集合知识点总结:
一、集合
1、集合的概念
集合:一般地,把一些能够确定的不同的对象看出一个整体,就说这个整体是由这些对象的全体构成的集合(或集),通常用大写英文字母表示。
集合的元素:构成集合的每个对象叫做这个集合的元素(或成员),
通常用小写写英文字母表示。
2、元素与集合的属于关系:
若是集合的元素,就说属于,记作:,读作“属于”
若不是集合的元素,就说不属于,记作:,读作“不属于”。
3、空集:不含任何元素的集合叫做空集,记作。
4、集合元素的基本性质:确定性、互异性、无序性。
5、集合的分类:有限集:含有有限个元素的集合;无限集:含有无限个元素的集合。
6、常用数集的表示------------牢记,熟记
自然数集(非负整数集);正整数集或;整数集;有理数集;实数集;正实数集,均是无限集。
二、集合的表示法
1、列举法:适用于有限集,且元素个数不多,或者是无限集,元素个数较多,但呈现一定规律,列出几个元素作为代表,其余用“”代替。
2、描述法:
元素的特征性质:如果在集合中,属于集合的任意一个元素都具有性质,而不属于的元素都不具有性质,则叫做集合的一个特征性质。
是集合的一个特征性质,集合可以表示为,它表示的集合为在集合中具有性质的所有元素构成的。
注意:若元素的范围为时,可以省略。
★经典例题:
例一、现已知一个集合为,则实数满足的条件为 。【】
解:由于元素的互易性,因此得到关系,从而解得。
例二、用适当的符号填空:
; ; ; ; 。
例三、给定集合,定义。若,
,则集合的所有元素之和为 。【15】
解:题意为从集合中任意选取一个元素,与集合中的任意一个元素作差,所得元素为集合的元素,这里要注意元素的互异性。
故
即,元素之和为15。
例四、设集合若已知,且,求实数。
解:由于,故有,解得或。
但题目要求,因此,即。因此。
例五、实数集满足条件:,若,则。
(1)若,求;
(2)集合能否为单元素集合?若能,求出;若不能,说明理由;
(3)求证:。
解:(1)由题意知,若,则。因此,则有。
由,则。由,则。因此
(2)若让集合为单元素集合,必须满足。整理得到,
验证,因此没有满足上述方程,即集合不能为单元素集合。
(3)由于题意有若,则。
因此当时,可有。
例六、以下集合各代表什么:
①——偶数
②——奇数 这些均是数集,与代表元素的不同没有关系。
③——奇数
④——点集(有序数对集合)
几何意义:满足直线图像上所有的点;
代数意义:满足二元一次方程的解。
例七、若集合中,仅有一个元素,则 【】
【】
解:题意可只两个条件,其一是仅有一个元素,即方程只有一个解。其二为单元素即为。
因此得到两个关系式:将代入方程有和,
从中求出。
例八、已知集合,其中为常数,且。
(1)若是空集,求的范围;
(2)若中只有一个元素,求的范围;
(3)若中至多只有一个元素,求的范围。
解:(1)因为是空集,则必须要求方程无实根,即,
因此。
(2)若中只有一个元素,此时需要讨论是否为0。
当时,方程为,解得,符合题意;
当时,方程为,要求,即。
综上所述,或。
(3)若中至多只有一个元素,即有一个元素,或没有。只要综合(1)(2)的答案即可。故的取值范围是或。
三、子集和真子集
1、子集:集合中的任何一个元素都是集合的元素,则集合叫做集合的子集。
记作:或
读作“包含于” 或“包含”
若集合中存在着不是集合的元素,则集合不是集合的子集。
记作:或
注意:(1)自身性:,任何集合是它本身的子集。
(2)规定:,空集是任何子集的真子集。
(3)与区别: 是从属关系,表示元素与集合之间的关系,
是包含关系,表示集合与集合之间的关系。
2、真子集:若集合是集合的子集(简化:若,数学语言的简洁),并且集合中至少含有一个元素不属于集合,则集合是集合的真子集。
记作:或
读作“真包含于” 或“真包含”
注意:(1)空集是任何非空集合的真子集。
(2)
3、韦恩图:
包含关系的传递性
,则; 维恩图表示
,则
集合之间的关系,用维恩图表示
4、个数规律:(表示集合的元素个数)
5、集合相等:
,则
★经典例题:
例一、判断下列集合是否为同一个集合
① --------------不是,一个是点集,一个是数集
② --------------不是,元素范围不同
③----------不是,一个是点集,一个是数集
④------------是,元素相同,均是实数,与代表元素无关
例二、用适当的符号填空:
; ; ; ;
;
例三、若集合,且,则 【或】
解:依题,则,或,解出;
由于元素具有互异性,故舍去1。
例四、已知集合,若,则实数的取值集合为
【】
解:步骤:①在数轴上画出已知集合;
②由确定,应往左画(若为,则往右画),进而开始实验;
③得到初步试验结果;
④验证端点。
试验得到:,当时,由于集合也不含有4,故满足。
综上所述,。
例五、满足的集合为 【】
解:因为,因此中必须含有1这个元素。又知道
故得到。(不满足真子集的要求)
四、集合的运算
1、交集:一般地,对于两个给定集合,由属于又属于的所有元素构成的集合,叫做的交集。
记作:
读作“交”
,
交集为在画数轴时,要注意层次感和端点的虚实!
2、交集的性质:
;
如果,则。
3、并集:一般地,对于两个给定集合,由两个集合的所有元素构成的集合,叫做 的并集。
记作:
读作“并”
只要是线下面的部分都要!
