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数学理

理科数学

第一章 集合与常用逻辑用语

  从近两年课标区高考题看,本章的命题思路是以基础知识和基本方法为主,重点考查学生对概念的理解和基本运算.题目以选择题或填空题的形式出现,属容易题目.

1.集合的概念、集合间的关系及运算是高考重点考查的内容,正确理解概念是解决此类问题的关键.

2.命题及充要条件这部分内容,重点关注两个方面,一是命题的四种形式及原命题与逆否命题的等价性;二是充要条件的判定.

3.全称命题、特称命题的否定也是高考考查的重点,正确理解两种命题的否定形式是解决此类问题的关键.

4.本章内容为补集思想、正难则反思想提供了理论依据,同时也应注意这两种思想的应用.

  根据近几年高考命题变化趋势,应注意以下几点:

1.把握本章复习重点难点

本章的重点难点:

文字语言、符号语言、图形语言之间的转化和集合思想的运用,四种命题与充要条件的判定,量词的理解,全称命题与特称命题的真假判断与否定.

2.准确理解概念、强化数形结合思想

一是深刻理解集合、命题、充要条件等基本概念,“或”、“且”、“非”以及存在量词与全称量词的含义;二是自觉运用Venn图、数轴、函数图象分析解决问题.

3.立足基础,及时专题系统化

立足根本,在基础知识上下功夫,要紧扣集合、简易逻辑的概念和性质,按集合、命题、充要条件、逻辑联结词与量词专题系统归纳,突破疑点,总结规律.

第一节 集 合

考纲传真 1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题.2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中,了解全集与空集的含义.3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算.

1.集合的基本概念

(1)集合中元素的三个特性:

确定性、互异性、无序性.

(2)元素与集合的关系:

属于或不属于,表示符号分别为∈和∉.

(3)集合的三种表示方法:

列举法、描述法、Venn图法.

2.集合间的基本关系

(1)子集:

若对∀x∈A,都有x∈B,则A⊆B或B⊇A.

(2)真子集:

若A⊆B,但∃x∈B,且x∉A,则AB或BA.

(3)相等:

若A⊆B,且B⊆A,则A=B.

(4)空集的性质:

∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.

3.集合的基本运算及其性质

并集

交集

补集

图形

表示

符号

表示

A∪B={x|x∈A,或x∈B}

A∩B={x|x∈A,且x∈B}

∁UA={x|x∈U,且x∉A}

性质

A∪∅=A

A∪A=A

A∪B=B∪A

A∪B=A

⇔B⊆A

A∩∅=∅

A∩A=A

A∩B=B∩A

A∩B=A

⇔A⊆B

A∪(∁UA)=∪

A∩(∁UA)=∅

∁U(∁UA)=A

1.(固基升华)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)对任意实数x,集合{x2+x,0}中都有两个元素(  )

(2)任何集合都有两个子集(  )

(3)集合{x|y=

}与集合{y|y=

}是同一个集合

(  )

(4)若A∪B=A∩B,则A=B(  )

【解析】 

(1)集合中的元素具有互异性,故x2+x≠0,即x≠-1,且x≠0.

【答案】 

(1)× 

(2)× (3)× (4)√

2.(人教A版教材习题改编)若集合M={x∈N|x≤

},a=2

,则下面结论中正确的是(  )

A.{a}⊆M       B.a⊆M

C.{a}∈MD.a∉M

【解析】 ∵M={x∈N|x≤

}={0,1,2,3},∴a∉M.

【答案】 D

3.(2013·课标全国卷Ⅰ)已知集合A={1,2,3,4},B={x|x=n2,n∈A},则A∩B=(  )

A.{1,4}B.{2,3}

C.{9,16}D.{1,2}

【解析】 ∵A={1,2,3,4},B={x|x=n2,n∈A},

∴B={1,4,9,16},∴A∩B={1,4}.

【答案】 A

4.(2013·大纲全国卷)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

5.若集合A={x|x<1},B={x|x≥a},且A∩B=∅,则实数a的取值范围为(  )

A.{a|a≤1}B.{a|a<1}

C.{a|a≥1}D.{a|a>1}

【解析】 ∵A∩B=∅,∴a≥1,故选C.

