高中数学新学案同步 必修1 人教B版 全国通用版 第1章 集合 122第2课时Word文档下载推荐.docx
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4.设全集U=
,A=
,
则∁UA=
类型一 求补集
例1
(1)若全集U={x∈R|-2≤x≤2},A={x∈R|-2≤x≤0},则∁UA等于( )
A.{x∈R|0<
x<
2}B.{x∈R|0≤x<
2}
C.{x∈R|0<
x≤2}D.{x∈R|0≤x≤2}
答案 C
解析 ∵U={x∈R|-2≤x≤2},
A={x∈R|-2≤x≤0},
∴∁UA={x∈R|0<
x≤2},故选C.
(2)设U={x|x是小于9的正整数},A={1,2,3},B={3,4,5,6},求∁UA,∁UB.
解 根据题意可知,U={1,2,3,4,5,6,7,8},
所以∁UA={4,5,6,7,8},∁UB={1,2,7,8}.
(3)设全集U={x|x是三角形},A={x|x是锐角三角形},B={x|x是钝角三角形},求A∩B,∁U(A∪B).
解 根据三角形的分类可知,A∩B=∅,A∪B={x|x是锐角三角形或钝角三角形},
∁U(A∪B)={x|x是直角三角形}.
反思与感悟 求集合的补集,需关注两处:
一是认准全集的范围;
二是利用数形结合求其补集,常借助Venn图、数轴、坐标系来求解.
跟踪训练1
(1)设集合U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则∁UA=________.
答案 {3,4,5}
(2)已知集合U=R,A={x|x2-x-2≥0},则∁UA=________.
答案 {x|-1<x<2}
(3)已知全集U={(x,y)|x∈R,y∈R},集合A={(x,y)|xy>
0},则∁UA=________.
答案 {(x,y)|xy≤0}
类型二 补集性质的应用
命题角度1 补集性质在集合运算中的应用
例2 已知A={0,2,4,6},∁UA={-1,-3,1,3},∁UB={-1,0,2},用列举法写出集合B.
解 ∵A={0,2,4,6},∁UA={-1,-3,1,3},
∴U={-3,-1,0,1,2,3,4,6}.
而∁UB={-1,0,2},
∴B=∁U(∁UB)={-3,1,3,4,6}.
反思与感悟 从Venn图的角度讲,A与∁UA就是圈内和圈外的问题,由于(∁UA)∩A=∅,
(∁UA)∪A=U,所以可以借助圈内推知圈外,也可以反推.
跟踪训练2 如图所示的Venn图中,A,B是非空集合,定义A*B表示阴影部分的集合.若A={x|0≤x≤2},B={y|y>1},则A*B=________________.
答案 {x|0≤x≤1或x>2}
解析 A∩B={x|1<
x≤2},A∪B={x|x≥0},
由图可得A*B=∁(A∪B)(A∩B)={x|0≤x≤1或x>2}.
命题角度2 补集思想的应用
例3 关于x的方程:
x2+ax+1=0,①
x2+2x-a=0,②
x2+2ax+2=0,③
若三个方程至少有一个有解,求实数a的取值范围.
解 假设三个方程均无实根,则有
即
解得-
<
a<
-1,
∴当a≤-
或a≥-1时,三个方程至少有一个方程有实根,
即a的取值范围为{a|a≤-
或a≥-1}.
反思与感悟 运用补集思想求参数取值范围的步骤
(1)把已知的条件否定,考虑反面问题.
(2)求解反面问题对应的参数的取值范围.
(3)求反面问题对应的参数的取值集合的补集.
跟踪训练3 若集合A={x|ax2+3x+2=0}中至多有一个元素,求实数a的取值范围.
解 假设集合A中含有2个元素,
即ax2+3x+2=0有两个不相等的实数根,
则
解得a<
,且a≠0,
即当集合A中含有2个元素时,
实数a的取值范围是
.
在全集U=R中,集合
的补集是
所以满足题意的实数a的取值范围是
类型三 集合的综合运算
例4
(1)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)等于( )
A.{3}B.{4}
C.{3,4}D.∅
答案 A
解析 ∵∁U(A∪B)={4},
∴A∪B={1,2,3},
又∵B={1,2},∴∁UB={3,4},
{3}⊆B⊆{1,2,3},∴A∩(∁UB)={3}.
