内容正文:
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
第2课时 集合的表示方法
知识对点练
目录
40分钟综合练
知识对点练
知识点一 用列举法表示集合
1.用列举法可将集合{(x,y)|x∈{1,2},y∈{1,2}}表示为( )
A.{1,2}
B.{(1,2)}
C.{(1,1),(2,2)}
D.{(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)}
解析:x=1,y=1;x=1,y=2;x=2,y=1;x=2,y=2,∴集合{(x,y)|x ∈{1,2},y ∈{1,2}}表示为{(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)}.故选D.
答案
解析
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解
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知识点二 用描述法表示集合
3.用描述法表示图中阴影部分(含边界)内的点构成的集合为
_________________________________________ .
答案
解析
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4.用描述法表示下列集合:
(1)正偶数集;
(2)被3除余2的正整数的集合;
(3)平面直角坐标系中坐标轴上的点组成的集合.
解:(1)偶数可用式子x=2n,n∈Z表示,但此题要求为正偶数,故限定n∈ N+,所以正偶数集可表示为{x|x=2n,n∈N+}.
(2)设被3除余2的数为x,则x=3n+2,n∈Z,但元素为正整数,故x=3n+2,n∈N,所以被3除余2的正整数的集合可表示为{x|x=3n+2,n∈N}.
(3)坐标轴上的点(x,y)的特点是横、纵坐标中至少有一个为0,即xy=0,故坐标轴上的点组成的集合可表示为{(x,y)|xy=0}.
解
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知识点三 区间及其表示
5.用区间表示下列数集.
(1){x|x≥2}=______________;
(2){x|3<x≤4}=______________;
(3){x|x<-1}=______________.
解析:由区间表示法知,(1){x|x≥2}=[2,+∞),(2){x|3<x≤4}=(3,4],(3){x|x<-1}=(-∞,-1).
答案
解析
[2,+∞)
(3,4]
(-∞,-1)
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答案
解析
{-2,2,4,5}
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7.已知集合A={x|x<5且x∈N+},B={(a,b)|a+b2=1,b∈A},则用列举法表示集合B=_________________________________________.
解析:∵x<5且x∈N+,∴x=1,2,3,4,∴A={1,2,3,4}.又a+b2=1,且b∈A,∴当b=1时,a=0;当b=2时,a=-3;当b=3时,a=-8;当b=4时,a=-15.∴B={(0,1),(-3,2),(-8,3),(-15,4)}.
答案
解析
{(0,1),(-3,2),(-8,3),(-15,4)}
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8.若49∈{ (a2,7a) },则a=________.
解析:若7a=49,即a=7,a2=7a=49,不符合集合中元素的互异性,所以a2=49,解得a=-7或a=7(舍去).综上所述,a=-7.
答案
解析
-7
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答案
解析
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2.下列集合恰有两个元素的是( )
A.{x2-x=0} B.{x|y=x2-x}
C.{y|y2-y=0} D.{y|y=x2-x}
答案
解析
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4.若集合A={1,2,3},B={(x,y)|x+y-4>0,x,y∈A},则集合B中的元素个数为( )
A.9 B.6
C.4 D.3
解析:通过列举,可知x,y∈A的数对共9对,即(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3),共9种.∵B={(x,y)|x+y-4>0,x,y∈A},∴易得(2,3),(3,2),(3,3)满足x+y-4>0.∴集合B中的元素个数为3.故选D.
答案
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三、填空题
8.-5∈{x|x2-ax-5=0},则集合{x|x2-4x-a=0}中所有元素之和为________.
解析:由题意可知(-5)2-a×(-5)-5=0,得a=-4,故方程x2-4x+4=0的解为x=2,即{x|x2-4x-a=0}={2},则其所有元素之和为2.
答案
解析
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9.已知集合A={(x,y)|y=2x+1},B={(x,y)|y=x+3},若a∈A,a∈B,则a为________.
答案
解析
(2,5)
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10.若2∉{x|x-a>0},则实数a的取值范围是_____________.
解析:因为2∉{x|x-a>0},所以2不满足不等式x-a>0,即满足不等式x-a ≤0,所以2-a≤0,即a≥2.
答案
解析
[2,+∞)
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四、解答题
11.用适当的方法表示下列集合,并判断是有限集,还是无限集.
(1)方程x2(x+1)=0的解组成的集合;
(2)平面直角坐标系中,不在第一、三象限内的点组成的集合;
(3)自然数的平方组成的集合.
解:(1)由x2(x+1)=0,得x=-1或x=0,所以该集合可表示为{-1,0}.故该集合为有限集.
(2)平面直角坐标系中,不在第一、三象限内的点组成的集合可表示为{(x,y)|xy≤0,x∈R,y∈R}.故该集合为无限集.
(3)自然数的平方组成的集合用列举法可表示为{0,12,22,32,…},用描述法可表示为{x|x=n2,n∈N}.故该集合为无限集.
解
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12.已知A={x|x2-(a+1)x+b=0},B={x|x2-2ax+b=0},若A={-3,1},试用列举法表示集合B.
解
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13.(2024·湖南长沙高一期末)已知集合A={a,b,c}中任意2个不同元素的和组成的集合为{1,2,3},则集合A中任意2个不同元素的差的绝对值组成的集合是________.
答案
解析
{1,2}
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14.(2024·北京大兴高一期中)已知集合A={x∈R|ax2-3x+2=0,a∈R}.
(1)若A是空集,求a的取值范围;
(2)若A中只有一个元素,求a的值,并把这个元素写出来;
(3)若A中至少有一个元素,求a的取值范围.
