集合专题典型题
专题02:集合知识点与典型例题(原卷版)

专题2:集合知识点与典型例题(原卷版)考点一:集合的定义及其关系 基础知识复习 (1)集合的概念集合中的元素具有确定性、互异性和无序性. (2)常用数集及其记法N 表示自然数集,N *或N +表示正整数集,Z 表示整数集,Q 表示有理数集,R 表示实数集.1.下列各对象可以组成集合的是( ) A .与1非常接近的全体实数B .某校2015-2016学年度笫一学期全体高一学生C .高一年级视力比较好的同学D .与无理数π相差很小的全体实数2.下列各组对象:①接近于0的数的全体;②比较小的正整数全体;③平面上到点O 的距离等于1的点的全体;④正三角形的全体;的近似值的全体.其中能构成集合的组数有( ) A .2组B .3组C .4组D .5组3.能够组成集合的是( ) A .与2非常数接近的全体实数 B .很著名的科学家的全体 C .某教室内的全体桌子 D .与无理数π相差很小的数 (3)集合与元素间的关系对象a 与集合M 的关系是a M ∈,或者a M ∉,两者必居其一. 4.下列元素与集合的关系表示不正确的是( ) A .0N ∈B .0Z ∈C .32Q ∈ D .Q π∈5.设A ={y |y =﹣1+x ﹣2x 2},若m ∈A ,则必有( ) A .m ∈{正有理数} B .m ∈{负有理数}C .m ∈{正实数}D .m ∈{负实数}6.(){}2414M x R k x k=∈+≤+,对任意的k ∈R ,总有( )A .2,0M M ∉∉B .2,0M M ∈∈C .2,0M M ∈∉D .2,0M M ∉∈(4)集合的表示法①自然语言法:用文字叙述的形式来描述集合.②列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内表示集合. ③描述法:{x |x 具有的性质},其中x 为集合的代表元素. ④图示法:用数轴或韦恩图来表示集合. 7.用描述法表示正偶数集______.8.用列举法表示方程组02x y x y -=⎧⎨+=⎩的解集为_________.(5)集合的分类①含有有限个元素的集合叫做有限集. ②含有无限个元素的集合叫做无限集. ③不含有任何元素的集合叫做空集(∅).9.已知集合{}12A x x =≤≤,{}2,B y y x a x A ==+∈,若A B ⊆,则实数a 的取值范围为( ) A .[]1,2B .[]2,1--C .[]22-,D .[]1,1-10.已知集合{}*A 2,n n x x N ==∈,{}*2n,n B x x N ==∈,则( )A .AB ⊆B .B A ⊆C .A B ⋂=∅D .A B =11.下列集合与集合{2,3}A =相等的是( ) A .{(2,3)}B .{(,})|2,3}x y x y ==C .{}2|560x x x -+=D .{}290x N x ∈-≤12.已知集合{}{}1,2,3,4,5,61,2,3U A ==,,集合A 与B 的关系如图所示,则集合B 可能是( )A .{}2,4,5B .{}1,2,5C .{}1,6D .{}1,3(7)已知集合A 有(1)n n ≥个元素,则它有2n个子集,它有21n-个真子集,它有21n-个非空子集,它有22n -非空真子集.13.集合{|14}A x N x =∈≤<的真子集的个数是( ) A .16B .8C .7D .414.集合A ={a ,b ,c ,d }非空子集的个数是( ) A .13B .14C .15D .16考点二:集合的基本运算 基础知识复习1.交集的定义:一般地,由所有属于A 且属于B 的元素所组成的集合,叫做A,B 的交集. 记作A ∩B(读作”A 交B ”),即A ∩B={x|x ∈A ,且x ∈B}.2、并集的定义:一般地,由所有属于集合A 或属于集合B 的元素所组成的集合,叫做A,B 的并集。
高考数学复习压轴题型专题讲解与练习01 集合(解析版)

高考数学复习压轴题型专题讲解与练习专题01 集合一、单选题1.(2021·上海杨浦·高三期中)非空集合A ⊆R ,且满足如下性质:性质一:若a ,b A ∈,则a b A +∈;性质二:若a A ∈,则a A -∈.则称集合A 为一个“群”以下叙述正确的个数为( )①若A 为一个“群”,则A 必为无限集;②若A 为一个“群”,且a ,b A ∈,则a b A -∈;③若A ,B 都是“群”,则A B 必定是“群”;④若A ,B 都是“群”,且A B A ≠,A B B ≠,则A B 必定不是“群”;A .1B .2C .3D .4【答案】C【分析】根据性质,运用特例法逐一判断即可.【详解】①:设集合{}1,0,1A =-,显然110,101,101-+=-+=-+=,符合性质一,同时也符合性质二,因此集合{}1,0,1A =-是一个群,但是它是有限集,故本叙述不正确; ②:根据群的性质,由b A ∈可得:b A -∈,因此可得a b A -∈,故本叙述是正确; ③:设A B C =,若c C ∈,一定有,c A c B ∈∈,因为A ,B 都是“群”,所以,c A c B -∈-∈,因此c C -∈,若d C ∈,所以,d A d B ∈∈,c d C +∈,故本叙述正确;④:因为A B A ≠,A B B ≠,一定存在a A ∈且a B ∉,b A ∉且b B ∈,因此a b A +∉且a b B +∉,所以()a b A B +∉,因此本叙述正确,故选:C【点睛】关键点睛:正确理解群的性质是解题的关键.2.(2021·贵州贵阳·高三开学考试(文))“群”是代数学中一个重要的概念,它的定义是:设G 为某种元素组成的一个非空集合,若在G 内定义一个运算“*”,满足以下条件:①a ∀,b G ∈,有a b G *∈②如a ∀,b ,c G ∈,有()()a b c a b c **=**;③在G 中有一个元素e ,对a G ∀∈,都有a e e a a *=*=,称e 为G 的单位元;④a G ∀∈,在G 中存在唯一确定的b ,使a b b a e *=*=,称b 为a 的逆元.此时称(G ,*)为一个群.例如实数集R 和实数集上的加法运算“+”就构成一个群(),+R ,其单位元是0,每一个数的逆元是其相反数,那么下列说法中,错误的是( )A .G Q =,则(),+G 为一个群B .G R =,则(),G ⨯为一个群C .{}1,1G =-,则(),G ⨯为一个群D .G ={平面向量},则(),+G 为一个群【答案】B【分析】对于选项A,C,D 分别说明它们满足群的定义,对于选项B, 不满足④,则(),G ⨯不为一个群,所以该选项错误.【详解】A. G Q =,两个有理数的和是有理数,有理数加法运算满足结合律,0为G 的单位元,逆元为它的相反数,满足群的定义,则(),+G 为一个群,所以该选项正确;B. G R =,1为G 的单位元,但是1a b b a ⨯=⨯=,当0a =时,不存在唯一确定的b ,所以不满足④,则(),G ⨯不为一个群,所以该选项错误;C. {}1,1G =-,满足①②,1为G 的单位元满足③,1-是-1的逆元,1是1的逆元,满足④,则(),G ⨯为一个群,所以该选项正确;D. G ={平面向量},满足①②,0→为G 的单位元,逆元为其相反向量,则(),+G 为一个群,所以该选项正确.故选:B3.(2022·上海·高三专题练习)设集合{}2110P x x ax =++>,{}2220P x x ax =++>,{}210Q x x x b =++>,{}2220Q x x x b =++>,其中,R a b ∈,下列说法正确的是( ) A .对任意a ,1P 是2P 的子集,对任意的b ,1Q 不是2Q 的子集B .对任意a ,1P 是2P 的子集,存在b ,使得1Q 是2Q 的子集C .存在a ,使得1P 不是2P 的子集,对任意的b ,1Q 不是2Q 的子集D .存在a ,使得1P 不是2P 的子集,存在b ,使得1Q 是2Q 的子集【答案】B【分析】运用集合的子集的概念,令1m P ∈,推得2m P ∈,可得对任意a ,1P 是2P 的子集;再由1b =,5b =,求得1Q ,2Q ,即可判断B 正确,A ,C ,D 错误.【详解】解:对于集合21{|10}P x x ax =++>,22{|20}P x x ax =++>,可得当1m P ∈,即210m am ++>,可得220m am ++>,即有2m P ∈,可得对任意a ,1P 是2P 的子集;故C 、D 错误当5b =时,21{|50}Q x x x R =++>=,22{|250}Q x x x R =++>=,可得1Q 是2Q 的子集;当1b =时,21{|10}Q x x x R =++>=,22{|210}{|1Q x x x x x =++>=≠-且}x R ∈,可得1Q 不是2Q 的子集,故A 错误.综上可得,对任意a ,1P 是2P 的子集,存在b ,使得1Q 是2Q 的子集.故选:B.4.(2022·浙江·高三专题练习)设3124a M a a a =+,其中1a ,2a ,3a ,4a 是1,2,3,4的一个组合,若下列四个关系:①11a =;②21a ≠;③33a =;④44a ≠有且只有一个是错误的,则满足条件的M 的最大值与最小值的差为( )A .233B .323C .334D .454【答案】C【分析】因为只有一个错误,故分类讨论,若①错,有两种情况,若②错则互相矛盾,若③错,有三种情况,若④错,有一种情况,分别求解M 即可得结果.【详解】若①错,则11a ≠,21a ≠,33a =,44a ≠有两种情况:12a =,24a =,33a =,41a =,3124324111a M a a a =+=⨯+= 或14a =,22a =,33a =,41a =,3124342111a M a a a =+=⨯+=; 若②错,则11a =,21a =,互相矛盾,故②对;若③错,则11a =,21a ≠,33a ≠,44a ≠有三种情况:11a =,22a =,34a =,43a =,31244101233a M a a a =+=⨯+=;11a =,23a =,34a =,42a =,312441352a M a a a =+=⨯+=; 11a =,24a =,32a =,43a =,31242141433a M a a a =+=⨯+=; 若④错,则11a =,21a ≠,33a =,44a =只有一种情况:11a =,22a =,33a =,44a =,31243111244a M a a a =+=⨯+= 所以max min 11331144M M -=-= 故选:C 5.(2021·福建·福州四中高三月考)用()C A 表示非空集合A 中元素的个数,定义()(),()()()(),()()C A C B C A C B A B C B C A C A C B -≥⎧*=⎨-<⎩,已知集合{}2|0A x x x =+=,()(){}22|10B x x ax x ax =+++=,且1A B *=,设实数a 的所有可能取值构成集合S ,则()C S =( )A .0B .1C .2D .3【答案】D【分析】根据条件可得集合B 要么是单元素集,要么是三元素集,再分这两种情况分别讨论计算求解.【详解】由{}2|0A x x x =+=,可得{}1,0A =-因为22()(1)0x ax x ax +++=等价于20x ax 或210x ax ++=,且{}1,0,1A A B =-*=,所以集合B 要么是单元素集,要么是三元素集.(1)若B 是单元素集,则方程20x ax 有两个相等实数根,方程210x ax ++=无实数根,故0a =;(2)若B 是三元素集,则方程20x ax 有两个不相等实数根,方程210x ax ++=有两个相等且异于方程20x ax 的实数根,即2402a a -=⇒=±且0a ≠.综上所求0a =或2a =±,即{}0,22S =-,,故()3C S =, 故选:D .【点睛】关键点睛:本题以A B *这一新定义为背景,考查集合中元素个数问题,考查分类讨论思想的运用,解答本题的关键是由新定义分析得出集合B 要么是单元素集,要么是三元素集,即方程方程20x ax 与方程210x ax ++=的实根的个数情况,属于中档题.6.(2020·陕西·长安一中高三月考(文))在整数集Z 中,被4除所得余数k 的所有整数组成一个“类”,记为[]k ,即[]{}4k n k n Z =+∈,0,1,2,3k =.给出如下四个结论:①[]20151∈;②[]22-∈;③[][][][]0123Z =;④“整数a ,b 属于同一‘类’”的充要条件是“[]0a b -∈”.其中正确的个数为( )A .1B .2C .3D .4【答案】C【分析】根据“类”的定义计算后可判断①②④的正误,根据集合的包含关系可判断③的正误,从而可得正确的选项.【详解】因为201550343=⨯+,故[]20153∈,故①错误,而242-=+,故[]22-∈,故②正确.