2020-2021学年高一数学同步专练(人教A版2019必修1)-综合训练1 集合(单元测试)
新教材必修1 单元集合测试A组
1. 已知集合P={x∈R∣ x≥0},Q={?1,0,1,2},则P∩Q=( )
A. {1,2}
B. {0,2}
C. {0,1}
D. {0,1,2}
2. 已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={1,2,4},B={1,3,5},则(?U A)∩B=( )
A. {1}
B. {3,5}
C. {1,6}
D. {1,3,5,6}
3. 若集合A={x∣ x2=1},B={x∣ x2+2x?3=0},则A∩B=( )
A. {3}
B. {1}
C. ?
D. {?1}
4. 已知全集U=R,集合A={x∣ x+1<0},B={x∣ x?4≤0},则?U(A∩B)=( )
A. {x∣ x≤?1或x>4}
B. {x∣ x≥?1或x<4}
C. {x∣ x≥?1}
D. {x∣ x>4}
5. 已知集合M={y∣ y=x2+1,x∈R},N={y∣ y=x+1,x∈R},则M∩N=
( )
A. (0,1),(1,2)
B. {(0,1),(1,2)}
C. {y∣ y=1或y=2}
D. {y∣ y≥1}
6. 已知集合A={1,3,√m},B={1,m},A∪B=A,则m等于( )
A. 0或√3
B. 0或3
C. 1或√3
D. 1或3或0
7. 已知全集U=N,集合A={x∣ x=2n,n∈N},B={x∣ x=4n,n∈N},则下式中正确
的关系是( )
A. U=A∪B
B. U=(?U A)∪B
C. U=A∪(?U B)
D. U=(?U A)∪(?U B)
8. 设集合A={x∣ ?1≤x<2},B={x∣ x>a},若A∩B≠?,则a的取值范围是
( )
A. a<2
B. a>?2
C. a>?1
D. ?1 9. 设集合A={1,2,4},B={x∣ x2?4x+m=0}.若A∩B={1},则B=( ) A. {1,?3} B. {1,5} C. {1,0} D. {1,3} 10. 如图,I是全集,M,P,S是I的三个子集,则阴影部分所表示的集合是( ) A. (M∩P)∩S B. (M∩P)∩?I S C. (M∪P)∩S D. ?I(M∩P)∩S 二、填空题 1.设全集U=R,若集合A={1,2,3,4},B={x∣ 2≤x≤3},则A∩B=. 2. 满足{1,3}∪A={1,3,5}的所有集合A的个数是. 3. 设全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,3,4},则集合?U M=. 4. 设集合A={x∣?1≤x≤2},B={x∣0 5. 已知集合A={?1,0,1},B={0,a,2},若A∩B={?1,0},则a=. 6. 已知集合A={1,2,3,4},B={m,4,7},若A∩B={1,4},则A∪B=. 7. 已知集合A={x∣ x≥3}∪{x∣ x1},则?R A=. 8. 设集合U=R,M={x∣ ?1≤x≤4},N={x∣ 0≤x≤5},则如图所示的阴影部分表示的集合为. 9. 已知全集U=R,函数y=√x?2+√x+1的定义域为集合A,函数y=√2x+4 的 x?3 定义域为集合B.则集合(?U A)∩(?U B)=. 10. 已知集合A={x∣ x≤1},B={y∣ y=x2+2x+2},则A∩B=. 三、解答题 1.已知集合A={x|y=x2+3},B={y|y=x2+3},C={(x,y)|y=x2+3},它们三个集合相等吗?试说明理由. 2.设全集I=R,已知集合M={x|(x+3)2≤0},N={x|x2+x-6=0}. (1)求(?R M)∩N; (2)记集合A=(?R M)∩N,已知集合B={x|a-1≤x≤5-a,a∈R},若A∪B=A,求实数a的取值范围. 3.已知集合A={x∈N|-1≤x≤3},B={1,3},定义集合A,B之间的运算“*”:A*B ={x|x=x1+x2,x1∈A,x2∈B},求A*B中的所有元素数字之和。 4. 已知集合A={1,3,x},B={1,x2},设全集为U,若B∪(?U B)=A,求?U B. 5.设[x]表示不大于x的最大整数,集合A={x|x2-2[x]=3},B={x|-3 新教材必修1 单元集合测试B 组 一、选择题 1. 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 ∪N B .M∩N C.(?U M)∪?U N) D .(?U M)∩(?U N) 2. 设全集是实数集R,M={x|-2≤x ≤2},N={x|x<1},故R M N 等于( ). A.{x|x<-2} B{x|-2 3. 