内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1 集合
1.1.2 集合的基本关系
知识对点练
目录
40分钟综合练
知识对点练
解析:根据子集的定义可知①正确;若B是空集,则A不可能是B的真子集,故②正确;空集没有元素,而集合{0}含有一个元素0,故③错误;空集只有本身一个子集,故④错误.故选C.
答案
解析
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2.集合M={1,2,3}的真子集个数是( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析:解法一:集合M的真子集所含有的元素可以有0个,1个或2个,含有0个元素为∅;含有1个元素的真子集有3个,分别是{1},{2},{3};含有2个元素的真子集有3个,分别是{1,2},{1,3},{2,3},共有7个真子集.故选B.
解法二:集合M共有23-1=7个真子集.故选B.
答案
解析
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解析:对于x=3k(k∈Z),当k=2m(m∈Z)时,x=6m(m∈Z);当k=2m-1(m∈Z)时,x=6m-3(m∈Z).由此可知AB.
答案
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解析:因为任何一个集合都是它本身的子集,故①正确;两个集合中的元素完全相同,则这两个集合相等,故②正确;因为{0}中有一个元素0,所以是非空集合,空集是任何非空集合的真子集,故③正确;因为{0}中有一个元素0,所以0∈{0},故④正确;∅与{0}是两个集合,不能用符号“∈”,故⑤不正确.
解析
答案
①②③④
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7
5.指出下列各对集合之间的关系.
(1)A={-1,3},B={x∈N||x-1|=2};
(2)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
(3)A={x|x是等边三角形},B={x|x是三角形};
(4)A={x|-1<x<4},B={x|x-5<0}.
解
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答案
解析
(-∞,-1)
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7.已知集合A={x|x2-2x-3=0},B={x|ax-2=0},且B⊆A,则实数a的值为_____________.
答案
解析
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8.已知集合A={x|x<-1或x>4},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,求实数a的取值范围.
解
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9.已知集合M={x|-2≤x≤5}.
(1)若N={x|m-6≤x≤2m-1},M⊆N,求实数m的取值范围;
(2)若N={x|m-5≤x≤2m-1},M=N,求实数m的值.
解
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答案
解析
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4.已知集合A⊆{0,1,2},且集合A中至少含有一个偶数,则这样的集合A的个数为( )
A.6 B.5
C.4 D.3
解析:集合{0,1,2}的子集为∅,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2}.其中含有偶数的子集有{0},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2},所以集合A的个数为6.故选A.
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5.非空集合M⊆{1,2,3,4,5,6,7,8},满足条件:若x∈M,则9-x∈M.这样的M有( )
A.13个 B.14个
C.15个 D.16个
解析:由题意可得1和8,2和7,3和6,4和5必定同时出现,又M为非空集合,则M可以为{1,8},{2,7},{3,6},{4,5},{1,8,2,7},{1,8,3,6},{1,8,4,5},{2,7,3,6},{2,7,4,5},{3,6,4,5},{1,8,2,7,3,6},{1,8,2,7,4,5},{1,8,3,6,4,5},{2,7,3,6,4,5},{1,8,2,7,3,6,4,5},所以共有15个.故选C.
答案
解析
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二、多选题
6.(2024·江西赣州高一月考)下列说法正确的是( )
A.{x|x是素数}⊆{x|x是奇数}
B.集合{1,2}与集合{(1,2)}非空子集的个数相同
C.空集是非空集合的真子集
D.若A⊆B,B⊆C,则A⊆C
解析:对于A,因为2是素数,但2不是奇数,所以A错误;对于B,集合{1,2}有两个元素,其非空子集的个数为22-1=3,集合{(1,2)}有一个元素,其非空子集的个数为21-1=1,所以B错误;对于C,因为空集是任何集合的子集,也是任何非空集合的真子集,所以C正确;对于D,因为A⊆B,B⊆C,所以A⊆C,所以D正确.故选CD.
