高考数学(文)名师讲义:第1章《集合与常用逻辑用语》含解析
2014高考数学(文科)一轮教材:第一章 集合与常用逻辑用语

第一章集合与常用逻辑用语第一节集__合[知识能否忆起]一、元素与集合1.集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.2.集合中元素与集合的关系:元素与集合之间的关系有属于和不属于两种,表示符号为∈和∉. 3.常见集合的符号表示:4.集合的表示法:列举法、描述法、韦恩图.二、集合间的基本关系三、集合的基本运算[小题能否全取]1.(2012·大纲全国卷)已知集合A ={x |x 是平行四边形},B ={x |x 是矩形},C ={x |x 是正方形},D ={x |x 是菱形},则( )A .A ⊆B B .C ⊆B C .D ⊆CD .A ⊆D解析:选B 选项A 错,应当是B ⊆A .选项B 对,正方形一定是矩形,但矩形不一定是正方形.选项C 错,正方形一定是菱形,但菱形不一定是正方形.选项D 错,应当是D ⊆A .2.(2012·浙江高考)设集合A ={x |1<x <4},集合B ={x |x 2-2x -3≤0},则A ∩(∁R B )=( )A .(1,4)B .(3,4)C .(1,3)D .(1,2)∪(3,4)解析:选B 因为∁R B ={x |x >3,或x <-1},所以A ∩(∁R B )={x |3<x <4}. 3.(教材习题改编)A ={1,2,3},B ={x ∈R |x 2-ax +1=0,a ∈A },则A ∩B =B 时a 的值是( )A .2B .2或3C .1或3D .1或2解析:选D 验证a =1时B =∅满足条件;验证a =2时B ={1}也满足条件. 4.(2012·盐城模拟)如图,已知U ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},集合A ={2,3,4,5,6,8},B ={1,3,4,5,7},C ={2,4,5,7,8,9},用列举法写出图中阴影部分表示的集合为________.解析:阴影部分表示的集合为A ∩C ∩(∁U B )={2,8}. 答案:{2,8}5.(教材习题改编)已知全集U ={-2,-1,0,1,2},集合A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x =2n -1,x ,n ∈Z ,则∁U A =________.解析:因为A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x =2n -1,x ,n ∈Z , 当n =0时,x =-2;n =1时不合题意; n =2时,x =2;n =3时,x =1; n ≥4时,x ∉Z ;n =-1时,x =-1; n ≤-2时,x ∉Z . 故A ={-2,2,1,-1},又U ={-2,-1,0,1,2},所以∁U A ={0}. 答案:{0}1.正确理解集合的概念研究一个集合,首先要看集合中的代表元素,然后再看元素的限制条件,当集合用描述法表示时,注意弄清其元素表示的意义是什么.注意区分{x |y =f (x )}、{y |y =f (x )}、{(x ,y )|y =f (x )}三者的不同.2.注意空集的特殊性空集是不含任何元素的集合,空集是任何集合的子集.在解题时,若未明确说明集合非空时,要考虑到集合为空集的可能性.例如:A ⊆B ,则需考虑A =∅和A ≠∅两种可能的情况.典题导入[例1] (1)(2012·新课标全国卷)已知集合A ={1,2,3,4,5},B ={(x ,y )|x ∈A ,y ∈A ,x -y ∈A },则B 中所含元素的个数为( )A .3B .6C .8D .10(2)已知集合M ={1,m },N ={n ,log 2n },若M =N ,则(m -n )2013=________. [自主解答] (1)∵B ={(x ,y )|x ∈A ,y ∈A ,x -y ∈A },A ={1,2,3,4,5}, ∴x =2,y =1;x =3,y =1,2;x =4,y =1,2,3;x =5,y =1,2,3,4.∴B ={(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4)}, ∴B 中所含元素的个数为10. (2)由M =N 知⎩⎪⎨⎪⎧n =1,log 2n =m 或⎩⎪⎨⎪⎧n =m ,log 2n =1,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =0,n =1或⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =2,故(m -n )2 013=-1或0. [答案] (1)D (2)-1或0由题悟法1.研究集合问题,一定要抓住元素,看元素应满足的属性,对于含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合的元素是否满足互异性.2.对于集合相等首先要分析已知元素与另一个集合中哪一个元素相等,分几种情况列出方程(组)进行求解,要注意检验是否满足互异性.以题试法1.(1)(2012·北京东城区模拟)设P 、Q 为两个非空实数集合,定义集合P +Q ={a +b |a ∈P ,b ∈Q },若P ={0,2,5},Q ={1,2,6},则P +Q 中元素的个数为( )A .9B .8C .7D .6(2)已知集合A ={a -2,2a 2+5a,12},且-3∈A ,则a =________.解析:(1)∵P +Q ={a +b |a ∈P ,b ∈Q },P ={0,2,5},Q ={1,2,6},∴当a =0时,a +b 的值为1,2,6;当a =2时,a +b 的值为3,4,8;当a =5时,a +b 的值为6,7,11,∴P +Q ={1,2,3,4,6,7,8,11},∴P +Q 中有8个元素. (2)∵-3∈A ,∴-3=a -2或-3=2a 2+5a . ∴a =-1或a =-32.当a =-1时,a -2=-3,2a 2+5a =-3, 与元素互异性矛盾,应舍去.当a =-32时,a -2=-72,2a 2+5a =-3.∴a =-32满足条件.答案:(1)B (2)-32典题导入[例2] (1)(2012·湖北高考)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0,x ∈R },B ={x |0<x <5,x ∈N },则满足条件A ⊆C ⊆B 的集合C 的个数为( )A .1B .2C .3D .4(2)已知集合A ={x |log 2x ≤2},B =(-∞,a ),若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是(c ,+∞),其中c =________.[自主解答] (1)由x 2-3x +2=0得x =1或x =2, ∴A ={1,2}.由题意知B ={1,2,3,4},∴满足条件的C 可为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}.(2)由log 2x ≤2,得0<x ≤4,即A ={x |0<x ≤4},而B =(-∞,a ),由于A ⊆B ,如图所示,则a >4,即c =4. [答案] (1)D (2)4由题悟法1.判断两集合的关系常有两种方法:一是化简集合,从表达式中寻找两集合间的关系;二是用列举法表示各集合,从元素中寻找关系.2.已知两集合间的关系求参数时,关键是将两集合间的关系转化为元素间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常需要合理利用数轴、V enn 图帮助分析.以题试法2.(文)(2012·郑州模拟)已知集合A ={2,3},B ={x |mx -6=0},若B ⊆A ,则实数m 的值为( )A .3B .2C .2或3D .0或2或3解析:选D 当m =0时,B =∅⊆A ;当m ≠0时,由B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫6m ⊆{2,3}可得6m =2或6m =3, 解得m =3或m =2, 综上可得实数m =0或2或3.(理)已知集合A ={y |y =-x 2+2x },B ={x ||x -m |<2 013},若A ∩B =A ,则m 的取值范围是( )A .[-2 012,2 013]B .(-2 012,2 013)C .[-2 013,2 011]D .(-2 013,2 011)解析:选B 集合A 表示函数y =-x 2+2x 的值域,由t =-x 2+2x =-(x -1)2+1≤1,可得0≤y ≤1,故A =[0,1].集合B 是不等式|x -m |<2 013的解集,解之得m -2 013<x <m +2 013,所以B =(m -2 013,m +2 013).因为A ∩B =A ,所以A ⊆B .如图,由数轴可得⎩⎪⎨⎪⎧m -2 013<0,m +2 013>1, 解得-2 012<m <2 013.典题导入[例3] (1)(2011·江西高考)若全集U ={1,2,3,4,5,6},M ={2,3},N ={1,4},则集合{5,6}等于( )A .M ∪NB .M ∩NC .(∁U M )∪(∁U N )D .(∁U M )∩(∁U N )(2)(2012·安徽合肥质检)设集合A ={x |x 2+2x -8<0},B ={x |x <1},则图中阴影部分表示的集合为( )A .{x |x ≥1}B .{x |-4<x <2}C .{x |-8<x <1}D .{x |1≤x <2}[自主解答] (1)∵M ∪N ={1,2,3,4}, ∴(∁U M )∩(∁U N )=∁U (M ∪N )={5,6}. (2)∵x 2+2x -8<0, ∴-4<x <2, ∴A ={x |-4<x <2}, 又∵B ={x |x <1},∴图中阴影部分表示的集合为A ∩(∁U B )={x |1≤x <2}. [答案] (1)D (2)D将例3(1)中的条件“M ={2,3}”改为“M ∩N =N ”,试求满足条件的集合M 的个数. 解:由M ∩N =N 得M ⊇N .含有2个元素的集合M 有1个,含有3个元素的集合M 有4个, 含有4个元素的集合M 有6个,含有5个元素的集合M 有4个, 含有6个元素的集合M 有1个.因此,满足条件的集合M 有1+4+6+4+1=16个.由题悟法1.在进行集合的运算时要尽可能地借助V enn 图和数轴使抽象问题直观化.一般地,集合元素离散时用V enn 图表示;集合元素连续时用数轴表示,用数轴表示时注意端点值的取舍.2.在解决有关A∩B=∅,A⊆B等集合问题时,一定先考虑A或B是否为空集,以防漏解.另外要注意分类讨论和数形结合思想的应用.以题试法3.(2012·锦州模拟)已知全集U=R,集合A={x|x2-2x>0},B={x|y=lg(x-1)},则(∁UA)∩B等于()A.{x|x>2,或x<0} B.{x|1<x<2}C.{x|1<x≤2} D.{x|1≤x≤2}解析:选C A={x|x(x-2)>0}={x|x>2,或x<0},B={x|y=lg(x-1)}={x|x-1>0}={x|x>1},∁U A={x|0≤x≤2}.∴(∁U A)∩B={x|1<x≤2}.以集合为背景的新定义问题是近几年高考命题创新型试题的一个热点,此类题目常常以“问题”为核心,以“探究”为途径,以“发现”为目的,常见的命题形式有新定义、新运算、新性质,这类试题只是以集合为依托,考查考生理解问题、解决创新问题的能力.1.创新集合新定义创新集合新定义问题是通过重新定义相应的集合,对集合的知识加以深入地创新,结合原有集合的相关知识和相应数学知识,来解决新定义的集合创新问题.[典例1]若x∈A,则1x ∈A,就称A是伙伴关系集合,集合M=⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,2,3的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是() A.1B.3C.7 D.31[解析] 具有伙伴关系的元素组是-1;12,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:{-1},⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,2,⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12,2.[答案] B[题后悟道] 该题是集合新定义的问题,定义了集合中元素的性质,此类题目只需准确提取信息并加工利用,便可顺利解决.2.创新集合新运算创新集合新运算问题是按照一定的数学规则和要求给出新的集合运算规则,并按照此集合运算规则和要求结合相关知识进行逻辑推理和计算等,从而达到解决问题的目的.[典例2] 设P 和Q 是两个集合,定义集合P -Q ={x |x ∈P ,且x ∉Q },如果P ={x |log 2x <1},Q ={x ||x -2|<1},那么P -Q =( )A .{x |0<x <1}B .{x |0<x ≤1}C .{x |1≤x <2}D .{x |2≤x <3}[解析] 由log 2x <1,得0<x <2,所以P ={x |0<x <2};由|x -2|<1,得1<x <3,所以Q ={x |1<x <3}.由题意,得P -Q ={x |0<x ≤1}.[答案] B[题后悟道] 解决创新集合新运算问题常分为三步: (1)对新定义进行信息提取,确定化归的方向; (2)对新定义所提取的信息进行加工,探求解决方法;(3)对定义中提出的知识进行转换,有效地输出.其中对定义信息的提取和转化与化归是解题的关键,也是解题的难点.3.创新集合新性质创新集合新性质问题是利用创新集合中给定的定义与性质来处理问题,通过创新性质,结合相应的数学知识来解决有关的集合性质的问题.[典例3] 对于复数a ,b ,c ,d ,若集合S ={a ,b ,c ,d }具有性质“对任意x ,y ∈S ,必有xy ∈S ”,则当⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b 2=1,c 2=b时,b +c +d 等于( )A .1B .-1C .0D .i[解析] ∵S ={a ,b ,c ,d },由集合中元素的互异性可知当a =1时,b =-1,c 2=-1,∴c =±i ,由“对任意x ,y ∈S ,必有xy ∈S ”知±i ∈S ,∴c =i ,d =-i 或c =-i ,d =i ,∴b +c +d =(-1)+0=-1.[答案] B[题后悟道]此题是属于创新集合新性质的题目,通过非空集合S中的元素属性的分析,结合题目中引入的相应的创新性质,确定集合的元素.1.(2012·新课标全国卷)已知集合A={x|x2-x-2<0},B={x|-1<x<1},则()A.A B B.B AC.A=B D.A∩B=∅解析:选B A={x|x2-x-2<0}={x|-1<x<2},B={x|-1<x<1},所以B A.2.(2012·山西四校联考)已知集合M={0,1},则满足M∪N={0,1,2}的集合N的个数是()A.2 B.3C.4 D.8解析:选C依题意得,满足M∪N={0,1,2}的集合N有{2},{0,2},{1,2},{0,1,2}共4个.3.设集合P={3,log2a},Q={a,b},若P∩Q={0},则P∪Q=()A.{3,0} B.{3,0,1}C.{3,0,2} D.{3,0,1,2}解析:选B因为P∩Q={0},所以0∈P,log2a=0,a=1,而0∈Q,所以b=0.所以P∪Q={3,0,1}.4.(2012·辽宁高考)已知全集U={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},集合A={0,1,3,5,8},集合B={2,4,5,6,8},则(∁U A)∩(∁U B)=()A.{5,8} B.{7,9}C.{0,1,3} D.{2,4,6}解析:选B因为A∪B={0,1,2,3,4,5,6,8},所以(∁U A)∩(∁U B)=∁U(A∪B)={7,9}.5.(2013·合肥质检)已知集合A={-2,-1,0,1,2},集合B={x∈Z||x|≤a},则满足A B 的实数a的一个值为()A.0 B.1C.2 D.3解析:选D当a=0时,B={0};当a =1时,B ={-1,0,1}; 当a =2时,B ={-2,-1,0,1,2}; 当a =3时,B ={-3,-2,-1,0,1,2,3}, 显然只有a =3时满足条件.6.已知全集U =R ,集合A ={x |3≤x <7},B ={x |x 2-7x +10<0},则∁U (A ∩B )=( ) A .(-∞,3)∪(5,+∞) B .(-∞,3]∪[5,+∞) C .(-∞,3)∪[5,+∞)D .(-∞,3]∪(5,+∞)解析:选C x 2-7x +10<0⇔(x -2)·(x -5)<0⇒2<x <5,A ∩B ={x |3≤x <5}, 故∁U (A ∩B )=(-∞,3)∪[5,+∞).7.(2012·大纲全国卷)已知集合A ={1,3,m },B ={1,m },A ∪B =A ,则m =( ) A .0或3B .0或3C .1或 3D .1或3解析:选B 法一:∵A ∪B =A ,∴B ⊆A .又A ={1,3,m },B ={1,m },∴m =3或m =m .由m =m 得m =0或m =1.但m =1不符合集合中元素的互异性,故舍去,故m =0或m =3.法二:∵B ={1,m },∴m ≠1,∴可排除选项C 、D.又当m =3时,A ={1,3,3},B ={1,3},满足A ∪B ={1,3,3}=A ,故选B. 8.设S ={x |x <-1,或x >5},T ={x |a <x <a +8},S ∪T =R ,则a 的取值范围是( ) A .(-3,-1) B .[-3,-1]C .(-∞,-3]∪(-1,+∞)D .(-∞,-3)∪(-1,+∞) 解析:选A 在数轴上表示两个集合,因为S ∪T =R ,由图可得⎩⎪⎨⎪⎧a <-1,a +8>5,解得-3<a <-1.9.若集合U =R ,A ={x |x +2>0},B ={x |x ≥1},则A ∩(∁U B )=________. 解析:由题意得∁U B =(-∞,1), 又因为A ={x |x +2>0}={x |x >-2}, 于是A ∩(∁U B )=(-2,1). 答案:(-2,1)10.(2012·武汉适应性训练)已知A ,B 均为集合U ={1,2,3,4,5,6}的子集,且A ∩B ={3},(∁U B )∩A ={1},(∁U A )∩(∁U B )={2,4},则B ∩(∁U A )=________.解析:依题意及韦恩图得,B ∩(∁U A )={5,6}. 答案:{5,6}11.已知R 是实数集,M =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫2x <1,N ={y |y =x -1},则N ∩(∁R M )=________.解析:M ={x |x <0,或x >2},所以∁R M =[0,2], 又N =[0,+∞),所以N ∩(∁R M )=[0,2]. 答案:[0,2]12.(2012·吉林模拟)已知U =R ,集合A ={x |x 2-x -2=0},B ={x |mx +1=0},B ∩(∁U A )=∅,则m =________.解析:A ={-1,2},B =∅时,m =0;B ={-1}时,m =1;B ={2}时,m =-12.答案:0,1,-1213.(2012·苏北四市调研)已知集合A ={x |x 2+a ≤(a +1)x ,a ∈R },存在a ∈R ,使得集合A 中所有整数元素的和为28,则实数a 的取值范围是________.解析:不等式x 2+a ≤(a +1)x 可化为(x -a )(x -1)≤0,由题意知不等式的解集为{x |1≤x ≤a }.A 中所有整数元素构成以1为首项,1为公差的等差数列,其前7项和为7×(1+7)228,所以7≤a <8,即实数a 的取值范围是[7,8). 答案:[7,8)14.(2012·安徽名校模拟)设集合S n ={1,2,3,…,n },若X ⊆S n ,把X 的所有元素的乘积称为X 的容量(若X 中只有一个元素,则该元素的数值即为它的容量,规定空集的容量为0).若X 的容量为奇(偶)数,则称X 为S n 的奇(偶)子集.则S 4的所有奇子集的容量之和为________.解析:∵S 4={1,2,3,4},∴X =∅,{1},{2},{3},{4},{1,2},{1,3},{1,4},{2,3},{2,4},{3,4},{1,2,3},{1,2,4},{1,3,4},{2,3,4},{1,2,3,4}.其中是奇子集的为X ={1},{3},{1,3},其容量分别为1,3,3,所以S 4的所有奇子集的容量之和为7.答案:71.(2012·杭州十四中月考)若集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪y =lg x ,110≤x ≤10,B ={-2,-1,1,2},全集U =R ,则下列结论正确的是( )A .A ∩B ={-1,1} B .(∁U A )∪B =[-1,1]C .A ∪B =(-2,2)D .(∁U A )∩B =[-2,2]解析:选A ∵x ∈⎣⎡⎦⎤110,10,∴y ∈[-1,1],∴A ∩B ={-1,1}.2.设A 是自然数集的一个非空子集,对于k ∈A ,如果k 2∉A ,且k ∉A ,那么k 是A 的一个“酷元”,给定S={x∈N|y=lg(36-x2)},设M⊆S,且集合M中的两个元素都是“酷元”,那么这样的集合M有()A.3个B.4个C.5个D.6个解析:选C由36-x2>0,解得-6<x<6.又因为x∈N,所以S={0,1,2,3,4,5}.依题意,可知若k是集合M的“酷元”是指k2与k都不属于集合M.显然k=0,1都不是“酷元”.若k=2,则k2=4;若k=4,则k=2.所以2与4不同时在集合M中,才能成为“酷元”.显然3与5都是集合S中的“酷元”.