若整数a ,b 属于同一“类”,设此类为[]{}()0,1,2,3r r ∈,则4,4a m r b n r =+=+,故()4a b m n -=-即[]0a b -∈,若[]0a b -∈,故-a b 为4的倍数,故,a b 除以4的余数相同,故a ,b 属于同一“类”, 故整数a ,b 属于同一“类”的充要条件为[]0a b -∈,故④正确.由“类”的定义可得[][][][]0123Z ⊆,任意c Z ∈,设c 除以4的余数为{}()0,1,2,3r r ∈,则[]c r ∈,故[][][][]0123c ∈,所以[][][][]0123Z ⊆, 故[][][][]0123Z =,故③正确.故选:C.【点睛】方法点睛:对于集合中的新定义问题,注意根据理解定义并根据定义进行相关的计算,判断两个集合相等,可以通过它们彼此包含来证明.7.(2021·全国·高三专题练习(理))在整数集Z 中,被6除所得余数为k 的所有整数组成一个“类”,记为[]k ,即[]{}6k n k n Z =+∈,1k =,2,3,4,5给出以下五个结论:①[]55-∈;②[][][][][][]012345Z =;③“整数a 、b 属于同一“类””的充要条件是“[]0a b -∈”;④“整数a 、b 满足[]1∈a ,[]2b ∈”的充要条件是“[]3+∈a b ”,则上述结论中正确的个数是( )A .1B .2C .3D .4【答案】B【分析】 根据“类”的定义逐一进行判断可得答案.【详解】①因为[]{}565|n n Z =+∈,令655n +=-,得10563n =-=-Z ∉,所以[]55-∉,①不正确; ②[][][][][][]012345{}{}{}1122336|61|62|n n Z n n Z n n Z =∈+∈+∈{}4463|n n Z +∈{}5564|n n Z +∈{}6665|n n Z +∈Z =,故②正确;③若整数a 、b 属于同一“类”,则整数,a b 被6除所得余数相同,从而-a b 被6除所得余数为0,即[]0a b -∈;若[]0a b -∈,则-a b 被6除所得余数为0,则整数,a b 被6除所得余数相同,故“整数a 、b 属于同一“类””的充要条件是“[]0a b -∈”,所以③正确; ④若整数a 、b 满足[]1∈a ,[]2b ∈,则161a n =+,1n Z ∈,262b n =+,2n Z ∈, 所以126()3a b n n +=++,12n n Z +∈,所以[]3+∈a b ;若[]3+∈a b ,则可能有[][]2,1a b ∈∈,所以“整数a 、b 满足[]1∈a ,[]2b ∈”的必要不充分条件是“[]3+∈a b ”,所以④不正确. 故选:B【点睛】关键点点睛:对新定义的理解以及对充要条件的理解是本题解题关键.8.(2021·浙江·路桥中学模拟预测)设集合,S T 中至少两个元素,且,S T 满足:①对任意,x y S ∈,若x y ≠,则x y T +∈ ,②对任意,x y T ∈,若x y ≠,则x y S -∈,下列说法正确的是( )A .若S 有2个元素,则S T 有3个元素B .若S 有2个元素,则S T 有4个元素C .存在3个元素的集合S ,满足S T 有5个元素D .存在3个元素的集合S ,满足S T 有4个元素【答案】A【分析】不妨设{,}S a b =,由②知集合S 中的两个元素必为相反数,设{,}S a a =-,由①得0T ∈,由于集合T 中至少两个元素,得到至少还有另外一个元素m T ∈,分集合T 有2个元素和多于2个元素分类讨论,即可求解.【详解】若S 有2个元素,不妨设{,}S a b =,以为T 中至少有两个元素,不妨设{},x y T ⊆,由②知,x y S y x S -∈-∈,因此集合S 中的两个元素必为相反数,故可设{,}S a a =-, 由①得0T ∈,由于集合T 中至少两个元素,故至少还有另外一个元素m T ∈, 当集合T 有2个元素时,由②得:m S -∈,则,{0,}m a T a =±=-或{0,}T a =.当集合T 有多于2个元素时,不妨设{0,,}T m n =,其中,,,,,m n m n m n n m S ----∈,由于,0,0m n m n ≠≠≠,所以,m m n n ≠-≠-,若m n =-,则n m =-,但此时2,2m n m m m n n n -=≠-=-≠,即集合S 中至少有,,m n m n -这三个元素,若m n ≠-,则集合S 中至少有,,m n m n -这三个元素,这都与集合S 中只有2个运算矛盾,综上,{0,,}S T a a =-,故A 正确;当集合S 有3个元素,不妨设{,,}S a b c =,其中a b c <<,则{,,}a b b c c a T +++⊆,所以,,,,,c a c b b a a c b c a b S ------∈,集合S 中至少两个不同正数,两个不同负数,即集合S 中至少4个元素,与{,,}S a b c =矛盾,排除C ,D.故选:A.【点睛】解题技巧:解决以集合为背景的新定义问题要抓住两点:1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;2、用好集合的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的集合的性质的一些因素.9.(2021·广东番禺中学高一期中)设{}1,2,3,4I =,A 与B 是I 的子集,若{}1,2A B =,则称(),A B 为一个“理想配集”.规定(),A B 与(),B A 是两个不同的“理想配集”,那么符合此条件的“理想配集”的个数是( )A .4B .6C .8D .9【答案】D【分析】对子集A 分{}1,2A =,{}1,2,3A =,{}1,2,4A =,{}1,2,3,4A =四种情况讨论,列出所有符合题意的集合B 即可求解.【详解】{}1,2,3,4I =,A 与B 是I 的子集,{}1,2A B =, 对子集A 分情况讨论:当{}1,2A =时,{}1,2B =,{}1,2,3B =,{}1,2,4B =,{}1,2,3,4B =,有4种情况;当{}1,2,3A =时,{}1,2B =,{}1,2,4B =,有2种情况; 当{}1,2,4A =时,{}1,2B =,{}1,2,3B =,有2种情况; 当 {}1,2,3,4A =时,{}1,2B =,有1种情况; 所以共有42219+++=种, 故选:D.10.(2020·上海奉贤·高一期中)对于区间(1,10000)内任意两个正整数m ,n ,定义某种运算“*”如下:当m ,n 都是正偶数时,n m n m *=;当m ,n 都为正奇数时,log m m n n *=,则在此定义下,集合(){},4M a b a b =*=中元素个数是( ) A .3个 B .4个 C .5个 D .6个【答案】C 【分析】分别讨论a ,b 都是正偶数时,4b a b a *==,a ,b 都是正奇数时,log 4a a b b *==,所以4a b =,再由,(1,10000)a b ∈即可求出集合M ,进而可得集合M 中的元素的个数. 【详解】因为当m ,n 都是正偶数时,n m n m *=; 当m ,n 都为正奇数时,log m m n n *=,所以当a ,b 都是正偶数时,4b a b a *==,可得2a b ==; 当a ,b 都是正奇数时,log 4a a b b *==,所以4a b =, 因为,(1,10000)a b ∈, 所以3a =,81b =;5a =,625b =; 7a =,2401b =;9a =,6561b =;所以()()()()(){}2,2,3,81,5,625,7,2401,9,6561M =, 所以集合M 中的元素有5个, 故选:C.11.(2021·全国·高三专题练习)设X 是直角坐标平面上的任意点集,定义*{(1X y =-,1)|(x x -,)}y X ∈.若*X X =,则称点集X“关于运算*对称”.给定点集{}22(,)|1A x y x y +==,{}(,)|1==-B x y y x ,(){},|1|||1=-+=C x y x y ,其中“关于运算 * 对称”的点集个数为( )A .0B .1C .2D .3【答案】B 【分析】令1y X -=,1x Y -=,则1y X =-,1x Y =+,从而由A ,B ,C 分别求出*A ,*B ,*C ,再根据点集X “关于运算*对称”的定义依次分析判断即可得出答案. 【详解】解:令1y X -=,1x Y -=, 则1y X =-,1x Y =+,22{(,)|1}A x y x y =+=,*{(A X∴=,22)|(1)(1)1}Y Y X ++-=,故*A A ≠;{(,)|1}B x y y x ==-,*{(,)|111B X Y X Y ∴=-=+-,即1}Y X =-,故*B B ≠;{(,)||1|||1}C x y x y =-+=,*{(,)||11||1|1C X Y Y X ∴=+-+-=,即|||1|1}Y X +-=,故*C C =;所以“关于运算 * 对称”的点集个数为1个. 故选:B.12.(2021·黑龙江·哈师大附中高一月考)设集合X 是实数集R 的子集,如果点0x ∈R 满足:对任意0a >,都存在x X ∈,使得00x x a <-<,那么称0x 为集合X 的聚点.则在下列集合中,以0为聚点的集合是( ) A .{|0}1nn Z n n ∈≥+, B .{|0}x x x ∈≠R ,C .221,0n n Z n n ⎧⎫+∈≠⎨⎬⎩⎭∣D .整数集Z【答案】B 【分析】根据给出的聚点定义逐项进行判断即可得出答案. 【详解】 A 中,集合{|0}1n n Z n n ∈≥+,中的元素除了第一项0之外,其余的都至少比0大12, 所以在102a <<的时候,不存在满足0x a <<的x ,0∴不是集合{|0}1nn Z n n ∈≥+,的聚点;故A 不正确;B 中,集合{|0}x x x ∈≠R ,,对任意的a ,都存在(2a x =实际上任意比a 小的数都可以),使得02a x a <=<,所以0是集合{|0}x x x ∈≠R ,的聚点;故B 正确;C 中,因为2211n n+>,所以当01a <<时,不存在满足0x a <<的x ,0∴不是集合221,0n n Z n n ⎧⎫+∈≠⎨⎬⎩⎭∣的聚点,故C 不正确;D ,对于某个1a <,比如0.5a =,此时对任意的x ∈Z ,都有00x -=或者01x -≥,也就是说不可能满足000.5x <-<,从而0不是整数集Z 的聚点.故D 不正确. 综上得以0为聚点的集合是选项B 中的集合. 故选:B .二、多选题13.(2020·广东广雅中学高三月考)设整数4n ≥,集合{}1,2,3,,X n =.令集合{(,,),,S x y z x y z X =∈,且三条件,x y z <<,y z x <<z x y <<恰有一个成立},若(),,x y z 和(),,z w x 都在S 中,则下列选项不正确的是( ) A .(),,y z w S ∈,(),,x y w S ∉ B .(),,y z w S ∈,(),,x y w S ∈ C .(),,y z w S ∉,(),,x y w S ∈ D .(),,y z w S ∉,(),,x y w S ∉【答案】ACD 【分析】根据集合S 的定义可以得到,,x y z 和,,z w x 的大小关系都有3种情况,然后交叉结合,利用不等式的传递性和无矛盾性原则得到正确的选项. 【详解】因为(,,)x y z S ∈,则,,x y z 的大小关系有3种情况,同理,(,,)z w x S ∈,则,,z w x 的大小关系有3种情况,由图可知,,,,x y w z 的大小关系有4种可能,均符合(,,)y z w S ∈,(,,)x y w S ∈,所以ACD 错, 故选:ACD. 【点睛】本题考查新定义型集合,涉及不等式的基本性质,首先要理解集合S 中元素的性质,利用列举画图,根据无矛盾性原则和不等式的传递性分析是关键.14.(2021·河北·石家庄二中高三月考)若集合A 具有以下性质:(1)0A ∈,1A ∈;(2)若x 、y A ,则x y A -∈,且0x ≠时,1A x∈.则称集合A 是“完美集”.下列说法正确的是( )A .集合{}1,0,1B =-是“完美集” B .有理数集Q 是“完美集”C .设集合A 是“完美集”,x 、y A ,则x y A +∈D .设集合A 是“完美集”,若x 、y A 且0x ≠,则yA x∈ 【答案】BCD 【分析】利用第(2)条性质结合1x =,1y =-可判断A 选项的正误;利用题中性质(1)(2)可判断B 选项的正误;当y A 时,推到出y A -∈,结合性质(2)可判断C 选项的正误;推导出xy A ∈,结合性质(2)可判断D 选项的正误.