异性可知a=1应舍去,因此a=-1,故a2019+b2019=(-1)2019+02019=-1.

3.(易错题)已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m的值为________.

解析:

由题意得m+2=3或2m2+m=3,则m=1或m=-

,当m=1时,m+2=3且2m2+m=3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当m=-

时,m+2=

,而2m2+m=3,故m=-

.

答案:

考点二 集合间的基本关系[探究型]——应用直观想象

[例1] 

(1)设P={y|y=-x2+1,x∈R},Q={y|y=2x,x∈R},则(  )

A.P⊆Q      B.Q⊆P

C.∁RP⊆QD.Q⊆∁RP

解析:

因为P={y|y=-x2+1,x∈R}={y|y≤1},Q={y|y=2x,x∈R}={y|y>0},所以∁RP={y|y>1},所以∁RP⊆Q,故选C.

答案:

C

(2)已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若B⊆A,则实数m的取值范围为________.

解析:

∵B⊆A,

∴①若B=∅,则2m-1<m+1,此时m<2.

②若B≠∅,则

解得2≤m≤3.

由①、②可得,符合题意的实数m的取值范围为(-∞,3].

答案:

(-∞,3]

[母题变式]

1.本例

(1)中,集合P变为P={y|y=x2+1}.如何选?

解析:

选A.P={y|y≥1},Q={y|y>0},∴P⊆Q,故选A.

2.本例

(2)中,若B⊆A变为A⊆B.则实数m的取值范围为________.

解析:

若A⊆B,

所以m的取值范围为∅.

答案:

1.判定集合间的基本关系有

(1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系;

(2)用列举法(或图示法等)表示各个集合,从元素(或图形)中寻找关系.

2.已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系.常用数轴、Venn图来直观解决这类问题.

[易错提醒] 在涉及集合关系时,必须优先考虑空集的情况,否则会造成漏解.

1.已知集合A={x|y=ln(x+3)},B={x|x≥2},则下列结论正确的是(  )

A.A=BB.A∩B=∅

C.A⊆BD.B⊆A

解析:

选D.A={x|x>-3},B={x|x≥2},结合数轴可得:

B⊆A.

2.已知集合A={x|log2x≤2},B={x|x<a},若A⊆B,则实数a的取值范围是________.

解析:

由log2x≤2,得0<x≤4,

即A={x|0<x≤4},而B={x|x<a},由于A⊆B,如图所示,则a>4.

答案:

(4,+∞)

考点三 集合的运算[高频型]——提升数学运算

命题点1

交集、并集、补集的混合运算

[例2] 

(1)(2016·高考浙江卷)已知集合P={x∈R|1≤x≤3},Q={x∈R|x2≥4},则P∪(∁RQ)=(  )

A.[2,3]       B.(-2,3]

C.[1,2)D.(-∞,-2]∪[1,+∞)

解析:

∁RQ={x|x2<4}=(-2,2),

所以P∪(∁RQ)=[1,3]∪(-2,2)=(-2,3].

答案:

B

(2)(2018·浙江模拟)设集合U=R,A={x|2x(x-2)<1},B={x|y=ln(1-x)},则图中阴影部分表示的集合为(  )

A.{x|x≥1}B.{x|1≤x<2}

C.{x|0<x≤1}D.{x|x≤1}

解析:

A={x|2x(x-2)<1}={x|0<x<2},

B={x|y=ln(1-x)}={x|x<1},

∁RB={x|x≥1},

所以,阴影部分为A∩(∁RB)={x|1≤x<2}.

答案:

B

命题点2

利用集合运算求参数(范围)

[例3] (2018·河北衡水模拟)集合M={x|-1≤x<2},N={y|y<a},若M∩N≠∅,则实数a的取值范围一定是(  )

A.-1≤a<2B.a≤2

C.a≥-1D.a>-1

解析:

∵M={x|-1≤x<2},N={y|y<a},且M∩N≠∅,画出数轴如图,只要a>-1即可.

答案:

D

 

解决集合的混合运算问题

一般应注意以下几点:

(1)看元素构成,集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决运算问题的前提;

(2)对集合进行化简,有些集合是可以化简的,利用化简,可使问题变得简单明了,易于解决;(3)注意数形结合思想的应用,集合运算常用的数形结合形式有数轴、坐标系和韦恩(Venn)图.