综上,若集合M中的两个元素都是“酷元”,则这两个元素的选择可分为两类:(1)只选3与5,即M={3,5};(2)从3与5中任选一个,从2与4中任选一个,即M={3,2}或{3,4}或{5,2}或{5,4}.所以满足条件的集合M共有5个.3.(2013·河北质检)已知全集U=R,集合M={x|x+a≥0},N={x|log2(x-1)<1},若M∩(∁N)={x|x=1,或x≥3},那么()UA.a=-1 B.a≤1C.a=1 D.a≥1解析:选A由题意得M={x|x≥-a},N={x|1<x<3},所以∁U N={x|x≤1,或x≥3},又M∩(∁U N)={x|x=1,或x≥3},因此-a=1,a=-1.4.给定集合A,若对于任意a,b∈A,有a+b∈A,且a-b∈A,则称集合A为闭集合,给出如下三个结论:①集合A={-4,-2,0,2,4}为闭集合;②集合A={n|n=3k,k∈Z}为闭集合;③若集合A1,A2为闭集合,则A1∪A2为闭集合.其中正确结论的序号是________.解析:①中,-4+(-2)=-6∉A,所以不正确;②中设n1,n2∈A,n1=3k1,n2=3k2,k1,k2∈Z,则n1+n2∈A,n1-n2∈A,所以②正确;③令A1={-4,0,4},A2={-2,0,2},则A1,A2为闭集合,但A1∪A2不是闭集合,所以③不正确.答案:②5.已知集合A={x|x2-2x-3≤0,x∈R},B={x|m-2≤x≤m+2}.(1)若A∩B=[1,3],求实数m的值;(2)若A ⊆∁R B ,求实数m 的取值范围.解:A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2}.(1)∵A ∩B =[1,3],∴⎩⎪⎨⎪⎧m -2=1,m +2≥3,得m =3.(2)∁R B ={x |x <m -2,或x >m +2}. ∵A ⊆∁R B ,∴m -2>3或m +2<-1. ∴m >5或m <-3.即m 的取值范围为(-∞,-3)∪(5,+∞).6.(2012·衡水模拟)设全集I =R ,已知集合M ={x |(x +3)2≤0},N ={x |x 2+x -6=0}. (1)求(∁I M )∩N ;(2)记集合A =(∁I M )∩N ,已知集合B ={x |a -1≤x ≤5-a ,a ∈R },若B ∪A =A ,求实数a 的取值范围.解:(1)∵M ={x |(x +3)2≤0}={-3}, N ={x |x 2+x -6=0}={-3,2}, ∴∁I M ={x |x ∈R 且x ≠-3}, ∴(∁I M )∩N ={2}. (2)A =(∁I M )∩N ={2},∵A ∪B =A ,∴B ⊆A ,∴B =∅或B ={2}, 当B =∅时,a -1>5-a ,∴a >3;当B ={2}时,⎩⎪⎨⎪⎧a -1=2,5-a =2,解得a =3,综上所述,所求a 的取值范围为{a |a ≥3}.1.现有含三个元素的集合,既可以表示为⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,b a,1,也可表示为{a 2,a +b,0},则a 2 013+b 2 013=________.解析:由已知得ba =0及a ≠0,所以b =0,于是a 2=1,即a =1或a =-1,又根据集合中元素的互异性可知a =1应舍去,因此a =-1,故a 2 013+b 2 013=(-1)2 013=-1.答案:-12.集合S ={a ,b ,c ,d ,e },包含{a ,b }的S 的子集共有( ) A .2个 B .3个 C .5个D .8个解析:选D 包含{a ,b }的S 的子集有:{a ,b };{a ,b ,c },{a ,b ,d },{a ,b ,e };{a ,b ,c ,d },{a ,b ,c ,e },{a ,b ,d ,e };{a ,b ,c ,d ,e }共8个.3.某班有36名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组.已知参加数学、物理、化学小组的人数分别为26、15、13,同时参加数学和物理小组的有6人,同时参加物理和化学小组的有4人,则同时参加数学和化学小组的有________人.解析:由题意知,同时参加三个小组的人数为0,设同时参加数学和化学小组的人数为x ,V enn 图如图所示,∴(20-x )+6+5+4+(9-x )+x =36,解得x =8. 答案:84.已知集合A ={x |x 2+2x +a ≤0},B ={x |a ≤x ≤4a -9},若A ,B 中至少有一个不是空集,则a 的取值范围是________.解析:若A ,B 全为空集,则实数a 满足4-4a <0且a >4a -9,即1<a <3,则满足题意的a 的取值范围为(-∞,1]∪[3,+∞).答案:(-∞,1]∪[3,+∞)5.(2012·重庆高考)设平面点集A =(x ,y )(y -x )·⎭⎬⎫⎝⎛⎭⎫y -1x ≥0,B ={(x ,y )|(x -1)2+(y -1)2≤1},则A ∩B 所表示的平面图形的面积为( )A.34π B.35π C.47πD.π2解析:选D A ∩B 表示的平面图形为图中阴影部分,由对称性可知,S C =S F ,S D =S E .因此A ∩B 所表示的平面图形的面积是圆面积的一半,即为π2.第二节命题及其关系、充分条件与必要条件[知识能否忆起]一、命题的概念在数学中用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.二、四种命题及其关系 1.四种命题2.四种命题间的逆否关系3.四种命题的真假关系(1)两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;(2)两个命题为互逆命题或互否命题,它们的真假性没有关系. 三、充分条件与必要条件1.如果p ⇒q ,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件. 2.如果p ⇒q ,q ⇒p ,则p 是q 的充要条件.[小题能否全取]1.(教材习题改编)下列命题是真命题的为( ) A .若1x =1y ,则x =yB .若x 2=1,则x =1C .若x =y ,则x =yD .若x <y ,则x 2<y 2解析:选A 由1x =1y 得x =y ,A 正确,易知B 、C 、D 错误.2.(2012·湖南高考)命题“若α=π4,则tan α=1”的逆否命题是( )A .若α≠π4tan α≠1B .若α=π4,则tan α≠1C .若tan α≠1,则α≠π4D .若tan α≠1,则α=π4解析:选C 以否定的结论作条件、否定的条件作结论得出的命题为逆否命题,即“若α=π4,则tan α=1”的逆否命题是“若tan α≠1,则α≠π4”. 3.(2012·温州适应性测试)设集合A ,B ,则A ⊆B 是A ∩B =A 成立的( ) 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解析:选C由A⊆B,得A∩B=A;反过来,由A∩B=A,且(A∩B)⊆B,得A⊆B.因此,A⊆B是A∩B=A成立的充要条件.4.“在△ABC中,若∠C=90°,则∠A、∠B都是锐角”的否命题为:____________________.解析:原命题的条件:在△ABC中,∠C=90°,结论:∠A、∠B都是锐角.否命题是否定条件和结论.即“在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A、∠B不都是锐角”.答案:“在△ABC中,若∠C≠90°,则∠A、∠B不都是锐角”5.下列命题中所有真命题的序号是________.①“a>b”是“a2>b2”的充分条件;②“|a|>|b|”是“a2>b2”的必要条件;③“a>b”是“a+c>b+c”的充要条件.解析:①由2>-3⇒/ 22>(-3)2知,该命题为假;②由a2>b2⇒|a|2>|b|2⇒|a|>|b|知,该命题为真;③a>b⇒a+c>b+c,又a+c>b+c⇒a>b,∴“a>b”是“a+c>b+c”的充要条件为真命题.答案:②③1.充分条件与必要条件的两个特征(1)对称性:若p是q的充分条件,则q是p的必要条件,即“p⇒q”⇔“q⇐p”;(2)传递性:若p是q的充分(必要)条件,q是r的充分(必要)条件,则p是r的充分(必要)条件.注意区分“p是q的充分不必要条件”与“p的一个充分不必要条件是q”两者的不同,前者是“p⇒q”而后者是“q⇒p”.2.从逆否命题,谈等价转换由于互为逆否命题的两个命题具有相同的真假性,因而,当判断原命题的真假比较困难时,可转化为判断它的逆否命题的真假,这就是常说的“正难则反”.典题导入[例1]下列命题中正确的是()①“若x2+y2≠0,则x,y不全为零”的否命题;②“正多边形都相似”的逆命题;③“若m>0,则x2+x-m=0有实根”的逆否命题;④“若x-312是有理数,则x是无理数”的逆否命题.A.①②③④B.①③④C.②③④D.①④[自主解答]①中否命题为“若x2+y2=0,则x=y=0”,正确;③中,Δ=1+4m,当m>0时,Δ>0,原命题正确,故其逆否命题正确;②中逆命题不正确;④中原命题正确故逆否命题正确.[答案] B由题悟法在判断四个命题之间的关系时,首先要分清命题的条件与结论,再比较每个命题的条件与结论之间的关系.要注意四种命题关系的相对性,一旦一个命题定为原命题,也就相应的有了它的“逆命题”“否命题”“逆否命题”;判定命题为真命题时要进行推理,判定命题为假命题时只需举出反例即可.对涉及数学概念的命题的判定要从概念本身入手.以题试法1.以下关于命题的说法正确的有________(填写所有正确命题的序号).①“若log2a>0,则函数f(x)=log a x(a>0,a≠1)在其定义域内是减函数”是真命题;②命题“若a=0,则ab=0”的否命题是“若a≠0,则ab≠0”;③命题“若x,y都是偶数,则x+y也是偶数”的逆命题为真命题;④命题“若a∈M,则b∉M”与命题“若b∈M,则a∉M”等价.解析:对于①,若log2a>0=log21,则a>1,所以函数f(x)=log a x在其定义域内是增函数,故①不正确;对于②,依据一个命题的否命题的定义可知,该说法正确;对于③,原命题的逆命题是“若x+y是偶数,则x、y都是偶数”,是假命题,如1+3=4是偶数,但3和1均为奇数,故③不正确;对于④,不难看出,命题“若a∈M,则b∉M”与命题“若b ∈M,则a∉M”是互为逆否命题,因此二者等价,所以④正确.综上可知正确的说法有②④.答案:②④典题导入[例2](1)(2012·福州质检)“x<2”是“x2-2x<0”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件(2)(2012·北京高考)设a,b∈R,“a=0”是“复数a+b i是纯虚数”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件[自主解答](1)取x=0,则x2-2x=0,故由x<2不能推出x2-2x<0;由x2-2x<0得0<x<2,故由x2-2x<0可以推出x<2.所以“x<2”是“x2-2x<0”的必要而不充分条件.(2)当a=0,且b=0时,a+b i不是纯虚数;若a+b i是纯虚数,则a=0.故“a=0”是“复数a+b i是纯虚数”的必要而不充分条件.[答案](1)B(2)B由题悟法充要条件的判断,重在“从定义出发”,利用命题“若p,则q”及其逆命题的真假进行区分,在具体解题中,要注意分清“谁是条件”“谁是结论”,如“A是B的什么条件”中,A是条件,B是结论,而“A的什么条件是B”中,A是结论,B是条件.有时还可以通过其逆否命题的真假加以区分.以题试法2.下列各题中,p是q的什么条件?(1)在△ABC中,p:A=B,q:sin A=sin B;(2)p:|x|=x,q:x2+x≥0.解:(1)若A=B,则sin A=sin B,即p⇒q.又若sin A=sin B,则2R sin A=2R sin B,即a=b.故A=B,即q⇒p.所以p是q的充要条件.(2)p:{x||x|=x}={x|x≥0}=A,q:{x|x2+x≥0}={x|x≥0,或x≤-1}=B,∵A B,∴p是q的充分不必要条件.典题导入[例3]已知p:-4<x-a<4,q:(x-2)(x-3)<0,且q是p的充分而不必要条件,则a 的取值范围为________.[自主解答]设q,p表示的范围为集合A,B,则A=(2,3),B=(a-4,a+4).由于q 是p 的充分而不必要条件,则有A B ,即⎩⎪⎨⎪⎧ a -4≤2,a +4>3或⎩⎪⎨⎪⎧a -4<2,a +4≥3,解得-1≤a ≤6. [答案] [-1,6]由题悟法利用充分条件、必要条件可以求解参数的值或取值范围,其依据是充分、必要条件的定义,其思维方式是:(1)若p 是q 的充分不必要条件,则p ⇒q 且q ⇒/ p ; (2)若p 是q 的必要不充分条件,则p ⇒/ q ,且q ⇒p ; (3)若p 是q 的充要条件,则p ⇔q .以题试法3.(2013·兰州调研)“x ∈{3,a }”是不等式2x 2-5x -3≥0成立的一个充分不必要条件,则实数a 的取值范围是( )A .(3,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-∞,-12∪[)3,+∞ C.⎝⎛⎦⎤-∞,-12D.⎝⎛-∞,-12∪()3,+∞ 解析:选D 由2x 2-5x -3≥0得x ≤-12或x ≥3.∵x ∈{3,a }是不等式2x 2-5x -3≥0成立的一个充分不必要条件,又根据集合元素的互异性a ≠3,∴a ≤-12或a >3.[典例] (2012·山东高考)设a >0且a ≠1,则 “函数f (x )=a x 在R 上是减函数”是“函数g (x )= (2-a )x 3在R 上是增函数”的 ( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件D.既不充分也不必要条件[常规解法]“函数f(x)=a x在R上是减函数”的充要条件是p:0<a<1.因为g′(x)=3(2-a)x2,而x2≥0,所以“函数g(x)=(2-a)x3在R上是增函数”的充要条件是2-a>0,即a<2.又因为a>0且a≠1,所以“函数g(x)=(2-a)x3在R上是增函数”的充要条件是q:0<a<2且a≠1.显然p⇒q,但q⇒/ p,所以p是q的充分不必要条件,即“函数f(x)=a x在R上是减函数”是“函数g(x)=(2-a)x3在R上是增函数”的充分不必要条件.[答案] A——————[高手支招]———————————————————————————1.充分、必要条件的判定方法有定义法、集合法和等价转化法.2.三种不同的方法各适用于不同的类型,定义法适用于定义、定理判断性问题,而集合法多适用于命题中涉及字母的范围的推断问题,等价转化法适用于条件和结论带有否定性词语的命题,常转化为其逆否命题来判断.[巧思妙解]p:“函数f(x)=a x在R上是减函数”等价于0<a<1.q:“函数g(x)=(2-a)x3在R上是增函数”等价于2-a>0,即a<2.而{a|0<a<1}是{a|a<2}的真子集,故答案为A.针对训练命题p:|x+2|>2;命题q:13-x>1,则綈q是綈p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解析:选B解|x+2|>2,即x+2<-2或x+2>2,得x<-4或x>0,所以p:x<-4或x>0,故綈p:-4≤x≤0;解13-x>1,得2<x<3,所以q:2<x<3,綈q:x≤2或x≥3.显然{x|-4≤x≤0} {x|x≤2,或x≥3},所以綈q是綈p的必要不充分条件.1.(2012·福建高考)已知向量a =(x -1,2),b =(2,1),则a ⊥b 的充要条件是( ) A .x =-12 B .x =-1C .x =5D .x =0解析:选D a ⊥b ⇔2(x -1)+2=0,得x =0.2.命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是( ) A .“若一个数是负数,则它的平方不是正数” B .“若一个数的平方是正数,则它是负数” C .“若一个数不是负数,则它的平方不是正数” D .“若一个数的平方不是正数,则它不是负数”解析:选B 原命题的逆命题是:若一个数的平方是正数,则它是负数. 3.(2013·武汉适应性训练)设a ,b ∈R ,则“a >0,b >0”是“a +b2>ab ”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解析:选D 由a >0,b >0不能得知a +b 2>ab ,如取a =b =1时,a +b 2=ab ;由a +b2>ab不能得知a >0,b >0,如取a =4,b =0时,满足a +b2>ab ,但b =0.综上所述,“a >0,b >0”是“a +b2>ab ”的既不充分也不必要条件. 4.已知p :“a =2”,q :“直线x +y =0与圆x 2+(y -a )2=1相切”,则p 是q 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解析:选A 由直线x +y =0与圆x 2+(y -a )2=1相切得,圆心(0,a )到直线x +y =0的距离等于圆的半径,即有|a |2=1,a =± 2.因此,p 是q 的充分不必要条件.5.(2012·广州模拟)命题:“若x 2<1,则-1<x <1”的逆否命题是( ) A .若x 2≥1,则x ≥1或x ≤-1 B .若-1<x <1,则x 2<1 C .若x >1或x <-1,则x 2>1 D .若x ≥1或x ≤-1,则x 2≥1解析:选D x 2<1的否定为:x 2≥1;-1<x <1的否定为x ≥1或x ≤-1,故原命题的逆否命题为:若x ≥1或x ≤-1,则x 2≥1.6.(2011·天津高考)设集合A ={x ∈R |x -2>0},B ={x ∈R |x <0},C ={x ∈R |x (x -2)>0},则“x ∈A ∪B ”是“x ∈C ”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C A ∪B ={x ∈R |x <0,或x >2},C ={x ∈R |x <0,或x >2}, ∵A ∪B =C ,∴x ∈A ∪B 是x ∈C 的充分必要条件. 7.下列命题中为真命题的是( ) A .命题“若x >y ,则x >|y |”的逆命题 B .命题“x >1,则x 2>1”的否命题C .命题“若x =1,则x 2+x -2=0”的否命题D .命题“若x 2>0,则x >1”的逆否命题解析:选A 对于A ,其逆命题是:若x >|y |,则x >y ,是真命题,这是因为x >|y |≥y ,必有x >y ;对于B ,否命题是:若x ≤1,则x 2≤1,是假命题.如x =-5,x 2=25>1;对于C ,其否命题是:若x ≠1,则x 2+x -2≠0,由于x =-2时,x 2+x -2=0,所以是假命题;对于D ,若x 2>0,则x >0或x <0,不一定有x >1,因此原命题与它的逆否命题都是假命题.8.对于函数y =f (x ),x ∈R ,“y =|f (x )|的图象关于y 轴对称”是“y =f (x )是奇函数”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选B 若y =f (x )是奇函数,则f (-x )=-f (x ), ∴|f (-x )|=|-f (x )|=|f (x )|,∴y =|f (x )|的图象关于y 轴对称,但若y =|f (x )|的图象关于y 轴对称,如y =f (x )=x 2,而它不是奇函数.9.命题“若x >0,则x 2>0”的否命题是________命题.(填“真”或“假”) 解析:其否命题为“若x ≤0,则x 2≤0”,它是假命题. 答案:假10.已知集合A ={x |y =lg(4-x )},集合B ={x |x <a },若P :“x ∈A ”是Q :“x ∈B ”的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是________.解析:A ={x |x <4},由题意得A B 结合数轴易得a >4. 答案:(4,+∞)11.(2013·绍兴模拟)“-3<a <1”是“方程x 2a +3+y 21-a =1表示椭圆”的____________条件.解析:方程表示椭圆时,应有⎩⎪⎨⎪⎧a +3>0,1-a >0,a +3≠1-a解得-3<a <1且a ≠-1,故“-3<a <1”是“方程表示椭圆”的必要不充分条件. 答案:必要不充分12.若“x 2>1”是“x <a ”的必要不充分条件,则a 的最大值为________.解析:由x 2>1,得x <-1或x >1,又“x 2>1”是“x <a ”的必要不充分条件,知由“x <a ”可以推出“x 2>1”,反之不成立,所以a ≤-1,即a 的最大值为-1.答案:-1 13.下列命题: ①若ac 2>bc 2,则a >b ; ②若sin α=sin β,则α=β;③“实数a =0”是“直线x -2ay =1和直线2x -2ay =1平行”的充要条件; ④若f (x )=log 2x ,则f (|x |)是偶函数. 其中正确命题的序号是________.解析:对于①,ac 2>bc 2,c 2>0,∴a >b 正确;对于②,sin 30°=sin 150°⇒/ 30°=150°,所以②错误;对于③,l 1∥l 2⇔A 1B 2=A 2B 1,即-2a =-4a ⇒a =0且A 1C 2⇒/ A 2C 1,所以③正确;④显然正确.答案:①③④14.已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎝⎛12x 2-x -6<1,B ={x |log 4(x +a )<1},若x ∈A 是x ∈B 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________.解析:由⎝⎛⎭⎫12x 2-x -6<1,即x 2-x -6>0,解得x <-2或x >3,故A ={x |x <-2,或x >3};由log 4(x +a )<1,即0<x +a <4,解得-a <x <4-a ,故B ={x |-a <x <4-a },由题意,可知B A ,所以4-a ≤-2或-a ≥3,解得a ≥6或a ≤-3.