【详解】对于A 选项,取1x =,1y =-,则2x y A -=∉,集合{}1,0,1B =-不是“完美集”,A 选项错误;对于B 选项,有理数集Q 满足性质(1)、(2),则有理数集Q 为“完美集”,B 选项正确; 对于C 选项,若y A ,则0y y A -=-∈,()x y x y A ∴+=--∈,C 选项正确; 对于D 选项,任取x 、y A ,若x 、y 中有0或1时,显然xy A ∈; 当x 、y 均不为0、1且当x A ∈,y A 时,1x A -∈,则()11111A x x x x -=∈--,所以()1x x A -∈,()21x x x x A ∴=-+∈,()()2222221111122A xy xy xy x y x y x y x y ∴=+=+∈+--+--,xy A ∴∈, 所以,若x 、y A 且0x ≠,则1A x∈,从而1yy A x x=⋅∈,D 选项正确. 故选:BCD. 【点睛】本题考查集合的新定义,正确理解定义“完美集”是解题的关键,考查推理能力,属于中等题.15.(2022·全国·高三专题练习)(多选)若非空数集M 满足任意,x y M ∈,都有x y M +∈,x y M-∈,则称M 为“优集”.已知,A B 是优集,则下列命题中正确的是( )A .AB 是优集B .A B 是优集C .若A B 是优集,则A B ⊆或B A ⊆D .若A B 是优集,则A B 是优集【答案】ACD 【分析】结合集合的运算,紧扣集合的新定义,逐项推理或举出反例,即可求解. 【详解】对于A 中,任取,x A B y A B ∈∈,因为集合,A B 是优集,则,x y A x y B +∈+∈,则 x y A B +∈,,x y A x y B -∈-∈,则x y A B -∈,所以A 正确;对于B 中,取{|2,},{|3,}A x x k k Z B x x m m Z ==∈==∈, 则{|2A B x x k ⋃==或3,}x k k Z =∈,令3,2x y ==,则5x y A B +=∉,所以B 不正确; 对于C 中,任取,x A y B ∈∈,可得,x y A B ∈, 因为A B 是优集,则,x y A B x y A B +∈-∈, 若x y B +∈,则()x x y y B =+-∈,此时 A B ⊆; 若x y A +∈,则()x x y y A =+-∈,此时 B A ⊆, 所以C 正确;对于D 中,A B 是优集,可得A B ⊆,则A B A =为优集; 或B A ⊆,则A B B =为优集,所以A B 是优集,所以D 正确. 故选:ACD. 【点睛】解决以集合为背景的新定义问题要抓住两点:1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;2、用好集合的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的集合的性质的一些因素.16.(2020·山东·高三专题练习)已知集合()(){}=,M x y y f x =,若对于()11,x y M ∀∈,()22,x y M ∃∈,使得12120x x y y +=成立,则称集合M 是“互垂点集”.给出下列四个集合:(){}21,1M x y y x ==+;(){2,M x y y ==;(){}3,xM x y y e ==;(){}4,sin 1M x y y x ==+.其中是“互垂点集”集合的为( ) A .1M B .2MC .3MD .4M【答案】BD 【分析】根据题意知,对于集合M 表示的函数图象上的任意点()11,P x y ,在图象上存在另一个点P ',使得OP OP '⊥,结合函数图象即可判断. 【详解】由题意知,对于集合M 表示的函数图象上的任意点()11,P x y ,在图象上存在另一个点P ',使得OP OP '⊥.在21y x =+的图象上,当P 点坐标为(0,1)时,不存在对应的点P ', 所以1M 不是“互垂点集”集合;对y = 所以在2M 中的任意点()11,P x y ,在2M 中存在另一个P ',使得OP OP '⊥, 所以2M 是“互垂点集”集合;在x y e =的图象上,当P 点坐标为(0,1)时,不存在对应的点P ', 所以3M 不是“互垂点集”集合;对sin 1y x =+的图象,将两坐标轴绕原点进行任意旋转,均与函数图象有交点, 所以所以4M 是“互垂点集”集合, 故选:BD . 【点睛】本题主要考查命题的真假的判断,以及对新定义的理解与应用,意在考查学生的数学建模能力和数学抽象能力,属于较难题.第II 卷(非选择题)三、填空题17.(2021·上海市进才中学高三期中)进才中学1996年建校至今,有一同学选取其中8个年份组成集合{}1996,1997,2000,2002,2008,2010,2011,2014A =,设i j x x A ∈、,i j ≠,若方程i j x x k -=至少有六组不同的解,则实数k 的所有可能取值是_________.【答案】{}3,6,14 【分析】根据i j x x k -=,用列举法列举出集合A 中,从小到大8个数中(设两数的差为正),相邻两数,间隔一个数,间隔二个数,间隔三个数,间隔四个数,间隔五个数,间隔六个数的两数差,从中找出差数出现次数不低于3的差数即可. 【详解】集合A 中,从小到大8个数中,设两数的差为正: 则相邻两数的差:1,3,2,6,2,1,3; 间隔一个数的两数差:4,5,8,8,3,4; 间隔二个数的两数差:6,11,10,9,6; 间隔三个数的两数差:12,13,11,12; 间隔四个数的两数差:14,14,14; 间隔五个数的两数差:15,17; 间隔六个数的两数差:18;这28个差数中,3出现3次,6出现3次,14出现3次,其余都不超过2次, 故k 取值为:3,6,14时,方程i j x x k -=至少有六组不同的解, 所以k 的可能取值为:{}3,6,14, 故答案为:{}3,6,1418.(2021·北京·高三开学考试)记正方体1111ABCD A B C D -的八个顶点组成的集合为S .若集合M S ⊆,满足i X ∀,j X M ∈,k X ∃,l X M ∈使得直线i j k l X X X X ⊥,则称M 是S 的“保垂直”子集. 给出下列三个结论:①集合{}1,,,A B C C 是S 的“保垂直”子集;②集合S 的含有6个元素的子集一定是“保垂直”子集;③若M 是S 的“保垂直”子集,且M 中含有5个元素,则M 中一定有4个点共面. 其中所有正确结论的序号是______. 【答案】② 【分析】首先弄清楚可取其中的5,6,7,8个点时,符合M 是S 的“保垂直”子集,且正方体的两条体对角线不垂直,然后根据定义逐项判断可得答案. 【详解】对于①,当取体对角线1AC 时,找不到与之垂直的直线,①错误; 对于②,当8个点任取6个点时,如图当M 集合中的6个点是由上底面四个点和下底面两个点;或者由上底面两个点和下底面四个点构成时,必有四点共面,根据正方体的性质,符合M 是S 的“保垂直”子集; 当M 集合中的6个点是由上底面三个点和下底面三个点构成时,如{}111,,,,,M B C A C A B =,则存在11,,,B A A B 四点共面,根据正方体的性质,符合M 是S 的“保垂直”子集; 如{}111,,,,,M B C A C A D =,取,B A 存在11BC A D ⊥,取,B C 存在11BC C D ⊥,取,C A 存在1AC BD ⊥,符合M 是S 的“保垂直”子集,所以②正确;对于③,举反例即可,如{}11,,,,M B C D C A =,③错误.故答案为:②.19.(2021·江苏扬州·模拟预测)对于有限数列{}n a ,定义集合()1212,110k i i i k a a a S k s s i i i k ⎧⎫+++⎪⎪==≤<<<≤⎨⎬⎪⎪⎩⎭,,其中k ∈Z 且110k ≤≤,若n a n =,则()3S 的所有元素之和为___________.【答案】660【分析】可得()3S 123123,1103i i i s s i i i ⎧⎫++==≤<<≤⎨⎬⎩⎭,得出()3S 中的每个元素就是从1,2,,10中挑选3个出来求平均值,求出每个数字被选中的次数即可求解.【详解】()1231233,1103i i i a a a S s s i i i ⎧⎫++⎪⎪==≤<<≤⎨⎬⎪⎪⎩⎭ 123123,1103i i i s s i i i ⎧⎫++==≤<<≤⎨⎬⎩⎭, 则()3S 中的每个元素就是从1,2,,10中挑选3个出来求平均值,1,2,,10每个被选出的次数是相同的,若()110i i ≤≤被选中,则共有29C 种选法,即1,2,,10每个被选出的次数为29C ,则()3S 的所有元素之和为()()29101109812102266033C ⨯+⨯⨯⋅+++==. 故答案为:660.【点睛】关键点睛:解决本题的关键是判断出()3S 中的每个元素就是从1,2,,10中挑选3个出来求平均值,再求出每个数字被选中的次数.20.(2021·北京东城·一模)设A 是非空数集,若对任意,x y A ∈,都有,x y A xy A +∈∈,则称A 具有性质P .给出以下命题:①若A 具有性质P ,则A 可以是有限集;②若12,A A 具有性质P ,且12A A ≠∅,则12A A 具有性质P ; ③若12,A A 具有性质P ,则12A A 具有性质P ;④若A 具有性质P ,且A ≠R ,则A R 不具有性质P .其中所有真命题的序号是___________.【答案】①②④【分析】举特例判断①;利用性质P 的定义证明②即可;举反例说明③错误;利用反证法,结合举反例判断④.【详解】对于①,取集合{}0,1A =具有性质P ,故A 可以是有限集,故①正确;对于②,取12,x y A A ∈,则1x A ∈,2x A ∈,1y A ∈,2y A ∈,又12,A A 具有性质P ,11,x y A xy A ∴+∈∈,22,x y A xy A +∈∈,1212,x y xy A A A A ∴+∈∈,所以12A A 具有性质P ,故②正确;对于③,取{}1|2,A x x k k Z ==∈,{}2|3,A x x k k Z ==∈,12A ∈,23A ∈,但1223A A +∉,故③错误;对于④,假设A R 具有性质P ,即对任意,x y A ∈R ,都有,x y A xy A +∈∈R R ,即对任意,x y A ∉,都有,x y A xy A +∉∉,举反例{}|2,A x x k k Z ==∈,取1A ∉,3A ∉,但134A +=∈,故假设不成立,故④正确;故答案为:①②④【点睛】关键点点睛:本题考查集合新定义,解题的关键是对集合新定义的理解,及举反例,特例证明,考查学生的逻辑推理与特殊一般思想,属于基础题.。
高一数学集合练习题及答案经典

高一数学集合练习题及答案经典一、单选题1.已知集合{}{}22,1,0,2,3,4,|340A B x x x =--=--<,则A B =( )A .{}1,0,2,3,4-B .{}0,2,3,4C .{}0,2,3D .{}2,32.已知集合{}111,202xA x xB x ⎧⎫⎪⎪⎛⎫=+<=-≥⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭,则()AB =R( )A .()2,1--B .(]2,1--C .()1,0-D .[)1,0-3.已知集合{A x y ==,{}0,1,2,3B =,则A B =( ) A .{}3B .{}2,3C .{}1,2,3D .{}0,1,2,34.已如集合{}2A x x =>,{}35B x x =-<<,则A B =( ) A .{}25x x <<B .{}32x x -<<C .{}35x x -<<D .{}3x x <-5.已知集合{}0,1,2,3,4,5A =,{}1,3,6,9B =,{}3,7,8C =,则 ()A B C ⋂⋃=( ) A .{}3B .{}3,7,8C .{}1,3,7,8D .{}1,3,6,7,86.已知R 为实数集,集合{}{}2340,ln(1)A x x x B x y x =--≤==-,则R A B ⋃=( )A .{}14x x <≤B .{}11x x -≤≤C .{}1x x ≥-D .{}4x x ≤7.已知集合{}{}234014P x x x Q x N x =--<=∈≤≤,,则=P Q ( )A .{1,2,3,4}B .{1,2,3}C .{1,2}D .{2,3,4}8.已知集合{}220A x x x =--≤,{}2log B x x k =>.若A B =∅ ,则实数k 的取值范围为( ) A .02k <≤ B .04k << C .2k ≥D .4k ≥9.已知集合{}14A x x =-≤≤,{}260B x N x x =∈--≤ ,则A B =( )A .