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高考数学 - 集合与常用逻辑用语知识点梳理

高考数学 - 集合与常用逻辑用语知识点全梳理

一、知识框架

集合与常用逻辑用语 ├─ 集合 │ ├─ 核心概念:元素、集合的定义与表示方法 │ ├─ 集合间的关系:子集、真子集、相等 │ ├─ 集合的运算:交集、并集、补集、全集 │ └─ 常用数集:N、N*、Z、Q、R、∅ └─ 常用逻辑用语 ├─ 命题:定义、四种命题及相互关系 ├─ 充分条件与必要条件 ├─ 简单的逻辑联结词:且(∧)、或(∨)、非(¬) └─ 全称量词与存在量词:全称命题、特称命题的否定

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⊆BA≠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⊆BB⊆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

  • p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
  • p⇔q,则p是q的充要条件(充分必要条件)。
  • p⇒qq⇏p,则p是q的充分不必要条件;若p⇏qq⇒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(x-4)(x+1)<0,即-1A=(-1,4)。又B=(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。
  • 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⇒qq⇒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。
    • 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=∅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。

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