答案:(-∞,-3]∪[6,+∞)1.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,则“A <B ”是“cos 2A >cos 2B ”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解析:选C 由大边对大角可知,A <B ⇔a <b . 由正弦定理可知a sin A =bsin B ,故a <b ⇔sin A <sin B .而cos 2A =1-2sin 2A ,cos 2B =1-2sin 2B ,又sin A >0,sin B >0,所以sin A <sin B ⇔cos 2A >cos 2B .所以a <b ⇔cos 2A >cos 2B ,即“A <B ”是“cos 2A >cos 2B ”的充要条件.2.设x 、y 是两个实数,命题“x 、y 中至少有一个数大于1”成立的充分不必要条件是( )A .x +y =2B .x +y >2C .x 2+y 2>2D .xy >1解析:选B 命题“x 、y 中至少有一个数大于1”等价于“x >1或y >1”. 若x +y >2,必有x >1或y >1,否则x +y ≤2;而当x =2,y =-1时,2-1=1<2,所以x >1或y >1不能推出x +y >2. 对于x +y =2,当x =1,且y =1时,满足x +y =2,不能推出x >1或y >1. 对于x 2+y 2>2,当x <-1,y <-1时,满足x 2+y 2>2,故不能推出x >1或y >1. 对于xy >1,当x <-1,y <-1时,满足xy >1,不能推出x >1或y >1,故选B.3.已知不等式|x -m |<1成立的充分不必要条件是13<x <12,则m 的取值范围是________.解析:由题意知:“13x <12”是“不等式|x -m |<1”成立的充分不必要条件.所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪13<x <12是{x ||x -m |<1}的真子集. 而{x ||x -m |<1}={x |-1+m <x <1+m },所以有⎩⎨⎧-1+m ≤13,1+m ≥12,解得-12≤m ≤43.所以m 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-12,43. 答案:⎣⎡⎦⎤-12,434.在“a ,b 是实数”的大前提之下,已知原命题是“若不等式x 2+ax +b ≤0的解集是非空数集,则a 2-4b ≥0”,给出下列命题:①若a 2-4b ≥0,则不等式x 2+ax +b ≤0的解集是非空数集; ②若a 2-4b <0,则不等式x 2+ax +b ≤0的解集是空集; ③若不等式x 2+ax +b ≤0的解集是空集,则a 2-4b <0; ④若不等式x 2+ax +b ≤0的解集是非空数集,则a 2-4b <0; ⑤若a 2-4b <0,则不等式x 2+ax +b ≤0的解集是非空数集; ⑥若不等式x 2+ax +b ≤0的解集是空集,则a 2-4b ≥0.其中是原命题的逆命题、否命题、逆否命题和命题的否定的命题的序号依次是________(按要求的顺序填写).解析:“非空集”的否定是“空集”,“大于或等于”的否定是“小于”,根据命题的构造规则,题目的答案是①③②④.答案:①③②④5.设条件p :2x 2-3x +1≤0,条件q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,若綈p 是綈q 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围.解:条件p 为:12≤x ≤1,条件q 为:a ≤x ≤a +1.綈p 对应的集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫xx >1,或x <12,綈q 对应的集合B ={x |x >a +1,或x <a }.∵綈p 是綈q 的必要不充分条件,∴B A ,∴a +1>1且a ≤12或a +1≥1且a <12.∴0≤a ≤12.故a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,12.6.已知集合M ={x |x <-3,或x >5},P ={x |(x -a )·(x -8)≤0}. (1)求M ∩P ={x |5<x ≤8}的充要条件;(2)求实数a 的一个值,使它成为M ∩P ={x |5<x ≤8}的一个充分但不必要条件. 解:(1)由M ∩P ={x |5<x ≤8},得-3≤a ≤5,因此M ∩P ={x |5<x ≤8}的充要条件是-3≤a ≤5;(2)求实数a 的一个值,使它成为M ∩P ={x |5<x ≤8}的一个充分但不必要条件,就是在集合{a |-3≤a ≤5}中取一个值,如取a =0,此时必有M ∩P ={x |5<x ≤8};反之,M ∩P ={x |5<x ≤8}未必有a =0,故a =0是M ∩P ={x |5<x ≤8}的一个充分不必要条件.1.(2012·济南模拟)在命题p 的四种形式的命题(原命题、逆命题、否命题、逆否命题)中,正确命题的个数记为f (p ),已知命题p :“若两条直线l 1:a 1x +b 1y +c 1=0,l 2:a 2x +b 2y +c 2=0平行,则a 1b 2-a 2b 1=0”.那么f (p )=( )A .1B .2C .3D .4解析:选B 若两条直线l 1:a 1x +b 1y +c 1=0与l 2:a 2x +b 2y +c 2=0平行,则必有a 1b 2-a 2b 1=0,但当a 1b 2-a 2b 1=0时,直线l 1与l 2不一定平行,还有可能重合,因此命题p 是真命题,但其逆命题是假命题,从而其否命题为假命题,逆否命题为真命题,所以在命题p 的四种形式的命题(原命题、逆命题、否命题、逆否命题)中,有2个正确命题,即f (p )=2.2.条件p :π4<α<π2,条件q :f (x )=log tan αx 在(0,+∞)内是增函数,则p 是q 的( )A .充要条件B .充分不必要条件。
高考数学一轮复习第一章 集合与常用逻辑用语、不等式答案

第一章 集合与常用逻辑用语、不等式第1讲 集合及其运算链教材·夯基固本 激活思维 1. D 2. A 3.ABD【解析】 因为x 2-3x +2≤0,所以1≤x ≤2,所以A ={x |1≤x ≤2}.因为2<2x ≤8,所以1<x ≤3,所以B ={x |1<x ≤3},所以A∪B ={x |1≤x ≤3},A ∩B ={x |1<x ≤2},(∁R B )∪A ={x |x ≤2或x >3},(∁R B )∪(∁R A )={x |x ≤1或x >2}.4.4【解析】因为集合A 必须含有元素5,元素1和3不确定,所以集合A 的本质是{1,3}的所有子集与元素5组成的集合,共4个.5.7【解析】A ={x∈Z |-1≤x ≤4}={-1,0,1,2,3,4},B ={x |1<x <e 2},所以A ∩B ={2,3,4},所以A ∩B 的真子集的个数为23-1=7.知识聚焦1. (1) 确定性 互异性 无序性2. 2n 2n -1 4. U A 研题型·融会贯通 分类解析【答案】 (1) D (2) B (3) A 【题组·高频强化】 1. C 2. C3. C【解析】 由题意知A ∩B 中的元素满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x ,x +y =8,且x ,y ∈N *,所以满足条件的有(1,7),(2,6),(3,5),(4,4),故A ∩B 中元素的个数为4.故选C.4.B【解析】由x 2-4≤0,得A ={x |-2≤x ≤2}.由2x +a ≤0,得B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪⎪x ≤-a 2.因为A ∩B ={x |-2≤x ≤1},所以-a2=1,解得a =-2.故选B.5. B【解析】 由图可知,阴影区域为∁U (A∪B ).由题知A ∪B ={1,3,5},U ={1,3,5,7},则由补集的概念知,∁U (A ∪B )={7}.故选B.(1) 【答案】 {1,-1} 【解析】若集合{x |x 2+2kx +1=0}中有且仅有一个元素,则方程x 2+2kx +1=0有且只有一个实数根,即Δ=(2k )2-4=0,解得k =±1,所以k 的取值集合是{1,-1}.(2) 【答案】 -1 【解析】因为A ∩B 中只有一个元素,又a ≠0且a ≠2.若a =1,则a 2-a =0,不满足题意;若a ≠1,显然a 2-a ≠0,故a 2-a =2或a 2-a =a ,解得a =-1.综上,a =-1.(3) 【答案】 [0,+∞) ∅ 【解析】由题知集合A 是函数y =x 2的定义域,即A =R ,集合B 是函数y =x 2的值域,即B =[0,+∞),所以A ∩B =[0,+∞),集合C 是函数y =x 2的图象上的点集,故A ∩C =∅.(1) 【答案】⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫0,14 【解析】 当k =0时,A ={-1},符合题意;当k ≠0时,若集合A 只有一个元素,由一元二次方程判别式Δ=1-4k =0,得k =14.综上,当k =0或k =14时,集合{x |kx 2+x +1=0}中有且只有一个元素.(2) 【答案】 -2或1 【解析】因为集合A ={-1,1,2},B ={a +1,a 2-2},A ∩B ={-1,2},所以⎩⎪⎨⎪⎧a +1=-1,a2-2=2或⎩⎪⎨⎪⎧a +1=2,a2-2=-1,解得a =-2或a =1.(1) 【答案】 D【解析】 当B =∅时,a =0,此时B ⊆A .当B ≠∅时,则a ≠0,所以B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪⎪x =-1a . 又B ⊆A ,所以-1a∈A ,所以a =±1.综上可知,实数a 的所有可能取值的集合为{-1,0,1}. (2) 【答案】 [2,3]【解析】 由A ∩B =B 知,B ⊆A .(例3(2))又B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧2m -1≥m +1,m +1≥-2,2m -1≤5,解得2≤m ≤3,则实数m 的取值范围为[2,3].【答案】 B【解析】 由log 2(x -1)<1,得0<x -1<2,所以A =(1,3). 由|x -a |<2得a -2<x <a +2,即B =(a -2,a +2). 因为A ⊆B ,所以⎩⎪⎨⎪⎧a -2≤1,a +2≥3,解得1≤a ≤3.所以实数a 的取值范围为[1,3].【解答】 (1) 由题知⎩⎪⎨⎪⎧x<0,⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12x -3<1或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x<1,解得-2<x <0或0≤x <1, 所以A ={x |-2<x <1}. (2) 因为A ∪B =A ,所以B ⊆A .(ⅰ) 当B =∅时,2a >a +1,所以a >1满足题意;(ⅱ) 当B ≠∅时,⎩⎪⎨⎪⎧2a ≤a +1,2a>-2,a +1<1,解得-1<a <0.综上,a ∈(-1,0)∪(1,+∞). 课堂评价1. BCD 【解析】 对于选项A ,因为xy >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x>0,y>0或⎩⎪⎨⎪⎧x<0,y<0,所以集合{(x ,y )|xy >0}表示直角坐标平面内第一、三象限的点的集合,故A 正确;对于选项B ,方程|x -2|+|y +2|=0的解集为{(2,-2)},故B 错误; 对于选项C ,集合{(x ,y )|y =1-x }表示直线y =1-x 上的点, 集合{x |y =1-x }表示函数y =1-x 中x 的取值范围,故集合{(x ,y )|y =1-x }与{x |y =1-x }不相等,故C 错误;对于选项D ,A ={x ∈Z |-1≤x ≤1}={-1,0,1},所以-1.1∉A ,故D 错误. 2. ABC3. B 【解析】 由x 2-3x -4>0得x <-1或x >4, 所以集合A ={x |x <-1或x >4}.由x 2-3mx +2m 2<0(m >0)得m <x <2m , 所以集合B ={x |m <x <2m }. 又B ⊆A ,所以2m ≤-1(舍去)或m ≥4. 故实数m 的取值范围是[4,+∞). 4. [2 020,+∞)【解析】 由x 2-2 021x +2 020<0,解得1<x <2020,故A ={x |1<x <2 020}.又B ={x |x <a },A ⊆B ,如图所示,可得a ≥2 020.(第4题)5.(-∞,2]【解析】当a >1时,A =(-∞,1]∪[a ,+∞),B =[a -1,+∞),当且仅当a -1≤1时,A ∪B =R ,故1<a ≤2;当a =1时,A =R ,B ={x |x ≥0},A ∪B =R ,满足题意;当a <1时,A =(-∞,a ]∪[1,+∞),B =[a -1,+∞),又因为a -1<a ,所以A ∪B =R ,故a <1满足题意.综上可知a ∈(-∞,2].第2讲 充分条件、必要条件、充要条件链教材·夯基固本 激活思维 1. A 2. B 3. BCD【解析】由x 2-x -2<0,解得-1<x <2,所以(-1,2)(-2,a ),所以a ≥2,所以实数a 的值可以是2,3,4.4. [-2,1] 【解析】 因为綈p :x ≤-1或x ≥3,綈q :x ≤m -2或x ≥m +5,且綈p 是綈q 的必要不充分条件,所以⎩⎪⎨⎪⎧m -2≤-1,m +5≥3,且等号不能同时取到,解得-2≤m ≤1.5. 充要 必要 【解析】 因为q ⇒s ⇒r ⇒q ,所以r 是q 的充要条件.又q ⇒s ⇒r ⇒p ,所以p 是q 的必要条件.知识聚焦1. (1) 充分 必要 非充分 非必要 (2) ①充分不必要 ②必要不充分 ③充要 ④既不充分也不必要研题型·融会贯通 分类解析(1) 【答案】 A【解析】 因为1x >1,所以x ∈(0,1).因为e x -1<1,所以x <1,所以“1x >1”是“e x -1<1”的充分不必要条件.(2) 【答案】 A 【解析】当a >0,b >0时,得4≥a +b ≥2ab ,即ab ≤4,充分性成立;当a =4,b =1时,满足ab ≤4,但a +b =5>4,不满足a +b ≤4,必要性不成立.故“a +b ≤4”是“ab ≤4”的充分不必要条件.【题组·高频强化】 1. A 【解析】 由a 2>a 得a >1或a <0,据此可知“a >1”是“a 2>a ”的充分不必要条件.故选A.2.B【解析】由2-x ≥0,得x ≤2;由|x -1|≤1,得-1≤x -1≤1,即0≤x ≤2.所以“2-x ≥0”是“|x -1|≤1”的必要不充分条件.故选B.3.C【解析】当存在k∈Z ,使得α=k π+(-1)k β时,若k 为偶数,则sin α=sin(k π+β)=sin β;若k 为奇数,则sin α=sin(k π-β)=sin[(k -1)π+π-β]=sin(π-β)=sin β.当sin α=sin β时,α=β+2m π或α+β=π+2m π,m ∈Z ,即α=k π+(-1)k β(k =2m )或α=k π+(-1)k β(k =2m +1),亦即存在k ∈Z ,使得α=k π+(-1)k β,所以“存在k∈Z ,使得α=k π+(-1)k β”是“sin α=sin β”的充要条件.故选C.4. B【解析】 依题意知m ,n ,l 是空间不过同一点的三条直线,当m ,n ,l 在同一平面内时,可能m ∥n∥l ,故不一定得出m ,n ,l 两两相交.当m ,n ,l 两两相交时,设m ∩n =A ,m ∩l =B ,n ∩l =C ,可知m ,n 确定一个平面α,而B ∈m ⊂α,C ∈n ⊂α,可知直线BC 即l ,l ⊂α,所以m ,n ,l 在同一平面内.综上所述,“m ,n ,l 在同一平面内”是“m ,n ,l 两两相交”的必要不充分条件.故选B.(1) 【答案】 (-∞,-2]∪[2,+∞) 【解析】由y =x +1x在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,1上单调递减,在(1,2)上单调递增,得2≤y <52,所以A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ⎪⎪⎪⎪2≤y<52. 由x +m 2≥6,得x ≥6-m 2,所以B ={x |x ≥6-m 2}. 因为“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分不必要条件, 所以A B ,所以6-m 2≤2,解得m ≥2或m ≤-2, 故实数m 的取值范围是(-∞,-2]∪[2,+∞). (2) 【答案】 (2,+∞)【解析】 A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪⎪12<2x<8,x ∈R={x |-1<x <3}, 因为x ∈B 成立的一个充分不必要条件是x ∈A , 所以A B ,所以m +1>3,即m >2.(1) 【答案】 (0,2]【解析】 由|2x +1|<m (m >0),得-m <2x +1<m ,所以-m +12<x <m -12,且-m +12<0.由x -12x -1>0,得x <12或x >1. 因为p 是q 的充分不必要条件, 所以m -12≤12,所以0<m ≤2.(2) 【答案】 (0,2]【解析】 由题可得p :x >3或x <-1,q :x 2-2x +1-a 2≥0,[x -(1-a )]·[x -(1+a )]≥0, 因为a >0,所以1-a <1+a ,解得x ≥1+a 或x ≤1-a . 因为q 是p 的必要不充分条件, 所以⎩⎪⎨⎪⎧1+a ≤3,1-a ≥-1,a>0,解得0<a ≤2.【解答】 因为mx 2-4x +4=0是一元二次方程,所以m ≠0. 又另一方程为x 2-4mx +4m 2-4m -5=0,且两方程都有实根, 所以⎩⎪⎨⎪⎧Δ1=16(1-m )≥0,Δ2=16m 2-4(4m 2-4m -5)≥0,解得m ∈⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-54,1. 因为两方程的根都是整数,所以⎩⎪⎨⎪⎧4m∈Z ,4m ∈Z ,4m2-4m -5∈Z ,所以m 为4的约数.又因为m ∈⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-54,1,所以m =-1或1. 当m =-1时,第一个方程x 2+4x -4=0的根不是整数;当m =1时,两方程的根均为整数.所以两方程的根均为整数的充要条件是m =1. 课堂评价 1. A 2. A【解析】 “∀x ∈[-1,1],|x |<a 恒成立”等价于“∀x ∈[-1,1],a >|x |max ”,所以a >1.故充要条件为a >1.3. A 【解析】 因为f (x )是偶函数,所以f (x )=f (|x |). 又y =f (x )在[0,+∞)上单调递增,若a >|b |,则f (a )>f (|b |)=f (b ),即充分性成立; 若f (a )>f (b ),则等价于f (|a |)>f (|b |),即|a |>|b |, 即a >|b |或a <-|b |,故必要性不成立.则“a >|b |”是“f (a )>f (b )”的充分不必要条件. 4. ABC【解析】 对于选项A ,由 A ∩B =A ,可得A ⊆B . 由 A ⊆B可得A ∩B =A ,故A 满足条件.对于选项B ,由∁S A ⊇∁S B 可得A ⊆B ,由A ⊆B 可得∁S A ⊇∁S B ,故∁S A ⊇∁S B 是A ⊆B 的充要条件,故B 满足条件.对于选项C ,由∁S B ∩A =∅,可得A ⊆B ,由A ⊆B 可得∁S B ∩A =∅,故∁S B ∩A =∅是A ⊆B 的充要条件,故C 满足条件.对于选项D ,由∁S A ∩B =∅,可得B ⊆A ,不能推出A ⊆B ,故∁S A ∩B =∅不是A ⊆B 的充要条件,故D 不满足条件.故选ABC.5.(-∞,0]【解析】由⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x 2-x -6≤1,得x 2-x -6≥0,解得x ≤-2或x ≥3,则A ={x |x ≤-2或x ≥3}.由log 3(x +a )≥1,得x +a ≥3,即x ≥3-a ,则B ={x |x ≥3-a }.由题意知B A ,所以3-a ≥3,解得a ≤0.第3讲 全称量词和存在量词链教材·夯基固本 激活思维 1. C 2. B 3.(-∞,2)【解析】设f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12x+1,x ∈[0,+∞),若p 为真命题,则a <f (x )max =f (0)=2.4. (-∞,2] 【解析】 若“∃x 0∈(0,+∞),λx >x 2+1”是假命题,则“∀x ∈(0,+∞),λx ≤x 2+1”是真命题,所以当x ∈(0,+∞)时,λ≤x +1x恒成立.又x +1x≥2x ·1x =2,当且仅当x =1时取“=”,所以实数λ的取值范围是(-∞,2]. 5.⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤54,2【解析】当命题p 为真命题时,x 2+x +a >1恒成立,即x 2+x +a -1>0恒成立,所以Δ=1-4(a -1)<0,解得a >54.当命题q 为真命题时,2a ≤(2x 0)max ,x 0∈[-2,2],所以a ≤2.故54<a ≤2,所以实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤54,2. 知识聚焦1. 全体 全称量词 ∀x ∈M ,p (x )2. 