[]1,3-B .[]2,4-C .{}1,2,3D .{}0,1,2,3 10.集合M ={x |x =i n +1,n ∈N}(i 为虚数单位)的真子集的个数是( )A .1B .15C .3D .1611.已知集合(){}2log 2A x y x ==-,{}2xB y y ==,则A B =( )A .()0,2B .()1,2C .[)1,2D .(),2-∞12.设集合A 实数 ,{}B =纯虚数,{}C =复数,若全集SC ,则下列结论正确的是( ) A .A B C = B .A B = C .()S A B ⋂=∅D .SSABC13.已知集合{}82A xx =-<<∣,{}1B x x =≤-,则()R A B ⋂=( ) A .{}1x x <- B .{}12x x -<< C .{}8x x >-D .{}28x x <≤14.等可能地从集合{}1,2,3的所有子集中任选一个,选到非空真子集的概率为( ) A .78B .34C .1516 D .1415.已知集合{}2|20,A x x x x R =--≤∈,{}|14,B x x x Z =-<<∈,则A B =( )A .(1,2]-B .(1,2)-C .{}0,2D .{}0,1,2二、填空题16.已知集合{}21A x x =-<<,{}0B x x =<,则A B ⋃= ____________.17.设集合{}{}23,650A x x B x x x =≤=-+≤,则A B =________.18.已知a 、R b ∈,若不等式20ax x b -+<的解集为112A x x ⎧⎫=<<⎨⎬⎩⎭,不等式210ax bx +-≤的解集为B ,则()R A B ⋂=______.19.用适当的符号填空:(1){}0______()2,3-; (2){},,a c b ______{},,a b c ; (3)R______(],3-∞-; (4){}1,2,4______{}8x x 是的约数. 20.若{}31,2a ∈,则实数=a ____________.21.若集合{}2210A x x x =-+=,{}210B x x =-=,则A ______B .(用符号“⊂”“=”或“⊃”连接)22.集合{12}A =,的非空子集是________________. 23.已知集合{}{}214,0,1,2,4A x x B =≤<=,则A B ⋂=___________. 24.已知集合{}()216,xA xB a ∞=≤=-,,若A B ⊆则实数a 的取值范围是____.25.以下各组对象不能组成集合的是______(用题号填空). ①中国古代四大发明 ②地球上的小河流 ③方程210x -=的实数解 ④周长为10cm 的三角形 ⑤接近于0的数三、解答题26.已知集合{|124}x A x =≤≤,{|()(1)0}B x x a x =--≤. (1)求A ;(2)若A B B =,求实数a 的取值范围.27.设全集U R =,已知集合{}1,2A =,{|03}B x x =≤≤,集合C 为不等式组10240x x +≥⎧⎨-≤⎩的解集.(1)写出集合A 的所有子集; (2)求UB 和BC ⋃.28.设集合(){}1A x x x a a =+-≤,{}260B x x x =+-<,{}260C x x x =--≤.(1)求B C ⋃.(2)若()R A B ⋂=∅,求实数a 的取值范围.29.已知集合{}2430M x x x =-+<,{}12N x x =-<<.(1)求()RM N ⋃;(2)若集合()(){}20P x x m x =+-≤,且“x ∈N ”是“x P ∈”的充分不必要条件,求m 的取值范围.30.已知P ={x |x 2-x -20≤0},非空集合S ={x |1-m ≤x ≤1+m }.若x ∈P 是x ∈S 的必要条件,求m 的取值范围.【参考答案】一、单选题 1.C 【解析】 【分析】先求出集合B ,再求两集合的交集即可 【详解】由2340x x --<,得(1)(4)0x x +-<,解得14x -<<, 所以{}14B x x =-<<, 因为{}2,1,0,2,3,4A =--, 所以A B ={}0,2,3, 故选:C 2.C 【解析】 【分析】由绝对值不等式的解法求出集合A ,再利用指数函数的单调性求解集合B ,最后根据集合的补集、交集的定义即可求解. 【详解】解:由题意,{}{}|111|20A x x x x =-<+<=-<<,{}{}|22|1xB x x x -=≥=≤-,∴{}1R B x x =>-,∴(){}()|101,0R A B x x ⋂=-<<=-. 故选:C . 3.C 【解析】 【分析】根据定义域的求法解出集合A ,然后根据交集的运算法则求解. 【详解】 解:由题意得:{{}|1A x y x x ===≥ {}1,2,3A B ∴⋂= 故选:C 4.A 【解析】 【分析】应用集合的交运算求A B . 【详解】{|2}{|35}{|25}A B x x x x x x ⋂=>⋂-<<=<<.故选:A 5.C 【解析】 【分析】先求A B ,再求()A B C ⋂⋃. 【详解】{}1,3A B =,(){}1,3,7,8A B C ⋂⋃=.故选:C 6.D 【解析】 【分析】首先解一元二次不等式求出集合A ,再根据对数型函数的定义域求出集合B ,最后根据补集、并集的定义计算可得; 【详解】解:由2340x x --≤,即410x x ,解得14x -≤≤,即{}{}234014A x x x x x =--≤=-≤≤,又(){}{}ln 11B x y x x x ==-=,所以{}|1RB x x =≤,所以{}4R A B x x ⋃=≤;故选:D 7.B 【解析】 【分析】解不等式得到14{|}P x x =-<<,根据题意得到{1,2,3,4}Q =,再由集合交集的概念得到结果. 【详解】由集合{}234|0P x x x =--<,解不等式得到:14{|}P x x =-<<,又因为{1,2,3,4}Q =,根据集合交集的概念得到:{}1,2,3P Q ⋂=. 故选:B. 8.D 【解析】 【分析】由于A B =∅ ,B 集合所表示的区间在A 集合之外. 【详解】由220x x --≤ ,解得12x -≤≤ ,即[]1,2A =- ,A B =∅ ,2log 2k ∴≥ ,4k ≥ ;故选:D. 9.D【解析】 【分析】由题知{}0,1,2,3B =,再根据集合交集运算求解即可. 【详解】解:解不等式260x x --≤得23x -≤≤,所以{}{}2600,1,2,3B x N x x =∈--≤=,因为{}14A x x =-≤≤ 所以A B ={}0,1,2,3 故选:D 10.B 【解析】 【分析】先根据虚数单位i 的性质确定集合M 的元素个数,再由n 元集合的真子集个数为21n -可得. 【详解】当n ∈N 时,x =i n +1的值只有i ,-i ,1,-1,故M 中有4个元素,所以M 共有24-1=15个真子集. 故选:B 11.A 【解析】 【分析】由对数函数定义域和指数函数值域可求得集合,A B ,由交集定义可得结果. 【详解】由20x ->得:2x <,(),2A ∴=-∞;由20x >得:()0,B =+∞;()0,2A B ∴⋂=.故选:A. 12.D 【解析】 【分析】根据集合A ,B ,C 的关系求解即可. 【详解】集合A ,B ,C 的关系如下图,由图可知只有SSABC 正确.故选:D.13.B 【解析】 【分析】根据补集的运算,求得{}R |1B x x =>-,结合交集的概念及运算,即可求解. 【详解】由题意,集合{}1B x x =≤-,可得{}R |1B x x =>-又由{}82A xx =-<<∣,所以(){}R 12A B x x ⋂=-<<. 故选:B. 14.B 【解析】 【分析】写出集合{}1,2,3的所有子集,再利用古典概率公式计算作答. 【详解】集合{}1,2,3的所有子集有:{}{}{}{}{}{}{},1,2,3,1,2,1,3,2,3,1,2,3∅,共8个,它们等可能,选到非空真子集的事件A 有:{}{}{}{}{}{}1,2,3,1,2,1,3,2,3,共6个, 所以选到非空真子集的概率为63()84P A ==. 故选:B 15.D 【解析】 【分析】 解不等式后求解 【详解】220x x --≤,解得[1,2]A =-,{0,1,2}A B ⋂=故选:D二、填空题16.{}1x x <【解析】 【分析】利用并集概念及运算法则进行计算. 【详解】在数轴上画出两集合,如图:{}{}{}2101A B x x x x x x ⋃=-<<⋃<=<.故答案为:{}1x x <17.[1,3]【解析】 【分析】根据交集的定义求解即可. 【详解】解不等式2650x x -+≤ ,得()()150x x --≤ ,解得15x ≤≤ , 即[]1,5B = ,[]1,3A B ∴= ; 故答案为:[]1,3 .18.3122x x ⎧-≤≤⎨⎩或}1x =【解析】 【分析】分析可知x 的方程20ax x b -+=的两根分别为12、1,利用韦达定理求出a 、b 的值,然后解不等式210ax bx +-≤可得集合B ,利用补集和交集的定义可求得()A B R . 【详解】由题意可知,关于x 的方程20ax x b -+=的两根分别为12、1,所以11121120a b a a ⎧+=⎪⎪⎪⨯=⎨⎪>⎪⎪⎩,解得2313a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 不等式210ax bx +-≤即为2211033x x +-≤,即2230x x +-≤,解得312x -≤≤,则312B x x ⎧⎫=-≤≤⎨⎬⎩⎭,因为112A x x ⎧⎫=<<⎨⎬⎩⎭,则R12A x x ⎧=≤⎨⎩或}1x ≥,因此,()R 3122A B x x ⎧⋂=-≤≤⎨⎩或}1x =.故答案为:3122x x ⎧-≤≤⎨⎩或}1x =.19. ⊆ = ⊇ ⊆ 【解析】 【分析】根据集合子集的定义及集合相等的概念求解. 【详解】由集合的子集、集合的相等可知(1)⊆,(2)=,(3)⊇,(4)⊆ 故答案为:⊆,=,⊇,⊆ 20.5##32【解析】 【分析】根据题中条件,由元素与集合之间的关系,得到23a =求解,即可得出结果. 【详解】 因为{}31,2a ∈, 所以23a =,解得32a =. 故答案为:32.21.⊂【解析】 【分析】先化简集合A 、B ,再去判断集合A 、B 间的关系即可解决. 【详解】{}{}22101A x x x =-+==,{}{}2101,1B x x =-==-,则A B ⊂故答案为:⊂22.{}{}12{12},,, 【解析】 【分析】结合子集的概念,写出集合A 的所有非空子集即可. 【详解】集合{1,2}A =的所有非空子集是{}{}12{12},,,. 故答案为:{}{}12{12},,,. 23.{}1【解析】 【分析】根据集合的交集的定义进行求解即可【详解】当0x =时,不等式214x ≤<不成立, 当1x =时,不等式214x ≤<成立, 当2x =时,不等式214x ≤<不成立, 当4x =时,不等式214x ≤<不成立, 所以{}1A B ⋂=, 故答案为:{}124.4a >【解析】 【分析】根据指数函数的单调性求出集合A ,再根据A B ⊆列出不等式,即可的解. 【详解】解:{}(]216,4xA x ∞=≤=-,因为A B ⊆, 所以4a >. 故答案为:4a >. 25.②⑤ 【解析】 【分析】利用集合元素的基本特征判断. 【详解】①中国古代四大发明是造纸术,指南针,火药和印刷术,是确定的,能构成集合; ②地球上的小河流,不确定,不能构成集合;③方程210x -=的实数解是1或-1,是确定的,能构成集合; ④周长为10cm 的三角形,是确定的,能构成集合; ⑤接近于0的数,不确定,不能构成集合. 故答案为:②⑤三、解答题26.(1)[]0,2A = (2)[]0,2 【解析】 【分析】(1)结合指数不等式求得集合A .(2)对a 进行分类讨论,由此求得B ,根据A B B =来求实数a 的取值范围 (1)2122,02x x ≤≤≤≤,所以[]0,2A =.(2)A B B B A ⋂=⇒⊆当1a =时,{}1B A =⊆;当1a <时,{}|1B x a x A =≤≤⊆,则01a ≤<;当1a >时,{}|1B x x a A =≤≤⊆,则12a <≤;综上:a 的取值范围是[]0,2.27.(1)∅,{1},{2},{1,2};(2)U B {|0x x =<或3}x >,{|13}B C x x ⋃=-≤≤.【解析】【分析】(1)直接写出集合A 的所有子集即可;(2)直接写出U B ,求得C ,再求B C ⋃即可. (1)因为{}1,2A =,故A 的所有子集为∅,{}{}{}1,2,1,2.