解
(1)∵B∩(∁UA)={2},
∴2∈B,但2∉A.
∵A∩(∁UB)={4},
∴4∈A,但4∉B.
∴
解得
∴a,b的值分别为
,-
.
(2)∁RB={x|x≤1或x≥2}≠∅.
∵A∁RB,
∴分A=∅和A≠∅两种情况讨论.
①若A=∅,此时有2a-2≥a,∴a≥2.
②若A≠∅,则有
或
∴a≤1.
综上所述,a的取值范围为{a|a≤1或a≥2}.
规律方法 由集合的补集求解参数的方法
(1)若集合中元素个数有限时,可利用补集定义并结合集合知识求解.
(2)若集合中元素有无限个时,一般利用数轴分析法求解.
【训练3】 设全集U={2,3,a2+2a-3},A={|2a-1|,2},∁UA={5},求实数a的值.
解 ∵∁UA={5},∴5∈U,且5∉A.
∴a2+2a-3=5,解得a=2或a=-4.
当a=2时,|2a-1|=3≠5,此时A={3,2},U={2,3,5},符合题意.
当a=-4时,|2a-1|=9,此时A={9,2},U={2,3,5},
此时A不是U的子集,故a=-4舍去.
综上知a=2.
一、素养落地
1.通过全集与补集概念的学习提升数学抽象素养;通过补集的运算提升数学运算素养.
2.补集定义的理解
(1)补集是相对于全集而存在的,研究一个集合的补集之前一定要明确其所对应的全集.比如,当研究数的运算性质时,我们常常将实数集R当作全集.
(2)补集既是集合之间的一种关系,同时也是集合之间的一种运算,还是一种数学思想.
(3)从符号角度来看,若x∈U,AU,则x∈A和x∈∁UA二者必居其一.
3.若集合中元素有无限个时,与集合的交、并、补运算有关的求参数问题一般利用数轴求解,涉及集合间关系时不要忘掉空集的情形.
二、素养训练
1.设全集U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则∁UA=( )
A.{1,2}B.{3,4,5}
C.{1,2,3,4,5}D.∅
解析 ∵U={1,2,3,4,5},A={1,2},∴∁UA={3,4,5}.
答案 B
2.设全集U=R,集合A=(1,4),集合B=[2,5),则A∩(∁UB)=( )
A.[1,2)B.(-∞,2)
C.[5,+∞)D.(1,2)
解析 ∁UB=(-∞,2)∪[5,+∞),A∩(∁UB)=(1,2).
答案 D
3.已知A={x|x+1>0},B={-2,-1,0,1},则(∁RA)∩B=( )
A.{-2,-1}B.{-2}
C.{-1,0,1}D.{0,1}
解析 因为集合A={x|x>-1},所以∁RA={x|x≤-1},则(∁RA)∩B={x|x≤-1}∩{-2,-1,0,1}={-2,-1}.
答案 A
4.已知全集U=[1,5],A=[1,a),若∁UA=[2,5],则a=________.
解析 ∵A=[1,a),∁UA=[2,5],A∪(∁UA)=U=[1,5],且A∩(∁UA)=∅,因此a=2.
答案 2
5.已知全集U=[-5,3],A=[-5,-1),B=[-1,1),求∁UA,∁UB,(∁UA)∩(∁UB).
解 将集合U,A,B分别表示在数轴上,如图所示,
则∁UA=[-1,3];∁UB=[-5,-1)∪[1,3];
法一 (∁UA)∩(∁UB)=[1,3].
法二 ∵A∪B=[-5,1),
∴(∁UA)∩(∁UB)=∁U(A∪B)=[1,3].
基础达标
一、选择题
1.若全集U={0,1,2,3}且∁UA={2},则集合A的真子集共有( )
A.3个B.5个
C.7个D.8个
解析 A={0,1,3},真子集有23-1=7(个).
答案 C
2.已知全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={2,3,5,6},集合B={1,3,4,6,7},则集合A∩(∁UB)=( )
A.{2,5}B.{3,6}
C.{2,5,6}D.{2,3,5,6,8}
解析 因为∁UB={2,5,8},所以A∩(∁UB)={2,5},故选A.
