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1、
第一章 集合與常用邏輯用語
高考導航
考試要求
重難點擊
命題展望
1.集合的含義與表示
(1)了解集合的含義、元素與集合的屬于關系;
(2)能用自然語言、圖形語言、集合語言(列舉法或描述法)描述不同的具體問題.
2.集合間的基本關系
(1)理解集合之間包含與相等的含義,能識別給定集合的子集;
(2)在具體情境中,了解全集與空集的含義.
3.集合的基本運算
(1)理解兩個集合的并集與交集的含義,會求兩個簡單集合的并集與交集;
(2)理解在給定集合中一個子集的補集的含義,會求給定子集的補集;
(3)能使用韋恩(Venn)圖表達集合的關系及運算.
4
2、.命題及其關系
(1)理解命題的概念;
(2)了解“若p,則q”形式的命題及其逆命題,否命題與逆否命題,會分析四種命題的相互關系;
(3)理解必要條件,充分條件與充要條件的意義.
5.簡單的邏輯聯(lián)結詞
了解邏輯聯(lián)結詞“或”、“且”、“非”的含義.
6.全稱量詞與存在量詞
(1)理解全稱量詞與存在量詞的意義;
(2)能正確地對含有一個量詞的命題進行否定.
本章重點:
1.集合的含義與表示、集合間的基本關系與基本運算;
2.命題的必要條件、充分條件與充要條件,對所給命題進行等價轉化.
本章難點:
1.自然語言、圖形語言、集合語言之間相互轉換;
2.充分條件、必要條件的
3、判斷;
3.對含有一個量詞的命題進行否定的理解.
1.考查集合本身的基礎知識,如集合的概念,集合間的關系判斷和運算等;
2.將集合知識與其他知識點綜合,考查集合語言與集合思想的運用;
3.考查命題的必要條件、充分條件與充要條件,要求考生會對所給命題進行等價轉化;
4.要求考生理解全稱量詞與存在量詞的意義,能正確地對含有一個量詞的命題進行否定.
知識網(wǎng)絡
1.1 集合及其運算
典例精析
題型一 集合中元素的性質
【例1】設集合A={a+1,a-3,2a-1,a2+1},若-3∈A,求實數(shù)a的值.
【
4、解析】令a+1=-3?a=-4,檢驗合格;
令a-3=-3?a=0,此時a+1=a2+1,舍去;
令2a-1=-3?a=-1,檢驗合格;
而a2+1≠-3;故所求a的值為-1或-4.
【點撥】此題重在考查元素的確定性和互異性.首先確定-3是集合A的元素,但A中四個元素全是未知的,所以需要討論;而當每一種情況求出a的值以后,又需要由元素的互異性檢驗a是否符合要求.
【變式訓練1】若a、b∈R,集合{1,a+b,a}={0,,b},求a和b的值.
【解析】由{1,a+b,a}={0,,b},
得① 或② 顯然①無解;由②得a=-1,b=1.
題型二 集合的基本運算
【例2】已
5、知A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0},若B?A,求實數(shù)a.
【解析】由已知得A={3,5}.當a=0時,B=??A;當a≠0時,B={}.
要使B?A,則=3或=5,即a=或.
綜上,a=0或或.
【點撥】對方程ax=1,兩邊除以x的系數(shù)a,能不能除,導致B是否為空集,是本題分類討論的根源.
【變式訓練2】(20xx江西)若集合A={x||x|≤1,x∈R},B={y|y=x2,x∈R},則A∩B等于( )
A.{x|-1≤x≤1} B.{x|x≥0}
C.{x|0≤x≤1} D.
【解析】選C.A=[-1,1],B=[0
6、,+∞),所以A∩B=[0,1].
題型三 集合語言的運用
【例3】已知集合A=[2,log2t],集合B={x|x2-14x+24≤0},x,t∈R,且A?B.
