内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1 集合
1.1.3 集合的基本运算
第1课时 交集、并集
知识对点练
目录
40分钟综合练
知识对点练
知识点一 交集的运算
1.已知集合M={x|-4≤x<0},N={-4,-2,-1,0,1},则M∩N =( )
A.{-2,-1} B.{-4,-2,-1,0}
C.{-2,-1,0} D.{-4,-2,-1}
解析:M∩N={-4,-2,-1}.故选D.
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解析:结合数轴得A∪B={x|x≥-5}.
答案
解析
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4.已知集合A={y|y=x2-1,x∈R},B={y|x2=-y+2,x∈R},则A∪B =( )
A.R B.{y|-2≤y≤2}
C.{y|y≤-1或y≥2} D.以上都不对
解析:A={y|y≥-1},B={y|y=2-x2,x∈R}={y|y≤2},在数轴上表示出集合A,B,可知A∪B=R.故选A.
答案
解析
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知识点三 交集、并集运算的应用
5.已知集合A={x|x≤1},B={x|x≥a},且A∪B=R,则实数a的取值范围为___________.
解析:由A∪B=R,得A与B的所有元素应覆盖整个数轴.如图所示,所以a必须在1的左侧或与1重合,故a≤1.
解析
答案
(-∞,1]
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6.集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-2x+a-1=0},若A∩B=B,则a的取值范围是________.
答案
解析
{a|a≥2}
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7.已知集合A={x|x≥3},B={x|1≤x≤7},C={x|x≥a-1}.
(1)求A∩B,A∪B;
(2)若C∪A=A,求实数a的取值范围.
解:(1)因为A={x|x≥3},B={x|1≤x≤7},
所以A∩B={x|3≤x≤7},A∪B={x|x≥1}.
(2)因为C∪A=A,所以C⊆A,
又A={x|x≥3},C={x|x≥a-1},
所以a-1≥3,即a≥4.
故实数a的取值范围为{a|a≥4}.
解
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8.设集合A={x|x2+ax+12=0},B={x|x2+3x+2b=0},A∩B={2},C={2,-3}.
(1)求a,b的值及A,B;
(2)求(A∪B)∩C.
解:(1)∵A∩B={2},∴2∈A且2∈B,
∴4+2a+12=0,4+6+2b=0,
得a=-8,b=-5,
∴A={x|x2-8x+12=0}={2,6},B={x|x2+3x-10=0}={2,-5}.
(2)由(1),知A∪B={-5,2,6},
又C={2,-3},
∴(A∪B)∩C={2}.
解
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40分钟综合练
一、单选题
1.已知集合M={x|-4≤x<3},N={x|x<-4或x>4},则M∪N=( )
A.{x|x<3或x>4}
B.{x|-4≤x<4}
C.{x|-4≤x<3}
D.{x|x<-4或x>4}
解析:M∪N={x|x<3或x>4}.
答案
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3.(2024·四川成都高一期中)已知集合A={x|x2-2x-3=0},B={1,a},若A∩B={3},则A∪B=( )
A.{1,3} B.{-1,3}
C.{-1,1,3} D.{-3,-1,3}
解析:集合A={x|x2-2x-3=0}={-1,3},又A∩B={3},所以B={1,3},所以A∪B={-1,1,3}.故选C.
答案
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4.下列表示图形中的阴影部分正确的是( )
A.(A∪C)∩(B∪C)
B.(A∪B)∩(A∪C)
C.(A∪B)∩(B∪C)
D.(A∪B)∩C
解析:阴影部分完全覆盖了C部分,这样就要求交集运算的两边都含有C部分,所以A正确.
答案
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5.设A,B是非空集合,定义A*B={x|x∈A∪B且x∉A∩B},已知A={x|0≤x≤3},B={y|y≥1},则A*B=( )
A.{x|1≤x<3}
B.{x|1≤x≤3}
C.{x|0≤x<1或x>3}
D.{x|0≤x≤1或x≥3}
解析:由题意知A∪B={x|x≥0},A∩B={x|1≤x≤3},所以A*B={x|0≤x<1或x>3}.
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二、多选题
6.设集合A={x|-1≤x≤2},B={x|x≤a},若A∩B=∅,则实数a的取值集合可以为( )
A.{a|a<2} B.{a|a≤-1}
C.{a|a<-1} D.{a|a<-2}
解析:如图所示,要使A∩B=∅,应有a<-1,所以符合题意的选项是{a|a<-1}的子集.故选CD.
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三、填空题
8.(2024·浙江宁波高一期中)已知集合A={a,b},若A∪B={a,b,c},满足条件的集合B有________个.
解析:根据题意可知,若集合B有一个元素,则B={c},若集合B有两个元素,则B={a,c}或B={b,c},若集合B有三个元素,则B={a,b,c}.综上,满足条件的集合B有4个.
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9.设集合A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3},C={x∈R|-1≤x<2},则(A∪B)∩C=_____________.
解析:由题意得A∪B={1,2,3,4,-1,0},∴(A∪B)∩C={1,2,3,4,-1,0}∩{x∈R|-1≤x<2}={-1,0,1}.
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{-1,0,1}
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10.设集合A={-2},B={x|ax+1=0,a∈R},若A∩B=B,则a=________.
答案
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四、解答题
11.(2024·四川雅安高一期末)已知集合A={(x,y)|y=x+m},B={(x,y)|y=x2}.
(1)当m=2时,求A∩B;
(2)若A∩B=∅,求实数m的取值范围.
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12.已知集合A={x|x2-x-6=0},B={y|y2+py+p=0},C={x|x2+2(a-1)x+a2-3=0}.