【答案】 C

考向1 集合的基本概念

【例1】 

(1)(2013·江西高考改编)若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一个元素,则a=(  )

A.

   B.

   C.0   D.0或

(2)(2013·山东高考)已知集合A={0,1,2},则集合B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是(  )

A.1B.3C.5D.9

【思路点拨】 

(1)分a=0,a≠0两种情况讨论;

(2)用列举法把集合B中的元素一一列举出来,注意元素的互异性.

【尝试解答】 

(1)若集合A中只有一个元素,

则方程ax2-3x+2=0只有一个实根或有两个相等实根.

当a=0时,x=

,符合题意;

当a≠0时,由Δ=(-3)2-8a=0得a=

所以a的值为0或

.

(2)当x=0,y=0,1,2时,x-y=0,-1,-2;

当x=1,y=0,1,2时,x-y=1,0,-1;

当x=2,y=0,1,2时,x-y=2,1,0.

根据集合中元素的互异性可知,B的元素为-2,-1,0,1,2.共5个.

【答案】 

(1)D 

(2)C

规律方法1 1.第

(1)题集合A中只有一个元素,要分a=0与a≠0两种情况进行讨论,此题易忽视a=0的情形;第

(2)题易忽视集合元素的互异性而误选D.

2.用描述法表示集合,首先要弄清集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明确集合类型,是数集、点集还是其它的集合.

变式训练1 已知集合A={x∈R|ax2-3x+2=0},若A=∅,则实数a的取值范围为________.

【解析】 ∵A=∅,∴方程ax2-3x+2=0无实根,

当a=0时,x=

不合题意,

当a≠0时,Δ=9-8a<0,∴a>

.

【答案】 

考向2 集合间的基本关系

【例2】 已知集合A={x|x2-3x-10≤0},B={x|m+1≤x≤2m-1},若B⊆A,求实数m的取值范围.

【思路点拨】 分B=∅和B≠∅两种情况求解.

【尝试解答】 A={x|x2-3x-10≤0}={x|-2≤x≤5},

∵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m≤3.

规律方法2 1.B⊆A,应分B=∅和B≠∅两种情况讨论.

2.已知两集合间的关系求参数时,关键是将两集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常合理利用数轴、Venn图化抽象为直观.

变式训练2 若集合M={x|x2+x-6=0},N={x|ax+2=0,a∈R},且M∩N=N,求实数a的取值集合.

【解】 ∵M∩N=N,∴N⊆M,又M={-3,2},

若N=∅,则a=0.

若N≠∅,则N={-3}或N={2},

所以-3a+2=0或2a+2=0,解得a=

或a=-1,

所以a的取值集合是{-1,0,

}.

考向3 集合的基本运算

【例3】 

(1)(2013·浙江高考)设集合S={x|x>-2},T={x|x2+3x-4≤0},则(∁RS)∪T=(  )

A.(-2,1]    B.(-∞,-4]

C.(-∞,1]D.[1,+∞)

(2)设U=R,集合A={x|x2+3x+2=0},B={x|x2+(m+1)x+m=0}.若(∁UA)∩B=∅,则m的值是________.

【思路点拨】 

(1)先求∁RS,化简集合T,再借助数轴求(∁RS)∪T.

(2)由(∁UA)∩B=∅,得B⊆A,用判别式考查集合B,再根据B⊆A分类求解.

【尝试解答】 

(1)∵S={x|x>-2},∴∁RS={x|x≤-2},而T={x|-4≤x≤1},

∴(∁RS)∪T={x|x≤-2}∪{x|-4≤x≤1}={x|x≤1}.

(2)A={-2,-1},由(∁UA)∩B=∅,得B⊆A,

由方程x2+(m+1)x+m=0的判别式Δ=(m+1)2-4m=(m-1)2≥0,知B≠∅.

①若Δ=0,则m=1,B={-1},满足B⊆A.

②若Δ>0,B中有两个元素,由B⊆A知,B={-1,-2},

解得m=2.

综合①②知m=1或m=2.

【答案】 

(1)C 

(2)1或2

规律方法3 1.在进行集合的运算时要尽可能地借助Venn图和数轴使抽象问题直观化.一般地,集合元素离散时用Venn图表示;集合元素连续时用数轴表示,用数轴表示时要注意端点值的取舍.

