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天天资源网 / 高中数学 / 教学同步 / 人教A版 / 必修1 / 第一章 集合与函数概念 / 1.1.3 集合的基本运算 / 集合间的基本运算

集合间的基本运算

  • 2022-09-29
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  集合间的基本运算一、知识概述1、交集的定义 一般地,由所有属于A且属于B的元素所组成的集合,叫做A,B的交集.记作AB(读作‘A交B’),即AB={x|xA,且xB}.2、并集的定义一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,叫做A,B的并集.记作:AB(读作‘A并B’),即AB={x|xA,或xB}.3、补集:一般地,设S是一个集合,A是S的一个子集(即),由S中所有不属于A的元素组成的集合,叫做S中子集A的补集(或余集),记作,即=.   性质:.  全集:如果集合S含有我们所要研究的各个集合的全部元素,这个集合就可以看作一个全集,全集通常用S,U表示4、运算性质:(1);(2);(3);(4);(5);(6);.二、例题讲解例1、设集合A={-4,2m-1,m2},B={9,m-5,1-m},又AB={9},求实数m的值.解:∵AB={9},∴2m-1=9或m2=9,解得m=5或m=3或m=-3.若m=5,则A={-4,9,25},B={9,0,-4}与AB={9}矛盾; 若m=3,则B中元素m-5=1-m=-2,与B中元素互异矛盾;若m=-3,则A={-4,-7,9},B={9,-8,4}满足AB={9}.∴m=-3.例2、设A={x|x2+ax+b=0},B={x|x2+cx+15=0},又AB={3,5},A∩B={3},求实数a,b,c的值.解:  ∵A∩B={3},∴3∈B,∴32+3c+15=0,  ∴c=-8,由方程x2-8x+15=0解得x=3或x=5.  ∴B={3,5}.由A(AB)={3,5}知,3∈A,5A(否则5∈A∩B,与A∩B={3}矛盾).  故必有A={3},∴方程x2+ax+b=0有两相同的根3.  由韦达定理得3+3=-a,33=b,即a=-6,b=9,c=-8.例3、已知A={x|x3+3x2+2x>0},B={x|x2+ax+b≤0},且A∩B={x|0<x≤2},A∪B={x|x>-2},求a、b的值.解:A={x|-2<x<-1或x>0}, 设B=[x1,x2],由A∩B=(0,2]知x2=2,且-1≤x1≤0,①由A∪B=(-2,+∞)知-2≤x1≤-1. ②由①②知x1=-1,x2=2,∴a=-(x1+x2)=-1,b=x1x2=-2.例4、已知A={x|x2-ax+a2-19=0},B={x|x2-5x+8=2},C={x|x2+2x-8=0}.若A∩B,且A∩C=,求a的值.解:∵B={x|(x-3)(x-2)=0}={3,2},C={x|(x+4)(x-2)=0}={-4,2},又∵A∩B,∴A∩B≠.又∵A∩C=,∴可知-4A,2A,3∈A.∴由9-3a+a2-19=0, 解得a=5或a=-2.①当a=5时,A={2,3},此时A∩C={2}≠,矛盾,∴a≠5;②当a=-2时,A={-5,3},此时A∩C=,A∩B={3}≠,符合条件.综上①②知a=-2.例5、已知全集U={不大于20的质数},M,N是U的两个子集,且满足M∩()={3,5},()∩N={7,19},()∩()={2,17},求M、N.解:  用图示法表示集合U,M,N(如图),将符合条件的元素依次填入图中相应的区域内,由图可知: M={3,5,11,13},N={7,11,13,19}.点评:   本题用填图的方法使问题轻松地解决,但要注意的是在填图时,应从已知区域填起,从已知区域推测未知区域的元素. 特别提示:下列四个区域:对应的集合分别是:①—;②—;③—;④—.  一、选择题1、下列命题中,正确的是( )A.若U=R,AU,;B.若U为全集,Φ表示空集,则Φ=Φ;C.若A={1,Φ,{2}},则{2}A;D.若A={1,2,3},B={x|xA},则A∈B. 2、设数集且M、N都是集合{x|0≤x≤1}的子集,如果把b-a叫做集合{x|a≤x≤b}的“长度”,那么集合M∩N的“长度”的最小值是( )A.           B.C.          D.3、设M、N是两个非空集合,定义M与N的差集为M-N={x|x∈M且xN},则M-(M-N)等于( )A.N           B.M∩NC.M∪N          D.M4、已知全集,集合M和的关系的韦恩(Venn)图如下图所示,则阴影部分所示的集合的元素共有( )A.3个          B.2个C.1个          D.无穷个   1、Φ=U,{2}∈A,{2}单独看是一个集合,但它又是A中的一个元素.  2、集合M的“长度”为,集合N的“长度”为,而集合{x|0≤x≤1}的“长度”为1,故M∩N的“长度”最小值为  3、M-N={x|x∈M且xN}是指图(1)中的阴影部分.  同样M-(M-N)是指图(2)中的阴影部分.  4、∵图形中的阴影部分表示的是集合,由解得集合  ,而N是正奇数的集合,∴,故选B.