内容正文:
数 学
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精简 全面 专业 高效
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
第1讲 集合与常用逻辑用语
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
1.集合的有关概念
(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.
(2)集合与元素的关系:若a属于集合A,记作a∈A;若b不属于集合A,记作b∉A.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
2.常用数集及记法
数集 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集
记法 N N*或N+ Z Q R
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
3.集合间的基本关系
表示
关系 文字语言 记法
集合
间的
基本
关系 子集 集合A中任意一个元素都是集合B中的元素 A⊆B或B⊇A
真子集 集合A中是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A A⫋B或B⫌A
相等 集合A中的每一个元素都是集合B的元素,集合B中的每一个元素也都是集合A的元素 A⊆B且B⊆A⇔A=B
空集 空集是任何集合的子集 ∅⊆A
空集是任何非空集合的真子集 ∅⫋B且B≠∅
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
符号表示 图形表示 符号语言
集合的
并集 A∪B A∪B={x|x∈A,或x∈B}
集合的
交集 A∩B A∩B={x|x∈A,且x∈B}
集合的
补集 若全集为U,则集合A的补集为∁UA ∁UA={x|x∈U,且x∉A}
4.集合的三种基本运算
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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5.量词
(1)全称量词和存在量词
量词名称 常见量词 符号表示
全称量词 所有、一切、任意、全部、每一个、任给等 ∀
存在量词 存在一个、至少有一个、有一个、某个、有些、某些等 ∃
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(2)全称命题和特称命题
名称
形式 全称命题 特称命题
结构 对M中的任意一个x,有p(x)成立 存在M中的一个x0,使p(x0)成立
简记 ∀x∈M,p(x) ∃x0∈M,p(x0)
否定 ∃x0∈M,-p(x0) ∀∈M,-p(x)
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
6.条件问题
(1)充分条件、必要条件与充要条件
若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件
p是q的充分不必要条件 p⇒q且q⇒/p
p是q的必要不充分条件 p⇒/q且q⇒p
p是q的充要条件 p⇔q
p是q的既不充分也不必要条件 p⇒/q且q⇒/p
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(2)充要条件常用的三种判断方法
①定义法:直接判断若p则q、若q则p的真假;
②等价法:利用A⇒B与¬B⇒¬A,B⇒A与¬A⇒¬B,A⇔B与¬B⇔¬A的等价关系,对于条件或结论是否定式的命题,一般运用等价法;
③利用集合间的包含关系判断:若A⊆B,则A是B的充分条件或B是A的必要条件;若A=B,则A是B的充要条件.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(3)判断充要条件需注意三点
①要分清条件与结论分别是什么;
②要从充分性、必要性两个方面进行判断;
③直接判断比较困难时,可举出反例说明.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
题型一 集合的概念与关系
【例1】 (1)若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一个元素,则a=( )
A
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(2)(2023·新课标Ⅱ卷)设集合A=,B=,若A⊆B,则a=( )
A.2 B.1
C. D.-1
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(3)(2022·全国乙卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M满足∁UM={1,3},则( )
A.2∈M B.3∈M
C.4∉M D.5∉M
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【解析】 (1)若集合A中只有一个元素,则方程ax2-3x+2=0只有一个实数根或有两个相等的实数根.
当a=0时,x,符合题意;
当a≠0时,由Δ=(-3)2-8a=0得a,
所以a的取值为0
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(2)若A⊆B,则a-2=0且2a-2=-a,此时无解,或a-2=-a且2a-2=0,则a=1,故选B.
(3)由题意知M={2,4,5},对比选项知,A正确,BCD错误.
【答案】(1)D (2)B (3)A
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【规律方法】
(1)与集合中的元素有关的问题的求解策略
①确定集合中的元素是什么,即集合是数集还是点集;
②看这些元素满足什么限制条件;
③根据限制条件列式求参数的值或确定集合中元素的个数,要注意检验集合是否满足元素的互异性.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(2)集合间基本关系的两种判定方法
①化简集合,从表达式中寻找两集合的关系;
②用列举法(或图示法等)表示各个集合,从元素(或图形)中寻找关系.
(3)根据集合间的关系求参数的方法,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或区间端点间的关系,进而转化为参数满足的关系,解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn图化抽象为直观进行求解.