(2)因为{}|12C x x =-≤≤,U B ={|0,x x <或3}x >,{|13}B C x x ⋃=-≤≤. 28.(1){}33B C x x ⋃=-<≤(2)23a -<<【解析】【分析】(1)先解出集合,B C ,再计算B C ⋃即可;(2)由()R A B ⋂=∅得A B ⊆,再按照两根的大小分类讨论解不等式即可.(1){}32B x x =-<<,{}23C x x =-≤≤,则{}33B C x x ⋃=-<≤;(2)()(){}10A x x a x =+-≤,由()R A B ⋂=∅得A B ⊆, ①当<1a -时,即1a >-时,{}1A x a x =-≤≤,只需3a ->-,即13a -<<; ②当1a -=时,即1a =-时,{}1A x x ==,满足条件;③当1a ->时,即1a <-时,{}1A x x a =≤≤-,只需2a -<,即21a -<<-; 综上可得:a 的取值范围是23a -<<.29.(1){1x x ≤-或}3x ≥(2)[)1,+∞【解析】【分析】(1)求出集合M ,再根据补集和并集的定义求解;(2)由题意得N P ,再根据包含关系列不等式求解. (1) 由已知{}{}243013M x x x x x =-+<=<<, 所以{}13M N x x ⋃=-<<,则(){1R M N x x ⋃=≤-或}3x ≥.(2)由题意得N P , 则1m -≤-,解得1m ≥.故m 的取值范围是[)1,+∞.30.0≤m ≤4.【解析】【分析】先由一元二次不等式的解法化简集合P ,再由必要条件得到两集合间包含关系,结合非空集合S 和包含关系建立关于m 的不等关系,最后取交集解出范围.【详解】由x 2-x -20≤0,得-4≤x ≤5,∴P ={x |-4≤x ≤5}.∵x ∈P 是x ∈S 的必要条件,则S ⊆P .∴1415m m -≥-⎧⎨+≤⎩解得m ≤4. 又∵S 为非空集合,∴1-m ≤1+m ,解得m ≥0.综上,若x ∈P 是x ∈S 的必要条件,则0≤m ≤4.。
集合经典题型总结练习题含答案

必修一集合学习过程一、复习预习考纲要求:1.理解集合的概念。
2.能在具体的数学环境中,应用集合知识。
3.特别是集合间的运算。
4.灵活应用集合知识与其它知识间的联系,集合是一种方法。
二、知识讲解1.集合的相关概念基本概念:集合、元素;有限集、无限集;空集、全集;符号的使用. 集合的表示法:列举法、描述法、图形表示法. 集合元素的特征:确定性、互异性、无序性. 常见的数集:自然数集、整数集、有理数集、实数集 2集合间的关系任何一个集合是它本身的子集,记为A A ⊆; 空集是任何集合的子集,记为A ⊆φ; 空集是任何非空集合的真子集;n 元集的子集个数共有2n 个;真子集有21n -个;非空子集有21n -个;非空的真子集有22n -个.3.集合间的运算{|,}{|}{,}A B x x A x B A B x x A x B A x U x A ⇔∈∈⇔∈∈⇔∈∉U 交:且并:或补:且C4主要性质和运算律 (1) 包含关系:,,,,,;,;,.U A A A A U A U A B B C A C A B A A B B A B A A B B ⊆Φ⊆⊆⊆⊆⊆⇒⊆⊆⊆⊇⊇C(2) 等价关系:U A B A B A A B B AB U ⊆⇔=⇔=⇔=C (3) 集合的运算律:交换律:.;A B B A A B B A ==新课标第一网结合律:)()();()(C B A C B A C B A C B A ==分配律:.)()()();()()(C A B A C B A C A B A C B A ==三、例题精析考点一 子集、真子集【例题1】:集合}1,0,1{-共有个子集 【答案】:8【解析】:n 元集的子集个数共有2n 个,所以是8个。
【例题2】:设集合},412|{Z k k x x M ∈+==,},214|{Z k k x x N ∈+==,则 (A )N M = (B )N M ⊂ (C )N M ⊃ (D )∅=N M【答案】:B【解析】:由集合之间的关系可知,N M ⊂,或者可以取几个特殊的数,可以得到B考点二 集合的简单运算【例题3】:已知集合{1,2,3},{2,3,4}M N ==,则A .M N ⊆ B.N M ⊆C .{2,3}M N ⋂= D.{1,4}MN =【答案】:C【解析】:根据集合的运算,正确的只有C 。
集合专题梳理 及经典例题答案详解

课时作业 A 组——基础对点练1.(2017·高考天津卷)设集合A ={1,2,6},B ={2,4},C ={1,2,3,4}, 则(A ∪B )∩C =( ) A .{2} B .{1,2,4} C .{1,2,4,6}D .{1,2,3,4,6}1、解析:由题意知A ∪B ={1,2,4,6}, ∴(A ∪B )∩C ={1,2,4}. 答案:B2.(2018·成都市模拟)设集合A ={0,1},B ={x |(x +2)(x -1)<0,x ∈Z},则A ∪B =( )A .{-2,-1,0,1}B .{-1,0,1}C .{0,1}D .{0} 2、解析:因为集合A ={0,1},B ={x |(x +2)(x -1)<0,x ∈Z}={-1,0},所以A ∪B ={-1,0,1}.故选B. 答案:B3.设集合A ={x |x <2},B ={y |y =2x -1},则A ∩B =( ) A .(-∞,3) B .[2,3) C .(-∞,2)D .(-1,2)3、解析:A ={x |x <2},因为y =2x -1>-1,所以B ={y |y =2x -1}=(-1,+∞),所以A ∩B =(-1,2),故选D. 答案:D 4.设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba ,b ,则b -a =( )A .1B .-1C .2D .-24、解析:根据题意,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba ,b ,又∵a ≠0,∴a +b =0,即a =-b ,∴ba =-1,b =1.故a =-1,b =1,则b -a =2.故选C. 答案:C5.已知集合A ={-2,-1,0,1,2,3},B ={x |x +1x -2<0},则A ∩B =( )A .{-2,-1,0,1,2,3}B .{-1,0,1,2}C .{-1,2}D .{0,1}5、解析:由题意,得B ={x |-1<x <2},所以A ∩B ={0,1},故选D. 答案:D6.已知集合A ={1,2,3,4},B ={y |y =3x -2,x ∈A },则A ∩B =( ) A .{1} B .{4} C .{1,3}D .{1,4}6、解析:由题意,得B ={1,4,7,10},∴A ∩B ={1,4}. 答案:D7.(2018·长沙市模拟)已知集合P ={x |-2 016≤x ≤2 017},Q ={x | 2 017-x <1},则P ∩Q =( ) A .(2 016,2 017) B .(2 016,2 017] C .[2 016,2 017)D .(-2 016,2 017)7、解析:由已知可得Q ={x |0≤2 017-x <1}=(2 016,2 017],则P ∩Q =(2 016,2 017]. 答案:B8.(2018·石家庄模拟)函数y =x -2与y =ln(1-x )的定义域分别为M ,N ,则M ∪N =( ) A .(1,2]B .[1,2]C .(-∞,1]∪[2,+∞)D .(-∞,1)∪[2,+∞)8、解析:使x -2有意义的实数x 应满足x -2≥0,∴x ≥2,∴M =[2,+∞),y =ln(1-x )中x 应满足1-x >0,∴x <1,∴N =(-∞,1),所以M ∪N =(-∞,1)∪[2,+∞),故选D. 答案:D9.(2018·沈阳市模拟)设全集U =R ,集合A ={x |x ≥2},B ={x |0≤x <6},则集合(∁U A )∩B =( ) A .{x |0<x <2} B .{x |0<x ≤2} C .{x |0≤x <2}D .{x |0≤x ≤2}9、解析:∵U=R,A={x|x≥2},∴∁U A={x|x<2}.又B={x|0≤x<6},∴(∁U A)∩B ={x|0≤x<2}.故选C.答案:C10.(2017·天津模拟)设集合M={0,1,2},N={x|x2-3x+2≤0},则M∩N=() A.{1} B.{2}C.{0,1} D.{1,2}10、解析:N={x|x2-3x+2≤0}={x|1≤x≤2},又M={0,1,2},所以M∩N={1,2}.答案:D11.已知集合A={1,2,3,4},B={x|x=n2,n∈A},则A∩B=()A.{1,4} B.{2,3}C.{9,16} D.{1,2}11、解析:n=1,2,3,4时,x=1,4,9,16,∴集合B={1,4,9,16},∴A∩B={1,4}.答案:A12.(2018·长春市模拟)已知集合A={x|x2-x+4>x+12},B={x|2x-1<8},则A∩(∁R B )=()A.{x|x≥4} B.{x|x>4}C.{x|x≥-2} D.{x|x<-2或x≥4}12、解析:由题意易得,A={x|x<-2或x>4},B={x|x<4},则A∩(∁R B)={x|x >4}.故选B.答案:B13.已知集合A={-1,2,3,6},B={x|-2<x<3},则A∩B=________.13、答案:{-1,2}14.已知集合U={1,2,3,4},A={1,3},B={1,3,4},则A∪(∁U B)=________. 14、解析:∁U B={2},∴A∪∁U B={1,2,3}.答案:{1,2,3}15.集合{-1,0,1}共有__________个子集.15、解析:集合{-1,0,1}的子集有∅,{-1},{0},{1},{-1,0},{-1,1},{0,1},{-1,0,1},共8个.答案:816.已知集合U={1,2,3,4,5},A={1,3},B={1,3,4},则A∪(∁U B)=__________.16、答案:{1,2,3,5}B 组——能力提升练1.已知全集U ={0,1,2,3},∁U M ={2},则集合M =( ) A .{1,3} B .{0,1,3} C .{0,3}D .{2}1、解析:M ={0,1,3}. 答案:B2.已知集合A ={0,1,2},B ={1,m }.若A ∩B =B ,则实数m 的值是( ) A .0 B .2C .0或2D .0或1或2 2、解析:∵A ∩B =B ,∴B ⊆A ,∴m =0或m =2. 答案:C3.(2018·南昌市模拟)已知集合A ={x ∈R|0<x ≤5},B ={x ∈R|log 2x <2},则(∁A B )∩Z =()A .{4}B .{5}C .[4,5]D .{4,5}3、解析:∵集合A ={x ∈R|0<x ≤5},B ={x ∈R|log 2x <2}={x |0<x <4},∴∁A B ={x |4≤x ≤5},∴(∁A B )∩Z ={4,5},故选D. 答案:D4.已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x -1x +2≤0,B ={x |y =lg(-x 2+4x +5)},则A ∩(∁R B )=( ) A .(-2,-1] B .[-2,-1] C .(-1,1]D .[-1,1]4、解析:依题意,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x -1x +2≤0={x |-2<x ≤1},B ={x |y =lg(-x 2+4x +5)}={x |-x 2+4x +5>0}={x |-1<x <5},∴∁R B ={x |x ≤-1或x ≥5},A ∩(∁R B )=(-2,-1],选A. 答案:A5.(2018·惠州模拟)已知集合A ={0,1},B ={z |z =x +y ,x ∈A ,y ∈A },则集合B 的子集的个数为( )A.3 B.4C.7 D.85、解析:由题意知,B={0,1,2},则集合B的子集的个数为23=8.故选D.答案:D6.(2018·太原市模拟)已知全集U=R,集合A={x|x(x+2)<0},B={x||x|≤1},则如图所示的阴影部分表示的集合是()A.(-2,1)B.[-1,0]∪[1,2)C.(-2,-1)∪[0,1]D.[0,1]6、解析:因为集合A={x|x(x+2)<0},B={x||x|≤1},所以A={x|-2<x<0},B={x|-1≤x≤1},所以A∪B=(-2,1],A∩B=[-1,0),所以阴影部分表示的集合为∁A∪B(A∩B)=(-2,-1)∪[0,1],故选C.答案:C7.(2018·郑州质量预测)设全集U={x∈N*|x≤4},集合A={1,4},B={2,4},则∁U(A∩B)=()A.{1,2,3} B.