二、填空题5、已知集合A={x|x2-3x+2=0},集合B={x|ax-2=0}(其中a为实数),且A∪B=A,则集合C={a|a使得A∪B=A}=_____________.5、{0,1,2}解析:A={1,2},由A∪B=A,得BA. ∵1∈A,即得a=2;或2∈A,即得a=1;或B=Φ,此时a=0.∴C={0,1,2}.6、非空集合S{1,2,3,4,5},且若a∈S,则6-a∈S,这样的S共有___________个. 6、6  解析:S={1,5}或{2,4}或{3},或{1,3,5},或{2,4,3},或{1,5,2,4}.三、解答题7、设集合.(1)若,求实数a的值.(2)若,求实数a的值.7、解:(1)∵9,∴9A.则a2=9或.解得a=±3或5.当时,(舍); 当时,(符合);当时,(符合).综上知或.(2)由(1)知.8、已知全集U=R,<0,<或x>,若,求实数的取值范围 8、解:依题设可知全集且≥0≤≤5,≤≤,由题设可知.  分类如下:①若,则m+1>2m-1m<2.  ②若,则m+1≤2m-1,且,解得2≤m≤3.  由①②可得:m≤3.  ∴实数m的取值范围为{m|m≤3}.9、已知全集U={|a-1|,(a-2)(a-1),4,6}.(1)若求实数a的值; (2)若求实数a的值. 9、解:(1)∵且BU,  ∴|a-1|=0,且(a-2)(a-1)=1,或|a-1|=1,且(a-2)(a-1)=0;  第一种情况显然不成立,在第二种情况中由|a-1|=1得a=0或a=2,∴a=2.  (2)依题意知|a-1|=3,或(a-2)(a-1)=3,若|a-1|=3,则a=4,或a=-2;  若(a-2)(a-1)=3,则  经检验知a=4时,(4-2)(4-1)=6,与元素的互异性矛盾.  ∴a=-2或.10、设集合A={|},B={|,},若AB=B,求实数的值. 10、解:先化简集合A=.由AB=B,则BA,可知集合B可为,或为{0},或{-4},或.  (i)若B=,则,解得<;   (ii)若B,代入得=0=1或=,  当=1时,B=A,符合题意;  当=时,B={0}A,也符合题意.  (iii)若-4B,代入得=7或=1,  当=1时,已经讨论,符合题意;  当=7时,B={-12,-4},不符合题意.  综上可得,=1或≤.11、已知集合A={x|x2-4mx+2m+6=0},B={x|x<0},若A∩B≠,求实数m的取值范围. 11、解:设全集.  若方程x2-4mx+2m+6=0的两根x1,x2均非负,则  解得.  ∵{m|}关于U的补集是{m|m≤-1},∴实数m的取值范围是{m|m≤-1}. 1、(全国I,1)设集合A={4,5,7,9},B={3,4,7,8,9},全集U=A∪B,则集合中的元素共有( )   A.3个    B.4个    C.5个     D.6个答案:A解析:  2、(福建,2)已知全集U=R,集合A={x|x2-2x>0},则等于( )A.{x|0≤x≤2}        B.{x|00,得x2,  ∴A={x|x2},.3、(山东,1)集合A={0,2,a},B={1,a2}.若A∪B={0,1,2,4,16},则a的值为( )  A.0     B.1     C.2     D.4答案:D 解析:∵A∪B={0,1,2,a,a2},又A∪B={0,1,2,4,16},∴{a,a2}={4,16},∴a=4,故选D.  集合中的交、并、补等运算,可以借助图形进行思考。图形不仅可以使各集合之间的相互关系直观明了,同时也便于将各元素的归属确定下来,使抽象的集合运算能建立在直观的形象思维基础上.因此图形既是迅速理解题意的工具,又是正确解题的手段.例1、某地对农户抽样调查,结果如下:电冰箱拥有率为49%,电视机拥有率为85%,洗衣机拥有率为44%,至少拥有上述三种电器中两种以上的占63%,三种电器齐全的为25%,那么一种电器也没有的相对贫困户所占比例为( )A.10%     B.12%      C.15%       D.27%分析:  这是一个小型应用题.把各种人群看做集合,本题就是已知全集元素个数,求其某个子集的元素个数,可借助Venn图解法.解:不妨设调查了100户农户,  U={被调查的100户农户},  A={100户中拥有电冰箱的农户},   B={100户中拥有电视机的农户},  C={100户中拥有洗衣机的农户},  由图知,的元素个数为49+85+44-63-25=90.  则的元素个数为100-90=10.答案:A  一般此类题利用Venn图直观手段,使集合中元素的个数,以及集合间的关系更直接的显示,进而根据图逐一把文字陈述的语句“翻译”为数学符号语言,通过解方程和限制条件的运用解决问题。[变式延伸]某车间有120人,其中乘电车上班的84人,乘汽车上班的32人,两车都乘的18人,求:  (1)只乘电车的人数;(2)不乘电车的人数;(3)乘车的人数;(4)不乘车的人数;(5)只乘一种车的人数.解:  设只乘电车的人数为人,不乘电车的人数为人,乘车的人数为人,不乘车的人数为人,只乘一种车的人数为人,如图所示:   (1)66人,(2)36人,(3)=98人,(4)人,(5)人. 查看更多

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