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9.设集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},则满足B⊆A的实数m的值所组成的集合为______________.
答案
解析
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10.已知集合A={x|ax2+2x+1=0,a∈R},若集合A有4个子集,则a的取值集合为__________________.
解析:因为集合A有4个子集,所以A中有两个元素,即方程ax2+2x+1=0有两个不相等的根,所以a≠0,Δ=4-4a>0,解得a<1且a≠0.故a的取值集合为{a|a<1且a≠0}.
答案
解析
{a|a<1且a≠0}
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四、解答题
11.已知集合A={x|x2-1=0},B={x|x2-2ax+b=0},若B≠∅,且B⊆A,求实数a,b的值.
解
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12.已知集合A={x|1<ax<2},B={x|-1<x<1},求满足A⊆B的实数a的取值范围.
解
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13.已知集合A={x|(a-2)x2+4x+1=0},若A的子集个数为2,则a的值为________.
答案
2或6
解析
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14.(2024·山西忻州期末)已知集合P={x∈R|x2-3x+b=0},Q={x∈R|(x+1)(x2+3x-4)=0}.
(1)若b=4,求集合P;
(2)若集合P是集合Q的一个子集,求b的取值范围.
解: (1)当b=4时,方程x2-3x+b=0的根的判别式Δ=(-3)2-4×1×4<0,所以P=∅.
解
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R
知识点一 子集、真子集
1.给出下列四个命题:
①若a∈A,集合A是集合B的子集,则必定有a∈B;
②若AB,则B不可能是空集;
③∅={0};
④任何一个集合必有两个或两个以上的子集.
其中正确命题的个数为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
知识点二 集合间的关系
3.已知集合A={x|x=3k,k∈Z},B={x|x=6k,k∈Z},则A与B之间的关系是( )
A.A⊆B
B.A=B
C.AB
D.AB
4.下列关系正确的是____________(填序号).
①{a}⊆{a};②{1,2,3}={3,2,1};③∅{0};④0∈{0};⑤∅∈{0}.
解:(1)用列举法表示集合B={3},故BA.
(2)集合A的代表元素是数,集合B的代表元素是实数对,故A与B之间无包含关系.
(3)等边三角形是三边相等的三角形,故AB.
(4)∵B={x|x<5},∴AB.
知识点三 由集合间的包含关系求参数
6.设A={x|x>-1},B={x|x>a},若AB,则a的取值范围是_____________.
解析:由AB可求得a<-1.
0或eq \f(2,3)或-2
解析:由A={x|x2-2x-3=0},得A={-1,3}.当B⊆A时,B=∅或B={-1}或B={3}.当B=∅时,得a=0;当B={-1}时,得a=-2;当B={3}时,得a=eq \f(2,3).综上可知,a=0 或a=-2或a=eq \f(2,3).
解:当B=∅时,只需2a>a+3,即a>3;
当B≠∅时,根据题意用数轴表示集合A,B,如图所示,
可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+3≥2a,,a+3<-1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+3≥2a,,2a>4,))
解得a<-4或2<a≤3.
综上,实数a的取值范围为{a|a<-4或a>2}.
解:(1)若M⊆N,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m-6≤-2,,2m-1≥5,))
解得3≤m≤4.
所以实数m的取值范围是{m|3≤m≤4}.
(2)若M=N,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m-5=-2,,2m-1=5,))
解得m=3,所以实数m的值为3.
一、单选题
1.已知集合A={x∈Z|0≤x≤4},B={0,1,2,3,4,5},则( )
A.AB
B.A=B
C.A∈B
D.B⊆A
解析:由题意可得A={0,1,2,3,4},所以AB.故选A.
2.集合P={x|y=eq \r(x+1)},Q={y|y=eq \r(x-1)},则P与Q的关系是( )
A.P=Q
B.PQ
C.PQ
D.Q∈P
解析:由x+1≥0,得x≥-1,∴P={x|x≥-1},Q={y|y=eq \r(x-1)}={y|y≥0},∴QP.故选B.
