高考對集合內容的考查,既有基礎題,又有能力題,且常與函數、數列、排列組合、解析幾何等內容綜合考查,命題視角雖然常考常新,但考查的核心內容主要涉及集合中元素的屬性、集合的關系與運算等.下面就備考要點舉例說明,
1認清一個本質
利用描述法表示集合,豎線前面的符號表示的是集合中的元素,后面的關系式是元素滿足的條件.例如,集合
表示的是函數
的定義域,集合
表示的是函數
的值域,解決相關問題時要弄清集合元素的本質屬性.
一例1設函數 f(x) 的定義域為 D ,對于函數f(x) 的圖像上一點 (x0,y0) ,如果集合 {k∈R}k(x- x0)+y0?f(x),?x∈D} 中只有1個元素,則稱函數 f(x) 具有性質 Px0 .下列函數中具有性質 P1 的是( ).
A. f(x)=∣x-1∣ B. f(x)=logx C 
性質 Px0 的幾何意義是過點 (x0,y0) 的直線始終位于 f(x) 圖像的下方(或重合,且該直線有且僅有一條).易知 y=k(x-x0)+y0 表示過點(x0,y0) 且斜率為 k 的直線.當 x0=1 時,對于選項A中的函數,如圖1所示,由數形結合思想可知滿足k(x-x0)+y0?f(x) 的直線有無數條.同理,選項B和C中的函數不存在滿足條件的直線.對于選項D中的函數,如圖2所示,存在唯一的直線 y=-1 滿足條件,此時 k=0 ,故選D.


2 明確兩組關系
兩組關系指的是元素與集合的關系和集合與集合的關系.元素與集合之間的關系有兩種,即 ∈ 或;集合與集合之間的關系有三種,即子集 (?) 、真子集(?) 、相等 (=) .一個含有 n 個元素的集合的子集個數為 2n (包括空集)、真子集的個數為 2n-1. 解題中要準確識別、正確應用各種關系.
例2若非空數集 I,P 滿足如下三個條件,則稱I 是 P 的“理想子集”.
(1)? x∈I ,有 x∈P (
,有 x+y∈I :( ii) ?x∈I 且 ?y∈P ,有 xy∈I 給出下列四個結論:
① 若 I={2k∣k∈Z} ,則 I 是
的“理想子集”;② 若 I 是
的“理想子集”,且存在非零實數 a∈ I ,則 I=R :③ 若 Il,I2 是 P 的“理想子集”,則 Il?I2 也是P 的“理想子集”;④ 若 Il,I2 是 P 的“理想子集”,則 Il∩I2 也是P 的“理想子集”.
其中所有正確結論的序號是
條件(i)說明集合 I 是 P 的子集;條件(i)說明集合 I 對加法封閉;條件(i)說明集合I 的任意一個元素與 P 中的任意一個元素相乘,所得的積為 I 中的元素.
對于 ① ,I為偶數集,所以 I 為
的子集,滿足條件(i);兩個偶數之和仍為偶數,對加法封閉,滿足條件(i);一個偶數與任何一個整數的乘積仍為偶數,滿足條件(Ⅲ),故結論正確,
對于 ② ,1是R的“理想子集”,則 I 與
滿足三個條件,若 x∈R ,且存在非零實數 a∈I ,則 ax∈I ,且 ax∈R ,所以 I=R ,故結論正確.
對于 ③ ,因為 Il,I2 是 P 的“理想子集”,所以Il?I2 是 P 的子集,滿足條件(i).若 I1={2k∣k∈ Z},I2={3k∣k∈Z} ,則 2∈I1,3∈I2 ,但 2+3=5 AIl?I2 ,不滿足條件(ii),故結論錯誤.
對于 ④ ,因為 I1?I2 中的元素既屬于 Il ,也屬于I2 ,而 Il,I2 都是 P 的“理想子集”,所以 Il∩I2 也是P 的“理想子集”,結論正確,
綜上,正確結論的序號是 ①②④
例3 已知集合 A={a1,a2,a3,a4}?{1,2,3 4,5,6,7,8} ,若存在 ai,aj∈A ,使得 ∣ai-aj∣=1 ,則集合 A 的個數為
集合 A 是 {1,2,3,4,5,6,7,8} 的子集,則集合 A 是由 1~8 中的4個數字構成的,若存在 ai,aj∈A ,使得
,則 A 中至少包括 1~ 8中的一組相鄰數.