若集合A={1,3,x},B={1,x 2},A ?B={1,3,x},则满足条件的实数x 有( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 4. 定义 A ?B ={x∣ x ∈A 且x ?B},若 M ={1,2,3,4,5},N ={2,3,6},则 N ?M = ( ) A. M B. N C. {1,4,5} D. {6} 5. 设M 、P 是两个非空集合,规定M-P={x|x ∈M 且x ?P},根据这一规定,M-(M-P)等于 ( ) A.M B.P C.M ?P D.M ?P 6. 设全集U={(x,y)|x,y ∈R},集合M={(x,y)| 23--x y =1},N={(x,y)|y ≠x+1},那么U M U N 等 于 ( ) A.? B.{(2,3)} C.(2,3) D.{(x,y)|y ≠x+1} 7. 设I 为全集,S 1、S 2、S 3是I 的三个非空子集且S 1?S 2?S 3=I,则下面论断正确的是 ( ) A. I S 1?(S 2?S 3)=? B.S 1?(I S 2?I S 3) C. I S 1?I S 2?I S 3 =? D.S 1?(I S 2?I S 3) 8. 设 U 为全集,对集合 X ,Y ,定义运算符号“?”,X ?Y =?U (X ∩Y ),对于任意集合 X ,Y ,Z ,则 (X ?Y )?Z = ( ) A. (X ∪Y )∩?U Z B. (X ∩Y )∪?U Z 9. 已知集合 P ={x ∣ ?2≤x ≤5},Q ={x ∣ a +1≤x ≤2a ?1},则满足 P ∩Q =? 的 实数 a 的取值范围是 ( ) A. {a ∣ a >4} B. {a ∣ a 12} C. {a ∣ a <2} D. {a ∣ a >4或a <2} 10. 为弘扬中华传统文化,某校组织高一年级学生到古都西安游学.在某景区,由于时间 关系,每个班只能在甲、乙、丙三个景点中选择一个游览.高一 1 班的 27 名同学决定投票来 选定游览的景点,约定每人只能选择一个景点,得票数高于其它景点的入选.据了解,在甲、 乙两个景点中有 18 人会选择甲,在乙、丙两个景点中有 18 人会选择乙.那么关于这轮投票 结果,下列说法正确的是 ( ) ①该班选择去甲景点游览; ②乙景点的得票数可能会超过 9; ③丙景点的得票数不会比甲景点高; ④三个景点的得票数可能会相等. A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 二、填空题 1.已知集合A={x ∈R|x <5-2},B={1,2,3,4},则( R A )∩B 等于____. 2.设P 、Q 为两个非空实数集合,定义集合 P+Q=},5,2,0{},,|{=∈∈+P Q b P a b a 若}6,2,1{=Q ,则P+Q 中元素的个数有____ 个 3.已知集合{}R x x x M ∈≤-=,2|1||,? ????? ∈≥+=Z x x x P ,115|,则P M =______. 4.设f(n)=2n +1(n ∈N),P ={1,2,3,4,5},Q ={3,4,5,6,7},记P ∧ ={n ∈N|f(n)∈P},Q ∧={n ∈N|f(n)∈Q},则(P ∧ ∩N Q ∧)∪(Q ∧ ∩N P ∧)=_____. 5.设M 、N 是两个非空集合,定义M 与N 的差集为M -N={x|x ∈M 且x ?N},则M -(M -N )等于_____. 6.设集合P={m|-1<m ≤0},Q={m ∈R|mx 2+4mx+4m -4<0对任意实数x 恒成立},则下列P ,Q 之间的关系是______. 7.设U 是全集,非空集合P 、Q 满足P Q U ,若求含P 、Q 的一个集合运算表达式,使运算结果为空集?,则这个运算表达式可以是_______________. 8.已知集合A ={0,1},B ={x |x ∈A ,x ∈N*},C ={x |x ?A },则A 、B 、C 之间的关系是___________________. 9.集合A ={1,2,3,5},当x ∈A 时,若x -1?A ,x +1?A ,则称x 为A 的一个“孤立元素”,则A 中孤立元素的个数为____. 10.已知全集U ={3,7,a 2-2a -3},A ={7,|a -7|},?U A ={5},则a =________. 三、解答题 1.已知A={x ∈R|x 2+2x+p=0}且A ∩{x ∈R|x >0}=?,求实数p 的取值范围. 2.某班50名同学参加一次智力竞猜活动,对其中A ,B ,C 三道知识题作答情况如下:答错A 者17人,答错B 者15人,答错C 者11人,答错A ,B 者5人,答错A ,C 者3人,答错B ,C 者4人,A ,B ,C 都答错的有1人,问A ,B ,C 都答对的有多少人? 3.