{1,2,4}C.{1,3,4} D.{2,3,4}7、解析:因为U={1,2,3,4},A∩B={4},所以∁U(A∩B)={1,2,3},故选A.答案:A8.(2018·广雅中学测试)若全集U=R,则正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+x=0}关系的Venn图是()8、解析:由题意知,N={x|x2+x=0}={-1,0},而M={-1,0,1},所以N M,故选B.答案:B9.已知集合A 满足条件{1,2}⊆A {1,2,3,4,5},则集合A 的个数为( ) A .8 B .7 C .4D .39、解析:由题意可知,集合A 中必含有元素1和2,可含有3,4,5中的0个、1个、2个,则集合A 可以为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},共7个.故选B. 答案:B10.已知集合A ={2,0,1,4},B ={k |k ∈R ,k 2-2∈A ,k -2∉A },则集合B 中所有的元素之和为( ) A .2 B .-2 C .0D. 210、解析:若k 2-2=2,则k =2或k =-2,当k =2时,k -2=0,不满足条件,当k =-2时,k -2=-4,满足条件;若k 2-2=0,则k =±2,显然满足条件;若k 2-2=1,则k =±3,显然满足条件;若k 2-2=4,得k =±6,显然满足条件.所以集合B 中的元素为-2,±2,±3,±6,所以集合B 中的元素之和为-2,故选B. 答案:B11.给出下列四个结论: ①{0}是空集; ②若a ∈N ,则-a ∉N ;③集合A ={x |x 2-2x +1=0}中有两个元素; ④集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈Q ⎪⎪⎪6x ∈N是有限集. 其中正确结论的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .311、解析:对于①,{0}中含有元素0,不是空集,故①错误; 对于②,比如0∈N ,-0∈N ,故②错误;对于③,集合A ={x |x 2-2x +1=0}={1}中有一个元素,故③错误;对于④,当x∈Q且6x∈N时,6x可以取无数个值,所以集合B=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x∈Q⎪⎪⎪6x∈N是无限集,故④错误.综上可知,正确结论的个数是0.故选A.答案:A12.已知集合A={(x,y)|x2+y2≤1,x,y∈Z},B={(x,y)||x|≤2,|y|≤2,x,y ∈Z},定义集合A B={(x1+x2,y1+y2)|(x1,y1)∈A,(x2,y2)∈B},则A B 中元素的个数为()A.77 B.49C.45 D.3012、解析:集合A={(x,y)|x2+y2≤1,x,y∈Z},所以集合A中有5个元素(即5个点),即图中圆内及圆上的整点.集合B={(x,y)||x|≤2,|y|≤2,x,y∈Z}中有25个元素(即25个点),即图中正方形ABCD内及正方形ABCD上的整点.集合A B={(x1+x2,y1+y2)|(x1,y1)∈A,(x2,y2)∈B}中的元素可看作正方形A1B1C1D1内及正方形A1B1C1D1上除去四个顶点外的整点,共7×7-4=45个.答案:C13.设全集U={n∈N|1≤n≤10},A={1,2,3,5,8},B={1,3,5,7,9},则(∁U A)∩B =________.13、解析:依题意得U={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},∁U A={4,6,7,9,10},(∁U A)∩B={7,9}.答案:{7,9}14.集合A={x∈R||x-2|≤5}中的最小整数为________.14、解析:由|x-2|≤5,得-5≤x-2≤5,即-3≤x≤7,所以集合A中的最小整数为-3.答案:-315.若集合A={x|(a-1)x2+3x-2=0,x∈R}有且仅有两个子集,则实数a的值为________.15、解析:由题意知,方程(a-1)x2+3x-2=0,x∈R,有一个根,∴当a=1时满足题意,当a≠1时,Δ=0,即9+8(a-1)=0,解得a=-1 8.答案:1或-1 8。
高一数学集合练习题附答案

高一数学集合练习题附答案一、单选题1.设全集{}1,2,3,4U =,{}1,3A =,{}4B =,则()U A B =( ) A .{}2,4B .{}4C .∅D .{}1,3,42.已知集合{}2,0,1M =-,{}220N x x ax =+-=,若N M ⊆,则实数a =( )A .2B .1C .0D .-13.已知全集{}{}1,2,3,,2,3U A U B =⊆=,若A B ⋂≠∅,且A B ⊆/则集合A 有( ) A .1个B .2个C .3个D .4个4.已知复数a 、b 满足0ab ≠,集合{}{}22,,a b a b =,则a b +的值为( )A .2B .1C .0D .-15.设集合{}22M x Z x =∈-<,则集合M 的真子集个数为( ) A .16B .15C .8D .76.设集合1|05x A x x -⎧⎫=>⎨⎬-⎩⎭,{}|13B x x =-≤≤,则()A B =R ( ) A .{}|35x x ≤< B .{}|15x x ≤< C .{}|15x x -≤<D .{}|13x x ≤≤7.设集合{}10M x x =-<,{}12,N y y x x M ==-∈,则M N =( )A .∅B .(,1)-∞-C .(,1)-∞D .(1,1)-8.已知集合{}27120A x x x =-+≤,{}20B x x m =+>,若A B ⊆,则m 的取值范围为( ) A .()6,-+∞B .[)6,-+∞C .(),6-∞-D .(],6∞--9.若集合2{|60}A x x x =--+>,5{|1}3B x x =≤--,则A B 等于( ) A .()3,3-B .[2,3)-C .(2,2)-D .[2,2)-10.设全集U =R ,集合{1,0,1,2,3}M =-,{R |1}N x x =∈>,则下面Venn 图中阴影部分表示的集合是( )A .(,1)-∞B .(,1]-∞C .{1,0}-D .{1,0,1}-11.已知集合{}20A x R x a =∈+>,且2A ∉,则实数a 的取值范围是( )A .{}4a a ≤B .{}4a a ≥C .{}4a a ≤-D .{}4a a ≥-12.已知全集{}U 1,0,1,3,6=-,{}0,6A =,则UA =( )A .{}1,3-B .{}1,1,3-C .{}0,1,3D .{}0,3,613.若集合{}{}22,3,|560,A B x x x ==-+=则A B =( )A .{2,3}B .∅C .2D .2,314.已知集合{}12,12x A y y x -==≤≤,|lg 2Bx y x,则下列结论正确的是( )A .AB ⊆B .[]0,2A B =C .(],2A B ⋃=-∞D .()R B A =⋃R15.已知集合{}220|A x x x =-<,{}|55B x x =-<<,则( )A .AB =∅ B .A B R =C .B A ⊆D .A B ⊆二、填空题16.若{}}{1020x ax x x +=⊆-=,则=a __________. 17.设集合{1,2,}A a =,{2,3}B =.若B A ⊆,则=a _______.18.设集合{}13A x x =<<,{}B x x a =<,若A B ⊆,则a 的取值范围是_________. 19.已知函数()()()2sin 0,0g x x ωϕωϕπ=+><<的部分图象如图所示,将函数()g x 的图象向右平移6π个单位长度,得到函数()f x 的图象,若集合()3512A x y f x f π⎧⎫⎪⎪⎛⎫==-⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭,集合{}0,1,2B =,则A B =______.20.已知集合121{|2}8x A x -=>,{|20}B x x a =-<.若A B A =,则实数a 的取值范围是________. 21.已知函数()94sin3264x x f x π-⋅+=,()21g x ax =-(0a >).若[]130,log 2x ∀∈,[]21,2x ∃∈,()()12f x g x =,则a 的取值范围是___________.22.若{}231,13a a ∈--,则=a ______.23.判断下列命题的真假:(1)集合{}1,2,3是集合{}1,2,3的真子集;( ) (2){}1是集合{}1,2,3的元素;( )(3)2是集合{}1,2,3的子集;( ) (4)满足{}{}00,1,2,3A的集合A 的个数是322-个.( )24.若全集{}0,1,2,3,4U =,{}012M =,,,{}2,3N =,则M N ⋂=______. 25.用符号“∈”或“∉”填空: (1)34______N ;(2)4-______Z ; (3)13______Q ;(4)2π-______R .三、解答题26.已知集合2{|23}A x a x a =≤≤+,{|14}B x x =-≤≤,全集U =R . (1)当1a =时,求U ()A B ;(2)当A =∅时,求实数a 的取值范围;(3)若“x A ∈”是“x B ∈”的充分条件,求实数a 的取值范围.27.已知:20,:40p x q ax ->->其中R a ∈.(1)若p 是q 的充分不必要条件,求实数a 的取值范围; (2)若p 是q 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围.28.已知集合P ={x |a +1≤x ≤2a +1},Q ={x |-2≤x ≤5}. (1)若a =3,求()U P Q ⋂;(2)若“x ∈P ”是“x ∈Q ”充分不必要条件,求实数a 的取值范围.29.已知p :|m -1|>a (a >0),q :方程22152x y m m +=--表示双曲线.(1)若q 是真命题,求m 的取值范围;(2)若p 是q 的充分不必要条件,求a 的取值范围30.已知集合{}|13A x x =<<,集合{}|21B x m x m =<<-. (1)当1m =-时,求A B ;(2)若B A ⊆,求实数m 的取值范围;【参考答案】一、单选题 1.A 【解析】 【分析】根据补集的概念求出UA ,再根据并集运算即可求出结果.【详解】 由题意可知{}2,4UA =,又{}4B =,所以(){}2,4U A B =.故选:A. 2.B 【解析】 【分析】对于集合N ,元素x 对应的是一元二次方程的解,根据判别式得出必有两个不相等的实数根,又根据韦达定理以及N M ⊆,可确定出其中的元素,进而求解. 【详解】对于集合N ,因为280a ∆=+>, 所以N 中有两个元素,且乘积为-2, 又因为N M ⊆,所以{}2,1N =-, 所以211a -=-+=-.即a =1. 故选:B. 3.C 【解析】 【分析】根据题意,列举出符合题意的集合.【详解】因为全集{}{}1,2,3,,2,3U A U B =⊆=,若A B ⋂≠∅,且A B ⊆/, 所以{}1,2,3A =或{}1,2A =或{}1,3A =. 故选:C 4.D 【解析】 【分析】 由集合的性质可知a b ,22a a b b ⎧=⎨=⎩或22a b b a ⎧=⎨=⎩,且0ab ≠,进而求解即可. 【详解】由题意,22a a b b ⎧=⎨=⎩或22a b b a ⎧=⎨=⎩, 因为0ab ≠,解得1212a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩或1212b a ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, 所以1a b +=-, 故选:D. 5.D 【解析】 【分析】求出集合M 中的元素,再由子集的定义求解. 【详解】由题意{|04}{1,2,3}M x Z x =∈<<=, 因此其真子集个数为3217-=. 故选:D . 6.D 【解析】 【分析】求解分式不等式的解集,再由补集的定义求解出A R,再由交集的定义去求解得答案.【详解】1015x x x ->⇒<-或5x >,所以{}15A x x =≤≤R , 所以得(){}13A B x x ⋂=≤≤R . 故选:D 7.D 【解析】 【分析】解一元一次不等式求集合M ,求一次函数值域求集合N ,再应用集合的交运算求M N ⋂. 【详解】由题设,{|1}M x x =<,{|1}N y y =>-, 所以(1,1)M N =-.