部分 ∃ 存在量词 ∃x 0∈M ,p (x 0)3. ∃x ∈M ,綈p (x )4. 不是 不一定是 不都是 小于或等于 大于或等于 或 一个也没有 至多有n -1个 至少有两个 存在一个x 不成立研题型·融会贯通 分类解析【解答】 (1) 綈p :∃x ∈R ,x 2-x +14<0,假命题.(2) 綈q :至少存在一个正方形不是矩形,假命题. (3) 綈r :所有的实数都有平方根,假命题.(4) 綈s :存在一个末位数字是0或5的整数不能被5整除,假命题.(1) 【答案】 C(2) 【答案】 ∀x ∈R ,x 2-x +1≠0 (1) 【答案】 (-∞,-2] 【解析】由命题p 为真,得a ≤0.由命题q 为真,得Δ=4a 2-4(2-a )≥0,即a ≤-2或a ≥1,所以a≤-2.(2) 【答案】 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a ⎪⎪⎪⎪a ≤52【解析】 若命题p :∃x ∈[2,3],x 2-ax +1<0为假命题,则“∀x ∈[2,3],x 2-ax +1≥0,即a ≤x +1x ”为真命题.令g (x )=x +1x ,易知g (x )在[1,+∞)上单调递增,所以当x ∈[2,3]时,g (x )∈[g (2),g (3)].又∀x ∈[2,3],a ≤x +1x恒成立等价于∀x ∈[2,3],a ≤g (x )min ,而g (x )min =g (2)=52,所以“∀x ∈[2,3],x 2-ax +1≥0”为真命题时,a ≤52.(1) 【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫56,+∞ 【解析】由“∀x∈R ,x 2-5x +152a >0”的否定为假命题,可知原命题必为真命题,即不等式x 2-5x +152a >0对任意实数x 恒成立.设f (x )=x 2-5x +152a ,则其图象恒在x 轴的上方,故Δ=25-4×152a <0,解得a >56,即实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫56,+∞. (2) 【答案】 (-2,-1]【解析】 由命题p :∃x 0∈R ,(m +1)(x 20+1)≤0为真命题,可得m ≤-1;由命题q :∀x ∈R ,x 2+mx +1>0恒成立为真命题,得Δ=m 2-4<0,可得-2<m <2.综上,m ∈(-2,-1].【答案】 ⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫14,+∞ ⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫12,+∞ 【解析】 ①当x ∈[0,3]时,f (x )min =f (0)=0,当x ∈[1,2]时,g (x )min =g (2)=14-m ,对任意x 1∈[0,3],存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)≥g (x 2)等价于f (x 1)min ≥g (x 2)min ,即0≥14-m ,所以m ≥14.②当x ∈[0,3]时,f (x )min =f (0)=0,当x ∈[1,2]时,g (x )max =g (1)=12-m ,对任意x 1∈[0,3],任意x 2∈[1,2],有f (x 1)≥g (x 2)等价于f (x 1)min ≥g (x 2)max ,即0≥12-m ,所以m ≥12.【答案】 ⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫12,+∞ 【解析】 依题意知对x 1∈⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12,1,x 2∈[2,3],f (x 1)max ≤g (x 2)max . 因为f (x )=x +4x 在⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤12,1上是减函数, 所以f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12=172.又g (x )=2x +a 在[2,3]上是增函数,所以g (x )max =8+a , 因此172≤8+a ,则a ≥12.课堂评价 1. ABC 2. D3. A 【解析】 因为命题“∃x ∈[1,2],x 2+ln x -a ≤0”为假命题,所以当x ∈[1,2]时,x 2+ln x >a 恒成立,只需a <(x 2+ln x )min ,x ∈[1,2].又函数y =x 2+ln x 在[1,2]上单调递增,所以当x =1时,y min =1,所以a <1.故选A.4. B 【解析】 由题可知,命题“∀x ∈R ,(k 2-1)x 2+4(1-k )x +3>0”是真命题. 当k 2-1=0,得k =1或k =-1.若k =1,则原不等式为3>0,恒成立,符合题意;若k =-1,则原不等式为8x +3>0,不恒成立,不符合题意. 当k 2-1≠0时,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧k2-1>0,16(1-k )2-4(k 2-1)×3<0,即⎩⎨⎧(k +1)(k -1)>0,(k -1)(k -7)<0,解得1<k <7. 综上所述,实数k 的取值范围为{k |1≤k <7}. 5.(-3,+∞) 【解析】 假设∀x ∈[1,2],x 2+2ax +2-a ≤0.设f (x )=x 2+2ax +2-a ,则⎩⎪⎨⎪⎧f (1)≤0,f (2)≤0,所以⎩⎪⎨⎪⎧1+2a +2-a ≤0,4+4a +2-a ≤0,解得a ≤-3.因为假设成立,所以a >-3,所以实数a 的取值范围是(-3,+∞).第4讲 不等式的性质、一元二次不等式链教材·夯基固本 激活思维 1. AC 2.ACD【解析】由1a<1b<0,得a <0,b <0且a >b ,所以a +b <0,ab >0,A 正确;|a |<|b |,B 错误;a 3>b 3,C 正确;因为函数y =2x 在R 上单调递增,故D 正确.故选ACD.3. ABD4. -112 7125.(-∞,-2)∪(2,+∞)【解析】由x 2-2x +k 2-2>0,得k 2>-x 2+2x +2.设f (x )=-x 2+2x +2=-(x -1)2+3,当x ≥2时,f (x )max =2,则k 2>f (x )max =2,所以k >2或k <-2.知识聚焦2. {x |x <x 1或x >x 2} R {x |x 1<x <x 2} ∅ ∅ 研题型·融会贯通 分类解析(1) 【答案】 AC【解析】 因为1a <1b <0,故可取a =-1,b =-2.显然|a |+b =1-2=-1<0,所以B 错误;因为ln a 2=ln(-1)2=0,ln b 2=ln(-2)2=ln4>0,所以D 错误.因为1a <1b<0,所以a +b <0,但ab >0,所以1a +b <1ab ,A 正确;a -1a -⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫b -1b =a -b -⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1a -1b =a -b -⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫b -a ab =(a -b )⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1+1ab ,因为1a<1b <0,所以0>a >b ,所以a -b >0,1+1ab>0,所以a -1a-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫b -1b >0,所以a -1a >b -1b ,C 正确. (2) 【答案】 B 【解析】 p -q =b2a +a2b -a -b=b2-a2a +a2-b2b =(b 2-a 2)·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1a -1b =(b 2-a 2)(b -a )ab =(b -a )2(b +a )ab , 因为a <0,b <0,所以a +b <0,ab >0. 若a =b ,则p -q =0,故p =q ; 若a ≠b ,则p -q <0,故p <q . 综上,p ≤q .故选B. (3) 【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-π,π8 【解析】 设2α-β=m (α+β)+n (α-β),则⎩⎪⎨⎪⎧m +n =2,m -n =-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧m =12,n =32,即2α-β=12(α+β)+32(α-β).因为π<α+β<5π4,-π<α-β<-π3,所以π2<12(α+β)<5π8,-3π2<32(α-β)<-π2,所以-π<12(α+β)+32(α-β)<π8,即-π<2α-β<π8,所以2α-β的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-π,π8. 【题组·高频强化】 1.A【解析】 若a >b ,则a +c >b +c ,故B 错;设a =3,b =1,c =-1,d =-2,则ac <bd ,a c<bd,所以C ,D 错,故选A. 2.C【解析】因为a +b +c =0,且a <b <c ,所以a <0,c >0.因为b <c ,a <0,所以ab >ac ,所以B 不成立;因为a <b ,c >0,所以ac <bc ,所以C 成立;当b =0时,A ,D 都不成立.故选C.3. BD4. ABC 【解析】 取a =13,b =12,可知A ,B ,C 错误.因为0<a <b <1,所以b -a∈(0,1),所以lg(b -a )<0,故D 正确.故选ABC.5.(-4,2) (1,18)【解析】因为-1<x <4,2<y <3,所以-3<-y <-2,所以-4<x -y <2.因为-3<3x <12,4<2y <6,所以1<3x +2y <18.【解答】(1)原不等式转化为6x 2+5x -1>0,因为方程6x 2+5x -1=0的解为x 1=16,x 2=-1,所以根据二次函数y =6x 2+5x -1的图象可得原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|x<-1或x>16.(2) 若a =0,原不等式转化为-x +1<0,即x >1. 若a <0,原不等式转化为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x -1a (x -1)>0, 此时对应方程⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x -1a (x -1)=0的两个根为x 1=1a ,x 2=1, 所以原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|x<1a 或x>1.若a >0,原不等式转化为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x -1a (x -1)<0, 此时对应方程⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x -1a (x -1)=0的两个根为x 1=1a ,x 2=1. 当1a=1,即a =1时,原不等式的解集为∅; 当1a >1,即0<a <1时,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|1<x<1a ;当1a <1,即a >1时,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|1a <x<1. 综上所述,当a =0时,原不等式的解集为{x |x >1}; 当a <0时,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|x<1a 或x>1;当0<a <1时,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|1<x<1a ;当a =1时,原不等式的解集为∅; 当a >1时,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|1a <x<1.【解答】 (1) 由不等式x -3x >-2,可得x >2或x <1.由x>2,得x >4;由x<1,得x <1且x ≥0,即0≤x <1.所以不等式的解集为{x |x >4或0≤x <1}.(2)原不等式转化为(x -a )(x -a 2)<0.当a 2>a ,即a >1时,不等式的解集为{x |a <x <a 2};当a 2<a ,即0<a <1时,不等式的解集为{x |a 2<x <a };当a 2=a ,即a =1时,不等式的解集为∅.(1) 【答案】 [0,4] 【解析】当a =0时,原不等式变为1≥0,恒成立,符合题意;当a ≠0时,由ax 2-ax +1≥0恒成立,得⎩⎪⎨⎪⎧a>0,Δ=a2-4a ≤0,解得0<a ≤4.综上,实数a 的取值范围为[0,4].(2) 【答案】 ⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫12,+∞ 【解析】 方法一:当a =0时,原不等式可化为x <0,易知不合题意;当a ≠0时,令f (x )=ax 2-x +a ,要满足题意,需⎩⎪⎨⎪⎧a>0,12a ≤1,f (1)≥0或⎩⎪⎨⎪⎧a>0,12a>1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12a >0,解得a ≥12,所以a 的取值范围是⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫12,+∞. 方法二:ax 2-x +a >0⇔ax 2+a >x ⇔a >x x2+1,因为x ∈(1,+∞)时,x x2+1=1x +1x<12,所以a ≥12. (3) 【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-1+72,1+32 【解析】已知不等式可化为(x 2-1)m +(1-2x )<0.设f (m )=(x 2-1)m +(1-2x ),这是一个关于m 的一次函数(或常数函数),从图象上看,要使f (m )<0在-2≤m ≤2时恒成立,其等价条件是⎩⎨⎧f (2)=2(x 2-1)+(1-2x )<0,f (-2)=-2(x 2-1)+(1-2x )<0,即⎩⎪⎨⎪⎧2x2-2x -1<0,2x2+2x -3>0,解得-1+72<x <1+32,所以实数x 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-1+72,1+32. 【解答】 (1) 因为当x ∈R 时,x 2+ax +3-a ≥0恒成立, 所以Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0, 解得-6≤a ≤2,所以实数a 的取值范围是[-6,2].(2) 由题意,可转化为x 2+ax +3-a ≥0在x ∈[-2,2]上恒成立, 则(x 2+ax +3-a )min ≥0(x ∈[-2,2]). 令g (x )=x 2+ax +3-a ,x ∈[-2,2], 函数图象的对称轴方程为x =-a2.当-a 2<-2,即a >4时,g (x )min =g (-2)=7-3a ≥0,解得a ≤73,舍去;当-2≤-a 2≤2,即-4≤a ≤4时,g (x )min =g⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-a 2=-a24-a +3≥0,解得-6≤a ≤2,所以-4≤a ≤2;当-a2>2,即a <-4时,g (x )min =g (2)=7+a ≥0,解得a ≥-7,所以-7≤a <-4.综上,满足条件的实数a 的取值范围是[-7,2]. (3) 令h (a )=xa +x 2+3.当a ∈[4,6]时,h (a )≥0恒成立, 只需⎩⎪⎨⎪⎧h (4)≥0,h (6)≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x2+4x +3≥0,x2+6x +3≥0,解得x ≤-3-6或x ≥-3+6, 所以实数x 的取值范围是(-∞,-3-6]∪[-3+6,+∞).课堂评价 1.C【解析】 (特值法)取a =-2,b =-1,n =0,逐个检验,可知A ,B ,D 项均不正确;C 项,|b||a|<|b|+1|a|+1⇔|b |(|a |+1)<|a |(|b |+1)⇔|a ||b |+|b |<|a ||b |+|a |⇔|b |<|a |,因为a <b <0,所以|b |<|a |成立,故选C. 2. C3. ABCD 【解析】 关于实数x 的一元二次不等式a (x -a )(x +1)>0,则a ≠0. 当a =-1时,原不等式的解集为∅,故A 正确;当a >0时,原不等式的解集为(-∞,-1)∪(a ,+∞),故D 正确; 当-1<a <0时,原不等式的解集为(-1,a ),故B 正确; 当a <-1时,原不等式的解集为(a ,-1),故C 正确. 4.BCD【解析】对于A ,因为2x 2-x -1=(2x +1)(x -1),所以由2x 2-x -1>0得(2x +1)(x -1)>0,解得x>1或x <-12,所以不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|x>1或x<-12,故A 错误;对于B ,因为-6x 2-x +2≤0,所以6x 2+x -2≥0, 所以(2x -1)(3x +2)≥0,所以x ≥12或x ≤-23,故B 正确;对于C ,由题意可知-7和-1为方程ax 2+8ax +21=0的两个根,所以-7×(-1)=21a,所以a =3,经检验符合题意,故C 正确; 对于D ,依题意知q,1是方程x 2+px -2=0的两个根,则q +1=-p ,即p +q =-1,故D 正确.故选BCD.5.-3【解析】因为函数f (x )=-x 2+ax +b (a ,b∈R )的值域为(-∞,0],所以Δ=0,即a 2+4b =0,所以b =-14a 2.又关于x 的不等式f (x )>c -1的解集为(m -4,m ),所以方程f (x )=c -1的两根分别为m -4,m ,即方程-x 2+ax -14a 2=c -1的两根分别为m -4,m .又方程-x 2+ax -14a 2=c -1的根为x =a2±1-c ,所以两根之差为21-c =m -(m -4)=4,解得c =-3.第5讲 基本不等式链教材·夯基固本 激活思维1. C 【解析】 因为x >0,y >0,所以x +y 2≥xy ,即xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +y 22=81,当且仅当x =y =9时取等号,故(xy )max =81. 2. D【解析】 因为1x +3y =1,所以x +3y =(x +3y )⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1x +3y =10+3y x +3x y ≥10+23y x ·3x y =16,当且仅当3y x =3x y 且1x +3y=1,即x =y =4时取等号,故选D. 3.BD【解析】A 不正确,因为a ,b 不满足同号,故不能用基本不等式;B 正确,因为lg x 和lg y 一定是正实数,故可用基本不等式;C 不正确,因为x 和4x 不是正实数,故不能直接利用基本不等式;D 正确,因为 2x 和2-x 都是正实数,且2x ≠1,2-x ≠1,故2x +2-x >22x ·2-x =2成立,故D 正确.故选BD.4. 5 【解析】 令t =sin x ∈(0,1],由y =t +4t 在(0,1]上单调递减,得y min =1+41=5.5. 1【解析】 因为x <54,所以5-4x >0,则f (x )=4x -2+14x -5=-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫5-4x +15-4x +3≤-2+3=1,当且仅当5-4x =15-4x,即x =1时取等号,故f (x )=4x -2+14x -5的最大值为1.知识聚焦1. (1) a >0,b >02. (1) x =y 2p (2) x =yp24研题型·融会贯通 分类解析【解答】 (1) 当a =0时,xy =x +4y ,两边同除以xy 得1y+4x=1,则x +y =(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1y +4x =x y +4y x +1+4≥2x y ·4y x +5=9,当且仅当xy=4y x,即x =6,y =3时取“=”,即当a =0时,x +y 的最小值为9.(2) 当a =5时,xy =x +4y +5≥24xy +5=4xy +5,即有(xy )2-4xy -5=(xy -5)(xy +1)≥0, 所以xy ≥5,即xy ≥25,当且仅当x =4y ,即x =10,y =52时取“=”,即当a =5时,xy 的最小值为25. 【题组·高频强化】 1.20【解析】 因为log 5x +log 5y =2,所以x 和y 均为正数,由指数和对数的关系可得xy =52=25,所以x +4y ≥2x ·4y=20,当且仅当x =4y ,即x =10且y =52时等号成立,所以x +4y 的最小值是20.2. 45 【解析】 因为5x 2y 2+y 4=1,所以y ≠0且x 2=1-y45y2,所以x 2+y 2=1-y45y2+y 2=15y2+4y25≥215y2·4y25=45,当且仅当15y2=4y25,即x 2=310,y 2=12时取等号,所以x 2+y 2的最小值为45.3. 