3.(2018·广东七校联考)已知全集U=R,集合A={x|x2-2x>0},B={x|y=lg(x-1)},则(∁UA)∩B=(  )

A.{x|x>2或x<0}    B.{x|1<x<2}

C.{x|1<x≤2}D.{x|1≤x≤2}

解析:

选C.解不等式x2-2x>0,即x(x-2)>0,得x<0或x>2,故A={x|x<0或x>2}.集合B是函数y=lg(x-1)的定义域,由x-1>0,解得x>1,所以B={x|x>1}.易知∁UA={x|0≤x≤2},所以(∁UA)∩B={x|0≤x≤2}∩{x|x>1}={x|1<x≤2}.故选C.

4.(2018·山东烟台一模)已知集合A={x|a-1<x<a+1},B={x|x2-5x+4≥0},若A∩B=∅,则实数a的取值范围是________.

解析:

因为A={x|a-1<x<a+1},B=(-∞,1]∪[4,+∞),由已知A∩B=∅,所以

所以2≤a≤3.

答案:

[2,3]

发展数学建模、数学运算(创新型)

模型 与集合有关的创新问题

与集合有关的新概念问题属于信息迁移类问题,它是化归思想的具体运用,是近几年高考的热点问题,这类试题的特点是:

通过给出的新的数学概念或新的运算法则,在新的情境下完成某种推理证明,或在新的运算法则下进行运算.常见的有定义、新概念、新公式、新运算和新法则等类型.解决此类题的关键是理解问题中的新概念、新公式、新运算、新法则等的含义,然后分析题目中的条件,设法进行套用.

[例4] (2018·湖北黄冈模拟)若集合A具有以下性质:

(1)0∈A,1∈A;

(2)若x∈A,y∈A,则x-y∈A,且x≠0时,

∈A.则称集合A是“好集”.下列命题正确的个数是(  )

①集合B={-1,0,1}是“好集”;

②有理数集Q是“好集”;

③设集合A是“好集”,若x∈A,y∈A,则x+y∈A.

A.0           B.1

C.2D.3

解析:

①集合B不是“好集”,假设集合B是“好集”,因为-1∈B,1∈B,所以-1-1=-2∈B,这与-2∉B矛盾.②有理数集Q是“好集”,因为0∈Q,1∈Q,对任意的x∈Q,y∈Q,有x-y∈Q,且x≠0时,

∈Q,所以有理数集Q是“好集”.③因为集合A是“好集”,所以0∈A,若x∈A,y∈A,则0-y∈A,即-y∈A,所以x-(-y)∈A,即x+y∈A.

答案:

C

课时规范训练(限时练·夯基练·提能练)

A级 基础夯实练(25分钟,50分)

1.(2017·高考天津卷)设集合A={1,2,6},B={2,4},C={x∈R|-1≤x≤5},则(A∪B)∩C=(  )

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

C.{1,2,4,6}D.{x∈R|-1≤x≤5}

解析:

选B.因为A={1,2,6},B={2,4},所以A∪B={1,2,4,6},又C={x∈R|-1≤x≤5},所以(A∪B)∩C={1,2,4}.故选B.

2.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知集合A={(x,y)|x2+y2=1},B={(x,y)|y=x},则A∩B中元素的个数为(  )

A.3B.2

C.1D.0

解析:

选B.集合A表示单位圆上的所有的点,集合B表示直线y=x上的所有的点.A∩B表示直线与圆的公共点,显然,直线y=x经过圆x2+y2=1的圆心(0,0),故共有两个公共点,即A∩B中元素的个数为2.

3.(2018·浙江十二校联考)已知集合A={x∈R|x2>4},B={x∈R|1≤x≤2},则(  )

A.A∩B=∅B.A∪B=R

C.B⊆AD.A⊆B

解析:

选A.由题意得,A=(-∞,-2)∪(2,+∞),B={x∈R|1≤x≤2},∴A∩B=∅,故选A.

4.设集合A={x∈Z|y=log2(9-x2)},B={x|x∈N},则A∩B中的元素的个数为(  )

A.5B.4

C.3D.2

解析:

选C.因为集合A={x∈Z|y=log2(9-x2)},所以A={x∈Z|9-x2>0}={-2,-1,0,1,2}.又B={x|x∈N},所以A∩B={0,1,2}.所以A∩B中的元素的个数为3,故选C.