(2)已知集合A={x|x≤a},B={x|1≤x≤2},且A∪(∁RB)=R,则实数a的取值范围是________.
答案 {a|a≥2}
解析 ∵∁RB={x|x<
1或x>
2}且A∪(∁RB)=R,
∴{x|1≤x≤2}⊆A,∴a≥2.
反思与感悟 解决集合的混合运算时,一般先计算括号内的部分,再计算其他部分.有限集混合运算可借助Venn图,与不等式有关的可借助数轴.
跟踪训练4
(1)已知集合U={x∈N|1≤x≤9},A∩B={2,6},(∁UA)∩(∁UB)={1,3,7},A∩(∁UB)={4,9},则B等于( )
A.{1,2,3,6,7}B.{2,5,6,8}
C.{2,4,6,9}D.{2,4,5,6,8,9}
答案 B
解析 根据题意可以求得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},画出Venn图(如图所示),可得B={2,5,6,8},故选B.
(2)已知集合U={x|x≤4},集合A={x|-2<
3},B={x|-3≤x≤2},求A∩B,(∁UA)∪B,A∩(∁UB).
解 如图所示.
∵A={x|-2<
3},B={x|-3≤x≤2},
∴∁UA={x|x≤-2或3≤x≤4},
∁UB={x|x<
-3或2<
x≤4}.
A∩B={x|-2<
x≤2},
∴(∁UA)∪B={x|x≤2或3≤x≤4},
A∩(∁UB)={x|2<
3}.
1.设集合U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则∁UM等于( )
A.UB.{1,3,5}
C.{3,5,6}D.{2,4,6}
2.已知全集U={1,2,3,4},集合A={1,2},B={2,3},则∁U(A∪B)等于( )
A.{1,3,4}B.{3,4}
C.{3}D.{4}
答案 D
3.设集合S={x|x>
-2},T={x|-4≤x≤1},则(∁RS)∪T等于( )
A.{x|-2<
x≤1}B.{x|x≤-4}
C.{x|x≤1}D.{x|x≥1}
4.设全集U=R,则下列集合运算结果为R的是( )
A.Z∪∁UNB.N∩∁UN
C.∁U(∁U∅)D.∁UQ
5.设全集U=M∪N={1,2,3,4,5},M∩(∁UN)={2,4},则N等于( )
A.{1,2,3}B.{1,3,5}
C.{1,4,5}D.{2,3,4}
1.全集与补集的互相依存关系
(1)全集并非是包罗万象,含有任何元素的集合,它是对于研究问题而言的一个相对概念,它仅含有所研究问题中涉及的所有元素,如研究整数,Z就是全集,研究方程的实数解,R就是全集.因此,全集因研究的问题而异.
(2)补集是集合之间的一种运算.求集合A的补集的前提是A是全集U的子集,随着所选全集的不同,得到的补集也是不同的,因此,它们是互相依存、不可分割的两个概念.
(3)∁UA的数学意义包括两个方面:
首先必须具备A⊆U;
其次是定义∁UA={x|x∈U,且x∉A},补集是集合间的运算关系.
2.补集思想
做题时“正难则反”策略运用的是补集思想,即已知全集U,求子集A,若直接求A困难,可先求∁UA,再由∁U(∁UA)=A求A.
课时对点练
一、选择题
1.已知全集U={0,1,2,3,4},集合A={1,2,3},B={2,4},则(∁UA)∪B为( )
A.{1,2,4}B.{2,3,4}
C.{0,2,4}D.{0,2,3,4}
解析 因为∁UA={0,4},所以(∁UA)∪B={0,2,4}.
2.已知全集U=R,集合M={x|x2-4≤0},则∁UM等于( )
2}B.{x|-2≤x≤2}
C.{x|x<
-2或x>
2}D.{x|x≤-2或x≥2}
解析 ∵M={x|-2≤x≤2},
∴∁UM={x|x<
2}.
3.已知全集U={1,2,a2-2a+3},A={1,a},∁UA={3},则实数a等于( )
A.0或2B.0
C.1或2D.2
解析 由题意,知
则a=2.