5+26 【解析】 因为x +y =1,所以x +2xy =x +2(x +y )xy =3x +2y xy =2x +3y=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x +3y (x +y )=2y x +3x y +5≥5+26,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧2y x =3x y ,x +y =1,即⎩⎪⎨⎪⎧x =6-2,y =3-6时取等号.4. 6 【解析】 方法一(换元消元法): 由已知得x +3y =9-xy ,因为x >0,y >0, 所以x +3y ≥23xy ,所以3xy ≤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +3y 22, 当且仅当x =3y ,即x =3,y =1时取等号, 即(x +3y )2+12(x +3y )-108≥0, 令x +3y =t ,则t >0且t 2+12t -108≥0, 得t ≥6,即x +3y 的最小值为6. 方法二(代入消元法):由x +3y +xy =9,x >0,y >0,得x =9-3y1+y ,所以x +3y =9-3y 1+y +3y =9-3y +3y (1+y )1+y =9+3y21+y =3(1+y )2-6(1+y )+121+y =3(1+y )+121+y-6≥23(1+y )·121+y -6=12-6=6, 当且仅当3(1+y )=121+y,即y =1,x =3时取等号,所以x +3y 的最小值为6.5. 94 【解析】 1a +1+4b +1=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1a +1+4b +1·(a +1)+(b +1)4 =14⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1+4+b +1a +1+4(a +1)b +1≥14⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤5+2b +1a +1·4(a +1)b +1=94,当且仅当b +1a +1=4(a +1)b +1,即a =13,b =53时取等号,所以1a +1+4b +1的最小值为94.【答案】 ⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤-∞,174 【解析】 对于正实数x ,y ,由x +y +4=2xy , 得x +y +4=2xy ≤(x +y )22,解得x +y ≥4.不等式x 2+2xy +y 2-ax -ay +1≥0可化为(x +y )2-a (x +y )+1≥0,令t =x +y (t ≥4),则该不等式可化为t 2-at +1≥0,即a ≤t +1t 对于任意的t ≥4恒成立.令u (t )=t +1t(t ≥4),则u ′(t )=1-1t2=t2-1t2>0对于任意的t ≥4恒成立,从而函数u (t )=t +1t(t ≥4)为单调增函数,所以u (t )min =u (4)=4+14=174,所以a ≤174.(1) 【答案】 4【解析】 原不等式变形为k (x -1)+4x -1+k ≥12, 则原问题转化成不等式k (x -1)+4x -1≥12-k 在(1,+∞)上恒成立,所以只需12-k ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤k (x -1)+4x -1min 即可.根据均值定理可知,k (x -1)+4x -1≥2k (x -1)·4x -1=4k ,当且仅当k (x -1)=4x -1时等号成立,所以只需12-k ≤4k 成立,即(k+6)(k -2)≥0,所以k ≥4,即k min =4.(2) 【答案】 (-∞,22]【解析】 因为x >y >0,且xy =1,所以由x 2+y 2≥a (x -y ), 得a ≤x2+y2x -y.又x2+y2x -y=(x -y )2+2xyx -y =x -y +2x -y≥2(x -y )·2x -y=22,所以a ≤22.【解答】 (1) 设休闲区的宽为a m ,则长为ax m , 由a 2x =4 000,得a =2010x.则S (x )=(a +8)(ax +20) =a 2x +(8x +20)a +160=4 000+(8x +20)·2010x+160=8010⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x +5x +4 160(x >1). (2) 由(1)知, S (x )=8010⎝⎛⎭⎪⎪⎫2x +5x +4 160 ≥8010×22x ×5x +4 160=1 600+4 160=5 760, 当且仅当2x =5x,即x =2.5时,等号成立,此时a =40,ax =100.所以要使公园所占面积最小,休闲区A 1B 1C 1D 1应设计为长100 m ,宽40 m.【解答】 (1) 设污水处理池的宽为x m ,则长为162x m ,总造价y =400×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x +2×162x +248×2x +80×162 =1 296x +1 296×100x +12 960=1 296⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +100x +12 960 ≥1 296×2x ×100x+12 960=38 880(元),当且仅当x =100x(x >0),即x =10时取等号,所以当污水处理池的长为16.2 m ,宽为10 m 时总造价最低,最低为38 880元. (2) 由限制条件知⎩⎪⎨⎪⎧0<x ≤16,0<162x ≤16,所以818≤x ≤16.设g (x )=x +100x ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫818≤x ≤16,则g (x )在⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤818,16上是增函数, 所以当x =818时,g (x )有最小值,即f (x )有最小值,即y min =1 296×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫818+80081+12 960=38 882(元). 所以当污水处理池的长为16 m ,宽为818 m 时总造价最低,最低为38 882元.课堂评价 1.BCD【解析】不等式a +b ≥2ab 恒成立的条件是a ≥0,b ≥0,故A 不正确;当a 为负数时,不等式a +1a≤2成立,故B 正确;由基本不等式可知C 正确;2x +1y =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x +1y (x +2y )=4+4y x +x y ≥4+24y x ·x y =8,当且仅当4y x =x y ,即x =12,y =14时取等号,故D 正确. 2. ABD 【解析】 若m ,n >0,m +n =2,则1m +2n =12(m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1m +2n =12⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3+n m +2m n ≥3+222,当且仅当n =2m =4-22时等号成立,A 正确.m +n =2≥2mn ,解得mn ≤1,所以mn 2≤12,(m+n )2=m +n +2mn ≤4,即m +n ≤2,B 正确,C 错误.m 2+n 2≥(m +n )22=2,当且仅当m =n =1时取等号,D 正确.故选ABD.3. (-1,4) 【解析】 由正实数x ,y 满足1x +4y =1,则x +y4=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +y 4⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1x +4y =2+4x y +y 4x≥2+24x y ·y4x=4,当且仅当y =4x =8时取等号,所以x +y 4的最小值为4.由x+y4>m2-3m恒成立,可得m2-3m<4,解得m∈(-1,4).4. 4 【解析】因为a>0,b>0,所以a+b>0,ab=1,所以12a+12b+8a+b=b2ab+a2ab+8a+b=a+b2+8a+b≥2a+b2·8a+b=4,当且仅当a+b=4时取等号,结合ab=1,解得a=2-3,b=2+3或a=2+3,b=2-3时等号成立.5. 2105【解析】因为4x2+y2+xy=1,所以(2x+y)2-3xy=1,即(2x+y)2-32·2xy=1,所以(2x+y)2-32·⎝⎛⎭⎪⎪⎫2x+y22≤1,解得(2x+y)2≤85,即2x+y≤2105。
2022届高考数学一轮复习第1讲集合与常用逻辑用语考点讲义含解析

集合与常用逻辑用语一、集合1、集合:一般地,把一些能够确定的不同的对象看成一个整体,就说这个整体是由这些对象的全体构成的集合(或集),通常用英语大写字母A 、B 、C 、…来表示。
2、元素:构成集合的每个对象叫做这个集合的元素(或成员),通常用英语小写字母a 、b 、c 、…来表示。
注意:在集合中,通常用小写字母表示点(元素),用大写字母表示点(元素)的集合,而在几何中,通常用大写字母表示点(元素),用小写字母表示点的集合,应注意区别。
3、空集的含义:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅。
4、元素与集合的关系:之间只能用“∈”或“∉”符号连接。
(1)属于:如果a 是集合A 的元素,就说a 属于集合A ,记作A a ∈;(2)不属于:如果a 不是集合A 的元素,就说a 不属于集合A ,记作A a ∉。
5、集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性。
(1)对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素,这叫集合元素的确定性。
(2)任何一个给定的集合中,任何两个元素都是不同的对象,相同的对象归入一个集合时,仅算一个元素,这叫集合元素的互异性。
集合中的元素互不相同。
例:集合},1{a A =,则a 不能等于1。
(3)集合中的元素是平等的,没有先后顺序,因此判定两个集合是否一样,仅需比较它们的元素是否一样,不需考查排列顺序是否一样,这叫集合元素的无序性。
例:}2,1,0{有}1,2,0{、}2,0,1{、}0,2,1{、}1,0,2{、}0,1,2{等六种表示方法。
6、集合的分类:(1)有限集:含有有限个元素的集合。
(2)无限集:含有无限个元素的集合。
(3)空集:不含任何元素的集合。
7、常见的特殊集合:(1)正整数集*N 或+N ;(2)非负整数集N (即自然数集,包括零);(3)整数集Z (包括负整数、零和正整数);(4)有理数集Q (包括整数集Z 和分数集→正负有限小数或无限循环小数);(5)实数集R (包括所有的有理数和无理数);注意:①}{整数=Z (√);}{全体整数=Z (×);②},,0|),{(R y R x y x y x ∈∈=⋅表示坐标轴上的点集;③},,0|),{(R y R x y x y x ∈∈>⋅表示第一、三象限的点集;④},,0|),{(R y R x y x y x ∈∈<⋅表示第二、四象限的点集;⑤对方程组解的集合应是点集,例:⎩⎨⎧=-=+1323y x y x 解的集合)}1,2{(;例1-1.判断下列说法是否正确,并说明理由。
2019版高考数学文高分计划一轮高分讲义:第1章集合与

第1章集合与常用逻辑用语1.1集合的概念与运算[知识梳理]1.集合与元素(1)集合中元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系有属于或不属于两种,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法2.集合间的基本关系3.集合的基本运算4.集合的运算性质(1)并集的性质:A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A ⇔B⊆A.(2)交集的性质:A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔A⊆B.(3)补集的性质:A∪(∁U A)=U;A∩(∁U A)=∅;∁U(∁U A)=A;∁U(A ∪B)=(∁U A)∩(∁U B);∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B).(4)若有限集A中有n个元素,则A的子集个数为2n个,非空子集个数为2n-1个,真子集有2n-1个,非空真子集的个数为2n-2个.[诊断自测]1.概念思辨(1)直线y=x+3与y=-2x+6的交点组成的集合是{1,4}.()(2)若集合A={x|y=x2},B={y|y=x2},C={(x,y)|y=x2},则A,B ,C 表示同一个集合.( )(3)设集合A ={0,1},若B ={x |x ⊆A },则A ⊆B .( )(4)设集合A ={x |ax =1},B ={x |x 2=1},若A ⊆B ,则a =1或-1.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× 2.教材衍化(1)(必修A1P 12T 10)若集合P ={x |x ≥5},Q ={x |5≤x ≤7},则P 与Q 的关系是( )A .P =QB .P QC .P QD .P ⊄Q答案 C解析 因为集合P ={x |x ≥5},Q ={x |5≤x ≤7},所以Q P .故选C.(2)(必修A1P 12T 2)已知A ={(x ,y )|4x +y =6},B ={(x ,y )|3x +2y =7},则A ∩B =________.答案 {(1,2)}解析 A ∩B ={(x ,y )|4x +y =6}∩{(x ,y )|3x +2y =7}=⎩⎪⎨⎪⎧(x ,y )⎪⎪⎪⎪ ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫4x +y =6,3x +2y =7={(1,2)}.3.小题热身(1)已知集合A ={x |-3<x <3},B ={x |x (x -4)<0},则A ∪B =( ) A .(0,3) B .(-3,4) C .(0,4) D .(3,4)答案 B解析 集合B =(0,4),故A ∪B =(-3,4).故选B.(2)若集合A =[2,3],B ={x |x 2-5x +6=0},则A ∩B =( ) A .{2,3} B .∅ C .(2,3) D .[2,3] 答案 A解析 因为A ={x |2≤x ≤3},B ={2,3},所以A ∩B ={2,3}.故选A.题型1 集合的基本概念典例1 (2016·四川高考)设集合A ={x |-2≤x ≤2},Z 为整数集,则集合A ∩Z 中元素的个数是( )A .3B .4C .5D .6本题用列举法.答案 C解析 A 中包含的整数元素有-2,-1,0,1,2,共5个,所以A ∩Z 中的元素个数为5.故选C.典例2 (2018·豫北名校联考)设P ,Q 为两个非空实数集合,定义集合P ⊗Q ={z |z =a ÷b ,a ∈P ,b ∈Q },若P ={-1,0,1},Q ={-2,2},则集合P ⊗Q 中元素的个数是( )A .2B .3C .4D .5本题用分类讨论法,根据元素的互异性确定元素个数.答案 B解析 当a =0时,无论b 取何值,z =a ÷b =0; 当a =-1,b =-2时,z =12; 当a =-1,b =2时,z =-12; 当a =1,b =-2时,z =-12; 当a =1,b =2时,z =12.故P ⊗Q =⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,-12,12,该集合中共有3个元素.故选B. 方法技巧解决集合概念问题的一般思路1.研究集合问题时,首先要明确构成集合的元素是什么,即弄清该集合是数集、点集,还是其他集合,然后再看集合的构成元素满足的限制条件是什么,从而准确把握集合的意义.常见的集合的意义如下表:2.利用集合元素的限制条件求参数的值或确定集合中元素的个数时,要注意检验集合是否满足元素的互异性.见典例1,2.3.集合中元素的互异性常常容易忽略,求解问题时要特别注意.分类讨论的思想方法常用于解决集合问题.见典例2.冲关针对训练1.已知集合A ={x |y =x 2+1},B ={y |y =x 2+1},则下列关系正确的是( )A .A ∩B =∅ B .A ∩B =AC .A =BD .A ∩B =B答案 D解析 A =R ,B =[1,+∞),故A ∩B =B .故选D.2.已知a ,b 为两个不相等的实数,集合M ={a 2-4a ,-1},N ={b 2-4b +1,-2},f :x →x 表示把集合M 中的元素x 映射到集合N 中仍为x ,则a +b 等于( )A .1B .2C .3D .4答案 D解析 因为集合M 中的元素x 映射到集合N 中仍为x ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-4a =-2,b 2-4b +1=-1,即⎩⎪⎨⎪⎧a 2-4a +2=0,b 2-4b +2=0,因为a ,b 为两个不相等的实数,则a ,b 为方程x 2-4x +2=0的两根,∴a +b =4.故选D.题型2 集合间的基本关系典例1 (2017·资阳模拟)含有三个实数的集合可表示为⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,b a ,1,也可表示为{a 2,a +b,0},则a 2017+b 2017的值为( )A .0B .±1C .-1D .1利用集合相等分类讨论,根据元素的互异性求解.答案 C解析 三个实数的集合可表示为⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,b a ,1,也可表示为{a 2,a +b,0},可得b =0,a 2=1,因为集合含有三个实数,所以a =-1,∴a 2017+b 2017=-1.故选C.典例2 已知集合A ={x |x <-3或x >7},B ={x |x <2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围是________.本题可结合数轴用数形结合方法.答案 (-∞,-1]解析 由题意知2m -1≤-3,m ≤-1,∴m 的取值范围是(-∞,-1].[条件探究1] 典例2中的B 改为B ={x |m +1≤x ≤2m -1},其余不变,该如何求解?解 当B =∅时,有m +1>2m -1,则m <2;当B ≠∅时,⎩⎪⎨⎪⎧ m +1≤2m -1,2m -1<-3或⎩⎪⎨⎪⎧m +1≤2m -1,m +1>7,解得m >6.综上可知m 的取值范围是(-∞,2)∪(6,+∞). [条件探究2] 典例2中的A 改为A ={x |-3≤x ≤7},B 改为B={x |m +1≤x ≤2m -1},又该如何求解?解 当B =∅时,满足B ⊆A ,此时有m +1>2m -1, 即m <2;当B ≠∅,要使B ⊆A ,则有 ⎩⎪⎨⎪⎧m +1≥-3,2m -1≤7,m ≥2,解得2≤m ≤4.综上可知m 的取值范围是(-∞,4].方法技巧1.集合相等的问题求解思路首先分析已知元素与另一个集合中的哪个元素相等,一般要分类讨论,列出方程(组)求解,最后要验证是否满足互异性.例如典例1.2.已知两个集合间的关系求参数时的关键点及注意点 (1)关键点:将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系.(2)注意点:①利用数轴、Venn 图帮助分析及对参数进行讨论;②注意区间端点的取舍.例如典例2.提醒:空集是任何集合的子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑空集的情况,否则会造成漏解.冲关针对训练1.已知集合A ={x |x 2-2x >0},B ={x |-5<x <5},则( ) A .A ∩B =∅ B .A ∪B =R C .B ⊆A D .A ⊆B答案 B解析 易得A ={x |x >2或x <0},又B ={x |-5<x <5},利用数轴表示A 与B (略),易知A ∩B ={x |-5<x <0或2<x <5},A 项错误;A ∪B =R ,B 项正确;A 与B 没有包含关系,C 项与D 项均错误.故选B.2.(2017·河北校级期中)已知集合A ={2,3},B ={x |mx -6=0},若B ⊆A ,则实数m =( )A .3B .2C .2或3D .0或2或3答案 D解析 因为B ⊆A ,所以根据B 是否为空集分以下两种情况: ①当B =∅时,mx -6=0无解,即m =0,②当B ≠∅时,mx -6=0的解为2或3,则m 的值分别为3,2.故选D.题型3 集合的基本运算角度1 求交集典例 (2016·全国卷Ⅰ)设集合A ={x |x 2-4x +3<0},B ={x |2x -3>0},则A ∩B =( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-3,-32B.⎝⎛⎭⎪⎫-3,32C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3 本题用转化法,数形结合法.答案 D解析 易知A =(1,3),B =⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞,∴A ∩B =⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3.