4、并集的性质:
;
如果,则
5、补集:如果给定的集合是全集的一个子集,由中不属于的所有元素构成的集合,叫做在中的补集。
记作“”
读作:“在中的补集”
6、补集的性质:
★经典例题:
例一、已知集合,
则等于 【】
解:,故。
例二、设集合,,
则 【】
解:首先观察,两个集合均为数集,代表元素的不同不影响集合本身。其次范围均为整数,
故,因此取交集后,得到的结果应为。
例三、,,若,
则实数的取值范围是 【】
解:步骤:①在数轴上画出已知集合;
②由确定,应往左画(若为,则往右画),进而开始实验;
③得到初步试验结果;
④验证端点。
试验得到的结果为,验证端点,当时,由于集合不含有3,满足交集为。
综上所述,的取值范围是。
例四、求满足,且的集合。
【或】
解:由于,则可以推得中必有,没有。
又有,则或
例五、集合,,若,则的值为 【4】
解:∵,,∴∴
例六、设集合,则 【】
解:表示平面上满足的无数点,其中。
又表示平面上满足上的全部点,故补集为
这组有序数对。
例七、已知集合,且,
求实数的值。【】
解:观察集合,可知,又有,则。
将0代入,得到,反解,得到或1。
由于,,则。
将代入,解得。
例八、已知集合,若,求实数的取值范围。【或】
解:①当时,方程无解,,解得或;
②当时,方程有一个解,,解得;
综上所述的取值范围为或。
一.知识归纳:
1.集合的有关概念。
1)集合(集):某些指定的对象集在一起就成为一个集合(集).其中每一个对象叫元素 注意:①集合与集合的元素是两个不同的概念,教科书中是通过描述给出的,这与平面几何中的点与直线的概念类似。
②集合中的元素具有确定性(a?A和a?A,二者必居其一)、互异性(若a?A,b?A,则a≠b)和无序性({a,b}与{b,a}表示同一个集合)。
③集合具有两方面的意义,即:凡是符合条件的对象都是它的元素;只要是它的元素就必须符号条件
2)集合的表示方法:常用的有列举法、描述法和图文法
3)集合的分类:有限集,无限集,空集。 4)常用数集:N,Z,Q,R,N*
2.子集、交集、并集、补集、空集、全集等概念。
1)子集:若对x∈A都有x∈B,则A B(或A B);
2)真子集:A B且存在x0∈B但x0 A;记为A B(或 ,且 )
3)交集:A∩B={x| x∈A且x∈B}
4)并集:A∪B={x| x∈A或x∈B}
5)补集:CUA={x| x A但x∈U}
注意:①? A,若A≠?,则? A ;
②若 , ,则 ;
③若 且 ,则A=B(等集)
3.弄清集合与元素、集合与集合的关系,掌握有关的术语和符号,特别要注意以下的符号:(1) 与 、?的区别;(2) 与 的区别;(3) 与 的区别。
4.有关子集的几个等价关系①A∩B=A A B;②A∪B=B A B;③A B C uA C uB;④A∩CuB = 空集 CuA B;⑤CuA∪B=I A B。
5.交、并集运算的性质 ①A∩A=A,A∩? = ?,A∩B=B∩A;②A∪A=A,A∪? =A,A∪B=B∪A; ③Cu (A∪B)= CuA∩CuB,Cu (A∩B)= CuA∪CuB;
6.有限子集的个数:设集合A的元素个数是n,则A有2n个子集,2n-1个非空子集,2n-2个非空真子集。
二.例题讲解:
【例1】已知集合M={x|x=m+ ,m∈Z},N={x|x= ,n∈Z},P={x|x= ,p∈Z},则M,N,P满足关系
A) M=N P B) M N=P C) M N P D) N P M
分析一:从判断元素的共性与区别入手。
解答一:对于集合M:{x|x= ,m∈Z};对于集合N:{x|x= ,n∈Z}
对于集合P:{x|x= ,p∈Z},由于3(n-1)+1和3p+1都表示被3除余1的数,而6m+1表示被6除余1的数,所以M N=P,故选B。
分析二:简单列举集合中的元素。
解答二:M={…, ,…},N={…, , , ,…},P={…, , ,…},这时不要急于判断三个集合间的关系,应分析各集合中不同的元素。
= ∈N, ∈N,∴M N,又 = M,∴M N,
= P,∴N P 又 ∈N,∴P N,故P=N,所以选B。
点评:由于思路二只是停留在最初的归纳假设,没有从理论上解决问题,因此提倡思路一,但思路二易人手。
变式:设集合 , ,则( B )
A.M=N B.M N C.N M D.
解:
当 时,2k+1是奇数,k+2是整数,选B
【例2】定义集合A*B={x|x∈A且x B},若A={1,3,5,7},B={2,3,5},则A*B的子集个数为
A)1 B)2 C)3 D)4
分析:确定集合A*B子集的个数,首先要确定元素的个数,然后再利用公式:集合A={a1,a2,…,an}有子集2n个来求解。
解答:∵A*B={x|x∈A且x B}, ∴A*B={1,7},有两个元素,故A*B的子集共有22个。选D。
变式1:已知非空集合M {1,2,3,4,5},且若a∈M,则6?a∈M,那么集合M的个数为
A)5个 B)6个 C)7个 D)8个
变式2:已知{a,b} A {a,b,c,d,e},求集合A.
解:由已知,集合中必须含有元素a,b.
集合A可能是{a,b},{a,b,c},{a,b,d},{a,b,e},{a,b,c,d},{a,b,c,e},{a,b,d,e}. 评析 本题集合A的个数实为集合{c,d,e}的真子集的个数,所以共有 个 .
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