设数集M ={x|m≤x≤m+34},N ={x|n -13 ≤x≤n},且M ,N 都是集合U ={x|0≤x≤1}的子集,定义b -a 为集合{x|a≤x≤b}的“长度”,求集合M∩N 的长度的最小值. 4. 是否存在实数a ,使{}2,5A B =,其中{}72,4,223+--=a a a A , ? ?????+++---+--=73),83(21,22),1(5,12322a a a a a a a a B . 5.已知集合A={(x ,y )|x 2+mx -y+2=0},B={(x ,y )|x -y+1=0,0≤x ≤2},如果A ∩B ≠?,求实数m 的取值范围. 新教材必修1 单元集合测试A 组答案 一、选择题 DBBCD BCADB 6. A ={1,3,√m},B ={1,m },A ∪B =A ,故 B ?A ,所以 m =3 或 m =√m ,即 m =3 或 m =0 或 m =1,其中 m =1 不符合题意,所以 m =0 或 m =3. 9. 集合 A ={1,2,4},B ={x∣ x 2?4x +m =0}.若 A ∩B ={1},则 1∈A 且 1∈B ,可得 1?4+m =0,解得 m =3,即有 B ={x∣ x 2?4x +3=0}={1,3}. 二、填空题 1. {2,3}; 2.4; 3.{2,5}; 4. (0,2]; 5. ?1; 6. {1,2,3,4,7}; 7. {x∣ ?1≤x <3}; 8. {x∣ 4≤x ≤5}; 9. {x∣ x 2};10. {1} 三、解答题 1. 因为三个集合中代表的元素性质互不相同,所以它们是互不相同的集合.理由如下: 集合A 中代表的元素是x ,满足条件y =x 2+3中的x ∈R ,所以A =R ; 集合B 中代表的元素是y ,满足条件y =x 2+3中y 的取值范围是y≥3,所以B ={y|y ≥3}. 集合C 中代表的元素是(x ,y),这是个点集,这些点在抛物线y =x 2+3上,所以C ={P|P 是抛物线y =x 2+3上的点}. 2. (1)因为M ={x|(x +3)2≤0}={-3},N ={x|x 2+x -6=0}={-3,2},所以?R M ={x|x ∈R 且x≠-3},所以(?R M)∩N={2}. (2)由(1)知A =(?R M)∩N={2},所以B =?或B ={2},当B =?时,a -1>5-a ,得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}. 3. 由已知得A ={0,1,2,3}.因为A*B ={x|x =x 1+x 2,x 1∈A ,x 2∈B},所以A*B 中的元素有:0+1=1,0+3=3,1+1=2,1+3=4,2+1=3(舍去),2+3=5,3+1=4(舍去),3+3=6,所以A*B ={1,2,3,4,5,6},所以A*B 中的所有元素数字之和为21. 4.解 因为B ∪(?U B)=A ,所以B ?A ,U =A ,因而x 2=3或x 2=x. ①若x 2=3,则x =± 3. 当x =3时,A ={1,3,3},B ={1,3},U =A ={1,3,3},此时?U B ={3}; 当x =-3时,A ={1,3,-3},B ={1,3},U =A ={1,3,-3},此时?U B ={-3}. ②若x 2=x ,则x =0或x =1. 当x =1时,A 中元素x 与1相同,B 中元素x 2与1也相同,不符合元素的互异性,故x≠1; 当x =0时,A ={1,3,0},B ={1,0},U =A ={1,3,0},从而?U B ={3}. 综上所述,?U B ={3}或{-3}或{3}. 5. 因为B =(-3,3),若x ∈A∩B,则? ??x 2-2[x]=3-3 若[x]≤-2,则x 2=3+2[x]<0,没有实数解; 若[x]=-1,则x 2=1,得x =-1; 若[x]=0,则x 2=3,没有符合条件的解; 若[x]=1,则x 2=5,没有符合条件的解; 若[x]=2,则x 2=7,有一个符合条件的解,x =7. 因此,A∩B={}-1,7. 答案:{}-1,7 新教材必修1 单元集合测试B 组答案 一、选择题 DACDD BCBDD 1.方法一:∵M ∪N ={1,2,3,4},∴(?U M)∩(?U N)=?U (M ∪N)={5,6}. 方法二:∵?U M ={1,4,5,6},?U N ={2,3,5,6},∴(?U M)∩(?U N)={5,6}.. 8. C. (?U X ∪?U Y )∩Z D. (?U x ∩?U Y )∪Z 8. B 【解析】由已知 X ?Y =?U (X ∩Y )=?U X ∪?U Y ,所以 (X ?Y )?Z =?U (X ?Y )∪?U Z =(X ∩Y )∪?U Z. 9. D 【解析】当 Q =?,即 a +1>2a ?1?a <2 时,满足条件. 当 Q ≠? 时,有 54 或 a 12. 综上得 a >4 或 a <2. 