内容正文:
专题1.1 集合
目录●重难点题型分布
序号
题型
重难点题型1
元素与集合的关系
重难点题型2
集合与集合间的关系
重难点题型3
有限集合的子集问题
重难点题型4
集合的交并补混合运算
重难点题型5
根据集合的交并补运算求参数范围
重难点题型6
韦恩图在集合中的应用
重难点题型7
集合的新定义问题
重难点题型1 元素与集合的关系
1.(2025·辽宁·三模)已知集合,则下列判断错误的是( )
A. B. C. D.
2.(2025·河南·一模)已知集合,若且,则( )
A. B.
C. D.
3.(2024·辽宁沈阳·模拟预测)下列四个命题正确的个数是( )
①是空集;②若,则;③集合有两个元素;④集合是有限集
A.1 B.2 C.3 D.0.
4.(2024·河南新乡·三模)下列集合中有无数个元素的是( )
A. B. C. D.
5.(2024·贵州贵阳·模拟预测)若集合,其中且,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高三下·江西·阶段练习)已知,若,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(2024·全国·模拟预测)(多选题)非空集合A具有如下性质:①若,则;②若,则下列判断中,正确的有( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
8.(2024·四川遂宁·二模)已知等差数列的公差为,集合有且仅有两个元素,则这两个元素的积为 .
重难点题型2 集合与集合间的关系
1.(2025高三·全国·专题练习)已知,,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·山东·阶段练习)已知,,若,则实数的取值构成的集合是( )
A. B. C. D.
3.(2024·河南·二模)已知集合,若集合有15个真子集,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)若,,,则这三个集合间的关系是( )
A. B.
C. D.
5.(2024·江苏常州·三模)集合,,若,则实数m的取值范围为 .
6.(2024·广西·二模)已知集合,,若,则实数 .
重难点题型3 有限集合的子集问题
1.(24-25高三上·内蒙古赤峰·阶段练习)满足的集合的个数为( )
A.8 B.7 C.6 D.4
2.(22-23高一上·江苏徐州·期中)若集合的所有子集个数是,则的取值是( )
A. B. C. D.或
3.(2022·广东·一模)从集合的非空子集中随机选择两个不同的集合A,B,则的概率为( )
A. B. C. D.
4.(2025·福建福州·模拟预测)已知集合,则的真子集个数为( )
A.3个 B.6个 C.7个 D.8个
5.(2024·全国·模拟预测)已知集合,集合,则的子集个数为( )
A.8 B.3 C.2 D.1
6.(2024·全国·模拟预测)已知集合,则的子集个数为 .
重难点题型4 集合的交并补混合运算
1.(2023·全国乙卷·高考真题)设集合,集合,,则( )
A. B.
C. D.
2.(2024·广东·一模)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
3.(2023·北京·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
4.(2023·黑龙江大庆·二模)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
5.(2024·辽宁大连·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
6.(2023·广东佛山·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
重难点题型5 根据集合的交并补运算求参数
1.(2025·江西新余·模拟预测)已知集合,,若,则的取值范围是:( ).
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·河北承德·阶段练习)已知集合,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(2024·浙江杭州·三模)设集合,,则( )
A. B.
C. D.
4.(2014·全国·一模)设集合,,且,则满足条件的实数的个数是
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个.
5.(2024·河南·模拟预测)已知集合,,若,则实数的取值范围是 .
6.(2024·全国·模拟预测)已知全集,集合,.若,则的最大值为 .
重难点题型6 韦恩图在集合中的应用
1.(2024·湖北·模拟预测)已知全集是实数集,集合,,则图中阴影部分所表示的集合为( )
A. B.
C. D.或
2.(2019·北京朝阳·一模)某单位周一、周二、周三开车上班的职工人数分别是14,10,8.若这三天中至少有一天开车上班的职工人数是20,则这三天都开车上班的职工人数的最大值是( )
A.6 B.5 C.7 D.8
3.(2023·广东·模拟预测)已知全集,集合或,或,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B.
