1、第一课 考点突破素养提升素养一数学抽象角度集合的基本概念 【典例1】已知集合=a2,a+3b,0,则2|a|+b=_.【解析】因为集合=a2,a+3b,0,所以b=0,a2=4,解得a=2,当a=-2,b=0时,-2,0,4=4,-2,0,成立,此时2|a|+b=4.当a=2,b=0时,2,0,4=4,2,0,成立,此时2|a|+b=4.答案:4【典例2】已知A=a+2,(a+1)2,a2+3a+3,若1A,求实数a的值.【解析】由题设条件可知:1A,若a+2=1,即a=-1时,(a+1)2=0,a2+3a+3=1=a+2,不满足集合中元素的互异性,舍去;若(a+1)2=1,即a=0或a=-2
2、,当a=0时,a+2=2,(a+1)2=1,a2+3a+3=3,满足条件;当a=-2时,a+2=0,(a+1)2=1,a2+3a+3=1,不满足集合中元素的互异性,舍去;若a2+3a+3=1,即a=-1或a=-2,均不满足条件,理由同上.综上可知,实数a的值只能是a=0. 【素养探】将本例条件改为“集合A=2,4,x2-5x+9,B=3,x2+ax+a,2B,BA”,求实数a,x的值.【解析】因为a,xR,集合A=2,4,x2-5x+9,B=3,x2+ax+a,2B,BA,所以解得x=2,a=-或x=3,a=-,经检验x=2,a=-或x=3,a=-都符合题意,故所求a,x的值分别为-,2或-,
3、3.【类题通】1.集合元素的互异性在解题中的两个应用(1)切入:利用集合元素的互异性寻找解题的切入点.(2)检验:解题完毕,利用互异性验证答案的正确性.2.描述法表示集合的关键及注意点(1)关键:清楚集合的类型及元素的特征性质.(2)注意点:当特征性质的表示形式相同时,要清楚代表元素的不同会导致集合含义的不同,所以研究描述法时要关注集合中代表元素的属性.【加练固】设集合A=x|x2-3x+a=0,若4A,则集合A用列举法表示为_.【解析】因为4A,所以16-12+a=0,所以a=-4,所以A=x|x2-3x-4=0=-1,4.答案:-1,4素养二数学运算角度集合的基本运算 【典例3】(2018
4、北京高考)已知集合A=x|x|2,B=-2,0,1,2,则AB=()A.0,1B.-1,0,1C.-2,0,1,2D.-1,0,1,2【解析】选A.集合A=x|-2x2,所以AB=0,1.【典例4】设全集I=R,已知集合M=-3,N=x|x2+x-6=0.(1)求(IM)N.(2)记集合A=(IM)N,已知集合B=a-1,a+5,aR,若AB=A,求实数a的取值范围.【解析】(1)因为M=-3,则IM=x|x-3,又因为N=2,-3,从而有(IM)N=2.(2)因为AB=A,所以AB,又因为A=2,所以a-12a+5,解得-3a3,即实数a的取值范围是-3,3.【类题通】1.集合基本运算的方法
5、(1)定义法或维恩图法:集合是用列举法给出的,运算时可直接借助定义求解,或把元素在维恩图中表示出来,借助维恩图观察求解.(2)数轴法:集合是用不等式(组)给出的,运算时可先将不等式在数轴中表示出来,然后借助数轴求解.2.集合与不等式结合的运算包含的类型及解决办法(1)不含字母参数:直接将集合中的不等式解出,在数轴上求解.(2)含有字母参数:若字母的取值影响到不等式的解,要先对字母分类讨论,再求解不等式,然后在数轴上求解.【加练固】1.设集合U=x|x是小于20的质数,A,BU,(UA)B=3,5,(UB)A=11,13,(UA)(UB)=7,17,则集合A,B分别为()A.A=1,2,11,1
6、3,19,B=1,2,3,5,19B.A=2,11,13,19,B=2,3,5,19C.A=3,11,13,19,B=2,3,5,19D.A=2,11,13,17,19,B=2,3,5,7,19【解析】选B.由题意画出Venn图如下,所以AB=2,19,所以A=2,11,13,19.B=2,3,5,19.2.若集合A=x|-3x4和B=x|2m-1xm+1.(1)当m=-3时,求集合(RA)B.(2)当AB=B时,求实数m的取值范围.【解析】(1)当m=-3时,集合RA=x|x4,B=x|-7x-2.所以(RA)B=x|-7xm+1,即m2时,B=,满足BA,当2m-1m+1,即m2时,B,若