(1)對于區(qū)間[a,b],定義此區(qū)間的“長度”為b-a,若A的區(qū)間“長度”為3,試求t的值;
(2)某個函數(shù)f(x)的值域是B,且f(x)∈A的概率不小于0.6,試確定t的取值范圍.
【解析】(1)因為A的區(qū)間“長度”為3,所以log2t-2=3,即log2t=5,所以t=32.
(2)由x2-14x+24≤0,得2≤x≤12,所以B=[2,12],所以B的區(qū)間“長度”為10.
設A的區(qū)間“長度”為y,因為f(x)∈A
7、的概率不小于0.6,
所以≥0.6,所以y≥6,即log2t-2≥6,解得t≥28=256.
又A?B,所以log2t≤12,即t≤212=4 096,所以t的取值范圍為[256,4 096](或[28, 212]).
【變式訓練3】設全集U是實數(shù)集R,M={x|x2>4},N={x|≥1},則圖中陰影部分所表示的集合是( )
A.{x|-2≤x<1}
B.{x|-2≤x≤2}
C.{x|1<x≤2}
D.{x|x<2}
【解析】選C.
化簡得M={x<-2或x>2},N={x|1<x≤3},故圖中陰影部分為?RM∩N={x|1<x≤2}.
總結提高
1.元素與集合及集
8、合與集合之間的關系
對于符號∈,?和?,?的使用,實質上就是準確把握兩者之間是元素與集合,還是集合與集合的關系.
2.“數(shù)形結合”思想在集合運算中的運用
認清集合的本質特征,準確地轉化為圖形關系,是解決集合運算中的重要數(shù)學思想.
(1)要牢固掌握兩個重要工具:韋恩圖和數(shù)軸,連續(xù)取值的數(shù)集運算,一般借助數(shù)軸處理,而列舉法表示的有限集合則側重于用韋恩圖處理.
(2)學會將集合語言轉化為代數(shù)、幾何語言,借助函數(shù)圖象及方程的曲線將問題形象化、直觀化,以便于問題的解決.
3.處理集合之間的關系時,是一個不可忽視、但又容易遺漏的內容,如A?B,A∩B=A,A∪B=B等條件中,集合A可以是空
9、集,也可以是非空集合,通常必須分類討論.
1.2 命題及其關系、充分條件與必要條件
典例精析
題型一 四種命題的寫法及真假判斷
【例1】寫出下列命題的逆命題、否命題和逆否命題,并判斷其真假.
(1)若m,n都是奇數(shù),則m+n是奇數(shù);
(2)若x+y=5,則x=3且y=2.
【解析】(1)逆命題:若m+n是奇數(shù),則m,n都是奇數(shù),假命題;
否命題:若m,n不都是奇數(shù),則m+n不是奇數(shù),假命題;
逆否命題:若m+n不是奇數(shù),則m,n不都是奇數(shù),假命題.
(2)逆命題:若x=3且y=2,則x+y=5,真命題;
否命題:若x+y≠5,則x≠3或y≠2,真命題;
逆否
10、命題:若x≠3或y≠2,則x+y≠5,假命題.
【點撥】寫命題的四種形式,關鍵是找出命題的條件與結論,根據(jù)四種命題結構寫出所求命題.判斷四種命題真假,要熟悉四種命題的相互關系,注意它們之間的相互性.
【變式訓練1】已知命題“若p,則q”為真,則下列命題中一定為真的是( )
A.若p,則q B.若q,則p
C.若q,則p D.若q,則p
【解析】選 B.
題型二 充分必要條件探究
【例2】設m>0,且為常數(shù),已知條件p:|x-2|<m,條件q:|x2-4|<1,若p是q的必要非充分條件,求實數(shù)m的取值范圍.
【解析】設集合A={x||x-2|<m}=
11、{x|2-m<x<2+m},B={x||x2-4|<1}={x|<x<或-<x<-}.
由題設有:q?p且p不能推出q,所以p?q且q不能推出p,所以A?B.