C. D.
4.(2024·河北石家庄·三模)(多选题)某校“五一田径运动会”上,共有12名同学参加100米、400米、1500米三个项目,其中有8人参加“100米比赛”,有7人参加“400米比赛”,有5人参加“1500米比赛”,“100米和400米”都参加的有4人,“100米和1500米”都参加的有3人,“400米和1500米”都参加的有3人,则下列说法正确的是( )
A.三项比赛都参加的有2人 B.只参加100米比赛的有3人
C.只参加400米比赛的有3人 D.只参加1500米比赛的有1人
重难点题型7 集合的新定义问题
1.(24-25高三上·四川·开学考试)定义:如果集合存在一组两两不交(两个集合的交集为空集时,称为不交)的非空真子集且,那么称子集族构成集合的 一个划分.已知集合,则集合的所有划分的个数为( )
A.3 B.4 C.14 D.16
2.(2023·河南郑州·模拟预测)若且,,则称a为集合A的孤立元素.若集合,集合N为集合M的三元子集,则集合N中的元素都是孤立元素的概率为( )
A. B. C. D.
3.(2024·北京朝阳·一模)设A,B为两个非空有限集合,定义其中表示集合S的元素个数.某学校甲、乙、丙、丁四名同学从思想政治、历史、地理、物理、化学、生物这6门高中学业水平等级性考试科目中自主选择3门参加考试,设这四名同学的选考科目组成的集合分别为,,,.已知{物理,化学,生物},{地理,物理,化学},{思想政治,历史,地理},给出下列四个结论:
①若,则{思想政治,历史,生物};
②若,则{地理,物理,化学};
③若{思想政治,物理,生物},则;
④若,则{思想政治,地理,化学}.
其中所有正确结论的序号是 .
4.(2022·湖南长沙·一模)对于集合的子集,定义的“特征数列”为,,,,其中,其余项均为0,例如子集的“特征数列”为0,1,1,0,0,,0.
(1)子集的“特征数列”的前四项和等于 ;
(2)若的子集的“特征数列”,,,满足,,,的子集的“特征数列”为,,,,满足,,,则的元素个数为 .
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专题1.1 集合
目录●重难点题型分布
序号
题型
重难点题型1
元素与集合的关系
重难点题型2
集合与集合间的关系
重难点题型3
有限集合的子集问题
重难点题型4
集合的交并补混合运算
重难点题型5
根据集合的交并补运算求参数范围
重难点题型6
韦恩图在集合中的应用
重难点题型7
集合的新定义问题
重难点题型1 元素与集合的关系
1.(2025·辽宁·三模)已知集合,则下列判断错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】判断元素与集合的关系、描述法表示集合
【分析】根据题意,求出集合,利用元素与集合的关系判断.
【详解】依题意可得,所以.
故选:A.
2.(2025·河南·一模)已知集合,若且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】根据题意列出不等式组即可求出结果.
【详解】由题可知且
解得.
故选:C.
3.(2024·辽宁沈阳·模拟预测)下列四个命题正确的个数是( )
①是空集;②若,则;③集合有两个元素;④集合是有限集
A.1 B.2 C.3 D.0
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】判断元素与集合的关系、描述法表示集合、空集的概念以及判断、集合的分类
【分析】对①,根据空集的定义可判断;对②,根据元素与集合的关系判断;对③,求出方程的根可判断;对④,根据集合的表示,无限集合定义可判断.
【详解】对于①,不是空集,空集中无任何元素,故①错;
对于②,若,当时,,故②错;
对于③,集合,只有一个元素,故③错;
对于④,集合是无限集,故④错;
综上,正确的命题有0个.
故选:D.
4.(2024·河南新乡·三模)下列集合中有无数个元素的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】描述法表示集合、列举法求集合中元素的个数、集合的分类
【分析】求出各个选项的元素个数即可得出答案.
【详解】对于A,因为,,则,,故A 错误;
对于B,因为,,则,
所以,故B错误;
对于C,,,所以,故C错误;
对于D,有无数个元素.故D正确.
故选:D.
5.(2024·贵州贵阳·模拟预测)若集合,其中且,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】借助元素与集合的关系计算即可得.
【详解】由题意可得,解得.
故选:A.
6.(23-24高三下·江西·阶段练习)已知,若,且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】根据题目条件得到不等式,求出答案.
【详解】由题意得且,解得.
故选:A
7.(2024·全国·模拟预测)(多选题)非空集合A具有如下性质:①若,则;②若,则下列判断中,正确的有( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】判断元素与集合的关系、集合新定义
【分析】根据元素与集合的关系进行分析,从而确定正确答案.