【易错警示】B⊆A(A≠∅),应分B=∅和B≠∅两种情况讨论.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
变式训练一
1.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,则m的值为 .
-
【解析】 由题意得m+2=3或2m2+m=3,则m=1或m=-.当m=1时,m+2=3且2m2+m=3,根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当m=-时,m+2=,而2m2+m=3,故m=-.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
2.已知集合A={x|1≤x<5},C={x|-a<x≤a+3}.若A∩C=C,则a的取值范围是 .
(-∞,-1]
【解析】 由C∩A=C,得C⊆A.当C=∅时,-a≥a+3,得a≤-.
当C≠∅时,根据题意作出如下图所示的数轴,
可得解得-<a≤-1.综上,a的取值范围为
(-∞,-1].
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
题型二 集合的基本运算(高频考点)
集合的基本运算是历年各地高考的热点,每年必考,常和不等式的解集、函数的定义域、值域相结合命题,主要以选择题的形式出现.试题多为低档题.
高考对集合运算的考查主要从以下三个角度命题:①求集合间的交或并运算;②求集合的交、并、补的混合运算;③已知集合的运算结果求参数的值(范围).
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【例2】 (1)(2024·新课标Ⅰ卷)已知集合A=,B={-3,-1,0,2,3},则A∩B=( )
A.{-1,0} B.{2,3}
C.{-3,-1,0} D.{-1,0,2}
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(2)(2022·新课标Ⅱ卷)已知集合A={-1,1,2,4},B=,则A∩B=( )
A.{-1,2} B.{1,2}
C.{1,4} D.{-1,4}
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
(3)(2021·全国乙卷)已知全集U
MNU(M∪N)=( )
A
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【解析】(1)因为A=,B=,且注意到12,从而A∩B=.故选A.
(2)B={x|0≤x≤2},故A∩B={1,2},故选B.
(3)由题意可得:M∪N=,则∁U.故选A.
【答案】(1)A (2)B (3)A
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【规律方法】解决集合运算问题需注意以下三点
(1)看元素组成,集合是由元素组成的,从研究集合中元素的构成入手是解决集合运算问题的前提.
(2)看集合能否化简,集合能化简的先化简,再研究其关系并进行运算,可使问题简单明了,易于求解.
(3)要借助Venn图和数轴使抽象问题直观化.一般地,集合元素离散时用Venn图表示;集合元素连续时用数轴表示,并注意端点值的取舍.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
变式训练二
1.(2023·新课标Ⅰ卷)已知集合M=,N=,则M∩N=( )
A. B.
C. D.2
C
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【解法一】∵N,而M,∴M∩N.故选C.
【解法二】∵M,将-2,-1,0,1,2代入不等式x2-x-6≥0,只有-2使不等式成立,∴M∩N.故选C.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
2.(2024·天津卷)集合A=,B=,
则A∩B=( )
A. B.
C. D.
【解析】因为集合A,B,所以A∩B,故选B.
B
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
3.定义集合运算:A★B={z|z=x2-y2,x∈A,y∈B}.设集合
A={1B={-1,0},则集合A★B的元素之和为( )
A.2 B.1 C.3 D.4
C
【解析】 当时,z=0;当时,z=1;当时,z=2.∴A★B={0,1,2},A★B所有元素之和为0+1+2=3.故选C.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
4.已知集合A={x|x2-5x-6<0},B={x|2x<1},则图中阴影部分表示的集合是 .
{x|0≤x<6}
【解析】 由x2-5x-6<0,解得-1<x<6,所以A={x|-1<x<6}.