答案 A
3.设集合A=(1,4),B=[-1,3],则A∩(∁RB)等于( )
A.(1,4)B.(3,4)
C.(1,3)D.(1,2)∪(3,4)
解析 ∵B=[-1,3],∴∁RB=(-∞,-1)∪(3,+∞),∴A∩(∁RB)=(3,4).
答案 B
4.已知M,N为集合I的非空真子集,且M,N不相等,若N∩(∁IM)=∅,则M∪N等于( )
A.MB.N
C.ID.∅
解析 如图,
因为N∩(∁IM)=∅,所以N⊆M,所以M∪N=M.
答案 A
5.设全集U=R,集合A={x|x≤1或x≥3},集合B={x|kA.k<0或k>3B.2C.0解析 ∵A={x|x≤1或x≥3},∴∁UA={x|1答案 C
二、填空题
6.设全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={1,2,3,5},B={2,4,6},则图中的阴影部分表示的集合为________.
解析 全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={1,2,3,5},B={2,4,6},由维恩图可知阴影部分表示的集合为(∁UA)∩B,∵∁UA={4,6,7,8},∴(∁UA)∩B={4,6}.
答案 {4,6}
7.已知集合A=[-4,-2],集合B=[a,+∞),若全集U=R,且A⊆∁UB,则a的取值范围为________.
解析 ∁UB=(-∞,a),如图所示.
因为A⊆∁UB,所以a>-2.
答案 (-2,+∞)
8.已知全集U={2,3,a2-a-1},A={2,3},若∁UA={1},则实数a的值是________.
解析 ∵U={2,3,a2-a-1},A={2,3},∁UA={1},
∴1∈U,∴a2-a-1=1,即a2-a-2=0,解得a=-1或a=2.
答案 -1或2
三、解答题
9.设全集为R,A=[3,7),B=(2,10),求:
(1)A∩B;
(2)∁RA;(3)∁R(A∪B).
解
(1)∵A=[3,7),B=(2,10),∴A∩B=[3,7).
(2)∵全集为R,A=[3,7),
∴∁RA=(-∞,3)∪[7,+∞).
(3)∵A∪B=(2,10),
∴∁R(A∪B)=(-∞,2]∪[10,+∞).
10.已知集合A={1,3,-x},B={1,x+2},是否存在实数x,使得B∪(∁AB)=A?
若存在,求出集合A和B;若不存在,说明理由.
解 假设存在x,使B∪(∁AB)=A,∴BA.
(1)若x+2=3,则x=1,符合题意.
(2)若x+2=-x,则x=-1,不符合题意.
∴存在x=1,使B∪(∁AB)=A,
此时A={1,3,-1},B={1,3}.
能力提升
11.设全集U=R,集合A={x|x≤-2或x≥5},B={x|x≤2}.求:
(1)∁U(A∪B);
(2)记∁U(A∪B)=D,C={x|2a-3≤x≤-a},且C∩D=C,求a的取值范围.
解
(1)由题意知,A={x|x≤-2或x≥5},B={x|x≤2},
则A∪B={x|x≤2或x≥5},
又全集U=R,则∁U(A∪B)={x|2(2)由
(1)得D={x|2由C∩D=C得C⊆D.
①当C=∅时,有-a<2a-3,解得a>1;
②当C≠∅时,有
解得a∈∅;
综上,a的取值范围为{a|a>1}.
12.已知集合A=[0,2],B=[a,a+3].
(1)若(∁RA)∪B=R,求a的取值范围;
(2)是否存在实数a使(∁RA)∪B=R且A∩B=∅?
解
(1)因为A=[0,2],
所以∁RA=(-∞,0)∪(2,+∞).
因为(∁RA)∪B=R,所以
解得-1≤a≤0.
所以a的取值范围为[-1,0].
(2)因为A∩B=∅,所以a>2或a+3<0,
解得a>2或a<-3.
由
(1)知,若(∁RA)∪B=R,则-1≤a≤0,
故不存在实数a使(∁RA)∪B=R且A∩B=∅.