【详解】对于A,假设,则令,则,
令,则,
令,不存在,即,矛盾,
∴,故A对;
对于B,由题,,则
∴,故B对;
对于C,∵,,,
∵故C对;
对于D,∵,,若,则,故D错误.
故选:ABC.
8.(2024·四川遂宁·二模)已知等差数列的公差为,集合有且仅有两个元素,则这两个元素的积为 .
【答案】/
【难度】0.4
【知识点】由余弦(型)函数的周期性求值、等差数列通项公式的基本量计算、利用等差数列的性质计算、根据集合中元素的个数求参数
【分析】根据给定的等差数列,写出通项公式,再结合余弦型函数的周期及集合只有两个元素分析、推理作答.
【详解】,
则,
其周期为,而,即最多3个不同取值,
集合有且仅有两个元素,设,
则在中,或,
或,又,即,
所以一定会有相邻的两项相等,设这两项分别为,
于是有,即有,解得,
不相等的两项为,
故,.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:此题关键是通过周期性分析得到相等的项为相邻的两项,不相等的两项之间隔一项,从而求得答案.
重难点题型2 集合与集合间的关系
1.(2025高三·全国·专题练习)已知,,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】根据集合的基本关系分类讨论计算求参即可.
【详解】因为,所以当,即时,,满足,即;
当,即时,,满足,即;
当,即时,由,得,,即;
综上,.
故选:C.
2.(24-25高三上·山东·阶段练习)已知,,若,则实数的取值构成的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】运用集合与集合之间的关系构造方程计算参数即可.
【详解】由得.
当时,,满足;
当时,因为,
所以或,
解得或.
故选:C.
3.(2024·河南·二模)已知集合,若集合有15个真子集,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、根据集合中元素的个数求参数
【分析】根据真子集的定义,推断出集合含有4个元素,即不等式的解集中有且仅有4个整数解,由此进行分类讨论,列式算出实数的取值范围.
【详解】若集合有15个真子集,则中含有4个元素,
结合,可知,即,且区间,中含有4个整数,
①当时,,的区间长度,此时,中不可能含有4个整数;
②当时,,,,其中含有4、5、6、7共4个整数,符合题意;
③当时,,的区间长度大于3,
若,的区间长度,即.
若是整数,则区间,中含有4个整数,根据,可知,,
此时,,,其中含有5、6、7、8共4个整数,符合题意.
若不是整数,则区间,中含有5、6、7、8这4个整数,则必须且,解得;
若时,,,,其中含有5、6、7、8、9共5个整数,不符合题意;
当时,,的区间长度,此时,中只能含有6、7、8、9这4个整数,
故,即,结合可得.
综上所述,或或,即实数的取值范围是,,.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:由真子集的个数可得,且区间,中含有4个整数,结合区间长度,即可对讨论求解.
4.(22-23高一上·河南郑州·阶段练习)若,,,则这三个集合间的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】判断两个集合的包含关系
【分析】先化简集合A,B,C,再结合集合的包含关系判断集合间关系即可.
【详解】依题意,,,
,而,{偶数},
因此集合中的任意元素都是集合中的元素,即有,集合中的每一个元素都是集合中的元素,即,
所以.
故选:C.
5.(2024·江苏常州·三模)集合,,若,则实数m的取值范围为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据并集结果求集合或参数
【分析】结合B是否为空集进行分类讨论可求的范围.
【详解】由,且,
当时,,则,即,
当时,若,则,解得,
综上,实数的取值范围为.
故答案为:.
6.(2024·广西·二模)已知集合,,若,则实数 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】根据子集关系求出可能解,再利用集合中元素的互异性求出不能取的值即可得出m的值.
【详解】因为,所以或,或,
又由集合中元素的互异性可知且且,且,
综上.
故答案为:.
重难点题型3 有限集合的子集问题
1.(24-25高三上·内蒙古赤峰·阶段练习)满足的集合的个数为( )
A.8 B.7 C.6 D.4
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、解不含参数的一元二次不等式
【分析】由题意可得:,分析可知集合的个数即为集合的子集个数,即可得结果.
【详解】因为,
,
由题意可得:,可知集合必有元素,可能有元素,
满足条件的集合的个数即为集合的子集个数,有个.