5.(2018·湖南长沙二模)已知全集U=R,集合A={x|x2-3x≥0},B={x|1<x≤3},则如图所示的阴影部分表示的集合为(  )

A.[0,1)B.(0,3]

C.(0,1]D.[1,3]

解析:

选C.因为A={x|x2-3x≥0}={x|x≤0或x≥3},B={x|1<x≤3},所以A∪B={x|x>1或x≤0},所以图中阴影部分表示的集合为∁U(A∪B)=(0,1],故选C.

6.(2018·河南八市重点高中质量检测)已知全集U为R,集合A={x|x2<16},B={x|y=log3(x-4)},则下列关系正确的是(  )

A.A∪B=RB.A∪(∁UB)=R

C.(∁UA)∪B=RD.A∩(∁UB)=A

解析:

选D.因为A={x|-4<x<4},B={x|x>4},所以∁UB={x|x≤4},所以A∩(∁UB)=A,故选D.

7.(2018·山东青岛模拟)定义集合的商集运算为

={x|x=

,m∈A,n∈B}.已知集合A={2,4,6},B={x|x=

-1,k∈A},则集合

∪B中的元素个数为(  )

A.6B.7

C.8D.9

解析:

选B.由题意知,B={0,1,2},

,则

∪B=

,共有7个元素,故选B.

8.(2017·高考江苏卷)已知集合A={1,2},B={a,a2+3}.若A∩B={1},则实数a的值为________.

解析:

∵B={a,a2+3},A∩B={1},

∴a=1或a2+3=1,

∵a∈R,∴a=1.

经检验,满足题意.

答案:

1

9.设全集为R,集合A={x|x2-9<0},B={x|-1<x≤5},则A∩(∁RB)=________.

解析:

由题意知,A={x|x2-9<0}={x|-3<x<3},

∵B={x|-1<x≤5},∴∁RB={x|x≤-1或x>5}.

∴A∩(∁RB)={x|-3<x<3}∩{x|x≤-1或x>5}={x|-3<x≤-1}.

答案:

{x|-3<x≤-1}

10.设全集U={x∈N*|x≤9}.∁U(A∪B)={1,3},A∩(∁UB)={2,4},则B=________.

解析:

∵全集U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},

由∁U(A∪B)={1,3},

得A∪B={2,4,5,6,7,8,9},

由A∩(∁UB)={2,4}知,{2,4}⊆A,{2,4}⊆∁UB.

∴B={5,6,7,8,9}.

答案:

{5,6,7,8,9}

B级 能力升级练(20分钟,30分)

1.(2018·湖南长沙模拟)已知集合A={x∈N|x<2},B={y|y=lg(x+1),x∈A},C={x|x∈A或x∈B},则集合C的真子集的个数为(  )

A.3         B.7

C.8D.15

解析:

选B.因为A={x∈N|x<2},所以A={0,1},因为B={y|y=lg(x+1),x∈A},所以B={0,lg2}.因为C={x|x∈A或x∈B},所以C={0,1,lg2}.所以集合C的真子集的个数为23-1=7.故选B.

2.(2018·广东广州模拟)已知集合A={4,a},B={x∈Z|x2-5x+4≥0},若A∩(∁ZB)≠∅,则实数a的值为(  )

A.2B.3

C.2或4D.2或3

解析:

选D.因为B={x∈Z|x2-5x+4≥0},所以∁ZB={x∈Z|x2-5x+4<0}={2,3},又集合A={4,a},若A∩(∁ZB)≠∅,则a=2或a=3,故选D.

3.(2018·河北衡水模拟)已知集合A={0,1,2m},B={x|1<22-x<4},若A∩B={1,2m},则实数m的取值范围是(  )

A.

B.

C.

D.(0,1)

解析:

选C.因为B={x|1<22-x<4},所以B={x|0<2-x<2},所以B={x|0<x<2}.观察选项,取m=

,则A={0,1,

},因为B={x|0<x<2},所以A∩B={1,

},所以m=

符合题意,排除B;取m=

,则A={0,1,1},这与集合中元素的互异性相矛盾,所以m≠

,排除D;取m=

,则A={0,1,

},因为B={x|0<x<2},所以A∩B={1,

},所以m=

符合题意,排除A.故选C.

4.(2018·辽宁恒大附中测试)对于非空集合P,Q,定义集合间的一种运算“≯”:

P≯Q={x|x∈P∪Q且x∉P∩Q}.如果P={x|1≤3x≤9},Q={x|y=

},则P≯Q=(  )

A.[1,2]B.[0,1]∪[2,+∞)

C.[0,1]∪(2,+∞)D.[0,1)∪(2,+∞)

解析:

选D.因为P={x|1≤3x≤9},Q={x|y=

},所以P={x|0≤x≤2},Q={x|x-1≥0}={x|x≥1},所以P∪Q=[0,+∞),P∩Q=[1,2],所以P≯Q={x|x∈(P∪Q)且x∉(P∩Q)}=[0,1)∪(2,+∞).故选D.