由2x<1,解得x<0,所以B={x|x<0}.又图中阴影部分表示的集合为(∁UB)∩A,
因为∁UB={x|x≥0},所以(∁UB)∩A={x|0≤x<6}.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
5.(2023·全国乙卷)设全集U
MNM∪∁UN=( )
A
CU
A
【解析】∵U=,M=,N=,∴∁UN=,M∪∁UN=,故选A.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
6.已知集合M={x|-4<x<2},N={x|x2-x-6<0},
则M∪N=( )
A.{x|-4<x<3} B.{x|-4<x<-2}
C.{x|-2<x<2} D.{x|2<x<3}
A
【解析】由题意,集合N={x|x2-x-6<0}={x|-2<x<3},且M={x|-4<x<2},根据集合并集的概念及运算,可得M∪N={x|-4<x<3}.故选A.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
7.已知集合A={x|x+1>0},B={-2,-1,0,1},B=( )
A.{-2,-1} B.{-2}
C.{-1,0,1} D.{0,1}
A
【解析】A={x|x>-1},所以∁RA=,所以∩B={-2,-1},故选A.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
8.集合ABA∪B=( )
A
C
B
【解析】由题设,知A={x|x>1},而B=,所以A∪B={x|x>0}.故选B.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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9.(多选)已知集合M={x|x2-3x+2≤0},N={x|x>-1},则
( )
A.N⊆M B.M⊆N
C.M∩N≠⌀ D.M∪∁RN=R
BC
【解析】因为M={x|x2-3x+2≤0},解不等式得M={x|1≤x≤2}.
又因为N={x|x>-1}.∴M⊆N,故A错误;,B正确;M∩N={x|1≤x≤2}≠⌀,故C正确;因为∁RN={x|x≤-1},所以M∪∁RN=
(-∞,-1]∪[1,2]≠R,故D错误.故选BC.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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题型三 命题与充分条件与必要条件的判定
【例3】 (1)(2024·天津卷)设a,b∈R,则“a3=b3”是
“3a=3b”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
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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(2)(2024·新课标Ⅱ卷)已知命题p:∀x∈R,|x+1|>1;命题q:∃x>0,x3=x,则( )
A.p和q都是真命题
B.¬p和q都是真命题
C.p和¬q都是真命题
D.¬p和¬q都是真命题
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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(3)设命题p:(4x-3)2≤1,命题q:x2-(2m+1)x+m(m+1)≤0,
若¬p是¬q的必要不充分条件,则实数m的取值范围是( )
A
B
C.(-∞,0]
D.(-∞,0)∪(0,+∞)
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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【解析】 (1)根据立方的性质和指数函数的性质,a3=b3和3a=3b都当且仅当a=b,所以二者互为充要条件.故选C.
(2)于p而言,取x=-1,则有=0<1,故p是假命题,¬p是真命题,对于q而言,取x=1,则有x3=13=1=x,故q是真命题,¬q是假命题,综上,¬p和q都是真命题.故选B.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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(3)由(4x-3)2≤1x≤1,即p:x≤1,由x2-(2m+1)x+m(m+1)≤0得m≤x≤m+1,即q:m≤x≤m+1.
由¬p是¬q的必要不充分条件知,p是q的充分不必要条件,从{x|m≤x≤m+1}.
0≤m,故选A.
【答案】(1)C (2)B (3)A
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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【规律方法】充分条件和必要条件的三种判断方法
(1)定义法:可按照以下三个步骤进行
①确定条件p是什么,结论q是什么;
②尝试由条件p推结论q,由结论q推条件p;
③确定条件p和结论q的关系.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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(2)等价转换法:对于含否定形式的命题,如¬p是¬q的什么条件,利用原命题与逆否命题的等价性,可转化为求q是p的什么条件.
(3)集合法:根据p,q成立时对应的集合之间的包含关系进行判断.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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【易错警示】判断条件之间的充要关系要注意条件之间的语句描述,比如正确理解“p的一个充分不必要条件是q”应是“q推出p,而p不能推出q”.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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变式训练三
1.“a<11”是“∃x∈R,x2-2x+a<0”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
B
【解析】∃x∈R,x2-2x+a<0,则要满足Δ=4-4a>0,解得a<1,因为a<11⇒/ a<1,但a<1⇒a<11,故“a<11”是“∃x∈R,x2-2x+a<0”的必要不充分条件.故选B.
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2.(多选)已知a,b∈R,则使“a+b>1”成立的一个必要不充
分条件是( )
A.a2+b2>1 B.|a|+|b|>1
C.2a+2b>1 D.