故选:A.
2.(22-23高一上·江苏徐州·期中)若集合的所有子集个数是,则的取值是( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】分析可知,集合有且只有一个元素,分、两种情况讨论,在第一种情况下直接验证即可,在第二种情况下,由求出的值,综合即可得解.
【详解】因为集合的所有子集个数是,则集合有且只有一个元素,
①当时,即当时,则,合乎题意;
②当时,即当时,则关于的方程只有一个实数解,
则,解得.
综上所述,或.
故选:D.
3.(2022·广东·一模)从集合的非空子集中随机选择两个不同的集合A,B,则的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、其他排列模型、计算古典概型问题的概率
【分析】写出集合的非空子集,求出总选法,再根据,列举出集合的所有情况,再根据古典概型公式即可得解.
【详解】解:集合的非空子集有共7个,
从7个中选两个不同的集合A,B,共有种选法,
因为,
当时,则可为共3种,
当时,共1种,
同理当时,则可为共3种,
当时,共1种,
则符合的共有种,
所以的概率为.
故选:A.
4.(2025·福建福州·模拟预测)已知集合,则的真子集个数为( )
A.3个 B.6个 C.7个 D.8个
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、余弦函数图象的应用、由标准方程确定圆心和半径
【分析】数形结合,判断方程组解的个数,即中元素的个数,再根据集合中元素的个数确定其真子集的个数即可.
【详解】集合是坐标平面内,以原点为圆心,2为半径的圆上的点的集合,
集合是坐标平面内,函数图象上的点的集合,
在同一坐标系内作出圆及函数的部分图象,如图:
观察图象知,圆及函数的图象有3个公共点,
所以有3个元素,共有个真子集.
故选:C
5.(2024·全国·模拟预测)已知集合,集合,则的子集个数为( )
A.8 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】判断直线与圆的位置关系、判断集合的子集(真子集)的个数、交集的概念及运算
【分析】集合都是点集,根据圆心到直线的距离与圆的半径的关系得到直线与圆相切,所以有一个交点,有个子集.
【详解】集合A表示直线上的所有点的集合,集合B表示圆上所有点的集合,
因为圆心到直线的距离为,等于圆的半径,故直线与圆相切,
故中只有一个元素,故的子集个数为.
故选:C.
6.(2024·全国·模拟预测)已知集合,则的子集个数为 .
【答案】4
【难度】0.65
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、由指数函数的单调性解不等式、交集的概念及运算
【分析】根据题意先求集合B,进而可得,根据元素个数求子集个数.
【详解】令,即,可得,解得,
则,
可得,共两个元素,
所以其子集的个数为.
故答案为:4.
重难点题型4 集合的交并补混合运算
1.(2023·全国乙卷·高考真题)设集合,集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、并集的概念及运算、补集的概念及运算、交并补混合运算
【分析】由题意逐一考查所给的选项运算结果是否为即可.
【详解】由题意可得,则,选项A正确;
,则,选项B错误;
,则或,选项C错误;
或,则或,选项D错误;
故选:A.
2.(2024·广东·一模)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、具体函数的定义域、复合函数的值域
【分析】通过计算函数定义域求出集合,计算函数值域求出集合,最后通过交集运算即可求解.
【详解】由,有,即,所以;
由令,根据二次函数的性质有,
所以,又因为,所以,;
所以.
故选:D
3.(2023·北京·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、分式不等式、由指数函数的单调性解不等式
【分析】分别解集合,再用集合的交集运算即可得出答案
【详解】集合,解得,
,即,解得,故,
所以
故选:C
4.(2023·黑龙江大庆·二模)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、求对数型复合函数的定义域、分式不等式
【分析】结合对数函数定义域和分式不等式解法化简集合A,B,由集合交集的定义求解即可.
【详解】函数的定义域为,
不等式,可化为或,所以,
所以,,
所以.
故选:A.
5.(2024·辽宁大连·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】解一元二次不等式求出A集合,解一元一次不等式求出B集合,利用交集的定义运算即可.
【详解】因为,,
所以.
故选:B
6.(2023·广东佛山·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、解不含参数的一元二次不等式
【分析】求出集合再求交集即可.
【详解】,,
则.
故选:B.