不考慮限制條件,從 1~8 這8個數字中任取4個,共有 C84=70 種情況,其中不符合條件的有 {1,3 5,7},{1,3,5,8},{1,3,6,8},{1,4,6,8},{2,4,6,8} 共5種情況,則滿足條件的集合 A 的個數為65.
3熟練三種運算
集合的三種運算,即交集、并集、補集 .A∩B 是由兩個集合的共同元素構成的,其中 A∩O=O ;AUB覆蓋兩個集合中的所有元素,其中
;C UA 是由全集 U 中不屬于 A 的元素構成的,其中 A∩ ( ?UA)=? ,AU( ?UA)=U , ?v(A∪B)= (?vA)?(?vB) ,
解題時要準確把握運算的本質,正確使用相應的符號,
例4設 A,B 為2個非空有限集合,定義 J(A ,
TAUB|,其中|S丨表示集合 S的元素個數.某學校甲、乙、丙、丁4名同學從思想政治、歷史、地理、物理、化學、生物這6門高中學業水平等級性考試科目中自主選擇3門參加考試,設這4名同學的選考科目組成的集合分別為 S1,S2,S3,S4 .已知
物理,化學,生物},
地理,物理,化學},
思想政治,歷史,地理
,給出下列四個結論:
① 若 J(S2,S4)=1 ,則
思想政治,歷史,生物 } ,
② 若 J(S1,S2)=J(S1,S4) ,則
地理,物 理,化學 3 .
③ 若
思想政治,物理,生物},則J(S1,S4)2,S4)=J(S3,S4) ④ 若 J(S1,S4)gt;J(S2,S4)=J(S3,S4) ,則
思想政治,地理,化學}.
其中所有正確結論的序號是
對于 ① ,若
,則 S2∩S4=? 又
地理,物理,化學
,所以
思想政治,歷史,生物},故 ① 正確.
對于 ② ,因為
所以|S1∩S4|=2,|S1∪S4|=4 ,則 S4 中的元素是從 S1 的3個元素中任選2個,再從除 SI 外的3個科目中任選1個構成,共有9種情況,故 ② 錯誤.
對于 ③ ,當
思想政治,物理,生物 } 時,∣S1∩S4∣=2 , ∣S1∪S4∣=4 ,則
|S2∩S4|=1,|S2∪S4|=5 ,所以
|S3?S4|=1,|S3?S4|=5 ,所以
因此, J(S1,S4)2,S4)=J(S3,S4) ,故 ③ 正確.
對于 ④ ,當
物理,地理,歷史 } 時,
,也滿足 J(S1,S4)gt;J(S2,S4)=J(S3,S4) ,故 ④ 錯誤.
綜上,正確結論的序號是 ①③
4謹防四類誤區
1)忽視空集:空集是特殊的集合,空集中的元素個數為0,空集是任何一個集合的子集,任何一個非空集合的真子集.在有關運算中要考慮空集的存在性.
2)混淆符號: ∈ 或表示的是元素和集合之間的關系, ? 或表示的是兩個集合之間的關系,切勿混淆.特別地, O∈{O} 和 Osubseteq{O} ,這兩個關系都是正確的,在第一個關系中“ x ”只是一個符號,是集合{?} 中的元素;第二個關系中 x 表示空集,是集合{?} 的一個子集.
3)忽視元素的互異性:集合中的元素具有確定性、互異性、無序性.這是判斷一組研究對象能否構成集合的依據,其中互異性指的是集合中任意兩個元素都不能相同,當所考查的集合中的元素含有參數時,要注意討論集合的互異性,
4)忽視數集與點集的區別:數集是由數構成的集合,集合中的元素是數,如實數集、整數集、有理數集等.點集是由點構成的集合,集合中的元素是點.
(完)