内容正文:
第01讲 集合的概念与表示
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:元素与集合的定义与表示
1. 定义
一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体组成一个集合。集合中的每一个对象称为该集合的元素,简称元。
2. 集合与元素的表示
集合通常用大写字母,,,表示,元素用小写字母,,,表示
知识点2:元素与集合的关系
元素与集合的关系
记法
读法
是集合的元素
属于集合
不是集合的元素
不属于集合
知识点3:常用数集及其记法
数集
记法
非负整数集(自然数集)
正整数集
或
整数集
有理数集
实数集
知识点4:集合中元素的性质
(1) 确定性
给定的集合,它的元素必须是确定的;
也就是说,给定一个集合,那么任何元素在不在这个集合中就确定了。
(2) 互异性
一个给定集合中的元素是互不相同的;
也就是说,集合中的元素是不能重复出现的。
(3) 无序性
组成集合的元素没有顺序之分,只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的。
知识点5:集合的表示方法
(1) 列举法
我们可以把“地球上的四大洋"组成的集合表示为
把“方程的所有实数根”组成的集合表示为.
像这样把集合的元素一一列举出来.并用花括号“”括起来表示集合的方法叫做列举法.
(2) 描述法
用集合所含元素的共同特征表示集合的方法叫做描述法
具体方法是在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写上这个元素所具有的共同特征。
数学表达式为:,其中为代表元素,为共同特征。
(3) Venn 图
为了直观地表示集合,我们常画一条封闭的曲线,用它的内部来表示一个集合,称为 Venn图。
知识点6:有限集与无限集
一般地,含有有限个元素的集合称为有限集,含有无限个元素的集合称为无限集.
知识点7:空集
我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为
【题型1 判断能否构成集合】
例1.(24-25高一上·全国·课后作业)下列各组对象可以构成集合的是( )
A.数学必修第一册课本中所有的难题 B.小于8的所有素数
C.直角坐标平面内第一象限的一些点 D.所有小的正数
【变式1-1】(24-25高一上·广西南宁·期中)下列对象能组成集合的是( )
A.非常接近0的数 B.身高很高的人
C.绝对值为5的数 D.著名的数学家
【变式1-2】(23-24高一上·全国·课后作业)(多选)考察下列每组对象,能构成一个集合的是( )
A.不超过20的非负整数
B.方程在实数范围内的解
C.某校2023年在校的所有高个子同学
D.的近似值的全体
【变式1-3】(23-24高一·江苏·假期作业)(多选)判断下列每组对象,能组成一个集合的是( )
A.某校高一年级成绩优秀的学生
B.直角坐标系中横、纵坐标相等的点
C.不小于3的自然数
D.2022年第24届冬季奥运会金牌获得者
【题型2 常用数集符号之元素与集合关系】
例2.(24-25高一上·福建泉州·期末)给出下列6个关系:①,②,③,④,⑤,⑥.其中正确命题的个数为( )
A.4 B.2 C.3 D.5
【变式2-1】(24-25高一上·湖南邵阳·期中)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(24-25高一上·甘肃·阶段练习)下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(24-25高一上·天津河北·期中)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【题型3 用列举法或描述法表示集合】
例3.(24-25高一上·江苏连云港·阶段练习)选择适当方法表示下列集合:
(1)由不超过5的所有自然数组成的集合A;
(2)不等式的解集组成集合;
(3)平面直角坐标系中第二象限的点组成集合;
(4)二次函数的图象上所有的点组成的集合.
【变式3-1】(24-25高一上·四川凉山·阶段练习)用列举法表示下列给定的集合:
(1)方程的实数根组成的集合C;
(2)一次函数与的图象的交点组成的集合D.
【变式3-2】(24-25高一上·全国·课后作业)用列举法表示下列集合:
(1)方程的解组成的集合;
(2)“Welcome”中的所有字母构成的集合;
(3)函数的图象与坐标轴的交点组成的集合.
【变式3-3】(24-25高一上·全国·课前预习)选择适当方法表示下列集合:
(1)由小于8的所有自然数组成的集合A;
(2)自然数的平方组成的集合B;
(3)方程组的解组成的集合C;
(4)二次函数的图象上所有的点组成的集合D.
【题型4 集合中元素的特性】
例4.(2024高一·全国·专题练习)已知集合,且,则实数为( )
A.2 B.3 C.0或3 D.
【变式4-1】(24-25高一上·吉林长春·阶段练习)已知,则实数a的值是( )
A.3 B.1 C.3或1 D.0
【变式4-2】(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)若,的值为 .