解
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R
2.用列举法表示下列集合:
(1)15的正约数组成的集合;
(2)不大于10的正偶数集;
(3)方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x+y+6=0,,x-y+3=0))的解集.
解:(1)因为15的正约数为1,3,5,15,所以所求集合可表示为{1,3,5,15}.
(2)因为不大于10的正偶数有2,4,6,8,10,
所以所求集合可表示为{2,4,6,8,10}.
(3)解方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x+y+6=0,,x-y+3=0,))得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=-3,,y=0.))
所以所求集合可表示为{(-3,0)}.
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((x,y)\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(-1≤x≤\f(3,2),-\f(1,2)≤y≤1,且xy≥0))))
解析:用描述法表示为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((x,y)\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(-1≤x≤\f(3,2),-\f(1,2)≤y≤1,且xy≥0)))).
知识点四 集合表示法的综合应用
6.用列举法表示集合A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x∈Z且\f(8,6-x)∈N))))=______________.
解析:∵x∈Z且eq \f(8,6-x)∈N,∴1≤6-x≤8,-2≤x≤5.当x=-2时,1∈N;当x=-1时,eq \f(8,7)∉N;当x=0时,eq \f(4,3)∉N;当x=1时,eq \f(8,5)∉N;当x=2时,2∈N;当x=3时,eq \f(8,3)∉N;当x=4时,4∈N;当x=5时,8∈N.综上可知A={-2,2,4,5}.
一、单选题
1.方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+y=3,,x-y=1))的解组成的集合是( )
A.{2,1}
B.(2,1)
C.{(2,1)}
D.{-1,2}
解析:先求出方程组的解eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=2,,y=1,))再写成集合的形式.注意集合的元素是有序实数对(2,1),故选C.
解析:A项表示只有一个元素“x2-x=0”的集合;B项为二次函数y=x2-x中自变量x的取值范围,有无数个元素;C项为方程y2-y=0的解,有0,1两个元素;D项中,y=x2-x≥-eq \f(1,4),集合中有无数个元素.故选C.
3.设集合M=[3,+∞),m=eq \r(10),则下列关系中正确的是( )
A.{m}∈M
B.{m}∈{M}
C.m∈{M}
D.m∈M
解析:∵M是所有大于或等于3的数组成的集合,且eq \r(10)>3,∴eq \r(10)∈M.故选D.
5.集合eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(3,\f(5,2),\f(7,3),\f(9,4),…))可表示为( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=\f(2n+1,2n),n∈N+))))
B.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=\f(2n+3,n),n∈N+))))
C.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=\f(2n-1,n),n∈N+))))
D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=\f(2n+1,n),n∈N+))))
解析:∵3=eq \f(3,1),观察集合中的元素,不难发现,若令分母为n,则分子为2n+1,且n∈N+,∴集合为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=\f(2n+1,n),n∈N+)))).故选D.
二、多选题
6.已知集合M={m|m=a+eq \r(2)b,a∈Q,b∈Q},若x=eq \f(1,3-5\r(2)),y=3+eq \r(2)π,则x,y与集合M间的关系正确的是( )
A.x∈M
B.x∉M
C.y∈M
D.y∉M
解析:x=eq \f(1,3-5\r(2))=-eq \f(3,41)-eq \f(5\r(2),41),∵-eq \f(3,41),-eq \f(5,41)∈Q,∴x∈M,∵3∈Q,π∉Q,∴y∉M.故选AD.
7.下列说法中正确的是( )
A.∅∈{0}
B.∅={0}
C.集合{x|x2-2x+1=0}中只有一个元素
D.集合eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x∈N\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(5,x)∈N))))是有限集
解析:根据∅的定义知,A,B均不正确;集合{x|x2-2x+1=0}={1}中只有一个元素,C正确;集合eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x∈N\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(5,x)∈N))))={1,5}中只有两个元素,是有限集,D正确.故选CD.
解析:由题意知,a∈A,a∈B,所以a是方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=2x+1,,y=x+3))的解,解方程组,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=2,,y=5,))即a为(2,5).
解:因为A={-3,1},所以方程x2-(a+1)x+b=0的两根为-3,1.
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((-3)2+3(a+1)+b=0,,1-(a+1)+b=0,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=-3,,b=-3.))
将a=-3,b=-3代入x2-2ax+b=0,
得x2+6x-3=0,
解得x=-3±2eq \r(3),
所以B={-3-2eq \r(3),-3+2eq \r(3)}.
解析:由题意知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+b=1,,b+c=2,,c+a=3,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=0,,c=2,))所以集合A={0,1,2},则集合A中任意2个不同元素的差的绝对值分别是1,2,故集合A中任意2个不同元素的差的绝对值组成的集合是{1,2}.
解:(1)∵A是空集,∴a≠0且Δ<0,
∴a≠0且9-8a<0,解得a>eq \f(9,8),
∴a的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9,8),+∞)).
(2)当a=0时,集合A={x|-3x+2=0}=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)));
当a≠0时,Δ=0,
∴9-8a=0,解得a=eq \f(9,8),此时集合A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(4,3))).
综上所述,a的值为0或eq \f(9,8),当a=0时,元素为eq \f(2,3),当a=eq \f(9,8)时,元素为eq \f(4,3).
(3)当a=0时,A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(2,3))),符合题意;
当a≠0时,要使关于x的方程ax2-3x+2=0有实数根,
则Δ=9-8a≥0,
得a≤eq \f(9,8)且a≠0.
综上所述,a的取值范围为eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(9,8))).
$$