7、BA,则解得-1m3,又m2,所以-1m2,综上所述,m的取值范围是m-1.素养三逻辑推理角度1判断集合间的关系【典例5】集合M=x|x=3k-2,kZ,P=y|y=3n+1,nZ,S=z|z=6m+1,mZ之间的关系是()A.SPMB.S=PMC.SP=MD.P=MS【解析】选C.运用整数的性质求解.集合M,P表示的是被3整除余1的整数集,集合S表示的是被6整除余1的整数集.【类题通】1.集合间关系的判断方法(1)定义法:根据定义直接判断元素与集合间的关系,得出集合间的关系.(2)图示法:利用数轴或Venn图表示出相应的集合,根据图示直观地判断.2.求解集合间关系问题的两个注意事项(1)解含
8、有参数的不等式(或方程)时,要对参数进行分类讨论,分类时遵循“不重不漏”的原则,且对每类情况都要给出问题的解答.(2)对于两集合A,B,当AB时,不要忽略A=.【加练固】已知集合A=xR|x2-3x+2=0,B=xN|0x5,则满足条件ACB的集合C的个数为()A.1B.2C.3D.4【解析】选D.A=xR|x2-3x+2=0=1,2,B=xN|0x5=1,2,3,4.因为ACB,所以集合C可以为1,2, 1,2,3, 1,2,4, 1,2,3,4共4个.角度2充分条件和必要条件【典例6】已知集合A=xR|2x+m0,B=xR|x3,(1)是否存在实数m,使得xA是xB成立的充分条件?(2)是
9、否存在实数m,使得xA是xB成立的必要条件?【解析】(1)欲使xA是xB成立的充分条件,则只要x|x3,则只要-1,即m2,故存在实数m2时,使xA是xB成立的充分条件.(2)欲使xA是xB成立的必要条件,则只要x|x3,则这是不可能的,故不存在实数m,使xA是xB成立的必要条件.【类题通】充分条件与必要条件的判断方法(1)定义法(2)集合法:写出集合A=x|p(x)及B=x|q(x),利用集合之间的包含关系加以判断.用集合法判断时,要尽可能用图示、数轴等几何方法,图形形象、直观,能简化解题过程,降低思维难度.【加练固】 判断m2是否是关于x的方程x2+mx+1=0有两个负实根的充要条件.【解
10、析】(1)因为m2,所以=m2-40,方程x2+mx+1=0有实根.设x2+mx+1=0的两个实根为x1,x2,由根与系数的关系知x1x20.所以x1,x2同号.又因为x1+x2=-m-2,所以x1,x2同为负根.所以m2关于x的方程x2+mx+1=0有两个负实根.(2)因为x2+mx+1=0的两个实根x1,x2均为负,且x1x2=1,所以m-2=-(x1+x2)-2=-2=-=-0,所以m2.所以关于x的方程x2+mx+1=0有两个负实根m2.从而m2关于x的方程x2+mx+1=0有两个负实根.所以m2是关于x的方程x2+mx+1=0有两个负实根的充要条件.角度3全称量词命题和存在量词命题及
11、其否定【典例7】写出下列全称量词命题或存在量词命题的否定,并判断所得命题的真假:(1)p:空集是任何一个非空集合的真子集.(2)q:xR,4x22x-1+3x2.(3)r:x-2,-1,0,1,2,|x-2|2.(4)s:所有圆的圆心到其切线的距离都等于半径.【解析】(1)p:存在一个非空集合,空集不是该集合的真子集.由p是真命题可知p是假命题.(2)q:xR,4x22x-1+3x2,因为4x2-(2x-1+3x2)=x2-2x+10,所以当x=1时,4x2=2x-1+3x2.由q是假命题可知q是真命题.(3)r:x-2,-1,0,1,2,x-22.因为当x=1时,x-2=13.(3)r:二次函数的图象是抛物线.(4)s:在实数范围内,有些一元二次方程无解.【解析】(1)p:x3,5,7,3x+1不是偶数.因为对集合3,5,7中的每一个值,都有3x+1是偶数.p是真命题,所以p是假命题.(2)q:xR,|x-2|+|x-4|3.因为当x=3时,|x-2|+|x-4|=23.所以q是真命题.(3)r:有的二次函数的图象不是抛物线.由r是真命题可知r是假命题.(4)s:在实数范围内,所有的一元二次方程都有解.由s是真命题可知s是假命题.8