内容正文:
第1课 集合的概念和运算
普查与练习1 集合的概念和运算
1.集合的含义与表示
(1)(2023汇编,15分)根据题目条件完成下列各题.
①已知集合M={1,2,3},N={4,5},A={x+y|x∈M,y∈N},则A中元素的个数为( B )
A.3 B.4
C.5 D.6
②已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z},则A中元素的个数为( A )(2018全国Ⅱ)
A.9 B.8
C.5 D.4
③已知集合A={x|ax2+2x+1=0,a∈R}只有一个元素,则a的取值集合为( D )
A.{1} B.{0}
C.{-1,0,1} D.{0,1}
解析:①因为集合M={1,2,3},N={4,5},A={x+y|x∈M,y∈N},所以集合A={5,6,7,8},所以A中元素的个数为4.故选B.
②x2+y2≤3所表示的平面区域如下:
因为x∈Z,y∈Z,结合图形可知,满足条件的点(x,y)有:(0,0),(0,1),(0,-1),(1,0),(-1,0),(1,1),(-1,1),(1,-1),(-1,-1),共9个.故选A.
③因为A只有一个元素,所以方程ax2+2x+1=0只有一个解.当a=0时,方程为2x+1=0,满足题意;当a≠0时,方程为一元二次方程,令Δ=4-4a=0,解得a=1,所以a的取值集合为{0,1}.故选D.
2.集合间的基本关系
a.判断集合间的关系
(2)(2023汇编,15分)判断下列题目中集合间的关系.
①已知集合A={x|x2<1},B={x|log2x<0},则( B )
A. B.
C.A=B D.A∩B=∅
②若全集U=R,M={x|y=ln(1-x)},N={x|y=},则( D )
A.M⊆N B.N⊆M C.N⊆∁UM D.∁UM⊆N
③已知集合M=,N=,P=,则( C )
A. B.
C. D.
解析:①∵集合A={x|x2<1}={x|-1<x<1},B={x|log2x<0}={x|0<x<1},∴.故选B.
②∵M={x|y=ln(1-x)}={x|x<1},
N={x|y=}={x|x>-1},
∴∁UM={x|x≥1},∴∁UM⊆N.故选D.
③集合M=.
关于集合N:当n是偶数时,令n=2m(m∈Z),
则N=;
当n是奇数时,令n=2m+1(m∈Z),
则N=={x|x=m+,m∈Z},从而得.
关于集合P:当p=2m(m∈Z)时,
P=;
当p=2m-1(m∈Z)时,
P=={x|x=m-,m∈Z},从而得N=P.
综上可知,.故选C.
b.根据集合间的关系求参数的值或范围
(3)(2023汇编,15分)根据题目条件完成下列各题.
①已知集合A={-1,2},B={x|ax=1},若B⊆A,则实数a的所有可能取值组成的集合为( D )
A. B.
C. D.
②已知集合A={x|1<ax<2},B={x||x|<1},若A⊆B,则实数a的取值范围是( B )
A.{a|a≥2或a≤-2} B. {a|a=0,a≥2或a≤-2}
C.{a|a>2或a<-2} D. {a|a=0,a>2或a<-2}
③已知集合A=,B={a2,a+b,0},若A=B,则a2022+b2022=( A )
A.1 B.0 C.2 D.4
解析:①∵B⊆A,且A={-1,2}的子集有∅,{-1},{2},{-1,2},
∴当B=∅时,a=0;当B={-1}时,-a=1,即a=-1;当B={2}时,2a=1,即a=;当B={-1,2}时,a的值不存在,∴实数a的所有可能取值组成的集合为.故选D.
②易知B={x|-1<x<1}.
当a=0时,A=∅,显然A⊆B;
当a>0时,A=,而A⊆B,如图1,∴解得a≥2;
当a<0时,A=,而A⊆B,如图2,∴解得a≤-2.
综上可知,所求实数a的取值范围为{a|a=0,a≥2或a≤-2}.故选B.
③由已知得a≠0,则=0,∴b=0,∴a2=1,解得a=1或a=-1.根据集合中元素的互异性可知a=1应舍去,因此a=-1,故a2022+b2022=(-1)2022+02022=1.故选A.
c.确定有限集的子集或真子集的个数
(4)(2023改编,5分)已知集合A=,B={≤2,x∈Z},则满足条件⊆B的集合C的个数为( C )
A.5 B.6
C.7 D.8
解析:易得A=={1,2},B={x|≤2,x∈Z}={0,1,2,3,4}.∵
⊆B,∴集合C的个数为集合{0,3,4}的非空子集的个数,即23-1=7(个).故选C.
3.集合的基本运算
a.集合的交、并、补运算
(5)(2023汇编,24分)完成下列题目中集合的运算.
①已知集合A={1,