2.在解决有关A∩B=∅,A⊆B等集合问题时,往往忽视空集的情况,一定先考虑∅是否成立,以防漏解.

变式训练3 设全集是实数集R,A={x|2x2-7x+3≤0},B={x|x2+a<0}.若(∁RA)∩B=B,则实数a的取值范围是________.

【解析】 ∵A={x|

≤x≤3},∴∁RA={x|x<

或x>3},

当(∁RA)∩B=B时,B⊆∁RA,即A∩B=∅.

①当B=∅,即a≥0时,满足B⊆∁RA;

②当B≠∅,即a<0时,

B={x|-

<x<

},

要使B⊆∁RA,需

解得-

≤a<0.

综上可得,实数a的取值范围是a≥-

.

【答案】 a≥-

一种方法

Venn图是研究集合的工具,借助Venn图和数轴即数形结合能使抽象问题直观化,其中运用数轴图示法要特别注意端点是实心还是空心.

两个防范

1.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,应时刻关注对空集的讨论,防止漏解.

2.在解决含参数的集合问题时,要检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性”而导致结论错误.

两个结论

1.集合A中元素的个数记为n,则它的子集的个数为2n,真子集的个数为2n-1,非空真子集的个数为2n-2.

2.要注意五个关系式A⊆B、A∩B=A、A∪B=B、∁UA⊇∁UB、A∩(∁UB)=∅的等价性.

从近两年课标区高考试题看,集合间的关系与集合的运算是高考命题的重点,常与函数、方程、不等式等知识结合命题,而以集合为背景的新定义题,则是高考命题的热点.

创新探究之一 以集合为背景的新定义题

(2013·广东高考)设整数n≥4,集合X={1,2,3,…,n}.令集合S={(x,y,z)|x,y,z∈X,且三条件x

A.(y,z,w)∈S,(x,y,w)∉S

B.(y,z,w)∈S,(x,y,w)∈S

C.(y,z,w)∉S,(x,y,w)∈S

D.(y,z,w)∉S,(x,y,w)∉S

【解析】 (特殊值法)因为(x,y,z)和(z,w,x)都在S中,不妨令x=2,y=3,z=4,w=1,

则(y,z,w)=(3,4,1)∈S,(x,y,w)=(2,3,1)∈S,

故(y,z,w)∉S,(x,y,w)∉S的说法均错误,可以排除选项A、C、D,故选B.

【答案】 B

创新点拨:

(1)本题以元素与集合的关系为载体,用附加条件“x,y,z∈X,且三条件x<y<z,y

(2)考查集合的概念与表示,推理论证能力、数据处理能力和创新意识.

应对措施:

(1)准确理解集合S是解决本题的关键,由x,y,z∈X,x<y<z,y<z<x,z<x<y恰有一个成立说明x,y,z是互不相等的三个正实数.

(2)这是一道信息题,我们要充分利用题干与选择支提供的信息,用特殊值法求解,可化复杂为简单.

1.(2013·广东高考)设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N=(  )

A.{0}    B.{0,2}

C.{-2,0}D.{-2,0,2}

【解析】 集合M={0,-2},N={0,2},故M∪N={-2,0,2},选D.

【答案】 D

2.(2013·湖北高考)已知全集为R,集合A=

,B={x|x2-6x+8≤0},则A∩∁RB=(  )

A.{x|x≤0}B.{x|2≤x≤4}

C.{x|0≤x<2或x>4}D.{x|0

【解析】 A=

={x|x≥0},B={x|x2-6x+8≤0}={x|2≤x≤4},所以∁RB={x|x<2或x>4},于是A∩∁RB={x|0≤x<2或x>4}.

【答案】 C

课后限时自测

(一)

A组 基础训练

一、选择题

                  

1.若P={x|x<1},Q={x|x>-1},则(  )

A.P⊆QB.Q⊆P

C.∁RP⊆QD.Q⊆∁RP

【解析】 ∵P={x|x<1},∴∁RP={x|x≥1},

因此∁RP⊆Q.

【答案】 C

2.(2013·福建高考)若集合A={1,2,3},B={1,3,4},则A∩B的子集个数为(  )

A.2B.3C.4D.16

【解析】 A∩B={1,3},其子集有∅,{1},{3},{1,3},共4个.