重难点题型5 根据集合的交并补运算求参数
1.(2025·江西新余·模拟预测)已知集合,,若,则的取值范围是:( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】根据交集结果求集合或参数、由对数函数的单调性解不等式
【分析】化简集合A,根据集合交集不为空集建立不等式即可得解.
【详解】因为,
,,
所以且,解得:,
故选:C
2.(24-25高三上·河北承德·阶段练习)已知集合,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】根据得到,当时满足,求出的取值范围,当时,列出不等式组求出的取值范围,结合两种情况求出的取值范围.
【详解】因为,所以,
因为,且满足,,
所以当时满足,
此时,解得,
当时,则有,
解得,综上,,
即实数的取值范围为.
故选:A.
3.(2024·浙江杭州·三模)设集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算
【分析】利用最小公倍数排除A,B,利用奇数和偶数排除C,求解即可.
【详解】易知集合,,
则中前面的系数应为的最小公倍数,故排除A,B,
对于C,当时,集合为,
而令,可得不为整数,故不含有7,
可得中不含有7,故C错误,
故选:D
4.(2014·全国·一模)设集合,,且,则满足条件的实数的个数是
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】根据并集结果求集合或参数
【分析】根据集合元素的互异性,得x≠±1且x≠4.再由A∪B={1,4,x},得x2=x或x2=4,可解出符合题意的x有0,2,-2共3个.
【详解】,,
所以由集合的互异性可得且,
,则或
解之得或
满足条件的实数有共3个,
故选C.
【点睛】本题给出含有未知数x的集合A、B,在已知它们并集的情况下求实数x值,着重考查了集合元素的基本性质和集合的运算等知识,属于基础题.
5.(2024·河南·模拟预测)已知集合,,若,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】可求出集合,然后根据,得到,从而求出实数的取值范围.
【详解】由,可得,
由于,且,则,
所以,则实数的取值范围是,
故答案为:
6.(2024·全国·模拟预测)已知全集,集合,.若,则的最大值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据并集结果求集合或参数、分式不等式、公式法解绝对值不等式
【分析】先求集合,对分类讨论,并结合,数形结合求出的取值范围,注意端点值能否取到.
【详解】因为,
当时,,若,则.
在数轴上表示出集合,,如图,
则;
当时,,此时不成立,
当时,,此时不成立.
综上,的最大值为.
故答案为:
重难点题型6 韦恩图在集合中的应用
1.(2024·湖北·模拟预测)已知全集是实数集,集合,,则图中阴影部分所表示的集合为( )
A. B.
C. D.或
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】交并补混合运算、利用Venn图求集合
【分析】根据题意,求得且,结合,即可求解.
【详解】由不等式,解得或,所以或,
又由,可得且,
又因为.
故选:B.
2.(2019·北京朝阳·一模)某单位周一、周二、周三开车上班的职工人数分别是14,10,8.若这三天中至少有一天开车上班的职工人数是20,则这三天都开车上班的职工人数的最大值是( )
A.6 B.5 C.7 D.8
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】容斥原理的应用、利用Venn图求集合
【分析】根据题意,作出维恩图,由数形结合列出方程求解即可.
【详解】作维恩图,如图所示,
则周一开车上班的职工人数为,周二开车上班的职工人数为,
周三开车上班的职工人数为,这三天都开车上班的职工人数为x.
则,得,
得,当时,x取得最大值6.
故选:A
3.(2023·广东·模拟预测)已知全集,集合或,或,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】交并补混合运算、利用Venn图求集合
【分析】利用集合的交并补的定义,结合图即可求解.
【详解】因为或,或,
所以或或或,
或或或.
由题意可知阴影部分对于的集合为,
所以,
或.
故选:D.
4.(2024·河北石家庄·三模)(多选题)某校“五一田径运动会”上,共有12名同学参加100米、400米、1500米三个项目,其中有8人参加“100米比赛”,有7人参加“400米比赛”,有5人参加“1500米比赛”,“100米和400米”都参加的有4人,“100米和1500米”都参加的有3人,“400米和1500米”都参加的有3人,则下列说法正确的是( )
A.三项比赛都参加的有2人 B.只参加100米比赛的有3人
C.只参加400米比赛的有3人 D.只参加1500米比赛的有1人
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】根据交集结果求集合元素个数、容斥原理的应用
【分析】根据总人数和各个项目的人数,可求出三项比赛都参加的人数,从而可判定各选项.