故选D.角度2 求并集典例(2018·浙江模拟)已知集合P ={x |-1<x <1},Q ={x |0<x <2},那么P ∪Q =( )A .(-1,2)B .(0,1)C .(-1,0)D .(1,2)本题用数形结合法.答案 A解析∵P={x|-1<x<1},Q={x|0<x<2},∴P∪Q={x|-1<x<2}.故选A.角度3交、并、补的综合运算典例(2018·广东七校联考)已知全集U=R,集合A={x|x2-2x>0},B={x|y=lg (x-1)},则(∁U A)∩B=()A.{x|x>2或x<0} B.{x|1<x<2}C.{x|1<x≤2} D.{x|1≤x≤2}本题用转化法、数形结合法.答案 C解析解不等式x2-2x>0,即x(x-2)>0,得x<0或x>2,故A ={x|x<0或x>2}.集合B是函数y=lg (x-1)的定义域,由x-1>0,解得x>1,所以B={x|x>1}.易知∁U A={x|0≤x≤2},所以(∁U A)∩B ={x|0≤x≤2}∩{x|x>1}={x|1<x≤2}.故选C.角度4知集合的运算结果求参数典例(2017·全国卷Ⅱ)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0}.若A∩B={1},则B=()A.{1,-3} B.{1,0}C.{1,3} D.{1,5}答案 C解析∵A∩B={1},∴1∈B.∴1-4+m=0,即m=3.∴B={x|x2-4x+3=0}={1,3}.故选C.方法技巧1.集合的基本运算的求解策略(1)求解思路一般是先化简集合,再根据交、并、补的定义求解.例如角度1典例.(2)求解原则一般是先算括号里面的,再按运算顺序求解.(3)求解思想一般是注重数形结合思想的运用,利用数轴、Venn 图等.例如角度2,3典例,冲关针对训练3.2.参数求解策略一般来讲,若集合中的元素是离散的,则用Venn 图表示,根据画出的Venn 图得到关于参数的一个或多个方程,求出参数后要验证是否与集合元素的互异性矛盾;若集合中的元素是连续的,则用数轴表示,根据数轴得到关于参数的不等式,解之得到参数的范围,此时要注意端点的情况.见角度4典例,冲关针对训练2.冲关针对训练1.(2017·天津高考)设集合A ={1,2,6},B ={2,4},C ={x ∈R |-1≤x ≤5},则(A ∪B )∩C =( )A .{2}B .{1,2,4}C .{1,2,4,6}D .{x ∈R |-1≤x ≤5}答案 B解析 A ∪B ={1,2,4,6}.又C ={x ∈R |-1≤x ≤5},则(A ∪B )∩C ={1,2,4}. 故选B.2.(2017·合肥质检二)已知集合A =[1,+∞),B ={x ∈R ⎪⎪⎪⎭⎬⎫12a ≤x ≤2a -1,若A ∩B ≠∅,则实数a 的取值范围是( ) A .[1,+∞)B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞ D .(1,+∞)答案 A 解析因为A ∩B ≠∅,所以⎩⎨⎧2a -1≥1,2a -1≥12a ,解得a ≥1,故选A.3.(2017·唐山二模)已知全集U =R ,集合A ={1,2,3,4,5},B ={x ∈R |x ≥3},图中阴影部分所表示的集合为( )A .{1,2}B .{4,5}C .{1,2,3}D .{3,4,5}答案 A解析 图中阴影部分表示的集合中的元素是在集合A 中,但不在集合B 中,由韦恩图可知阴影部分表示的集合为(∁U B )∩A ,又A ={1,2,3,4,5},B ={x ∈R |x ≥3},∵∁U B ={x |x <3},∴(∁U B )∩A ={1,2}, 则图中阴影部分表示的集合是{1,2}.故选A. 题型4 集合中的创新问题典例 已知数集A ={a 1,a 2,…,a n }(1≤a 1<a 2<…<a n ,n ≥2)具有性质P :对任意的i ,j (1≤i ≤j ≤n ),a i a j 与a ja i 两数中至少有一个属于A ,则称集合A 为“权集”,则( )A .{1,3,4}为“权集”B .{1,2,3,6}为“权集”C .“权集”中元素可以有0D .“权集”中一定有元素1 本题用排除法.答案 B解析 由于3×4与43均不属于数集{1,3,4},故A 不正确;由于1×2,1×3,1×6,2×3,62,63,11,22,33,66都属于数集{1,2,3,6},故B 正确;由“权集”的定义可知a ja i 需有意义,故不能有0,同时不一定有1,C ,D 错误.故选B.方法技巧解决集合新定义问题的常用方法1.紧扣新定义.首先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,并能够应用到具体的解题过程之中,这是破解新定义型集合问题的关键所在.2.用好集合的性质.集合的性质(概念、元素的性质、运算性质等)是破解新定义型集合问题的基础,也是突破口,在解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些因素.3.对于选择题,可结合选项,通过验证、排除、对比、特值法等进行求解或排除错误选项,当不满足新定义的要求时,只需通过举反例来说明,以达到快速判断结果的目的.冲关针对训练(2017·杭州模拟)已知集合S={0,1,2,3,4,5},A是S的一个子集,当x∈A时,若有x-1∉A,且x+1∉A,则称x为A的一个“孤立元素”,那么S中无“孤立元素”的非空子集的个数为() A.16 B.17C.18 D.20答案 D解析∵当x∈A时,若有x-1∉A,且x+1∉A,则称x为A的一个“孤立元素”,∴单元素集合都含“孤立元素”.S中无“孤立元素”的2个元素的子集为{0,1},{1,2},{2,3},{3,4},{4,5},共5个,S中无“孤立元素”的3个元素的子集为{0,1,2},{1,2,3},{2,3,4},{3,4,5},共4个,S中无“孤立元素”的4个元素的子集为{0,1,2,3},{0,1,3,4},{0,1,4,5},{1,2,3,4},{1,2,4,5},{2,3,4,5},共6个,S中无“孤立元素”的5个元素的子集为{0,1,2,3,4},{1,2,3,4,5},{0,1,2,4,5},{0,1,3,4,5},共4个,S中无“孤立元素”的6个元素的子集为{0,1,2,3,4,5},共1个,故S中无“孤立元素”的非空子集有20个.故选D.1.(2017·全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x <2},B ={x |3-2x >0},则( )A .A ∩B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <32B .A ∩B =∅C .A ∪B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ x <32D .A ∪B =R答案 A解析 由3-2x >0得x <32,则B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ x <32,所以A ∩B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <32.故选A.2.(2017·全国卷Ⅲ)已知集合A ={(x ,y )│x 2+y 2=1},B ={(x ,y )│y =x },则A ∩B 中元素的个数为( )A .3B .2C .1D .0答案 B解析 集合A 表示以原点O 为圆心,半径为1的圆上的所有点的集合,集合B 表示直线y =x 上的所有点的集合.由图形可知,直线与圆有两个交点, 所以A ∩B 中元素的个数为2.故选B.3.(2018·武昌调研)设A ,B 是两个非空集合,定义集合A -B ={x |x ∈A ,且x ∉B }.若A ={x ∈N |0≤x ≤5},B ={x |x 2-7x +10<0},则A -B =( )A .{0,1}B .{1,2}C .{0,1,2}D .{0,1,2,5} 答案 D解析 A ={0,1,2,3,4,5},B ={x |2<x <5},∴A -B ={0,1,2,5}.故选D.4.(2018·湖北四校联考)已知集合A ={x ∈N |πx <16},B ={x |x 2-5x +4<0},则A ∩(∁R B )的真子集的个数为( )A .1B .3C .4D .7答案 B解析 因为A ={x ∈N |πx <16}={0,1,2},B ={x |x 2-5x +4<0}={x |1<x <4},故∁R B ={x |x ≤1或x ≥4},故A ∩(∁R B )={0,1},故A ∩(∁R B )的真子集的个数为3.故选B.[基础送分 提速狂刷练]一、选择题1.(2017·山西八校联考)已知集合A ={x |x 2-2x -3≤0},B ={x |0<x ≤4},则A ∪B =( )A .[-1,4]B .(0,3]C .(-1,0]∪(1,4]D .[-1,0]∪(1,4]答案 A解析 A ={x |x 2-2x -3≤0}={x |-1≤x ≤3},故A ∪B =[-1,4].故选A.2.(2018·石家庄质检)设集合A ={x |(x +1)(x -3)<0},B ={x |2<x <4},则A ∩B =( )A .{x |-1<x <3}B .{x |-1<x <4}C .{x |1<x <2}D .{x |2<x <3} 答案 D解析 因为A ={x |(x +1)(x -3)<0}={x |-1<x <3},所以A ∩B ={x |2<x <3}.故选D.3.已知集合M ={-1,0,1},N ={y ⎪⎪⎪⎭⎬⎫y =1+sin πx 2,x ∈M ,则集合M ∩N 的真子集的个数是( )A .4B .3C .2D .1答案 B解析因为N={0,1,2},所以M∩N={0,1},其真子集的个数是3.故选B.4.(2018·济南质检)已知集合A={x|x(x-1)<0},B={x|e x>1},则(∁R A)∩B=()A.[1,+∞) B.(0,+∞)C.(0,1) D.[0,1]答案 A解析依题意得,A={x|0<x<1},则∁R A={x|x≤0或x≥1},B={x|x>0},故(∁R A)∩B={x|x≥1}=[1,+∞).故选A.5.若集合M={x||x|≤1},N={y|y=x2,|x|≤1},则()A.M=N B.M⊆NC.N⊆M D.M∩N=∅答案 C解析M={x||x|≤1}=[-1,1],N={y|y=x2,|x|≤1}=[0,1],所以N⊆M.故选C.6.(2017·山西模拟)设全集U=R,集合A={x∈N|x2<6x},B={x∈N|3<x<8},则如图阴影部分表示的集合是()A.{1,2,3,4,5}B.{1,2,3,6,7}C.{3,4}D.{4,5,6,7}答案 B解析∵A={x∈N|x2<6x}={x∈N|0<x<6}={1,2,3,4,5},B={x ∈N|3<x<8}={4,5,6,7},∴A ∪B ={1,2,3,4,5,6,7},A ∩B ={4,5},∴图中阴影部分表示的集合是{1,2,3,6,7}.故选B.7.(2018·中山模拟)已知集合A =x | y =-x 2-x +2ln x ,B ={y ⎪⎪⎪⎭⎬⎫y =12x 2-x +12,则A ∩B =( ) A .(0,1] B .(0,1) C .(-∞,0] D .[0,1]答案 B解析 由y =-x 2-x +2ln x 得⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-x +2≥0,x >0且x ≠1,解得0<x <1,即A =(0,1).由y =12x 2-x +12=12(x -1)2≥0,得B =[0,+∞),故A ∩B =(0,1).故选B.8.(2017·湖南长沙模拟)已知集合A ={1,2,3},B ={x |x 2-3x +a =0,a ∈A },若A ∩B ≠∅,则a 的值为( )A .1B .2C .3D .1或2答案 B解析 当a =1时,B 中元素均为无理数,A ∩B =∅; 当a =2时,B ={1,2},A ∩B ={1,2}≠∅; 当a =3时,B =∅,则A ∩B =∅, 所以a 的值为2.故选B.9.(2018·江西九江七校联考)设A 是自然数集的一个非空子集,对于k ∈A ,如果k 2∉A ,且k ∉A ,那么k 是A 的一个“酷元”,给定S ={x ∈N |y =lg (36-x 2)},设M ⊆S ,集合M 中有两个元素,且这两个元素都是M 的“酷元”,那么这样的集合M 有( )A .3个B .4个C .5个D .6个 答案 C解析 由36-x 2>0可解得-6<x <6,又x ∈N ,故x 可取0,1,2,3,4,5,故S ={0,1,2,3,4,5}.由题意可知:集合M 不能含有0,1,且不能同时含有2,4.故集合M 可以是{2,3},{2,5},{3,5},{3,4},{4,5}.故选C.10.(2018·豫北名校联考)设集合A ={x |x 2+2x -3>0},集合B ={x |x 2-2ax -1≤0,a >0},若A ∩B 中恰含有一个整数,则实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34 B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,43C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,+∞ D .(1,+∞)答案 B解析 A ={x |x 2+2x -3>0}={x |x >1或x <-3},设函数f (x )=x 2-2ax -1,因为函数f (x )=x 2-2ax -1图象的对称轴为x =a (a >0),f (0)=-1<0,根据对称性可知若A ∩B 中恰有一个整数,则这个整数为2,所以有⎩⎪⎨⎪⎧ f (2)≤0,f (3)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧4-4a -1≤0,9-6a -1>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧a ≥34,a <43,即34≤a <43.故选B.二、填空题11.(2017·南昌模拟)已知集合M ={x |x 2-4x <0},N ={x |m <x <5},若M ∩N ={x |3<x <n },则m +n 等于________.答案 7解析 由x 2-4x <0得0<x <4,所以M ={x |0<x <4}.又因为N ={x |m <x <5},M ∩N ={x |3<x <n },所以m =3,n =4,故m +n =7.12.(2017·洛阳模拟)已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪y =log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,B ={x |x <2m -1},且A ⊆(∁R B ),则m 的最大值是________.答案 34解析 依题意,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ y =log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12=⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x >12,∁R B ={x |x ≥2m -1},又A ⊆(∁R B ),所以2m -1≤12,解得m ≤34.故m 的最大值为34.13.已知集合{1,2,3,4,5}的非空子集A 具有性质P :当a ∈A 时,必有6-a ∈A .则具有性质P 的集合A 的个数是________.答案 7解析 由条件可知,有1必有5;有2必有4;3可单独也可与1,5或2,4在一起.满足题意的子集有{3}、{1,5}、{2,4}、{3,1,5}、{3,2,4}、{1,5,2,4}、{3,1,5,2,4},共7个.14.已知集合A ={a ,b,2},B ={2,b 2,2a },且A ∩B =A ∪B ,则a =________.答案 0或14解析 由于A ={2,a ,b },B ={2a,2,b 2},因A ∩B =A ∪B ,故A =B ,因此A ,B 中的元素对应相等,得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2a ,b =b 2或⎩⎪⎨⎪⎧ a =b 2,b =2a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =0,b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b =0或⎩⎪⎨⎪⎧a =14,b =12.由集合中元素的互异性,得⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =14,b =12.所以a 的值为0或14. 三、解答题15.(2018·运城模拟)设集合A ={x |x 2+4x =0,x ∈R },B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,x ∈R }.若B ⊆A ,求实数a 的取值范围.解 A ={x |x 2+4x =0,x ∈R }={-4,0}. ∵B ⊆A ,∴B =A 或B A .①当A =B ,即B ={-4,0}时,则-4和0是方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0的两根,代入解得a =1.②当B A 时,分两种情况:若B =∅,则Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)<0, 解得a <-1;若B ≠∅,则方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0有两个相等的实数根. ∴Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)=0,解得a =-1,此时B ={0},满足条件.综上所述,所求实数a 的取值范围为{a |a =1或a ≤-1}.16.(2018·合肥模拟)设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪132≤2-x≤4,B ={x |x 2-3mx +2m 2-m -1<0}.(1)当x ∈Z 时,求A 的非空真子集的个数; (2)若A ⊇B ,求实数m 的取值范围. 解 化简得集合A ={x |-2≤x ≤5}, 集合B ={x |(x -m +1)(x -2m -1)<0}.(1)∵x ∈Z ,∴A ={-2,-1,0,1,2,3,4,5},即A 中含有8个元素,∴A 的非空真子集个数为28-2=254.(2)①m =-2时,B =∅⊆A ;②当m <-2时,(2m +1)-(m -1)=2+m <0, 所以B =(2m +1,m -1),因此,要B ⊆A ,则只要⎩⎪⎨⎪⎧2m +1≥-2,m -1≤5⇒-32≤m ≤6,所以m 的值不存在; ③当m >-2时,B =(m -1,2m +1),因此,要B ⊆A ,则只要⎩⎪⎨⎪⎧m -1≥-2,2m +1≤5⇒-1≤m ≤2. 综上所述,m 的取值范围是{m |m =-2或-1≤m ≤2}.。
高考数学一轮复习 第一章 集合与常用逻辑用语 第1课