5.(2018·陕西西安模拟)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=________.

解析:

A={x∈R||x+2|<3}={x∈R|-5<x<1},由A∩B=(-1,n)可知m<1,

则B={x|m<x<2},画出数轴,可得m=-1,n=1.

答案:

-1 1

6.(2018·江苏无锡五校联考)已知集合A={x|(x-1)(x-a)≥0},B={x|x≥a-1},若A∪B=R,则实数a的最大值为________.

解析:

当a>1时,A=(-∞,1]∪[a,+∞),B=[a-1,+∞),若A∪B=R,则a-1≤1,∴1<a≤2;当a=1时,易得A=R,此时A∪B=R;当a<1时,A=(-∞,a]∪[1,+∞),B=[a-1,+∞),若A∪B=R,则a-1≤a,显然成立,∴a<1.综上,实数a的取值范围是(-∞,2],即实数a的最大值为2.

答案:

2

第二节 命题及其关系、充分条件与必要条件

教材细梳理

1.四种命题及其关系

(1)四种命题间的相互关系

(2)四种命题的真假关系

①两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;

②两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系.

[易错易混] 

(1)在原命题、逆命题、否命题、逆否命题这四个命题中,正确命题的个数一定为偶数;

(2)一个命题的逆命题和否命题同真同假;

(3)如果原命题是“若p,则q”,则其否定是:

“若p,则¬q”,即只否定结论.

2.充分、必要条件与充要条件的概念

p与q的关系

结论

p⇒q,q

p

p是q的充分不必要条件

p

q,q⇒p

p是q的必要不充分条件

p⇔q

p是q的充要条件

p

q,q

p

p是q的既不充分也不必要条件

3.从集合角度理解充分、必要条件

若p,q中所涉及的问题与变量有关,p,q中相应变量的取值集合分别记为A,B,那么有以下结论:

集合关系

结论

AB

p是q的充分不必要条件

BA

p是q的必要不充分条件

A=B

p是q的充要条件

A

B,B

A

p是q的既不充分也不必要条件

4.等价转换的思想

适用于“直接正面判断不方便”的情况,可将命题转化为另一个等价的又便于判断真假的命题,再去判断.常用的是逆否等价法.

(1)¬q是¬p的充分不必要条件⇔p是q的充分不必要条件;

(2)¬q是¬p的必要不充分条件⇔p是q的必要不充分条件;

(3)¬q是¬p的充要条件⇔p是q的充要条件;

(4)¬q是¬p的既不充分也不必要条件⇔p是q的既不充分也不必要条件.

知识微思考

判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1)“x2+2x-3<0”是命题.(  )

(2)命题“α=

,则tanα=1”的否命题是“若α=

,则tanα≠1”.(  )

(3)若一个命题是真命题,则其逆否命题是真命题.(  )

(4)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.(  )

(5)当p是q的充要条件时,也可说成q成立当且仅当p成立.(  )

(6)若p是q的充分不必要条件,则¬p是¬q的必要不充分条件.(  )

答案:

(1)× 

(2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√

四基精演练

1.(选修2-1·习题1.2改编)“(x-1)(x+2)=0”是“x=1”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:

B

2.(选修2-1·习题1.2改编)下列命题:

①x=2是x2-4x+4=0的必要不充分条件;

②圆心到直线的距离等于半径是这条直线为圆的切线的充分必要条件;

③sinα=sinβ是α=β的充要条件;

④ab≠0是a≠0的充分不必要条件.

其中为真命题的是________(填序号).

答案:

②④

3.(2017·高考北京卷)能够说明“设a,b,c是任意实数.若a>b>c,则a+b>c”是假命题的一组整数a,b,c的值依次为________.

解析:

要使该命题为假命题,只需证a>b>c时,a+b≤c(a,b,c∈R)为真命题,所以c<b<a<0.不妨取a=-2,b=-3,c=-4(不唯一),经检验,符合题意.

答案:

-2,-3,-4(答案不唯一)

4.(实践题)给出命题:

若函数y=f(x)是幂函数,则函数y=f(x)的图象不过第四象限.在它的逆命题、否命题、逆否命题3个命题中,真命题的个数是_____

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