故选:D 8.A 【解析】 【分析】先解出集合,A B ,再结合A B ⊆得到关于m 的不等式,求解即可. 【详解】因为{}34,,2m A xx B x A B ⎧⎫==>-⊆⎨⎬⎩⎭∣,所以32m -<,解得6m >-. 故选:A. 9.D 【解析】 【分析】解不等式化简集合A ,B ,再利用交集的定义直接求解作答. 【详解】不等式260x x --+>化为:260x x +-<,解得:32x -<<,则(3,2)A =-, 不等式513x ≤--,即203x x +≤-,整理得:(2)(3)030x x x +-≤⎧⎨-≠⎩,解得23x -≤<,则[2,3)B =-, 所以[2,2)A B ⋂=-. 故选:D 10.D 【解析】 【分析】根据Venn 图,明确阴影部分表示的集合的含义,即可求得答案. 【详解】由题意,可知Venn 图中阴影部分表示的集合是(){1,0,1}U M N =- ,故选:D 11.C 【解析】 【分析】结合元素与集合的关系得到220a +≤,解不等式即可求出结果. 【详解】由题意可得220a +≤,解得4a ≤-, 故选:C 12.B【解析】 【分析】根据集合补集的概念及运算,即可求解. 【详解】由题意,全集{}U 1,0,1,3,6=-,且{}0,6A =, 根据集合补集的概念及运算,可得{}U1,1,3A =-.故选:B. 13.A 【解析】 【分析】依据交集定义去求A B 即可. 【详解】{}{}2|560=2,3B x x x =-+=则{}{}{}2,32,32,3A B ⋂=⋂=, 故选:A . 14.C 【解析】 【分析】求函数的值域求得集合A ,求函数的定义域求得集合B ,由此对选项进行分析,从而确定正确答案. 【详解】112,011,122x x x -≤≤≤-≤≤≤,所以[]1,2A =,20,2x x -><,所以(),2B =-∞. ∵2A ∈,2B ∈/,故A 错,B 错; ∵R2A ∈/,2B ∈/,∴()R 2A B ∈/,D 错.(],2A B ⋃=-∞,C 正确.故选:C 15.D 【解析】 【分析】先求出集合{}|02A x x =<<,再按照集合间的基本关系和运算判断即可. 【详解】{}|02A x x =<<,{}|02A B x x ⋂=<<,A 错误;{|A x x B =<,B 错误;A B ⊆,C 错误,D 正确.故选:D.二、填空题16.0或12-##12-或0【解析】 【分析】由题,先求出}{20x x -=所代表集合,再分别讨论{}10x ax +=作为子集的可能情况即可. 【详解】由}{20x x -=得集合为{}2,故{}10x ax +=为空集或{}2,当{}10x ax +=为{}2时,可得12a =-;当{}10x ax +=为空集时,可得0a =, 故答案为:0或12-17.3【解析】 【分析】由题意可知集合B 是集合A 的子集,进而求出答案. 【详解】由B A ⊆知集合B 是集合A 的子集, 所以33A a ∈⇒=, 故答案为:3.18.[)3,+∞【解析】 【分析】根据A B ⊆列出不等式即可求解. 【详解】因为{}13A x x =<<,{}B x x a =<,A B ⊆,故只需3a ≥即可满足题意. 故答案为:[)3,+∞.19.{}0【解析】 【分析】根据图像求出g (x )的解析式,再求出f (x )解析式,求出A 集合,根据集合交集运算法则计算即可. 【详解】由图可知()g x 周期52=1212T πππ⎛⎫=⨯+⎪⎝⎭,∴22T πω==.由212πg ⎛⎫-= ⎪⎝⎭得22122k ππϕπ⎛⎫⨯-+=+ ⎪⎝⎭,∴223k πϕπ=+,k ∈Z ,∵0ϕπ<<,∴k 取0,23ϕπ=, ∴()22sin 23g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭, ∴()22sin 22sin 2633f x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, ∴35352sin 22sin 611212363f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+=-+=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. ∴()35150sin 22221232636f x f x k x k πππππππ⎛⎫⎛⎫-≥⇔+≥⇔+≤+≤+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,k ∈Z , ∴,124A x k x k k ππππ⎧⎫=-≤≤+∈⎨⎬⎩⎭Z ,∴{}0A B ⋂=.故答案为:{}0﹒20.[4,)+∞【解析】 【分析】结合指数不等式化简集合A ,由A B A A B ⋂=⇒⊆,建立不等式即可求解a 的取值范围. 【详解】1212312228x x --->⇒>,即123x ->-,解得2x <,故{}|2A x x =<,|2a B x x ⎧⎫=<⎨⎬⎩⎭,由A B A A B ⋂=⇒⊆,即22a≤,4a ≥. 故答案为:[4,)+∞ 21.35,88⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】由题意,()f x 的值域为()g x 的值域子集,先求得两个函数的值域,再利用包含关系求得a 的取值范围. 【详解】 因为()()294sin32311644x x xf x π-⋅+-+==, 又当[]30,log 2x ∈时,0311x ≤-≤,()f x 的值域为11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦.因为0a >,所以()g x 在[]1,2上单调递增,其值域为[]21,41a a --. 依题意得[]11,21,4142a a ⎡⎤⊆--⎢⎥⎣⎦,则12141412a a ⎧-≤⎪⎪⎨⎪-≥⎪⎩,解得3588a ≤≤.故答案为:35,88⎡⎤⎢⎥⎣⎦22.4-【解析】 【分析】结合元素与集合的关系,利用集合的互异性分类讨论即可求解. 【详解】若13a -=,则4a =,此时,2113a a -=-,不合题意,舍去; 若2133a -=,则4a =-或4a =,因为4a =不合题意,舍去. 故4a =-. 故答案为:4-. 23. 假 假 假 真 【解析】 【分析】(1)利用真子集的定义即可判断. (2)由集合与集合的关系即可判断真假. (3)由元素与集合的关系即可判断真假.(4)由真子集的定义即可找到满足条件集合A 的个数. 【详解】(1)因为{}1,2,3的真子集有{}{}{}{}{}{},1,2,3,1,2,1,3,2,3∅,所以{}1,2,3不是{}1,2,3真子集,命题为假命题.(2){}1是集合,因此不是{}1,2,3的元素,命题为假命题. (3)因为2是元素,因此不是{}1,2,3的子集,命题为假命题. (4)若{}0A ,所以集合A 中至少含有两个元素且其中一个必须为0,又因为{}0,1,2,3A,所以集合A 可以从1,2,3中再选取一个元素、或者两个元素,所以满足条件的集合A 把∅和{}0,1,2,3去掉,所以满足条件集合A 的个数为322-个,命题为真命题.故答案为:假;假;假;真24.{}3【解析】 【分析】由交集、补集的定义计算. 【详解】由题意{4,3}M =,所以M N ⋂={3}. 故答案为:{3}. 25. ∉, ∈, ∈ ∈ 【解析】 【分析】(1)利用元素与集合的关系判断.(2)利用元素与集合的关系判断.(3)利用元素与集合的关系判断.(4)利用元素与集合的关系判断.【详解】 解:34∉N ; 4-∈Z ;13∈Q ; 2π-∈R .故答案为:∉,∈,∈,∈三、解答题26.(1)[)1,1-;(2)()(),13,∞∞--⋃+; (3)()1,3,2∞∞⎛⎤-⋃+ ⎥⎝⎦. 【解析】【分析】(1)根据集合的补运算和交运算,求解即可;(2)根据题意,求解关于a 的一元二次不等式,即可求得范围;(3)根据集合之间的关系,列出不等关系,求解即可.(1)当1a =时,{|15}A x x =≤≤,{|14}B x x =-≤≤,故U ()A B {|1x x =<或{}5}|14{|11}x x x x x >⋂-≤≤=-≤<. 即U ()A B [)1,1=-.(2)若A =∅,则223a a >+,即()()310a a -+>,解得1a <-或3a >,故实数a 的取值范围为:()(),13,∞∞--⋃+.(3)若“x A ∈”是“x B ∈”的充分条件,则A B ⊆,①A =∅时,1a <-或3a >满足题意; ②A ≠∅,则13234a a -≤≤⎧⎨+≤⎩,得1-12a ≤≤ 综上所述,实数a 的取值范围为()1,3,2∞∞⎛⎤-⋃+ ⎥⎝⎦. 27.(1)(2,)+∞(2)[0,2)【解析】【分析】(1)由题意可得A ⫋B ,所以0,42,a a>⎧⎪⎨<⎪⎩从而可求出实数a 的取值范围, (2)由题意可得B ⫋A ,然后分a =0,a >0和a <0三种情况求解即可(1)设命题p :A ={x |x -2>0},即p :A ={x |x >2},命题q :B ={x |ax -4>0},因为p 是q 的充分不必要条件,所以A ⫋B ,. 即0,42,a a>⎧⎪⎨<⎪⎩解得a >2 所以实数a 的取值范围为(2,)+∞(2)由(1)得p :A ={x |x >2},q :B ={x |ax -4>0},因为p 是q 的必要不充分条件,所以B ⫋A ,①当a =0时,B =∅,满足题意;②当a >0时,由B ⫋A ,得4a .>2,即0<a <2;.③当a <0时,显然不满足题意.综合①②③得,实数a 的取值范围为[0,2)28.(1)4{|}2x x -≤<(2)2a ≤【解析】【分析】(1)将a =3代入求出集合P ,Q ,再由补集及交集的意义即可计算得解. (2)由给定条件可得P Q ,再根据集合包含关系列式计算作答.(1)因a =3,则P ={x |4≤x ≤7},则有{|4U P x x =<或7}x >,又Q ={x |-2≤x ≤5}, 所以{|24)}(U P Q x x ⋂=-≤<.(2)“x ∈P ”是“x ∈Q ”充分不必要条件,于是得P Q ,当a +1>2a +1,即a <0时,P =∅,又Q ≠∅,即∅ Q ,满足P Q ,则a <0,当P ≠∅时,则有12112215a a a a +≤+⎧⎪+≥-⎨⎪+<⎩或12112215a a a a +≤+⎧⎪+>-⎨⎪+≤⎩,解得02a ≤<或02a ≤≤,即02a ≤≤,综上得:2a ≤,所以实数a 的取值范围是2a ≤.29.(1)(-∞,2)(5⋃,)∞+;(2)[4,)∞+.【解析】【分析】(1)解不等式(5)(2)0m m --<即得解;(2)由题意可得:1p m a >+或1m a <-+,解不等式组12150a a a -+⎧⎪+⎨⎪>⎩即得解. (1)解:由题意可得(5)(2)0m m --<,解得2m <或5m >.故m 的取值范围为(-∞,2)(5⋃,)∞+.(2)解:由题意可得:1p m a >+或1m a <-+.因为p 是q 的充分不必要条件,所以(-∞,1)(1a a -++⋃,)(+∞-∞,2)(5⋃,)∞+.所以12150a a a -+⎧⎪+⎨⎪>⎩,解得4a . 故a 的取值范围为[4,)∞+.30.(1){}23x x -<< (2)1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】(1)先分别求出,A B ,然后根据集合的并集的概念求解出A B 的结果;(2)根据B A ⊆,进而先讨论B =∅的情况,再讨论B ≠∅的情况,进而得答案;(1)解:当1m =-时,{}22B x x =-<<, ∴{}23A B x x ⋃=-<<;(2)解:因为B A ⊆,所以,当B =∅时, 21m m ,解得13m ≥,满足B A ⊆; 当B ≠∅时,若满足B A ⊆,则212113m m m m <-⎧⎪≥⎨⎪-≤⎩,该不等式无解;综上,若B A ⊆,实数m 的取值范围是1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。
关于集合的练习题及答案解析