BC
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【解析】对于A,当a=b=-1时,满足a2+b2>1,不满足a+b>1,即a2+b2>1推不出a+b>1,不充分;当a=,b=时,满足a+b>1,不满足a2+b2>1,即a+b>1推不出a2+b2>1,不必要;A错误;对于B,当a=b=-1时,满足|a|+|b|>1,不满足a+b>1,即|a|+|b|>1推不出a+b>1,不充分;当a+b>1时,平方得a2+2ab+b2>1,又(|a|+|b|)2=|a|2+2|ab|+|b|2≥a2+2ab+b2>1,又|a|+|b|>0,故|a|+|b|>1,即a+b>1能推出|a|+|b|>1,必要;B正确;
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对于C,当a=b=0时,满足2a+2b>1,不满足a+b>1,即2a+2b>1推不出a+b>1,不充分;当a+b>1时,由2a>0,2b>0,2a+2b≥2=2>2>1,即a+b>1能推出2a+2b>1,必要;C正确;对于D,当a=b=时,满足>10,不满足a+b>1,即>10推不出a+b>1,不充分;当a=2,b=1时,满足a+b>1,不满足>10,即a+b>1推不出>10,不必要;D错误.故选BC.
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3.(多选)下列选项中,与“x2>x”互为充要条件的是( )
A.x>1 B.x
C|x(x-1)|=x(x-1)
BC
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【解析】x2>x的解为(-∞,0)∪(1,+∞),对于A,因为(1,+∞)为(-∞,0)∪(1,+∞)的真子集,故A不符合;对于B,因为>2x等价于x2>x,其范围也是(-∞,0)∪(1,+∞),故B符合;对于C,<1即为x(x-1)>0,其解为(-∞,0)∪(1,+∞),故C符合;对于D,|x(x-1)|=x(x-1),即x(x-1)≥0,其解为(-∞,0]∪[1,+∞),(-∞,0)∪(1,+∞)为(-∞,0]∪[1,+∞)的真子集,故D不符合,故选BC.
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1.已知集合ABA∩B=
( )
A
C
D
【解析】由B=|x≥1或,所以A∩B=.故选D.
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2.已知集合MN
M∪N=( )
A
C
A
【解析】由题意可得M=,N=,
所以M∪N=,故选A.
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3.已知全集U=R,集合A={x|x≥4或x≤0},B={x|x>4或x≤-2},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.(-2,0] B.[-2,0]
C.[-2,0]∪{4} D.(-2,0]∪{4}
D
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【解析】∵A={x|x≥4或x≤0},B={x|x>4或x≤-2},∴A∪B={x|x≥4或x≤0},A∩B={x|x>4或x≤-2}.由题意可知阴影部分对应的集合为[∁U(A∩B)]∩(A∪B),∵∁U(A∩B)={x|-2<x≤4},∴[∁U(A∩B)]∩(A∪B)={x|-2<x≤0或x=4}.故选D.
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4.若x>2m2-3是-1<x<4的必要不充分条件,则实数m的
取值范围是( )
A.[-3,3]
B.(-∞,-3]∪[3,+∞)
C.(-∞,-1)∪[1,+∞)
D.[-1,1]
【解析】 ∵“x>2m2-3”是“-1<x<4”的必要不充分条件,∴(-1,4)⫋(2m2-3,+∞),因此2m2-3≤-1,解之得-1≤m≤1.
D
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5.命题“对任意x∈[1,2),x2-a≤0”为真命题的一个充分不必要条件可以是( )
A.a≥4 B.a>4 C.a≥1 D.a>1
【解析】 要使“对任意x∈[1,2),x2-a≤0”为真命题,只需要a≥4,所以a>4是命题为真的充分不必要条件.
B
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6.(多选)下列四个命题中为真命题的是( )
A.“a<b”是“ac2<bc2”的必要不充分条件
B.设A,B是两个集合,则“A∩B=A”是“A⊆B”的充要条件
C.“∀x>0,ex>0”的否定是“∃x≤0,ex≤0”
D.8名同学的数学竞赛成绩分别为80,68,90,70,88,96,89,98,则这些同学数学成绩的15%分位数为70
ABD
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第1讲 集合与常用逻辑用语
基础训练
【解析】当c=0时,ac2=bc2;当ac2<bc2成立时,可得a<b,所以A正确;因为A∩B=A等价于A⊆B,所以B正确;C项显然错误,命题的否定只否定结论,条件不否定;把数据按照从小到大的顺序排列为:68,70,80,88,89,90,96,98,因为8×15%=1.2,所以这些同学数学成绩的15%百分位数为70,D正确.故选ABD.