因為m>0,所以(2-m,2+m)?(,),
故由2+m≤且2-m≥?0<m≤-2,故實數(shù)m的取值范圍為(0,-2].
【點撥】正確化簡條件p和q,然后將充分條件、必要條件問題等價轉化為集合與集合之間的包含問題,借助數(shù)軸這個處理集合問題的有力工具使問題得以解決.
【變式訓練2】已知集合A={x|a-2<x<a+2},B={x|x≤-2或x≥4},則A∩B=?的充要條件是( )
A.0≤a≤2 B.-2<a<
12、2
C.0<a≤2 D.0<a<2
【解析】選A.因為A={x|a-2<x<a+2},B={x|x≤-2或x≥4},且A∩B=?,所以如圖,由畫出的數(shù)軸可知,
即0≤a≤2.
題型三 充分必要條件的證明
【例3】設數(shù)列{an}的各項都不為零,求證:對任意n∈N*且n≥2,都有++…+=成立的充要條件是{an}為等差數(shù)列.
【證明】(1)(充分性)若{an}為等差數(shù)列,設其公差為d,則
++…+=[(-)+(-)+…+(-)]
=(-)==.
(2)(必要性)若++…+=,
則++…++=,
兩式相減得=- ?a1=nan-(n-1)an+1.①
于是
13、有a1=(n+1)an+1-nan+2,②
由①②得nan-2nan+1+nan+2=0,所以an+1-an=an+2-an+1(n≥2).
又由+=?a3-a2=a2-a1,
所以n∈N*,2an+1=an+2+an,故{an}為等差數(shù)列.
【點撥】按照充分必要條件的概念,分別從充分性和必要性兩方面進行探求.
【變式訓練3】設0<x<,則“xsin2x<1”是“xsin x<1”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件
【解析】選B.若xsin x<1,因為x∈(0,),所以xsin x>xsin
14、2x,由此可得xsin2x<1,即必要性成立.若xsin2x<1,由于函數(shù)f(x)=xsin2x在(0,)上單調遞增,且sin2=>1,所以存在x0∈(0,)使得x0sin2x0=1.又x0sin x0>x0sin2x0=1,即x0sin x0>1,所以存在x0′∈(0,x0)使得x0′sin2x0′<1,且x0′sin x0′≥1,故充分性不成立.
總結提高
1.四種命題的定義和區(qū)別,主要在于命題的結論和條件的變化上.
2.由于互為逆否命題的兩個命題是等價的,所以我們在證明一個命題的真假時,可以通過其逆否命題的證明來達到目的.適合這種處理方法的題型有:
①原命題含有否定詞“不”、“不
15、能”、“不是”等;②原命題含有“所有的”、“任意的”、“至少 ”、“至多”等;③原命題分類復雜,而逆否命題分類簡單;④原命題化簡復雜,而逆否命題化簡簡單.
3.p是q的充分條件,即p?q,相當于分別滿足條件p和q的兩個集合P與Q之間有包含關系:P?Q,即PQ或P=Q,必要條件正好相反.而充要條件p?q就相當于P=Q.
4.以下四種說法表達的意義是相同的:①命題“若p,則q”為真;②p?q;③p是q的充分條件;④q是p的必要條件.
1.3 簡易邏輯聯(lián)結詞、全稱量詞與存在量詞
典例精析
題型一 全稱命題和特稱命題的真假判斷
【例1】判斷下列命題的真假.
(1)?x∈R,都有x
16、2-x+1>;
(2)?α,β使cos(α-β)=cos α-cos β;
(3)?x,y∈N,都有x-y∈N;
(4)?x0,y0∈Z,使得x0+y0=3.
【解析】(1)真命題,因為x2-x+1=(x-)2+≥>.
(2)真命題,例如α=,β=,符合題意.
(3)假命題,例如x=1,y=5,但x-y=-4?N.
