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高考数学 - 集合与常用逻辑用语知识点全梳理
一、知识框架
二、知识点详解
(一)集合
1. 核心概念
- 元素与集合:集合中的对象称为元素,元素具有确定性、互异性、无序性三大特性;集合常用大写字母表示,元素用小写字母表示,元素与集合的关系为∈(属于)或∉(不属于)。
- 集合的表示方法
- 列举法:把集合中所有元素一一列举出来,用{ }括起来,如{1,2,3}。
- 描述法:用集合所含元素的共同特征表示,格式为{ x | p(x) },如{ x | x>2, x∈R }。
- 图示法:韦恩(Venn)图,用于直观表示集合间的关系和运算。
- 常用数集
| 数集名称 | 自然数集 | 正整数集 | 整数集 | 有理数集 | 实数集 | 空集 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 符号表示 | N | N*或N₊ | Z | Q | R | ∅ |
注意:空集是不含任何元素的集合,是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
2. 集合间的关系
- 子集:若集合A中任意一个元素都是集合B的元素,则称A是B的子集,记作
A⊆B(或B⊇A)。 - 真子集:若
A⊆B且A≠B,则称A是B的真子集,记作A⊂neqq B(或B⊃neqq A)。 - 集合相等:若
A⊆B且B⊆A,则A=B。
3. 集合的运算
- 交集:由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合,记作
A∩B,即A∩B={x|x∈A且x∈B}。 - 并集:由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,记作
A∪B,即A∪B={x|x∈A或x∈B}。 - 补集:设U为全集,A是U的子集,由U中所有不属于A的元素组成的集合,记作
∁UA,即∁UA={x|x∈U且x∉A}。
(二)常用逻辑用语
1. 命题
- 定义:能够判断真假的陈述句叫做命题,分为真命题和假命题。
- 四种命题:原命题(若p,则q)、逆命题(若q,则p)、否命题(若¬p,则¬q)、逆否命题(若¬q,则¬p)。
- 四种命题的关系:原命题与逆否命题同真同假;逆命题与否命题同真同假。
2. 充分条件与必要条件
- 若
p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件。 - 若
p⇔q,则p是q的充要条件(充分必要条件)。 - 若
p⇒q但q⇏p,则p是q的充分不必要条件;若p⇏q但q⇒p,则p是q的必要不充分条件。
3. 简单的逻辑联结词
- 且(∧):命题
p∧q,当且仅当p、q均为真命题时,p∧q为真,否则为假。 - 或(∨):命题
p∨q,当且仅当p、q均为假命题时,p∨q为假,否则为真。 - 非(¬):命题¬p,与p的真假性相反,即p真则¬p假,p假则¬p真。
4. 全称量词与存在量词
- 全称量词:短语“所有的”“任意一个”等,符号为∀;含有全称量词的命题叫全称命题,形式为“∀x∈M,p(x)”。
- 存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”等,符号为∃;含有存在量词的命题叫特称命题,形式为“∃x₀∈M,p(x₀)”。
- 命题的否定:全称命题的否定是特称命题,即
¬(∀x∈M,p(x))=∃x₀∈M,¬p(x₀);特称命题的否定是全称命题,即¬(∃x₀∈M,p(x₀))=∀x∈M,¬p(x)。
三、历年出题方向
- 集合基础题
- 考查集合的表示方法、常用数集的符号、元素与集合、集合与集合的关系,多为选择题或填空题第一题。
- 结合不等式(如一元二次不等式、绝对值不等式)求集合的交集、并集、补集运算。
- 常用逻辑用语基础题
- 充分条件与必要条件的判断,常结合函数、不等式、立体几何、解析几何等知识点考查。
- 全称命题、特称命题的否定,判断含有逻辑联结词的命题的真假。
- 综合应用题
- 集合与常用逻辑用语结合,考查参数的取值范围(如已知集合的包含关系、集合运算的结果求参数)。
- 以充分必要条件为载体,考查其他章节的核心知识点,实现“小题综合化”。
四、历年真题示例
1. (2024·新课标Ⅰ卷)
已知集合A={x|x² - 3x - 4 < 0},B={x|x > 2},则A∩B的结果是( )
A. (2,4) B. (2,3) C. (-1,4) D. (-1,2)
答案:A
解析:解不等式x²-3x-4<0得(x-4)(x+1)<0,即-1B=(2,+∞),所以A∩B=(2,4)。
2. (2023·全国乙卷)
设命题p:∃x₀∈(0,+∞),x₀ + 1/x₀ < 4,则¬p为( )
A. ∀x∈(0,+∞),x + 1/x ≥ 4 B. ∀x∈(0,+∞),x + 1/x < 4
C. ∃x₀∈(0,+∞),x₀ + 1/x₀ ≥ 4 D. ∃x₀∈(0,+∞),x₀ + 1/x₀ > 4
答案:A
解析:特称命题的否定是全称命题,将存在量词改为全称量词,同时否定结论,故¬p:∀x∈(0,+∞),x + 1/x ≥ 4。
3. (2022·北京卷)
设函数F(x)=f(x)g(x),其中f(x)的定义域为D₁,g(x)的定义域为D₂,则“f(x)与g(x)均为奇函数”是“F(x)为偶函数”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
答案:A
解析:若f(x)、g(x)均为奇函数,则f(-x)=-f(x),g(-x)=-g(x),F(-x)=f(-x)g(-x)=[-f(x)][-g(x)]=f(x)g(x)=F(x),故F(x)为偶函数;反之,若F(x)为偶函数,f(x)、g(x)不一定均为奇函数(如f(x)=x²,g(x)=x⁴,F(x)=x⁶为偶函数,但f(x)、g(x)均为偶函数),故为充分不必要条件。
4. (2021·新高考Ⅱ卷)
已知集合A={1,2,3,4},B={x|x=n²,n∈A},则A∩B的元素个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
答案:B
解析:由n∈A得B={1,4,9,16},则A∩B={1,4},元素个数为2。
五、复习要点
- 夯实基础概念
- 牢记集合的三大特性、表示方法、常用数集符号,特别注意空集的特殊性(如
∅⊆A,∅⊂neqq A(A≠∅))。 - 熟练掌握四种命题的转化规则,区分“否命题”与“命题的否定”的不同:否命题是对条件和结论同时否定,命题的否定只否定结论。
- 牢记集合的三大特性、表示方法、常用数集符号,特别注意空集的特殊性(如
- 突破核心考点
- 集合运算:结合不等式求解时,先准确解出不等式对应的集合,再利用数轴或韦恩图进行运算,注意端点值的取舍。
- 充分必要条件判断:
- 定义法:判断
p⇒q和q⇒p的真假; - 集合法:若p对应集合A,q对应集合B,则A⊆B时p是q的充分条件,B⊆A时p是q的必要条件。
- 定义法:判断
- 命题否定:牢记“全称变特称,特称变全称,结论变否定”的规则,避免出现量词未替换的错误。
- 重视易错点
- 忽略集合元素的互异性:求解含参数的集合问题时,求出参数后需检验是否满足互异性。
- 混淆“必要条件”与“必要不充分条件”:判断时需双向验证,不能只看单向推出关系。
- 空集的遗漏:在讨论
A⊆B时,需分A=∅和A≠∅两种情况。
- 强化题型训练
- 针对性练习集合与不等式结合的运算题、充分必要条件判断题、命题否定题,整理错题本,总结同类题目的解题规律。
- 关注真题中“小题综合化”的趋势,训练集合与逻辑用语和函数、几何等知识点的综合应用能力。