高中数学 第一章 集合与函数概念 补集课件 新人教A版必修1

1 全集一般地 如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素 那么就称这个集合为 用字母表示 2 补集如果A是全集U的一个子集 由U中的所有不属于A的元素构成的集合 叫做A在U中的补集 记作 UA 用描述法表示为 用Venn图表示为 全集 U x x U且x A 3 1 如果S x x是小于9的正整数 A 1 2 3 B 3 4 5 6 那么 SA SB 2 如果全集U N 那么N 的补集 UN 4 用适当的集合填空 4 5 6 7 8 1 2 7 8 0 5 已知U 1 2 3 4 5 6 A 1 3 5 则 UA A UA A UA 6 已知U x x是实数 Q x x是有理数 则 UQ 7 已知U R A x x 15 则 UA 2 4 6 U x x是无理数 x x 15 8 已知全集U 1 2 3 4 5 A 1 2 3 B 2 3 4 则 U A B A 2 3 B 1 4 5 C 4 5 D 1 5 答案 B 解析 A B 2 3 U A B 1 4 5 9 09 浙江理 设U R A x x 0 B x x 1 则A UB A x 0 x1 答案 B 解析 B x x 1 UB x x 1 A UB x x 0 x x 1 x 0 x 1 故选B 本节重点 补集的概念 本节难点 交 并 补的运算性质 1 学习补集的概念首先要理解全集的相对性 如我们只在整数范围内研究问题 则Z为全集 而当问题扩展到全体实数范围内时 则R为全集 这时Z就不是全集 2 求一个集合的补集前必须明确全集 同一个集合在不同的全集中的补集是不相同的 3 UA表示U为全集时 A的补集 如果全集换成其它集合 如R 时 则记号中 U 也必须换成相应的集合 即 RA 补集符号 UA有三层含义 1 A是U的一个子集 即A U 2 UA表示一个集合 且 UA U 3 UA是由U中所有不属于A的元素组成的集合 即 UA x x U 且x A 故A UA U 例1 在下列各组集合中 U为全集 A为U的子集 求 UA 1 已知全集U x x是至少有一组对边平行的四边形 A x x是平行四边形 2 U R A x 1 x 2 3 U Z A x x 3k k Z 分析 1 至少有一组对边平行的四边形包括两组对边分别平行的四边形和有一组对边平行 另一组对边不平行的四边形 即平行四边形和梯形 可由此入手解题 2 因为实数与数轴上的点一一对应 则在数轴上分析A及 UA 一目了然 如下图所示 3 整数按除以3的余数可分成三类 被3整除的数x 3k k Z 被3除余1的数x 3k 1 k Z 被3除余2的数x 3k 1 k Z 解析 1 UA x x是梯形 2 如上图所示 UA x x 1 或x 2 3 UA x x 3k 1 k Z 总结评述 1 要准确理解补集的含义 是由全集中所有不属于A的元素组成的集合 2 利用数轴可以直观形象地反映问题 另外要注意分界点的取值 如本题中 UA中含有2 不含 1 3 求补集时 首先要正确理解全集及子集中所含的元素 找出其联系与差异 然后准确写出补集 已知全集U Z A 1 0 1 2 B x x2 x 则A UB为 A 1 2 B 1 0 C 0 1 D 1 2 答案 A 解析 由B 0 1 得 UB x x Z且x 0 1 A UB 1 2 故选A 例2 设全集U 已知集合M P S之间满足关系 M UP P US 则集合M与S之间的正确关系是 A M USB M SC S MD M S 分析 研究抽象集合的关系问题 可以利用集合的Venn图去分析 在作图的时候要设法将所有可能的情况都考虑进去 以防因思虑不全面和由局部图形的先入为主而导致解题的失误 解析 由图形可得正确选项为B 总结评述 1 由于本题涉及的图形情况比较简单 运用图示方法求解并未体现出有多大的优越性 但若是遇到较复杂的情况且涉及多个集合时 集合Venn图将以其直观明了的特点为你的解题提供一个快捷方式 另外 运用图示方法或补集的定义 我们能够很快得出结论 U UA A 在本题中直接运用这一结论 则问题立即可解 2 也可以用语言描述 补集关系是相互的 A是B的补集 则B是A的补集 本题中M与P互补 P与S互补 从而M S 如图 I是全集 M P S是I的子集 则阴影部分所表示的集合是 A M P SB M P SC M P IS D M P IS 答案 C 解析 由图可见阴影部分所表示的集合在M P中 同时又在S的补集 IS中 故 M P IS 为所求 故选C 例3 已知A x x 3 B x x a 1 若A B 问 RB RA是否成立 2 若 RA RB 求a的取值范围 解析 1 A B 如图 1 a 3 而 RB x x a RA x x 3 RB RA 即 RB RA成立 2 如图 2 RA x x 3 RB x x a RA RB a 3 故所求a的取值范围为 a a 3 总结评述 解决这类问题一要注意数形结合 以形定数 才能相得益彰 二要注意验证端点值 做到准确无误 不然功亏一篑 已知全集U 