(4)真命題,例如x0=0,y0=3,符合題意.
【點撥】全稱命題是真命題,必須確定對集合中的每一個元素都成立,若是假命題,舉反例即可;特稱命題是真命題,只要在限定集合中,至少找到一個元素使得命題成立.
【變式訓練1】已知命題p:?x∈R,使tan x=1,命題q
17、:?x∈R,x2>0.則下面結論正確的是( )
A.命題“p∧q”是真命題 B.命題“p∧q”是假命題
C.命題“p∨q”是真命題 D.命題“p∧q”是假命題
【解析】選D.先判斷命題p和q的真假,再逐個判斷.容易知命題p是真命題,如x=,p是假命題;因為當x=0時,x2=0,所以命題q是假命題,q是真命題.所以“p∧q”是假命題,A錯誤;“p∧q”是真命題,B錯誤;“p∨q”是假命題,C錯誤;“p∧q”是假命題,D正確.
題型二 含有一個量詞的命題的否定
【例2】寫出下列命題的否定,并判斷其真假.
(1)p:?x∈R,x2-x+≥0;
(2)q:所有的正方
18、形都是矩形;
(3)r:?x∈R,x2+2x+2≤0;
(4)s:至少有一個實數(shù)x,使x3+1=0.
【解析】(1) p:?x∈R,x2-x+<0,是假命題.
(2) q:至少存在一個正方形不是矩形,是假命題.
(3) r:?x∈R,x2+2x+2>0,是真命題.
(4) s:?x∈R,x3+1≠0,是假命題.
【點撥】含有一個量詞的命題否定中,全稱命題的否定是特稱命題,而特稱命題的否定是全稱命題,一般命題的否定則是直接否定結論即可.
【變式訓練2】已知命題p:?x∈(1,+∞),log3x>0,則p為 .
【解析】?x0∈(1,+∞),log3x0≤0.
題型三
19、 命題的真假運用
【例3】若r(x):sin x+cos x>m,s(x):x2+mx+1>0,如果“對任意的x∈R,r(x)為假命題”且“對任意的x∈R,s(x)為真命題”,求實數(shù)m的取值范圍.
【解析】因為由m<sin x+cos x=sin(x+)恒成立,得m<-;
而由x2+mx+1>0恒成立,得m2-4<0,即-2<m<2.
依題意,r(x)為假命題且s(x)為真命題,所以有m≥-且-2<m<2,
故所求m的取值范圍為-≤m<2.
【點撥】先將滿足命題p、q的m的取值集合A、B分別求出,然后由r(x)為假命題(取A的補集),s(x)為真命題同時成立(取交集)即得.
20、【變式訓練3】設M是由滿足下列性質的函數(shù)f(x)構成的集合:在定義域內存在x0,使得f(x0+1)=f(x0)+f(1)成立.已知下列函數(shù):①f(x)=;②f(x)=2x;③f(x)=lg(x2+2);④f(x)=cos πx,其中屬于集合M的函數(shù)是 (寫出所有滿足要求的函數(shù)的序號).
【解析】②④.對于①,方程=+1,顯然無實數(shù)解;
對于②,由方程2x+1=2x+2,解得x=1;
對于③,方程lg[(x+1)2+2]=lg(x2+2)+lg 3,顯然也無實數(shù)解;
對于④,方程cos[π(x+1)]=cos πx+cos π,
即cos πx=,顯然存在x使等式成立.故填②④.
總結提高
1.同一個全稱命題,特稱命題,由于自然語言的不同,可能有不同的表述方法,在實際應用中可以靈活選擇.
2.命題的否定,一定要注意與否命題的區(qū)別:全稱命題的否定,先要將它變成特稱命題,然后將結論加以否定;反過來,對特稱命題的否定,先將它變成全稱命題,然后對結論加以否定.而命題的否命題,則是將原命題中的條件否定當條件,結論否定當結論構成一個新的,即否命題.