关于集合的练习题及答案解析1.若集合M={a,b,c}中元素是△ABC的三边长,则△ABC 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2.定义集合运算:A*B={ z|z=xy,x∈A,y∈B}.设A={1,2},B={0,2},则集合A*B 的所有元素之和为 A.0 B. C. D.63.已知集合A={2,3,4},B={2,4,6,8},C={| x∈A,y∈B,且logxy∈N+},则C中元素的个数是A.9B.8C. D.44.满足{-1,0} M?{-1,0,1,2,3}的集合M的个数是A.4个 B.个 C.7个D.8个5.已知集合A={-1,1},B{x|ax+1=0},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}6.已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合A={1,2,5},?UB ={4,5,6},则集合A∩B=A.{1,2} B.{5} C.{1,2,3} D.{3,4,6}7.设全集U={1,3,5,6,8},A={1,6},B={5,6,8},则∩B=A.{6}B.{5,8}C.{6,8} D.{3,5,6,8}2-x8.若A={x∈Z|2≤1},则A∩的元素个数为A.0 B.1 C.2D.319.设U=R, M={x|x2-x≤0},函数f的定义域为N,则M∩ x-1A.[0,1)B. C.[0,1] D.{1}10.设U=R,集合A={y|y=x-1,x≥1},B={x∈Z|x2-4≤0},则下列结论正确的是A.A∩B={-2,-1} B.∪B=C.A∪B=[0,+∞)D.∩B={-2,-1}11.非空集合G关于运算?满足:①对于任意a、b∈G,都有a?b∈G;②存在e∈G,使得对一切a∈G,都有a?e=e?a=a,则称G关于运算?为融洽集,现有下列集合运算: G={非负整数},?为整数的加法;G={偶数},?为整数的乘法;G={平面向量},?为平面向量的加法;G={二次三项式},?为多项式的加法;其中G关于运算?的融洽集有________.12.设集合A={1,2,a},B={1,a2-a},若A?B,则实数a的值为________.13.设集合A={-1,1,3},B={a+2,a2+4},A∩B={3},则实数a=________.214.已知集合A={ x|x-5x+6=0},B={ x|mx+1=0},且A∪B=A,求实数m的值组成的集合.x-a15.记关于x的不等式若a=3,求P;若Q?P,求正数a的取值范围.116.已知由实数组成的集合A满足:若x∈AA. 1-x 设A中含有3个元素,且2∈A,求A;A能否是仅含一个元素的单元素集,试说明理由.1.解析:根据集合中元素的互异性知a≠b≠c,故选D.2.解析:依题意得A*B={ z|z=xy,x∈A,y∈B}={0,2,4},因此集合A*B 的所有元素之和为6,故选D. 3.解析:C={| x∈A,y∈B,且logxy∈N+}={,,,},故选D.4.解析:依题意知集合M除含有元素-1,0之外,必须还含有1,2,3中的一个,或多个.因3而问题转化为求含有3个元素的集合所含的非空子集的个数问题,故有2-1=7个.故选C.5.D.A7.解析:由于U={1,3,5,6,8},A={1,6} ∴?UA={3,5,8},∴∩B={5,8}.答案:B12-x8.解析:A={x∈Z|2≤1}={x|x>2或0 ∴ A∩={0,1},其中的元素个数为2,选C.9.C10.D11.12.解析:∵A?B,∴a2-a=2或a2-a=a.若a2-a=2,得a=2或a=-1,根据集合A中元素的互异性,知:a≠2,∴a=-1.若a2-a=a,得a=0或a=2,经检验知,只有a=0符合要求.综上所述,a=-1或a=0.答案:-1或013.解析:∵3∈B,∴a+2=3,∴a=1.答案:1214.解析:∵A={ x|x-5x+6=0}={2,3},A∪B =A,∴B?A.①m=0时,B=?,B?A;1②m≠0时,由mx+1=0,得x. m111∵B?A,∴-A,∴-2=3, mmm11?11?得m=-或-.所以符合题意的m的集合为?0,-23.3??x-315.解析:由Q={x||x-1|≤1 }={x|0≤x≤}.由a>0,得P={x|-12,即a的取值范围是.116.解析:∵2∈A,∴A,即-1∈A, 1-2 1?11?∴∈AA,∴A=?2,-1,2.??1-?-1?1假设A中仅含一个元素,不妨设为a, 则a∈A,有A,又A中只有一个元素, 1-a1∴a,即a2-a+1=0,但此方程Δ ∴不存在这样的实数a.故A不可能是单元素集合.集合练习题一.选择题1.满足条件{1,2,3}??M??{1,2,3,4,5,6}的集合M的个数是A、8B、C、6D、52.若集合A??x|x2,则下列结论中正确的是 A、A=0B、0?A C、A?? D、??A 3.下列五个写法中①?00,1,2?,②0,③?0,1,21,2,0?,④0??,⑤0??,错误的写法个数是A、1个B、2个C、3个D、4个4.方程组?xy11的解集是?x?y?A ?x?0,y?1? B?0,1?C ?? D?|x?0或y?1?.设A、B是全集U的两个子集,且A?B,则下列式子成立的是 A)CUA?CUB CUA?CUB=U A?CUB=?CUA?B=?6.已知全集Ma|6?5?a?N且a?Z?,则M= A、{2,3} B、{1,2,3,4}C、{1,2,3,6} D、{-1,2,3,4}7.集合M?{xx22xa0,xR},且M ,则实数a的范围是 A、a??1B、a?1C、a??1D、a?18. 设集合P、S满足P?S=P,则必有; P?S;;S=P。
集合的概念练习题
第一讲 集合的概念及其运算1、子集的个数例1、(1)若{ 1,2 }A ⊆{ 1,2,3,4 },求满足这个关系式的集合A 的个数(2)已知集合A ={0、2、4},},|{A b a b a x x B ∈⋅==、,则集合B 的子集的个数为 。
(3)从自然数1~20这20个数中,任取两个数相加,得到的和作为集合M 的元素,则M 的真子集共有 个。
☆规律方法总结:(1)子集的个数:一个有n 个元素的集合,其①子集有 个;②真子集有 个;③非空子集有 个;④非空真子集有 个; (2)已知集合M 中有m 个元素,集合N 中有n 个元素,则满足M N P ⊆的集合P 的个数为12--m n2、集合中元素的个数例2、(1)已知集合M,N 分别含有8个、13个元素,若N M 中有6个元素, ①求N M 中的元素个数. ②当N M 含多少个元素时,φ=N M .(2)50名学生参加跳远和铅球两样测试,跳远和铅球测验成绩分别及格40人和31人,两次测验成绩均不及格的有4人,则两项成绩都及格的人数是( )A 、35B 、25C 、28D 、15(3) 某文艺小组共有10名成员,每人至少会唱歌和跳舞中的一项,其中7人会唱歌跳舞5人会,现从中选出会唱歌和会跳舞的各一人,表演一个唱歌和一个跳舞节目,问有多少种不同的选法? 3、集合间的关系例3、判断下列两集合之间的关系⑴ },14|{},,12|{Z k k x x N Z k k x x M ∈±==∈+== (2)},2|{},,12|{22R b b b x x B R a a a x x A ∈-==∈++== (3) },24|{},,42|{Z k k x x N Z k k x x M ∈+==∈+==ππππ 4、方程、不等式与集合例4、(1) 已知方程0)(,0)(==x g x f 的解集分别为B A ,。
① 写出方程0)()(=⋅x g x f 的解集② 写出方程0)()(22=+x g x f 的解集③ 写出方程0)()(=x g x f 的解集 (2)已知不等式0)()0(>>x g x f ,的解集分别为B A 、, 0)()0(<<x g x f ,的解集分别为N M 、。
集合基础练习题100个
集合基础练习题100个1. 设A={1,2,3},B={2,3,4},求并集A∪B。
2. 设A={1,2,3},B={3,4,5},求交集A∩B。
3. 设A={1,2,3},B={3,4,5},求差集A-B。
4. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},求A的补集。
5. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},B={3,4},判断A是否是B的子集。
6. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},B={3,4},判断A是否与B相等。
7. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},B={3,4},求A与B的并集。
8. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},B={3,4},求A与B的交集。
9. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},B={3,4},求A与B的差集。
10. 设U={1,2,3,4,5},A={2,3},B={3,4},求A与B的对称差。
11. 设U={笔、纸、本、书、手机},A={笔、本、书},B={书、手机},求A与B的并集。
12. 设U={笔、纸、本、书、手机},A={笔、本、书},B={书、手机},求A与B的交集。
13. 设U={笔、纸、本、书、手机},A={笔、本、书},B={书、手机},求A与B的差集。
14. 设U={笔、纸、本、书、手机},A={笔、本、书},B={书、手机},求A与B的对称差。
15. 设U={男、女、学生、教师、工人},A={男、女、学生},B={学生、教师},求A与B的并集。
16. 设U={男、女、学生、教师、工人},A={男、女、学生},B={学生、教师},求A与B的交集。
17. 设U={男、女、学生、教师、工人},A={男、女、学生},B={学生、教师},求A与B的差集。
18. 设U={男、女、学生、教师、工人},A={男、女、学生},B={学生、教师},求A与B的对称差。
19. 设U={苹果、香蕉、橙子、西瓜、葡萄},A={苹果、香蕉、橙子},B={橙子、西瓜},求A与B的并集。
集合复习题带答案解析
集合复习题带答案解析集合是数学中的基本概念之一,它描述了一组元素的全体。
在高中数学中,集合的概念和运算是基础中的基础。
以下是一些集合的复习题以及相应的答案解析。
题目1:已知集合A={x | x > 3},集合B={x | x < 5},求A∩B。
答案:A∩B = {x | 3 < x < 5}解析:集合A包含所有大于3的元素,集合B包含所有小于5的元素。
求两个集合的交集,即求同时满足两个条件的元素。
因此,交集中的元素x必须同时大于3且小于5。
题目2:集合C={x | x^2 - 5x + 6 = 0},求C的元素。
答案: C = {2, 3}解析:集合C由满足方程x^2 - 5x + 6 = 0的所有x组成。
解这个一元二次方程,我们可以得到x的值为2和3,因此C的元素就是这两个数。
题目3:已知集合D={x | x = 2k, k∈Z},集合E={x | x = 3m,m∈Z},求D∪E。
答案:D∪E = R (全体实数集)解析:集合D包含所有2的整数倍,集合E包含所有3的整数倍。
由于任何整数都可以表示为6的倍数(2和3的最小公倍数),因此D和E的并集包含了所有整数,也就是全体实数集。
题目4:集合F={x | x^2 - 4x + 3 = 0},判断F是否是空集。
答案: F不是空集。
解析:集合F由满足方程x^2 - 4x + 3 = 0的所有x组成。
这个方程可以通过因式分解为(x - 1)(x - 3) = 0,解得x = 1或x = 3。
因此,F包含元素1和3,不是空集。
题目5:已知集合G={x | x^2 + 2x + 1 = 0},求G的补集。
答案: G的补集是所有不在G中的实数。
解析:集合G由满足方程x^2 + 2x + 1 = 0的所有x组成。
这个方程可以写成(x + 1)^2 = 0,解得x = -1。
因此,G只包含一个元素-1。
G的补集就是除了-1以外的所有实数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
集合专题典型题
1、若集合A={x∣x=0},则下列关系正确的是( )
A.A=Φ B.{0}A C.Φ∈A D.{0}=A
2、(1)满足{a,b}M{a,b,c,d}的集合M的个数有几个?
(2)满足{a,b}M{a,b,c,d}的集合M的个数有几个?
(3)满足{a,b}M{a,b,c,d}的集合M的个数有几个?
(4)满足{a,b}M{a,b,c,d}的集合M的个数有几个?
3、集合A=}1{xx,B=}034{2xxx,求A∩B。
4、集合A=}1123),{(yxyx,B=}1632),{(yxyx,求 A∩B。
5、(1)若集合}02{}01{2xxxaxx,求a的值。
(2)若集合}023)1({2xxaxM的元素只有一个,求a的值。
6、若集合}015{2mxxxA,}05{2nxxxB,A∩B={3},求:m、n与A∪B。
7、集合A=}1{xx,集合B=}{axx,若BA,求a的取值范围。