4.图中的阴影部分表示的集合是( )
A.A∩(∁UB)B.B∩(∁UA)
C.∁U(A∩B)D.∁U(A∪B)
解析 阴影部分表示集合B与集合A的补集的交集.
因此,阴影部分所表示的集合为B∩(∁UA).
5.已知S=
,B=
,C=
.下列式子不成立的是( )
A.B∩C=
B.∁AB=
C.∁SA=
D.A=B∪C
考点 交并补集的综合问题
题点 无限集合的交并补运算
解析 平行四边形有邻边不相等也不垂直的,D错误.
6.设全集U={x∈N|x≥2},集合A={x∈N|x2≥5},则∁UA等于( )
A.∅B.{2}C.{5}D.{2,5}
解析 因为A={x∈N|x≤-
或x≥
},
所以∁UA={x∈N|2≤x<
},故∁UA={2}.
二、填空题
7.已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合∁U(A∪B)=______,(∁UA)∩(∁UB)=________.
答案 {x|0<
1} {x|0<
1}
解析 A∪B={x|x≤0或x≥1},∁U(A∪B)={x|0<
1}.∁UA={x|x>
0},∁UB={x|x<
1},∴(∁UA)∩(∁UB)={x|0<
1}.
8.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________________________________________________________________________.
答案 1或2
解析 A={-2,-1},由(∁UA)∩B=∅,得B⊆A,
∵方程x2+(m+1)x+m=0的判别式Δ=(m+1)2-4m=(m-1)2≥0,∴B≠∅.
∴B={-1}或B={-2}或B={-1,-2}.
①若B={-1},则m=1;
②若B={-2},则应有-(m+1)=(-2)+(-2)=-4,且m=(-2)×
(-2)=4,这两式不能同时成立,
∴B≠{-2};
③若B={-1,-2},则应有-(m+1)=(-1)+(-2)=-3,且m=(-1)×
(-2)=2,由这两式得m=2.
经检验知,m=1和m=2符合条件.
∴m=1或2.
9.设U=R,已知集合A={x|x>
1},B={x|x>
a},且(∁UA)∪B=R,则实数a的取值范围是________.
答案 {a|a≤1}
解析 ∁UA={x|x≤1},
∵(∁UA)∪B=R,
∴{x|x>
1}⊆B,
∴a≤1.
10.某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱乒乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的有________人.
答案 12
解析 设两项运动都喜欢的人数为x,喜爱篮球的记为集合A,喜爱乒乓球的记为集合B,画出Venn图得到方程
15-x+x+10-x+8=30⇒x=3,
∴喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为15-3=12.
三、解答题
11.已知U=R,集合A={x|x2-x-2=0},B={x|mx+1=0},B∩(∁UA)=∅,求实数m的值.
解 A={-1,2},B∩(∁UA)=∅等价于B⊆A.
当m=0时,B=∅⊆A;
当m≠0时,B=
∴-
=-1或-
=2,即m=1或m=-
综上,m的值为0,1,-
12.设全集U={(x,y)|x∈R,y∈R},集合M=
,P={(x,y)|y≠x+1},求∁U(M∪P).
解 集合M表示的是直线y=x+1上除去点(2,3)的所有点,集合P表示的是不在直线y=x+1上的所有点,显然M∪P表示的是平面内除去点(2,3)的所有点,
故∁U(M∪P)={(2,3)}.
四、探究与拓展
13.如图,已知I是全集,A,B,C是它的子集,则阴影部分所表示的集合是( )
A.(∁IA∩B)∩CB.(∁IB∪A)∩C
C.(A∩B)∩(∁IC)D.(A∩∁IB)∩C
解析 由题图可知阴影部分中的元素属于A,不属于B,属于C,则阴影部分表示的集合是(A∩∁IB)∩C.
14.设全集为R,A={x|3<
7},B={x|4<
10}.
(1)求∁R(A∪B)及(∁RA)∩B;
(2)若C={x|a-4≤x≤a+4},且A∩C=A,求a的取值范围.
解
(1)∵A∪B={x|3<
10},
∴∁R(A∪B)={x|x≤3或x≥10}.
又∵∁RA={x|x≤3或x≥7},
∴(∁RA)∩B={x|7≤x<
(2)∵A∩C=A,∴A⊆C.
∴
解得3≤a≤7.
∴a的取值范围为{a|3≤a≤7}.
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