2 0 3 a2 P 2 a2 a 2 且 UP 1 则实数a 答案 2 解析 由P UP U知 正难则反 策略是指当某一问题从正面解决较困难时 我们可以从其反面入手解决 已知全集U 求子集A 若直接求A困难 可运用 正难则反 策略先求 UA 再由 U UA A求A 补集作为一种思想方法给我们研究问题开辟了新思路 今后要有意识地去体会并运用 在顺向思维受阻时 改用逆向思维 可能 柳暗花明 从这个意义上讲 补集思想具有转换研究对象的功能 这是转化思想的又一体现 例4 已知集合A x x2 4mx 2m 6 0 B x x 0 若A B 求实数m的取值范围 分析 集合A是由方程x2 4mx 2m 6 0 的实根组成的集合 A B 说明方程 的根可能为 1 两负根 2 一负根一零根 3 一负根一正根三种情况 分别求解十分麻烦 这时我们从求解问题的反面考虑 采用 正难则反 的解题策略 先由 0求出全集U 然后求方程 两根均为非负时m的取值范围 最后再利用 补集 求解 总结评述 本题运用的 正难则反 解题策略 正是运用了 补集思想 对于一些比较复杂 比较抽象 条件和结论之间关系不明朗 难于正面入手的数学问题 在解题时 调整思路 从问题的反面入手 探求已知和未知的关系 这时能起到化难为易 化隐为显的作用 从而将问题解决 这就是 正难则反 的解题策略 也是处理问题的间接化原则的体现 例5 已知集合U x R 1 x 7 A x R 2 x 5 B x R 3 x 7 求 1 UA UB 2 U A B 3 UA UB 4 U A B 5 观察上述结果你能得出什么结论 分析 利用数形结合的思想 将满足条件的集合在数轴上一一表示出来 从而求集合的交集 并集 补集 既简单又直观 这是最基本最常用的方法 本题可先在数轴上画出集合U A B 然后求出A B A B UA UB 就能逐一写出各小题的结果 解析 利用数轴工具 画出集合U A B的示意图 如下图所示 可以得到 A B x R 3 x 5 A B x R 2 x 7 UA x R 1 x 2或5 x 7 UB x R 1 x 3或x 7 从而可求得 1 UA UB x R 1 x 2 7 2 U A B x R 1 x 2 7 3 UA UB x R 1 x 3或5 x 7 4 U A B x R 1 x 3或5 x 7 5 认真观察不难发现 U A B UA UB U A B UA UB 总结评述 上述发现是偶然的呢 还是具有普遍的意义呢 如图 U A B UA UB 对于 U A B UA UB 可由读者仿照上面来证明 设U 1 2 3 4 5 6 7 8 A 3 4 5 B 4 7 8 求 UA UB UA UB UA UB 解析 UA 1 2 6 7 8 UB 1 2 3 5 6 UA UB 1 2 6 UA UB 1 2 3 5 6 7 8 例6 已知全集U 1 2 3 4 5 A x x2 5x q 0 A U 求 UA及q的值 错解 当q 0时 x2 5x q 0的根为x 5 x 0 5 U 此时A 5 UA 1 2 3 4 当q 0时 由韦达定理知方程x2 5x q 0的根在1 2 3 4 5中取时 只可能是3或2 1或4 因此q 6时 A 2 3 UA 1 4 5 q 4时 A 1 4 UA 2 3 5 所以q 0时 UA 1 2 3 4 q 4时 UA 2 3 5 q 6时 UA 1 4 5 辨析 错解中没有注意到A U 当q 0时 A 0 5 U 另外 当A 时 UA U 此时方程x2 5x q 0无实数解 正解 若A 则 UA U 此时方程x2 5x q 0无实数解 所以 0 即25 4q 0 q 若A 由于方程x2 5x q 0的两根之和为5 又由于两根只能从1 2 3 4 5中取值 因此A 1 4 或 2 3 当A 1 4 时 UA 2 3 5 q 4 当A 2 3 时 UA 1 4 5 q 6 点评 本题易错点 一 忽略A U 求出q的值后不验证A U是否成立 二 不考察A 的情形 一 选择题1 已知全集U 1 2 3 4 5 A 2 3 4 B 1 2 则A UB A 2 B 5 C 3 4 D 2 3 4 5 答案 C 解析 A UB 2 3 4 3 4 5 3 4 2 2010吉林市质检 设集合U 1 2 3 4 5 A 1 3 B 5 3 4 则 U A B A 1 B 4 5 C 2 4 D 1 2 4 5 答案 D 解析 A B 3 U A B 1 2 4 5 3 给出下列命题 设全集U R A 正数 则 UA 负数 设全集S N A N 则 SA 0 设全集U 三角形 集合A 锐角三角形 则 UA 钝角三角形 设集合M N都是全集U的非空子集 若 UM N 则必有M UN 其中正确命题的个数为 A 1B 2C 3D 4 答案 A 解析 中 UA 非正实数 中正确的表示应该是 SA 0 三角形可以分为直角三角形 锐角三角形和钝角三角形三类 是错误的 利用图形分析不难知道若 UM N 则必有M UN 是正确的 故正确的个数为1 选A 4 09 北京文 设D是正 P1P2P3及其内部的点构成的集合 点P0是 P1