【详解】根据题意,设{是参加100米的同学},
{是参加400米的同学},
{是参加1500米的同学},
则
且
则,
所以三项比赛都参加的有2人,只参加100米比赛的有3人,
只参加400米比赛的有2人,只参加1500米比赛的有1人.
故选:ABD
重难点题型7 集合的新定义问题
1.(24-25高三上·四川·开学考试)定义:如果集合存在一组两两不交(两个集合的交集为空集时,称为不交)的非空真子集且,那么称子集族构成集合的 一个划分.已知集合,则集合的所有划分的个数为( )
A.3 B.4 C.14 D.16
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】集合新定义
【分析】解二次不等式得到集合,由子集族的定义对集合进行划分,即可得到所有划分的个数.
【详解】依题意,,
的2划分为,共3个,
的3划分为,共1个,
故集合的所有划分的个数为4.
故选:B.
2.(2023·河南郑州·模拟预测)若且,,则称a为集合A的孤立元素.若集合,集合N为集合M的三元子集,则集合N中的元素都是孤立元素的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】计算古典概型问题的概率、集合新定义
【分析】根据题意列举出满足条件的集合,然后根据题意结合古典概型公式求解.
【详解】集合的三元子集有,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,共20个.
满足集合中的元素都是孤立元素的集合N可能为,,,,一共4种.
由古典概率模型公式,可得集合N中的元素都是孤立元素的概率.
故选:C.
3.(2024·北京朝阳·一模)设A,B为两个非空有限集合,定义其中表示集合S的元素个数.某学校甲、乙、丙、丁四名同学从思想政治、历史、地理、物理、化学、生物这6门高中学业水平等级性考试科目中自主选择3门参加考试,设这四名同学的选考科目组成的集合分别为,,,.已知{物理,化学,生物},{地理,物理,化学},{思想政治,历史,地理},给出下列四个结论:
①若,则{思想政治,历史,生物};
②若,则{地理,物理,化学};
③若{思想政治,物理,生物},则;
④若,则{思想政治,地理,化学}.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①③
【难度】0.65
【知识点】交集的概念及运算、并集的概念及运算、集合新定义
【分析】对于①③:直接根据定义计算即可;对于②:通过定义计算得到必为偶数,讨论
和两种情况下的求解即可;对于④:通过举例{物理,地理,历史}来说明.
【详解】对于①:,所以,所以,
又{地理,物理,化学},所以{思想政治,历史,生物},①正确;
对于②:,即,
所以,所以必为偶数,又,
当时,,不符合,
所以,且,此时情况较多,比如{物理,地理,生物},②错误;
对于③:若{思想政治,物理,生物},则,
所以,③正确;
对于④:当{物理,地理,历史}时,
,
满足,但不是{思想政治,地理,化学},④错误.
故选:①③
【点睛】方法点睛:对于新定义题目,一定要深刻理解定义的意义,然后套用定义进行计算即可,很多时候新定义题目难度并不很大,关键是要大胆做,用心做.
4.(2022·湖南长沙·一模)对于集合的子集,定义的“特征数列”为,,,,其中,其余项均为0,例如子集的“特征数列”为0,1,1,0,0,,0.
(1)子集的“特征数列”的前四项和等于 ;
(2)若的子集的“特征数列”,,,满足,,,的子集的“特征数列”为,,,,满足,,,则的元素个数为 .
【答案】 3 33或34
【难度】0.65
【知识点】集合新定义、数列新定义
【分析】(1)根据“特征数列”的定义写出子集的“特征数列”再求解即可;
(2)根据所给信息直接写出P,Q的“特征数列”分析即可
【详解】(1)子集的“特征数列”为1,0,1,1,1,0,0,…,0,所以.
(2)P的“特征数列”为1,0,1,0,1,0,…,1,0, Q的“特征数列”满足,且,或,故为1,1,0,1,1,0,1,1,0,…,0,1或1,0,1,1,0,1,…,0,1,1,
则,或.考虑P,Q的“特征数列”周期的最小公倍数为6,一个周期内的元素个数为2,且共,故的元素共或,即33或34个.
故答案为:3,33或34.
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