二、填空题 1.{4}; 2.8; 3. {}0,1,2,3; 4. {0,3}; 5. M ∩N; 6. P Q ; 7. ( U Q )∩P ; 8. B A ,A ∈C ,B ∈C ;9.1;10.4. 1.R A={x ∈R|x ≥5-2},而5-2∈(3,4),所以( R A )∩B={4}. 5.M -N={x|x ∈M 且x ?N}是指图(1)中的阴影部分. M N M N (1) (2) 同样M -(M -N )是指图(2)中的阴影部分. 6.Q={m ∈R|mx 2+4mx -4<0对任意实数x 恒成立},对m 分类:①m=0时,-4<0恒成立. ②m <0时,需Δ=(4m )2-4×m ×(4m -4)<0,解得m <0. 综合①②知m ≤0,所以Q={m ∈R|m ≤0}. 7.U={1,2,3},P={1},Q={1,2},则(U Q )={3},(U P )={2,3},易见(U Q )∩P=?. 答案:(U Q )∩P 8.用列举法表示出B ={1},C ={?,{1},{0},A },易见其关系.这里A 、B 、C 是不同层次的集合,C 以A 的子集为元素,同一层次的集合可有包含关系,不同层次的集合之间只能是从属关系. 答案:B A ,A ∈C ,B ∈C 9.当x =1时,x -1=0?A ,x +1=2∈A ; 当x =2时,x -1=1∈A ,x +1=3∈A ; 当x =3时,x -1=2∈A ,x +1=4?A ; 当x =5时,x -1=4?A ,x +1=6?A ; 综上可知,A 中只有一个孤立元素5. 10.4 因为A ∪(?U A)=U ,由?U A ={5}知,a 2-2a -3=5,所以a =-2,或a =4. 当a =-2时,|a -7|=9,9?U ,∴a≠-2.a =4经验证,符合题意. 三、解答题 1.因为A ∩{x ∈R|x >0}=?,所以 (1)若A=?,则Δ=4-4p <0,得p >1; (2)若A ≠?,则A={x|x ≤0},即方程x 2+2x+p=0的根都小于或等于0. 设两根为x 1、x 2,则?????≥=≤-=+≥-=.0,02,0442 121p x x x x p Δ 所以0≤p ≤1.综上所述,p ≥0. 2.由题意,设全班同学为全集U ,画出Venn 图,A 表示答错A 的集合,B 表示答错B 的集合,C 表示答错C 的集合,将其集合中元素数目填入图中,自 中心区域向四周的各区域数目分别为1,2,3,4,10,7,5,因此A ∪B ∪C 中 元素数目为32,从而至少错一题的共32人,因此A ,B ,C 全对的有 50- 32=18人. 3.解 在数轴上表示出集合M 与N ,可知当m =0且n =1或n -13=0且m +34 =1时, M∩N 的“长度”最小.当m =0且n =1时,M∩N={x|23≤x≤34},长度为34-23=112 ;当n =13且m =14时,M∩N={x|14≤x≤13},长度为13-14=112 . 4.分析 B 中有5个元素,且表达式较繁,有同学不仔细观察,其实A 中只有一个元素不确定,因此57223=+--a a a . 解 由题意,57223=+--a a a ,即0)1)(1)(2(=+--a a a ,所以211a a a ===-或或. 把2=a 代入B 中,有5)1(5=-a ,5)83(2 12=---a a 与集合元素互异性矛盾,所以2a =舍去. 把1=a 代入B 中,1222=+-a a ,同样应舍去, 把1-=a 代入B 中,5222=+-a a ,2)83(2 12=---a a ,47323=+++a a a , 此时{}2,4,5A B =与已知矛盾, 所以1a =-应舍去. 综上所述,不存在实数a ,使{}2,5A B =成立. 注 得到a 的值要代入集合A 、B ,看其是否满足集合元素的互异性或已知条件{}2,5A B =. 5.分析 本题的实际背景是“抛物线x 2+mx -y+2=0与线段x -y+1=0(0≤x ≤2)有公共点,求实数m 的取值范围”. 解 由???≤≤=+-=+-+), 20(01,022x y x y mx x 得x 2+(m -1)x+1=0. ① 因为A ∩B ≠?,所以方程①在区间[0,2]上至少有一个实数解. 首先,由Δ=(m -1)2-4≥0,得m ≥3或m ≤-1. 当m ≥3时,由x 1+x 2=-(m -1)<0及x 1x 2=1知,方程①只有负根,不符合要求; 当m ≤-1时,由x 1+x 2=-(m -1)>0及x 1x 2=1>0知,方程①有两个互为倒数的正根.故必有一根在区间(0,1]内,从而方程①至少有一个根在区间[0,2]内. 综上所述,所求m 的取值范围是(-∞,-1]. 注 上述解法应用了数形结合的思想.如果注意到抛物线x 2+mx -y+2=0与线段x -y+1=0(0≤x ≤2)的公共点在线段上.