第1课集合的概念及运算1.集合的含义与表示①集合中元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.②集合中元素与集合的关系意义符号表示a属于集合A a是集合A的元素a∈Aa不属于集合A a不是集合A的元素a∉A③集合的表示法:列举法、描述法、韦恩图.④常用数集的表示集合自然数集正整数集整数集有理数集实数集表示N N*Z Q R2.集合间的基本关系①子集:若对∀x∈A,都有x∈B,则A⊆B.②真子集:若A⊆B,但∃x∈B,且x∉A,则AÜB.③相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.④空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3.集合的基本运算4.集合A元素的个数为n则n-.①A的子集个数为2n.②A的真子集个数为215. 集合的运算及性质A B A A B =⇔⊆I ,A B A B A =⇔⊆U .【例1】(2013延庆一模)已知集合{A =,{1,}B m =,A B A =U ,则m =( )A .0或.0或3 C .1.1或3【答案】B【解析】∵A B A =Y ,∴A B ⊆,∴3=m 或m m =.若3=m ,则}3,1{},3,3,1{==B A ,满足A B A =Y . 若m m =,解得0=m 或1=m .若0=m ,则{1,3,0},{1,0}A B ==,满足A B A =Y .若1=m ,}1,1{},1,3,1{==B A 显然不成立,综上:0=m 或3=m .【变式】(2014黑龙江质检)设集合223|144x y A x ⎧⎫=+=⎨⎬⎩⎭,2{}B y y x ==,则A B =I ( )A .[2,2]-B .[0,2]C .[0,4]D .[0,8]【答案】B 【解析】∵2223|1|1444x y x A x x ⎧⎫⎧⎫=+==≤⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭{}{}2|4|22[2,2]x x x x =≤=-≤≤=- 2{}{0}[0,)B y y x y y ===≥=+∞,∴[0,2]A B =I .【例2】(2013惠州调研)已知集合{1,1}A =-,{10}B x ax =+=,若B A ⊆,则实数a 的所有可能取值的集合为( )A .{1}-B .{1}C .{1,1}-D .{1,0,1}-【答案】D【解析】(1)若0a =时,得B =∅,满足B A ⊆;(2)若0a ≠时,得1B a ⎧⎫=-⎨⎬⎭⎩.B A ⊆,∴11a -=-或11a -=,解得1a =,或1a =-. 故所求实数a 的值为0,或1,或1-.【变式】已知集合A ={|25}x x -<≤,}121|{-≤≤+=m x m x B 且A B A =U ,则实数m 的取值范围是( )A .[2,3]B .(2,3]C .(,3]-∞D .(2,)+∞【答案】C【解析】 ∵ A B A =U ,∴ B A ⊆.(1)当B =∅时,则121m m +>-,解得2m <.(2)当B ≠∅时,则12121512m m m m +≤-⎧⎪-≤ ⎨⎪+>-⎩,解得23m ≤≤. ∴实数m 的取值范围是3m ≤.【例3】(2013揭阳一模)已知集合2{|log (1)}A x y x ==+,集合1{|(),0}2x B y y x ==>,则A B =I ( )A .(1,)+∞B .(1,1)-C .(0,)+∞D .(0,1)【答案】D【解析】∵{|1}(1,)A x x =>-=-+∞, {|01}(0,1)B y y =<<=,∴(0,1)A B =I .【变式】(2013山东高考)已知集合A 、B 均为全集{1,2,3,4}U =的子集,且U (){4}A A B =U ð,{1,2}B =,则U ()A B =I ð( )A .{3}B .{4}C .{3,4}D .∅【答案】A【解析】∵U (){4}A B =U ð,∴4A ∉且4B ∉,∵{1,2}B =,∴3B ∉,3A ∈,∴{3}A =,或{1,3}A =,或{2,3}A =,或{1,2,3}A =,∴U {3,4}B =ð,U ()A B =I ð{3}.【例4】(2013珠海一模)设U 为全集,对集合X Y 、,定义运算“⊕”,满足U ()X Y X Y ⊕=U ð,则对于任意集合X Y Z 、、,()X Y Z ⊕⊕=( )A .U ()()X Y Z U U ðB .U ()()X Y Z I U ðC .U U [()()]X Y Z U I 痧D .U U ()()X Y Z U U 痧【答案】D【解析】()[()]()()U U U X Y Z X Y Z X Y Z ⊕⊕=⊕=U U U 痧?.【变式】设P 、Q 为两个非空实数集合,定义集合{,}P Q a b a P b Q +=+∈∈,若{0,2,5}P =,{1,2,6}Q =,则P Q +中元素的个数为( )A .9B .8C .7D .6 【答案】B 【解析】∵{,}P Q a b a P b Q +=+∈∈,{0,2,5}P =,{1,2,6}Q =,∴当0a =时,a b +的值为1,2,6;当2a =时,a b +的值为3,4,8;当5a =时,a b +的值为6,7,11,∴{1,2,3,4,6,7,8,11}P Q +=,∴P Q +中有8个元素.第1课 集合的概念及运算的课后作业1.(2013福建高考)若集合}4,3,1{},3,2,1{==B A ,则B A I 的子集个数为( )A .2B .3C .4D .16【答案】C【解析】∵{1,3}A B =I ,∴A B I 的子集为,{1},{3},{1,3}∅.2.(2014惠州调研)已知集合{1,2,3}M =,{14}N x Z x =∈<<,则( )A .N M ⊆B .N M =C .}3,2{=N M ID .)4,1(=N M Y【答案】C 【解析】{14}{2,3}N x Z x =∈<<=,故{2,3}M N =I .3.(2013全国高考)设集合{}{}1,2,3,4,5,A B =={}|,,,M x x a b a A b B ==+∈∈则M 中的元素个数为( )A .3B .4C .5D .6【答案】B【解析】{5,6,7,8}M =,M 有4个元素.4.(2014中山质检)设全集{}1,2,3,4,5,6,7,8U =,集合{1,2,3,5}A =,{2,4,6}B =,则图中的阴影部分表示的集合为( )A .{}2B .{}4,6C .{}1,3,5D .{}4,6,7,8【答案】B 【解析】阴影部分表示U ()A B I ð,故选B .5.(2013·惠州一模)若集合2450{|}A x x x =--= ,21{|}B x x == ,则A∩B=( )A .-1B .{-1}C .{-1,5}D .{1,-1}【答案】B【解析】由集合A 中的方程2450x x --=,解得:5x = 或1x =-,所以集合,5{}1A =- ,由集合B 中的方程21x =,解得:1x = 或1x =-,所以集合,1{}1B =- ,则1{}A B =-I .故选B.6. (2013·新课标全国卷Ⅰ)已知集合{}1,2,3,4A = ,2{|}B x x n n A ==∈,,则A B =I ( )A .{1,4}B .{2,3}C .{9,16}D .{1,2}【答案】A【解析】因为2x n n A =∈,,所以1,4,9,16x = .所以{}1,4,9,16B = . 所以{}1,4A B =I ,故选A.7.(2013·梅州二模)已知集合2{}3,A a = ,集合1{}0,,B b a =-,且A∩B={1},则A∪B=( )A .{0,1,3}B .{1,2,4}C .{0,1,2,3}D .{0,1,2,3,4}【答案】C【解析】因为2{}3,A a =,集合1{}0,,B b a =- ,且A∩B={1},所以21a =,解得:1a = 或1a =- ,当1a = 时,1110a -=-= ,不合题意,舍去;当1a =- 时,(1112)a ---== ,此时1b =,所以{}3,1A = ,集合{}0,1,2B = ,则{}0,1,2,3A B U = .故选C.8.若全集U R = ,集合{|}{|}10A x x x x =≥≤U ,则U A =ð ________.【答案】{x|0<x<1}9.(2012·上海卷)若集合1{}0|2A x x =-> ,{|1}B x x =< ,则A∩B=________.【答案】⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ 12<x <1 【解析】解得集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x >12,集合B ={x|-1<x <1},求得A∩B=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ 12<x <1. 10.(2013·河南调研)设全集22,3{,23}I a a +-= ,{|21|}A a =,+ ,{}I 5A =ð,|2{}M x x log a == ,则集合M 的所有子集是________________.【答案】∅ 、{1}、{2}、{1,2}【解析】因为I ()I A A =U ð,所以2{}{2,3,232,5,|1|}a a a +-=+,所以|a +1|=3,且2235a a +-= ,解得4a =- 或2a = .所以{}22,241|2|,{}M log log -== . 11.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ 6x +1≥1,x∈R ,220{|}B x x x m =--< ,若{|}14A B x x -=<<I ,求实数m 的值.【解析】由6x +1>1,得x -5x +1≤0,所以-1<x≤5,即A ={x|-1<x≤5}, 又A∩B={x|-1<x <4},所以4是方程220x x m --= 的根,于是24240m -⨯-=,解得m =8.此时24{|}B x x =<<- ,符合题意,故实数m 的值为8.12.设全集I R =,已知集合2{|()}30M x x =+≤ ,2}6{|0N x x x =+-= .(1)求I ()M N I ð;(2)记集合I ()A M N =I ð,已知集合{|}15,B x a x a a R =-≤≤-∈,若B∪A=A , 求实数a 的取值范围.【解析】(1)∵2{|()30}{3}M x x =+=-≤ ,26{|}{32}0,N x x x =+-==-, ∴I |}3{M x x R x =∈≠-且ð ,{}I ()2M N ∴=I ð .(2){}I 2()A M N =I =ð ,∵A B A U =,B A ∴⊆ ,∴B =∅ 或{}2B = ,当B =∅时,15a a ->- ,∴3a > ;当{}2B =时,1252a a -=⎧⎨-=⎩,解得3a =从而3a ≥,综上所述,所求a 的取值范围为[3,)+∞.。
01第一章 集合与常用逻辑用语(解析版)

第一章 集合与常用逻辑用语答案高频考点高频考点一:集合的含义与表示1.【答案】D【详解】由于集合M 是由1,2,3三个元素构成,所以{}1,2,3M =.故选:D2.【答案】C【详解】{}24[2,2]A x x =≤=-,{}*1B x x N x A =∈-∈且, {1,2,3}B ∴=,故选:C3.【答案】C【详解】解:因为*6,3Z x N x ∈∈-,可得1,2,4,5,6,9x =; 所以66,3,2,1,3,63x∈-----. 故选:C高频考点二:集合间的基本关系1.【答案】B【详解】集合{|33}{0,1}A x N x=∈-=.对于:1A A -∈不对.对于:0B A ∈对;对于:3C A ∈不对;对于:2D A ∈不对.故选:B .2.【答案】A【详解】解:由题意得:{}{}13,0,1,2A x x x N =-<<∈=, 其真子集有:∅,{}0,{}1,{}2,{}0,1,{}0,2,{}1,2,共7个.故选:A .3.【答案】D【详解】解:因为{}3,4M =且M N ,所以3N ∈,且4N ∈,又()(){}30,N xx x a a =-+=∈R ∣,所以3x =和4x =为方程()()30x x a -+=的两个实数根,所以4a =-;故选:D高频考点三:集合的基本运算1.【答案】C【详解】由子集定义,可知B A ⊆.故选:C2.A.3.C4.【答案】A【详解】A B ⋃={}1,0,1,3-.故选:A.5.【答案】A【详解】由{}{}1,2,1,3A B ==得,A B ={}1.故选:A.6.【答案】B【详解】因为{}{}0,1,2,0,2,3A B ==,阴影部分表示的集合为(){}3U C A B =,故选:B7.【答案】(1){}|25=-≤≤A B x x ;(){}|20R A B x x =-≤<(2)1|4,12m m m ⎧⎫<--≤≤-⎨⎬⎩⎭或 (1)选条件①:(1)当1m =时,{}|05A x x =≤≤,{}2B x x =|-2≤≤{}|25A B x x ∴=-≤≤{}|0,5R A x x x =<>或(){}|20R A B x x ∴⋂=-≤<选条件②:此时集合{}2B x x =|-2≤≤与①相同,其余答案与①一致;(2)若A B A =,则A B ⊆当A =∅时,123m m ->+,解得4m <-当A ≠∅时,21123232m m m m -≤-⎧⎪-≤+⎨⎪+≤⎩,即1412m m m ⎧⎪≥-⎪≥-⎨⎪⎪≤-⎩,解得112m -≤≤-综上,实数m 的取值范围为1|412m m m ⎧⎫<--≤≤-⎨⎬⎩⎭或 高频考点高频考点一:充分条件与必要条件1.【答案】D【详解】A 选项,命题“存在R x ∈,20x +≤”的否命题是:“不存在R x ∈,20x +>”,所以A 选项错误.B 选项,()()260561x x x x --=+=-,1x =-或6x =,所以“1x =-”是“2560x x --=”的充分不必要条件,B 选项错误.C 选项,命题“存在R x ∈,使得210x x +-<”的否定是:“任意R x ∈,均有210x x +-≥”,所以C 选项错误.D 选项,命题“若sin sin x y ≠,则x y ≠”的逆否命题为:“若x y =,则sin sin x y =”,这是一个真命题,所以原命题也是真命题,所以D 选项正确.故选:D2.【答案】A【详解】解:“0<x<2”成立时,“2x <”一定成立,所以“0<x<2”成立是“2x <”成立的充分条件;“2x <”成立时,“0<x<2”不一定成立,所以“0<x<2”成立是“2x <”成立的非必要条件.所以“0<x <2”成立是“2x <”成立的充分不必要条件.故选:A3.【答案】B【详解】解:因为R x ∈,故由4x >可得4x >或4x <-,由4x >,可得4x >,故“4x >”是“4x >”必要不充分条件.故选:B.4.【答案】B【详解】因为q 是p 的必要而不充分条件所以(){|24}{|(2)0}x x x x x a -++<<⊂<,所以4a ->,即(4)a ∈∞-,-,答案选B .5.【答案】(1){|03}A B x x ⋃=≤≤(2)1[,)2+∞ (1)当1a =时,集合{|12}A x x =≤≤,因为{|03}B x x =≤≤,所以{|03}A B x x ⋃=≤≤;(2)若选择①,则由A ∪B =B ,得A B ⊆.当A =∅时,即211a a ->+,解得2a >,此时A B ⊆,符合题意;当A ≠∅时,即211a a -≤+,解得2a ≤,所以21013a a -≥⎧⎨+≤⎩,解得:122a ≤≤; 所以实数a 的取值范围是1[,)2+∞. 若选择②,则由“x A ∈“是“x B ∈”的充分不必要条件,得A ⫋B .当A =∅时,211a a ->+,解得2a >,此时A ⫋B ,符合题意;当A ≠∅时,211a a -≤+,解得2a ≤,所以21013a a -≥⎧⎨+≤⎩且等号不同时取,解得122a ≤≤; 所以实数a 的取值范围是1[,)2+∞. 高频考点二:全称量词与存在量词1.【答案】B【详解】全称命题的否定是特称命题,命题:“()1,x ∀∈+∞,210x ->”的否定是:()1,x ∃∈+∞,210x -≤.故选:B2.【答案】D【详解】命题p 为全称命题,该命题的否定为:p x ⌝∃∈R ,ln 10x x -+≥,故选:D.3.【答案】C【详解】因为特称命题的否定是全称命题,所以p 的否定是:0,20x x e x ∀>+-≤.故选:C4.【答案】(]-,0∞【详解】因为若对[]12,4x ∀∈,[]28,16x ∃∈,使得12()()f x g x ≥,所以min 1min 2()()f x g x ≥,因为2()23=-+f x x x 的对称轴为1x =,[]2,4x ∈所以min ()(2)f x f =,因为2()log g x x m =+,[]8,16x ∈,所以min ()(8)g x g =所以(2)(8)f g ≥,即33m ≥+所以0m ≤5.【答案】()2,-+∞【详解】因为()2f x x x a =++,所以()()()4f f x a af x +>可化为:()()()()()24f x a f x a a af x ++++>,整理得:()()()2222f x a f x a af x +++>,将()2f x x x a =++代入上式整理得:()()2223x x x x a +++>-, 令2t x x =+,[]1,1x ∈-,则1,24t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,不等式()()2223x x x x a +++>-可化为: 23t t a +>-,1,24t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦, 所以存在实数[]1,1x ∈-,使得()()()4f f x a af x +>成立可转化成:存在1,24t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,使得23t t a +>-成立, 由函数2y t t =+,1,24t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦可得:22226t t +≤+=, 所以63a >-,解得:2a >-.1.3集合与常用逻辑用语实战一、单选题1.【答案】C【详解】上课迟到的学生属于确定的互异的对象,所以能构成集合;小于π的正整数分别为1,2,3,所以能够组成集合;2022年高考数学试卷上的难题界定不明确,所以不能构成集合;任意给一个数都能判断是否为有理数,所以能构成集合.故选:C.2.【答案】C【详解】解:由N 表示自然数集,知0∈N ,故A 正确;由Q 表示有理数集,知12∈Q ,故B 正确; 由R 表示实数集,知2∈R ,故C 错;由Z 表示整数集,知1-∈Z ,故D 正确.故选:C3.【答案】B【详解】对于①:是集合与集合的关系,应该是{}{}00,1,2⊆,∴①不对;对于②:空集是任何集合的子集,{}1,2∅⊆,∴②对;对于③:∅是一个集合,是集合与集合的关系,{}0∅⊆,∴③不对;对于④:根据集合的无序性可知{}{}0,1,22,0,1=,∴④对;对于⑤:∅是空集,表示没有任何元素,应该是0∉∅,∴⑤不对;正确的是:②④.故选:B .4.【答案】C【详解】全称命题的否定为特称命题,∴“[]1,2x ∀∈,2320x x -+≤”的否定为“[]01,2x ∃∈,200320x x -+>”.故选:C.5.【答案】A【详解】解:因为集合{}{}2,0,1,0,1,2A B =-=,所以{}0,1A B =,故选:A.6.【答案】A【详解】由于不等式2230x x --<的解集为{}13x x -<<,则12x <<可推出13x ,反之不成立,所以“12x <<”是“2230x x --<”的充分而不必要条件.故选:A.7.【答案】C【详解】解:因为M N ,所以25x x =,解得0x =或5,故选:C8.【答案】C【详解】根据全量词命题的否定为存在量词命题,可得命题“()()0,ln 3sin x x x ∈+∞+>∀,”的否定为“()()0,ln 3sin x x x ∃∈+∞+≤,”. 故选: C.9.【答案】C合C 闭合,灯泡B 也亮,即“开关A 闭合”是“灯泡B 亮”的充分不必要条件;对于B ,灯泡B 亮当且仅当开关A 闭合,即“开关A 闭合”是“灯泡B 亮”的充要条件;对于C ,开关A 闭合,灯泡B 不一定亮,而开关A 不闭合,灯泡B 一定不亮,即“开关A 闭合”是“灯泡B 亮”的必要不充分条件;对于D ,开关A 闭合与否,只要开关C 闭合,灯泡B 就亮,“开关A 闭合”是“灯泡B 亮”的既不充分也不必要条件.故选:C二、多选题10.【答案】BD11.【答案】AB【详解】解:因为{}1,2,3,4A B =,所以{}1,4,a {}1,2,3,4,所以2a =或3a =;故选:AB12.【答案】AC【详解】A.原命题的否定为:x ∀∈R ,2104x x -+≥,是全称量词命题;因为2211042x x x ⎛⎫-+=-≥ ⎪⎝⎭,所以原命题的否定为真命题,所以该选项符合题意;B. 原命题为全称量词命题,其否定为存在量词命题. 所以该选项不符合题意;C. 原命题为存在量词命题,所以其否定为全称量词命题,对于方程2220x x ++=,22840∆=-=-<,所以2220x x ++>,所以原命题为假命题,即其否定为真命题,所以该选项符合题意;.D. 原命题的否定为:对于任意实数x ,都有310x +≠,如1x =-时,310x +=,所以原命题的否定不是真命题,所以该选项不符合题意.故选:AC13.【答案】BC【详解】由13x ≤≤得219x ≤≤,因为命题为真,所以9a ≥,记为{|9}A a a =≥,因为要求命题为真的充分不必要条件,所以所选答案中a 的范围应为集合A 的真子集.故选:BC三、填空题14.【答案】0x >,0y >(答案不唯一).【详解】因为当0,0x y >>时,0xy >一定成立,而当0xy >时,可能0,0x y >>,可能0,0x y <<,所以0,0x y >>是0xy >的充分不必要条件,故答案为:0,0x y >>(答案不唯一)15.【答案】{}1,2,3,6【详解】解:因为6N 1a ∈-且N a ∈,所以11a -=或12a -=或13a -=或16a -=, 解得2a =或3a =或4a =或7a =,所以对应的61a -分别为6、3、2、1, 即{}6N N 1,2,3,61a a ⎧⎫∈∈=⎨⎬-⎩⎭∣; 故答案为:{}1,2,3,616.【答案】()3,-+∞【详解】若A B =∅是真命题,则3a ≤-,∴当A B =∅是假命题时,3a >-.故答案为:()3,-+∞.17.【答案】(,4]-∞-【详解】由题意得,“[1,2]x ∀∈-,230x x a -+≤”是真命题,则23a x x ≤-+对[1,2]x ∀∈-恒成立,在区间[]1,2-上,23x x -+的最小值为()()21314--+⨯-=-, 所以()2min 34a x x ≤-+=-,即a 的取值范围是(,4]-∞-.故答案为:(,4]-∞-。
高中数学第一章集合与常用逻辑用语1.1集合1.1.1集合及其表示方法学案含解析第一册

1.1 集合1.1。
1集合及其表示方法内容标准学科素养1。
通过实例了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系.数学抽象数学建模2.能用自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题。
授课提示:对应学生用书第1页[教材提炼]知识点一元素与集合的概念1.集合:有一些能够确定的、不同的对象汇聚在一起,就说由这些对象构成一个集合.通常用英文大写字母A,B,C…表示.2.元素:组成集合的每个对象都是这个集合的元素,通常用英文小写字母a,b,c…表示.3.空集:不含任何元素的集合称为空集,记作∅。
知识点二元素与集合的关系1.属于:如果a是集合A的元素,就记作a∈A,读作a属于A。
2.不属于:如果a不是集合A中的元素,就记作a∉A,读作a 不属于集合A。