【答案】 C

3.(2013·江南十校模拟)若集合A={x||x|>1,x∈R},B={y|y=2x2,x∈R},则(∁RA)∩B=(  )

A.{x|-1≤x≤1}B.{x|x≥0}

C.{x|0≤x≤1}D.∅

【解析】 由题意知,∁RA={x|-1≤x≤1},B={y|y≥0},

∴(∁RA)∩B={x|0≤x≤1},故选C.

【答案】 C

4.(2013·大纲全国卷)设集合A={1,2,3},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},则M中元素的个数为(  )

A.3B.4C.5D.6

【解析】 由题意可知,集合M={5,6,7,8},共4个元素.

【答案】 B

5.(2012·湖北高考)已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0

A.1B.2C.3D.4

【解析】 由x2-3x+2=0得x=1或x=2,

∴A={1,2}.

由题意知B={1,2,3,4},∴满足条件的C可为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}.

【答案】 D

二、填空题

6.(2012·天津高考)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|-5<x<1},B={x|(x-m)(x-2)<0},

且A∩B={x|-1<x<n},

∴m=-1,n=1.

【答案】 -1 1

7.已知集合A={m+2,2m2+m,-3},若3∈A,则m的值为________.

【解析】 ∵3∈A,∴m+2=3或2m2+m=3,解得m=1或m=-

.

当m=1时,m+2=2m2+m=3,不满足集合元素的互异性,当m=-

时,A=

满足题意.故m=-

.

【答案】 -

8.(2013·山东高考改编)已知集合A,B均为全集U={1,2,3,4}的子集,且∁U(A∪B)={4},B={1,2},则A∩∁UB=________.

【解析】 ∵U={1,2,3,4},∁U(A∪B)={4},

∴A∪B={1,2,3}.又∵B={1,2},

∴{3}⊆A⊆{1,2,3}.

又∁UB={3,4},∴A∩∁UB={3}.

【答案】 {3}

三、解答题

9.(2013·苏锡常镇四市模拟)已知集合A={x|x2-2x-3≤0},B={x|x2-2mx+m2-4≤0,x∈R,m∈R}.

(1)若A∩B=[0,3],求实数m的值;

(2)若A⊆∁RB,求实数m的取值范围.

【解】 由已知得A={x|-1≤x≤3},

B={x|m-2≤x≤m+2}.

(1)∵A∩B=[0,3],

∴m=2.

(2)∁RB={x|x<m-2或x>m+2},∵A⊆∁RB,

∴m-2>3或m+2<-1,

即m>5或m<-3.

因此实数m的取值范围是{m|m>5或m<-3}.

10.已知集合A={x|x2+4x=0,x∈R},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R,x∈R}.若A∪B=A,试求实数a的取值范围.

【解】 ∵A∪B=A,∴B⊆A,易知A={0,-4}.

(1)当A=B={0,-4}时,0,-4是方程x2+2(a+1)x+a2-1=0的两根,

∴a=1.

(2)当BA时,有B≠∅和B=∅两种情况.

①当B≠∅时,B={0}或B={-4},

∴方程x2+2(a+1)x+a2-1=0有相等的实数根0或-4,

∴Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0,∴a=-1,

∴B={0}满足条件.

②当B=∅时,Δ<0,∴a<-1.

综上知所求实数a的取值范围为{a|a≤-1或a=1}.

B组 能力提升

图1-1-1

1.(2013·浙江温州二模)设函数f(x)=

,集合A={x|y=f(x)},B={y|y=f(x)},则图1-1-1中阴影部分表示的集合为(  )

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

C.(-5,0]∪[3,4)D.[-5,0)∪(3,4]

【解析】 由-x2-2x+15≥0,即x2+2x-15≤0,得-5≤x≤3,故A=[-5,3].由f(x)=

∈[0,4],得B=[0,4].从而A∪B=[-5,4],A∩B=[0,3].阴影部分表示的集合是由在A∪B内且不在A∩B内的元素构成的集合,故答案选D.

【答案】 D

2.(2013·广东揭阳二模)对于集合M,定义函数fM(x)=

对于两个集合A,B,定义集合A△B={x|fA(x)·fB(x)=-1}.已知A={2,4,6,8,10},B={1,2,4,8,12},则用列举法写出集合A△B的结果为________.