3.集合M=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=\f(k,2)+\f(1,3),k∈Z)))),N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x=k+\f(1,3),k∈Z)))),则( )
A.M=N
B.M⊆N
C.N⊆M
D.无法判断
解析:∵集合M中,x=eq \f(k,2)+eq \f(1,3)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(n+\f(1,3),k=2n,n∈Z,,n+\f(5,6),k=2n+1,n∈Z,))集合N中,x=k+eq \f(1,3)=n+eq \f(1,3),k=n∈Z,∴N⊆M.故选C.
7.已知集合A={1,2,4,8},B={z|z=xy,x∈A,y∈A},则下列说法正确的是( )
A.AB
B.{1,4,16,64}⊆B
C.集合B中元素的个数为8
D.集合B的真子集的个数为127
解析:∵A={1,2,4,8},∴B={z|z=xy,x∈A,y∈A}={1,2,4,8,16,32,64},∴AB,A正确;{1,4,16,64}⊆B,B正确;集合B中元素的个数为7,C错误;集合B的真子集的个数为27-1=127,D正确.故选ABD.
BA
三、填空题
8.设x,y∈R,A={(x,y)|y=x},B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((x,y)\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(y,x)=1)))),则A,B的关系是________.
解析:A中,x∈R,y∈R,所以A表示直线y=x上所有点构成的集合.B中的x≠0,所以B表示直线y=x上除原点外的所有点构成的集合.所以BA.
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,3),-\f(1,2)))
解析:∵A={x|x2+x-6=0}={-3,2},又B⊆A,当m=0时,mx+1=0无解,故B=∅,满足条件;当m≠0时,则B={-3}或B={2},即m=eq \f(1,3)或m=-eq \f(1,2).故满足条件的实数m的值所组成的集合为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,3),-\f(1,2))).
解:A={x|x2-1=0}={1,-1},由B⊆A,且B≠∅,得B={1}或{-1}或{1,-1}.
当B={1}时,方程x2-2ax+b=0有两个相等实数根1,所以a=1,b=1;
当B={-1}时,方程x2-2ax+b=0有两个相等实数根-1,所以a=-1,b=1;
当B={1,-1}时,方程x2-2ax+b=0有两个根,分别为-1,1,所以a=0,b=-1.
综上所述,eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=-1,,b=1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=0,,b=-1.))
解:①当a=0时,A=∅,满足A⊆B;
②当a>0时,A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)<x<\f(2,a))))).
又B={x|-1<x<1},A⊆B,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)≥-1,,\f(2,a)≤1,))∴a≥2;
③当a<0时,A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(2,a)<x<\f(1,a))))).
∵A⊆B,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(2,a)≥-1,,\f(1,a)≤1,))∴a≤-2.
综上所述,实数a的取值范围为{a|a≥2或a≤-2或a=0}.
解析:因为A的子集个数为2,所以A中只有1个元素.当a=2时,A={x|4x+1=0}=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4))),符合题意;当a≠2时,Δ=42-4(a-2)=0,解得a=6,此时A={x|4x2+4x+1=0}=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2))),符合题意.综上,a的值为2或6.
(2)当P=∅时,P是Q的一个子集,此时对于方程x2-3x+b=0,有Δ=9-4b<0,
所以b>eq \f(9,4).
当P≠∅时,因为Q={-4,-1,1},
所以当-1∈P时,(-1)2-3×(-1)+b=0,即b=-4,
此时P={x|x2-3x-4=0}={4,-1},
因为4∉Q,所以P不是Q的子集;
同理当-4∈P时,b=-28,P={7,-4},也不是Q的子集;
当1∈P时,b=2,P={1,2},也不是Q的子集.
综上所述,b的取值范围是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(b\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(b>\f(9,4))))).
$$