3.无序性:集合中的元素,可以任意排列,与次序无关.知识点三集合元素的特点1.确定性:集合的元素必须是确定的.2.互异性:对于一个给定的集合,集合中的元素一定是不同的.知识点四集合的分类1.有限集:含有有限个元素的集合.2.无限集:含有无限个元素的集合.知识点五几种常见的数集号N*知识点六集合的表示方法1.列举法把集合的所有元素一一列举出来(相邻元素之间用逗号分隔),并写在大括号内,这种表示集合的方法称为列举法.2.描述法(1)特征性质:一般地,如果属于集合A的任意一个元素x都具有性质p(x),而不属于集合A的元素都不具有这个性质,则性质p(x)称为集合A的一个特征性质.(2)描述法:用特征性质p(x)来表示集合的方法,称为特征性质描述法,简称描述法.知识点七区间及其表示1.如果a<b,则有下表:定义名称符号数轴表示{x|a≤x≤b}闭区间[a,b]{x|a 〈x<b}开区间(a,b){x|a≤x 〈b}半开半闭区间[a,b){x|a<x≤b}半开半闭区间(a,b]2.实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞"读作“无穷大”.如:符号[a,+∞)(a,+∞)(-∞,a](-∞,a)定义{x|x≥a}{x|x〉a}{x|x≤a}{x|x〈a}[自主检测]1.下列给出的对象中,能组成集合的是()A.与定点A,B等距离的点B.高中学生中的游泳能手C.无限接近10的数D.非常长的河流答案:A2.若一个集合中的三个元素a,b,c是△ABC的三边长,则此三角形一定不是()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形答案:D3.下列结论中,不正确的是()A.若a∈N,则错误!∉NB.若a∈Z,则a2∈ZC.若a∈Q,则|a|∈QD.若a∈R,则错误!∈R答案:A4.分别用描述法、列举法表示大于0小于6的自然数组成的集合.解析:描述法:{x∈N|0<x<6},列举法:{1,2,3,4,5}.授课提示:对应学生用书第2页探究一集合的概念[例1]下列对象中可以构成集合的是()A.大苹果B.小橘子C.中学生D.著名的数学家[解析]选项正误原因A×大苹果到底以多重算大,标准不明确B×小橘子到底以多重算小,标准不明确C√中学生标准明确,故可构成集合Dד著名”的标准不明确[答案]C判断一个“全体"是否能构成一个集合,其关键是对标准的“确定性”的把握,即根据这个“标准”,可以明确判定一个对象是或者不是给定集合的元素.给出下列元素①学习成绩较好的同学;②方程x2-1=0的解;③漂亮的花儿;④大气中直径较大的颗粒物.其中能组成集合的是()A.②B.①③C.②④D.①②④答案:A探究二元素与集合的关系[例2]集合A中的元素x满足错误!∈N,x∈N,则集合A 中的元素为________.[解析]由错误!∈N,x∈N知x≥0,错误!>0,且x≠3,故0≤x<3.又x∈N,故x=0,1,2。
高中数学第一章集合与常用逻辑用语考点大全笔记(带答案)

高中数学第一章集合与常用逻辑用语考点大全笔记单选题1、已知集合A={1,2,3},B={(x,y)|x∈A,y∈A,|x−y∣∈A}中所含元素的个数为()A.2B.4C.6D.8答案:C分析:根据题意利用列举法写出集合B,即可得出答案.解:因为A={1,2,3},所以B={(2,1),(3,1),(3,2),(1,2),(1,3),(2,3)},B中含6个元素.故选:C.2、设集合M={1,3,5,7,9},N={x|2x>7},则M∩N=()A.{7,9}B.{5,7,9}C.{3,5,7,9}D.{1,3,5,7,9}答案:B分析:求出集合N后可求M∩N.,+∞),故M∩N={5,7,9},N=(72故选:B.3、设集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,3,6},B={2,3,4},则A∩(∁U B)=()A.{3}B.{1,6}C.{5,6}D.{1,3}答案:B分析:根据交集、补集的定义可求A∩(∁U B).由题设可得∁U B={1,5,6},故A∩(∁U B)={1,6},故选:B.4、已知集合P={x|1<x<4},Q={x|2<x<3},则P∩Q=()A.{x|1<x≤2}B.{x|2<x<3}C.{x|3≤x<4}D.{x|1<x<4}答案:B分析:根据集合交集定义求解.P ∩Q =(1,4)∩(2,3)=(2,3)故选:B小提示:本题考查交集概念,考查基本分析求解能力,属基础题. 5、已知x ∈R ,则“x ≠0”是“x +|x |>0”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 答案:B分析:由x +|x |>0可解得x >0,即可判断. 由x +|x |>0可解得x >0,∵“x ≠0”是“x >0”的必要不充分条件, 故“x ≠0”是“x +|x |>0”的必要不充分条件. 故选:B.6、若命题“∃x 0∈[−1,2],−x 02+2⩾a ”是假命题,则实数a 的范围是( )A .a >2B .a ⩾2C .a >−2D .a ⩽−2 答案:A解析:根据命题的否定为真命题可求.若命题“∃x 0∈[−1,2],−x 02+2⩾a ”是假命题,则命题“∀x ∈[−1,2],−x 2+2<a ”是真命题, 当x =0时,(−x 2+2)max =2,所以a >2. 故选:A.7、已知A ={1,x,y },B ={1,x 2,2y },若A =B ,则x −y =( ) A .2B .1C .14D .23答案:C分析:由两集合相等,其元素完全一样,则可求出x =0,y =0或x =1,y =0或x =12,y =14,再利用集合中元素的互异性可知x =12,y =14,则可求出答案.若A=B,则{x=x2y=2y 或{x=2yy=x2,解得{x=0y=0或{x=1y=0或{x=12y=14,由集合中元素的互异性,得{x=12y=14,则x−y=12−14=14,故选:C.8、已知集合A={x|-1<x<1},B={x|0≤x≤2},则A∪B=()A.{x|0≤x<1}B.{x|-1<x≤2}C.{x|1<x≤2}D.{x|0<x<1}答案:B分析:由集合并集的定义可得选项.解:由集合并集的定义可得A∪B={x|-1<x≤2},故选:B.多选题9、若集合A={x|x=m2+n2,m,n∈Z},则()A.1∈A B.2∈A C.3∈A D.4∈A答案:ABD解析:分别令m2+n2等于1,2,3,4,判断m,n是否为整数即可求解.对于选项A:m2+n2=1,存在m=0,n=1或m=1,n=0使得其成立,故选项A正确;对于选项B:m2+n2=2,存在m=1,n=1,使得其成立,故选项B正确;对于选项C:由m2+n2=3,可得m2≤3,n2≤3,若m2=0则n2=3可得n=±√3,n∉z,不成立;若m2=1则n2=2可得n=±√2,n∉z,不成立;若m2=3,可得n2=0,此时m=±√3,m∉z,不成立;同理交换m与n,也不成立,所以不存在m,n为整数使得m2+n2=3成立,故选项C不正确;对于选项D:m2+n2=4,此时存在m=0,n=2或m=2,n=0使得其成立,故选项D正确,故选:ABD.10、设集合A={x|x=m+√3n,m,n∈N∗},若x1∈A,x2∈A,x1⊕x2∈A,则运算⊕可能是()A.加法B.减法C.乘法D.除法答案:AC分析:先由题意设出x1=m1+√3n1,x2=m2+√3n2,然后分别计算x1+x2,x1−x2,x1x2,x1x2,即可得解.由题意可设x1=m1+√3n1,x2=m2+√3n2,其中m1,m2,n1,n2∈N∗,则x1+x2=(m1+m2)+√3(n1+n2),x1+x2∈A,所以加法满足条件,A正确;x1−x2=(m1−m2)+√3(n1−n2),当n1=n2时,x1−x2∉A,所以减法不满足条件,B错误;x1x2=m1m2=3n1n2+√3(m1n1+m2n1),x1x2∈A,所以乘法满足条件,C正确;x1x2=1√3n1m+√3n,当m1m2=n1 n2=λ(λ>0)时,x1x2∉A,所以出发不满足条件,D错误.故选:AC.11、(多选题)已知集合A={x|x2−2x=0},则有()A.∅⊆A B.−2∈A C.{0,2}⊆A D.A⊆{y|y<3}答案:ACD分析:先化简集合A={0,2},再对每一个选项分析判断得解.由题得集合A={0,2},由于空集是任何集合的子集,故A正确:因为A={0,2},所以CD正确,B错误.故选ACD.小提示:本题主要考查集合的化简,考查集合的元素与集合的关系,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.12、1872年德国数学家戴德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数(史称“戴德金分割”),并把实数理论建立在严格的科学基础上,从而结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了数学史上的第一次大危机.将有理数集Q划分为两个非空的子集M与N,且满足M∪N=Q,M∩N=∅,M中的每一个元素都小于N中的每一个元素,则称(M,N)为戴德金分割.试判断下列选项中,可能成立的是()A.M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x>0}满足戴德金分割B.M没有最大元素,N有一个最小元素C.M有一个最大元素,N有一个最小元素D.M没有最大元素,N也没有最小元素答案:BD分析:根据集合的定义和题目要求,分析各选项即可.对于选项A,因为M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x>0},M∪N={x∈Q|x≠0}≠Q,故A错误;对于选项B,设M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x≥0},满足戴德金分割,则M中没有最大元素,N有一个最小元素0,故B正确;对于选项C,若M有一个最大元素m,N有一个最小元素n,若m≠n,一定存在k∈(m,n)使M∪N=Q不成立;若m=n,则M∩N=∅不成立,故C错误;对于选项D,设M={x∈Q|x<√2},N={x∈Q|x≥√2},满足戴德金分割,此时M没有最大元素,N也没有最小元素,故D正确.故选:BD.13、已知p是r的充分条件而不是必要条件,q是r的充分条件,s是r的必要条件,q是s的必要条件.现有下列命题:①s是q的充要条件;②p是q的充分条件而不是必要条件;③r是q的必要条件而不是充分条件;④¬p是¬s的必要条件而不是充分条件;则正确命题序号是()A.①B.②C.③D.④答案:ABD分析:根据题设有p⇒r⇔s⇔q,但r⇏p,即知否定命题的推出关系,判断各项的正误.由题意,p⇒r⇔s⇔q,但r⇏p,故①②正确,③错误;所以,根据等价关系知:¬s⇔¬q⇔¬r⇒¬p且¬p⇏¬r,故④正确.故选:ABD填空题14、已知集合M={m|m=x|x|+y|y|+z|z|+xyz|xyz|,x、y、z为非零实数},则M的子集个数______答案:8分析:按x、y、z的正负分情况计算m值,求出集合M的元素个数即可得解.因为集合M={m|m=x|x|+y|y|+z|z|+xyz|xyz|,x、y、z为非零实数},当x、y、z都是正数时,m=4,当x、y、z都是负数时,m=-4,当x、y、z中有一个是正数,另两个是负数时,m=0,当x、y、z中有两个是正数,另一个是负数时,m=0,于是得集合M中的元素有3个,所以M的子集个数是8.所以答案是:815、设P,Q为两个非空实数集合,P中含有0,2两个元素,Q中含有1,6两个元素,定义集合P+Q中的元素是a+b,其中a∈P,b∈Q,则P+Q中元素的个数是_________.答案:4分析:求得P+Q的元素,由此确定正确答案.依题意,0+1=1,0+6=6,2+1=3,2+6=8,所以P+Q共有4个元素.所以答案是:416、命题p:∀x>2,2x−3>0的否定是___________.答案:∃x>2,2x−3≤0分析:将全称命题否定为特称命题即可命题p:∀x>2,2x−3>0的否定是∃x>2,2x−3≤0,所以答案是:∃x>2,2x−3≤0解答题17、已知集合M满足:{1,2}⫋M⊆{1,2,3,4,5},写出集合M所有的可能情况.答案:{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}解析:根据子集与真子集的定义,即可求解.由题意可以确定集合M必含有元素1,2,且至少含有元素3,4,5中的一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:含有3个元素:{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5};含有4个元素:{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5};含有5个元素:{1,2,3,4,5}.故满足条件的集合M为{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}.小提示:本题考查集合间的关系,属于基础题.18、设p:|2x+1|<3,q:x−(2a+1)<0.(1)若a=1,且p、q均为真命题,求满足条件的实数x构成的集合;(2)若p是q的充分条件,求实数a的取值范围.答案:(1){x|−2<x<1}(2)[0,+∞)分析:(1)当a=1时,分别化简p与q,再取交集即得所求(2)p是q的充分条件,则p所表示的取值范围是q所表示的取值范围的子集,利用集合的包含关系即可求解(1)因为p:−2<x<1,q:x−3<0,即x<3,所以p、q均为真命题,则取公共部分得实数x构成的集合为{x|−2<x<1};(2)(2)因为p是q的充分条件,且p:−2<x<1,q:x<2a+1,所以(−2,1)⊆(−∞,2a+1),所以2a+1≥1,解得a≥0,故实数a的取值范围是[0,+∞).。
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近三年广东高考中对本章考点考查的情况年份题号赋分所考查的知识点
201125
以直线、圆为背景,求交集的元素
的个数
45以集合表示函数的定义域
第一章
集合与常用逻辑用语
本章主要包括两个内容:集合、常用逻辑用语.
1.集合主要包含两部分:集合的含义与表示以及集合的运算.
(1)对于集合的概念问题,学生在解题过程中易忽视集合的互异性,学会检验是处理此类问题最好的方法.
(2)研究元素与集合的关系,主要有两点:一是元素与集合的从属关系,二是集合与集合的包含关系.某个集合在另一个集合中,也可以为元素.此外,在处理两个集合之间的关系时,需时刻关注对空集的讨论,防止漏解.
(3)对于集合的运算,应充分利用数轴、Venn图的直观性来帮助解题.此外,在解题中融入分类讨论、数形结合等思想方法.2.常用逻辑用语主要包含三部分:命题及命题的四种形式、充要条件、量词.
(1)在判断四种命题之间的关系时,首先要分清命题的条件与结论,再比较每个命题的条件与结论之间的关系,要注意四种命题关系的相对性,一个命题定为原命题,也就相应地有了它的“逆命题”、“否命题”和“逆否命题”.
(2)有关充要条件的证明必须分“充分性”和“必要性”两个环节分别进行推理论证,证明时易出现充分性与必要性概念混淆的情形,因此证明时必须依“定义”弄清楚.
第一章集合与常用逻辑用语(3)逻辑联结词“或”、“且”、“非”与集合中的并集、交集、补集有着密切的关系,要注意类比.其中对逻辑联结词“或”的理解是难点.
(4)全(特)称命题的否定与命题的否定有区别,全(特)称命题的否定是将其全称量词改为存在量词(或存在量词改为全称量词),并把结论否定;而命题的否定则是直接否定结论即可.
从近几年的高考题来看,常以逻辑联结词“或”、“且”、“非”为工具,考查函数、不等式、数列、立体几何、解析几何等知识.
预测高考仍以选择题、填空题为主要考查题型,难度以容易题为主,以基本概念、基本方法为考查对象,以函数、不等式、三角、立体几何、解析几何等知识为依托,重点考查集合的运算,全称命题与特称命题的否定,判断特称命题、全称命题的真假,确定充分(或必要)条件等内容.
本章内容概念性强,考题大都为容易的选择题,因此复习中应注意:
1.复习集合,可以从两个方面入手,一方面是集合的概念之间的区别与联系,另一方面是对集合知识的应用.
2.主要是把握集合与元素、集合与集合之间的关系,弄清有关的术语和符号,特别是对集合中的元素的属性要分清楚.3.要注意逻辑联结词“或”、“且”、“非”与集合中的“并”、“交”、“补”是相关的,二者相互对照可加深对双方的认识和理解.
4.复习常用逻辑用语知识时,要抓住所学的几个知识点,通
过解决一些简单的问题达到理解、掌握常用逻辑知识的目的.
要突出常用逻辑用语的工具性作用,从概念入手,根据有关的符号、术语、关系、条件,结合实际问题进行逻辑推理,重点是命题的相互关系,全称量词、存在量词及其否定,确定命题成立的充分或必要条件.复习应侧重于以下几点:
(1)能写出已知命题的四种形式,会根据命题的相互关系判断充分(或必要)条件、充要条件.
(2)了解简单逻辑联结词,能用数学符号表示命题,并能根据简单命题的真假判定含有逻辑联结词的命题的真假.
(3)理解全称量词、存在量词及其关系,能区分否命题与命题的否定的不同.
5.集合多与函数、方程、不等式有关,要注意知识的融会贯通.
第一节集合的概念与运算
1.集合的含义与表示:
(1)了解集合的含义、元素与集合的从属关系.
(2)能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题.2.集合间的基本关系:
(1)理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.
(2)在具体情境中了解全集与空集的含义.
3.集合的基本运算:
(1)理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.
知识梳理
一、集合的含义与表示方法
1.集合的含义:把研究的对象统称为________,把一些元素组成的总体叫做________.
2.集合元素的性质:________、________、________.
3.元素与集合的关系:①属于,记为________;②不属于,记为________.
4.集合的表示方法:________、________和________.
5.常用数集的记号:空集________,正整数集________,自然数集________,整数集________,有理数集________,实数集
________,复数集________.
二、集合间的基本关系
,________或
B A
三、集合的基本运算
交集属于A____
属于B的元
素组成的集
合
{x|x∈A____
x∈B}
_____
_
并集属于A____
属于B的元
素组成的集
合
{x|x∈A____
x∈B}
_____
_
补集
全集U中
____属于A
的元素组成
的集合
{x|x∈U,
x____A}
_____
_
一、1.元素集合 2.确定性无序性互异性 3.∈∉ 4.列举法描述法自然语言法 5.∅N*N Z Q R C
二、任意一个元素B⊇A至少A B相同A=B不含子集
三、且且A∩B或或A∪B不∉∁U A,
基础自测
1.(2013·广东卷)设集合S={x|x2+2x=0,x∈R},T={x|x2-2x=0,x∈R},则S∩T=()
A.{0} B.{0,2}
C.{-2,0} D.{-2,0,2}
解析:S={-2,0},T={0,2},所以S∩T={0}.故选A.
答案:A
2.(2013·北京东城区模拟)设全集U=R,A={x|-x2-3x>0},B={x|x<-1},则图中阴影部分表示的集合为()
A.{x|x>0} B.{x|-3<x<-1}
C.{x|-3<x<0} D.{x|x<-1}
解析:依题意,得集合A={x|-3<x<0},所求的集合即为A∩B,所以图中阴影部分表示的集合为{x|-3<x<-1}.故选B.
答案:B
3.(2013·福建卷)若集合A={1,2,3},B={1,3,4},则A∩B的子集个数为()
A.2 B.3
C.4 D.16
解析:因为A∩B={1,3},有2个元素,所以子集个数为22=4个.
答案:C
4.(2012·广州一模)已知集合A={x|1≤x≤2},B={x||x-a|≤1},若A∩B=A,则实数a的取值范围为______________.
解析:化简得B={x|a-1≤x≤1+a}.
∵A∩B=A,∴A⊆B.∴a-1≤1且1+a≥2.解得1≤a≤2.
答案:
1.(2013·重庆卷)已知集合U={1,2,3,4},集合A={1,2},B ={2,3},则∁U(A∪B)=()
A.{1,3,4} B.{3,4}
C.{3} D.{4}
解析:因为A∪B={1,2,3},全集U={1,2,3,4},所以∁U(A∪B)={4},故选D.
答案:D
2.(2013·上海卷)设常数a ∈R ,集合A ={x |(x -1)(x -a )≥0},B ={x |x ≥a -1},若A ∪B =R ,则a 的取值范围为( )
A .(-∞,2)
B .(-∞,2]
C .(2,+∞)
D .[2,+∞),
解析:对集合A 讨论后,根据A 与B 的关系利用数轴可知,⎩⎨⎧ a ≥1,a -1≤1或⎩⎨⎧
a ≤1,a -1≤a ,
解得a ≤2 ,故选B. 答案:B
1.(2013·增城下学期调研)设集合U ={x |x 是小于9的正整数},集合A ={1,2,3},集合B ={3,4,5,6},则(∁U A )∩(∁U B )=( )
A .{3}
B .{7,8}
C .{4,5,6,7,8}
D .{1,2,7,8}
解析:U ={1,2,3,4,5,6,7,8},∁U A ={4,5,6,7,8},∁U B ={1,2,7,8},所以(∁U A )∩(∁U B )={7,8}.故选B.
答案:B
2. (2013·广州模拟)对于集合M ,N ,定义M -N ={x |x ∈M ,且x ∉N },M ⊕N =(M -N )∪(N -M ),设
A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x ≥-94,
B ={x |x <0},则A ⊕B =( )
A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-94,0
B.⎣⎢⎡⎭
⎪⎫-94,0 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-94∪[0,+∞)
D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-94∪(0,+∞)
解析:因为A -B ={x |x ≥0},B -A =⎩
⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <-94,所以A B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪
x <-94或x ≥0. 答案:C。