【解析】 要使fA(x)·fB(x)=-1,必有x∈{x|x∈A且x∉B}∪{x|x∈B且x∉A}={1,6,10,12},所以A△B={1,6,10,12}.

【答案】 {1,6,10,12}

3.已知集合A={y|y2-(a2+a+1)y+a(a2+1)>0},B={y|y=

x2-x+

,0≤x≤3}.

(1)若A∩B=∅,求a的取值范围;

(2)当a取使不等式x2+1≥ax恒成立的a的最小值时,求(∁RA)∩B.

【解】 A={y|y<a或y>a2+1},B={y|2≤y≤4}.

(1)当A∩B=∅时,

≤a≤2或a≤-

.

(2)由x2+1≥ax,得x2-ax+1≥0,依题意Δ=a2-4≤0,

∴-2≤a≤2,∴a的最小值为-2.

当a=-2时,A={y|y<-2或y>5}.

∴∁RA={y|-2≤y≤5},∴(∁RA)∩B={y|2≤y≤4}.

第二节 命题及其关系、充分条件与必要条件

考纲传真 1.理解命题的概念,了解“若p,则q”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系.2.理解必要条件、充分条件与充要条件的含义.

1.命题

用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题,其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.

2.四种命题及其相互关系

(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;

②两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系.

3.充分条件与必要条件

(1)如果p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件.

(2)如果p⇔q,那么p与q互为充要条件.

(3)如果pD⇒/q且qD⇒/p,则p是q的既不充分又不必要条件.

4.集合与充要条件

设集合A={x|x满足条件p},B={x|x满足条件q},则有

(1)若A⊆B,则p是q的充分条件,请思考,若AB呢?

(2)若B⊆A,则p是q的必要条件,请思考,若BA呢?

(3)若A=B,则p是q的充要条件;

(4)若A⃘B,且B⃘A,则p是q的既不充分也不必要条件.

1.(固基升华)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)语句x2-3x+2=0是命题(  )

(2)一个命题的逆命题与否命题,它们的真假没有关系

(  )

(3)命题“如果p不成立,则q不成立”等价于“如果q成立,则p成立”(  )

(4)“p是q的充分不必要条件”与“p的充分不必要条件是q”表达的意义相同(  )

【解析】 

(1)变量x没有赋值,无法判断语句的真假,故不是命题.

(2)一个命题的逆命题与否命题互为逆否命题,因此它们有相同的真假性.

(3)一个命题与其逆否命题同真假.(4)p是q的充分不必要条件是指p⇒q且q

p;p的充分不必要条件是q是指q⇒p且p

q,因此它们表达的意义不同.

【答案】 

(1)× 

(2)× (3)√ (4)×

2.(人教A版教材习题改编)下列命题正确的是(  )

①“a>b”是“a2>b2”的充分条件;

②“|a|>|b|”是“a2>b2”的充要条件;

③“a>b”是“a+c>b+c”的充要条件;

④“a>b”是“ac2>bc2”的充要条件.

A.②④   B.②③   

C.②③④   D.③④

【解析】 由于|a|>|b|⇔a2>b2,a>b⇔a+c>b+c,故②③正确.由于a>bD/⇒a2>b2,且a2>b2

a>b,故①错;当c2=0时,a>b

ac2>bc2,故④错.

【答案】 B

3.(2013·福建高考)已知集合A={1,a},B={1,2,3},则“a=3”是“A⊆B”的(  )

A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件

C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件

【解析】 ∵A={1,a},B={1,2,3},A⊆B,∴a∈B且a≠1,∴a=2或3,∴“a=3”是“A⊆B”的充分而不必要条件.

【答案】 A

4.命题“若x、y都是偶数,则x+y也是偶数”的逆否命题是(  )

A.若x+y是偶数,则x与y不都是偶数

B.若x+y是偶数,则x与y都不是偶数

C.若x+y不是偶数,则x与y不都是偶数

D.若x+y不是偶数,则x与y都不是偶数

【解析】 “x+y是偶数”的否定为“x+y不是偶数”,“x,y都是偶数”的否定为“x,y不都是偶数”.因此其逆否命题为“若x+y不是偶数,则x,y不都是偶数”.故选C.

【答案】 C

5.命题“若a

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