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第1讲 集合与常用逻辑用语
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7.(多选)设a>0,b>0,且a≠b,则“a+b>2”的一个必要
条件可以是( )
A.a3+b3>2 B.a2+b2>2
C.ab>1 D.2
AB
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【解析】若a+b>2,则a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]>(a+b)·>2成立;若a+b>2,则a2+b2>>2成立;ab<,无法判断出ab>1;,且(a+b)>4,因为a+b>2,所以不能得出与2的大小关系.故选AB.
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8.已知集合A={-2,-1,0,1},B={x|x>-1},则A∩B
=( )
A.{-2,-1} B.{0,1}
C.{-1,0,1} D.{-2,-1,0,1}
【解析】因为集合A={-2,-1,0,1},B={x|x>-1},所以A∩B={0,1}.故选B.
B
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9.已知集合A={x|x2>1},则∁RA=( )
A.
B.
C.
D.
【解析】∵A,
∴∁RA.故选B.
B
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10.已知集合AB
A∩B=( )
A
D
【解析】解不等式2x2-7x-4<0得-<x<4,则A=;
解不等式ln(x-1)≥0得x≥2,则B=.
所以A∩B=.故选D.
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11.已知集合MN={x|0<x<4},
N=( )
A.{x|-2≤x<4} B.{x|0<x≤2}
C.{x|-2≤x≤2} D.{x|x<4}
B
【解析】由x2-4>0,得x<-2或x>2,
所以M=,所以∁RM=,
因为N={x∣0<x<4},
所以∩N={x∣0<x≤2},故选B.
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12.已知集合ABA∩B
的真子集个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
C
【解析】因为集合A=,集合B=,所以A∩B=,所以A∩B的真子集个数为22-1=3,故选C.
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13.(多选)已知x,y均为正实数,则下列各式可成为“x<y”的
充要条件的是( )
A
B.x-y>sin x-sin y
C.x-y<cos x-cos y
D.ex-ey<x2-y2
ACD
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【解析】由>0且x,y>0,则x<y成立,反之x<y也有成立,A满足要求;由x-y>sin x-sin y,则x-sin x>y-sin y,令f(x)=x-sin x,则f'(x)=1-cos x≥0,即f(x)在定义域上单调递增,故x>y,不满足充分性,排除B ;由x-y<cos x-cos y,则x-cos x<y-cos y,令f(x)=x-cos x,则f'(x)=1+sin x≥0,即f(x)在定义域上单调递增,故x<y,反之x<y也有x-y<cos x-cos y成立,C 满足要求;
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由 e x- e y<x2-y2,则 e x-x2< e y-y2,令f(x)= e x-x2,则f'(x)= e x-2x,f″(x)= e x-2,故在(-∞,ln 2)上f″(x)<0,在(ln 2,+∞)上f″(x)>0,所以f'(x)在(-∞,ln 2)上递减,在(ln 2,+∞)上单调递增,则f'(x)>f'(ln 2)=2-ln 22>0,所以f(x)在定义域上递增,故x<y,反之x<y也有e x-e y<x2-y2成立,D 满足要求.故选ACD.
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14.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中元素的个数是 .
8
【解析】∵a∈P,b∈Q,∴对a,b分别取P,Q中的元素,一一列出集合P+Q中的元素,于是,依次分别取a=0,2,5,b=1,2,6,并分别求和,注意到集合中元素的互异性,则P+Q={1,2,6,3,4,8,7,11},故共有8个元素.
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15.已知集合A={xx+2)<0},集合B={x|(x-a)(x-b)<0},若“a=-3”是“A∩B≠⌀”的充分条件,则实数b的取值范围是
.
(-1,+∞)
【解析】A={x|(x+2)<0}={x|x>-1},B={x|(x-a)
(x-b)<0}=(-3,b)或(b,-3),由“A∩B≠⌀”,得b>-1,故b的取值范围为(-1,+∞).
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