(1)若A∩B={-2},求A∪B;
(2)若A∪C=A,求实数a的取值范围.
解:(1)由x2-x-6=(x-3)(x+2)=0,
解得x=-2或x=3,所以A={-2,3},
若A∩B={-2},则-2∈B,
所以4-2p+p=0,即p=4,
所以B={y|y2+4y+4=0}={-2},
所以A∪B={-2,3}.
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R
2.集合A={(x,y)|y=x},B={(x,y)|2x-y=1},则A∩B=( )
A.(1,1)
B.{(1,1)}
C.eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=1))
D.{1,1}
解析:联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=x,,2x-y=1,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=1,))所以A∩B={(1,1)}.故选B.
知识点二 并集的运算
3.已知集合A={x|x≥-3},B={x|-5≤x≤2},则A∪B=( )
A.{x|x≥-5}
B.{x|x≤2}
C.{x|-3<x≤2}
D.{x|-5≤x≤2}
解析:由题意得A={1,2},∵A∩B=B,∴B⊆A,∴B=∅或B={1}或B={2}或B={1,2}.当B=∅时, Δ=4-4(a-1)<0,得a>2;当B={1}时,eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(12-2×1+a-1=0,,Δ=4-4(a-1)=0,))得a=2;当B={2}时,eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(22-4+a-1=0,,Δ=4-4(a-1)=0,))无解;当B={1,2}时,此时a无解.综上所述,a的取值范围是{a|a≥2}.
2.已知集合A={x|x2-eq \r(m)x+1=0},若A∩R=∅,则实数m的取值范围为( )
A.{m|0≤m≤4}
B.{m|m<4}
C.{m|0<m<4}
D.{m|0≤m<4}
解析:∵A∩R=∅,∴A=∅,方程x2-eq \r(m)x+1=0无实根,即Δ=m-4<0.又m≥0,∴0≤m<4.故选D.
7.若集合A={1,3,x},B={1,x2},A∪B={1,3,x},则满足条件的实数x的值可以是( )
A.-eq \r(3)
B.0
C.eq \r(3)
D.1
解析:∵A∪B={1,3,x},A={1,3,x},B={1,x2},∴A∪B=A,即B⊆A,∴x2=3或x2=x.当x2=3时,得x=±eq \r(3).若x=eq \r(3),则A={1,3,eq \r(3)},B={1,3},符合题意;若x=-eq \r(3),则A={1,3,-eq \r(3)},B={1,3},符合题意.当x2=x时,得x=0或x=1.若x=0,则A={1,3,0},B={1,0},符合题意;若x=1,则A={1,3,1},B={1,1},不符合集合中元素的互异性,舍去.综上可知,x=±eq \r(3)或x=0.故选ABC.
0或eq \f(1,2)
解析:∵A∩B=B,∴B⊆A.∵A={-2}≠∅,∴B=∅或B≠∅.当B=∅时,方程ax+1=0无解,此时a=0;当B≠∅时,此时a≠0,则B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(1,a))),∴-eq \f(1,a)∈A,即有-eq \f(1,a)=-2,得a=eq \f(1,2).综上可知,a=0或eq \f(1,2).
解:(1)集合A={(x,y)|y=x+m},B={(x,y)|y=x2},
当m=2时,A={(x,y)|y=x+2},
由方程组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=x2,,y=x+2,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=-1,,y=1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=2,,y=4,))
所以A∩B={(-1,1),(2,4)}
(2)若A∩B=∅,即y=x+m与y=x2无公共解,
原问题等价于方程x2-x-m=0无解,
则Δ=1+4m<0,解得m<-eq \f(1,4).
所以实数m的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(1,4))).
(2)由A∪C=A可得C⊆A,
若C=∅,则Δ=4(a-1)2-4(a2-3)=-8a+16<0,
解得a>2,符合题意;
若C≠∅,当Δ=0,即a=2时,C={x|x2+2x+1=0}={-1},不符合题意;
当Δ>0,即a<2时,x2+2(a-1)x+a2-3=0有两个解,分别为-2和3,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4-4(a-1)+a2-3=0,,9+6(a-1)+a2-3=0,))方程组无解.
综上,实数a的取值范围为(2,+∞).
13.已知集合P={-1,a+b,ab},Q=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(0,\f(b,a),a-b)),若P∪Q=P∩Q,则a-b=________.
解析:由P∪Q=P∩Q易知P=Q,由集合Q可知a和b均不为0,因此ab≠0,于是必须a+b=0,所以易得eq \f(b,a)=-1,因此又必得ab=a-b,代入b=-a,解得a=-2.所以b=2,因此a-b=-4.
14.向50名学生调查对A,B两事件的态度,有如下结果:赞成A的人数是全体人数的eq \f(3,5),其余的不赞成;赞成B的比赞成A的多3人,其余的不赞成;另外对A,B都不赞成的学生人数比对A,B都赞成的学生人数的eq \f(1,3)多1,问:对A,B都赞成的学生和都不赞成的学生各有多少人?
解:如图,记50名学生组成的集合为U,则赞成A的人数为50×eq \f(3,5)=30,赞成B的人数为30+3=33.设对A,B都赞成的学生人数为x,则对A,B都不赞成的学生人数为eq \f(x,3)+1,赞成A而不赞成B的人数为30-x,赞成B而不赞成A的人数为33-x,所以由题意得(30-x)+(33-x)+x+eq \f(x,3)+1=50,即64-eq \f(2x,3)=50,x=21.所以对A,B都赞成的学生有21人,对A,B都不赞成的学生有8人.
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