【变式4-3】(23-24高一上·广东江门·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B.或1 C.3 D.
【题型5 空集】
例5.(24-25高一上·全国·课后作业)下列四个集合中是空集的是( )
A. B.
C.,或 D.
【变式5-1】下列四个集合中,是空集的是( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(24-25高一上·上海·课前预习)方程的实数解集为 .
【变式5-3】(20-21高一·全国·课后作业)集合 .
【题型6 判断元素与集合的关系(提升)】
例6.(2024·辽宁·模拟预测)已知集合,且,则( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(24-25高一上·上海·期中)已知为非零实数,代数式的值所组成的集合是M,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(24-25高一上·重庆·阶段练习)(多选)设,则( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(23-24高一上·江西·阶段练习)(多选)已知集合,,,且,,,则( )
A. B.
C. D.
【题型7 有限集与无限集】
例7.以下集合为有限集的是( )
A.由大于10的所有自然数组成的集合
B.平面内到一个定点O的距离等于定长l(l>0)的所有点P组成的集合
C.由24与30的所有公约数组成的集合
D.由24与30的所有公倍数组成的集合
【变式7-1】下列集合中有无数个元素的是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】下列给出的对象能构成集合并且为无限集(含有无限个元素的集合)的是( )
A.所有很大的实数组成的集合
B.满足不等式的所有整数解组成的集合
C.所有大于的偶数组成的集合
D.所有到轴距离均为1的点组成的集合
一、单选题
1.(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)2024巴黎奥运会已圆满结束,中国体育健儿披荆斩棘,顽强拼搏,取得了骄人的成绩.下列有关巴黎奥运会的团体中不能构成集合的是( )
A.全体参赛国家 B.全体裁判员
C.全体荣获金牌的运动员 D.全体表现较好的运动员
2.(24-25高一上·河北沧州·阶段练习)已知集合{且},则( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·湖北·期中)下列关系中,正确的个数为( )
①;②;③;④;⑤;⑥.
A.3 B.4 C.5 D.6
4.(24-25高一上·安徽铜陵·阶段练习)设集合,集合,则集合中有( )个元素
A.4 B.5 C.6 D.7
5.(24-25高一上·上海徐汇·开学考试)非空集合A具有如下性质:①若,则;②若,则下列判断中,错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
二、多选题
6.(24-25高一上·全国·随堂练习)下列对象能构成集合的有( )
A.接近于1的所有正整数 B.小于0的实数
C.与 D.未来世界的高科技产品
7.(24-25高一上·福建泉州·阶段练习)下面四个说法中正确的是( )
A.10以内的质数组成的集合是
B.由2,3组成的集合可表示为或
C.方程的所有解组成的集合是
D.与表示同一个集合
8.(24-25高一上·全国·课堂例题)已知不超过5的实数组成的集合为M,,则( )
A. B.
C. D.
9.(24-25高一上·甘肃武威·期中)一次函数与的图象的交点组成的集合是( ).
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·四川泸州·阶段练习)已知集合,且,则的可能取值有( )
A.1 B.-1 C.3 D.2
三、填空题
11.(24-25高一上·北京·阶段练习)用列举法表示集合为 .
12.(24-25高一上·山东·期中)设集合,,已知且,则a的取值集合为 .
四、解答题
13.(24-25高一上·全国·课后作业)选择适当的方法表示下列集合,并指出哪些是有限集,哪些是无限集.
(1)大于1且小于70的正整数构成的集合A;
(2)小于8的质数组成的集合C;
(3)方程的实数根组成的集合D;
(4)函数图象上的所有点组成的集合E;
(5)不等式 的解组成的集合F.
14.(24-25高一上·四川内江·期中)已知集合.
(1)若,求的值;
(2)若中只有一个元素,求的取值范围;
(3)若中至多有一个元素,求的取值范围.
15.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)已知是满足下列条件的集合:
①,;②若,则;③若且,则.
(1)判断,是否正确,并说明理由;
(2)证明:若,且,则;
(3)证明:若,则.
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第01讲 集合的概念与表示
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:元素与集合的定义与表示
1. 定义
一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体组成一个集合。集合中的每一个对象称为该集合的元素,简称元。
2. 集合与元素的表示
集合通常用大写字母,,,表示,元素用小写字母,,,表示
知识点2:元素与集合的关系
元素与集合的关系
记法
读法
是集合的元素
属于集合
不是集合的元素
不属于集合
知识点3:常用数集及其记法
数集
记法
非负整数集(自然数集)
正整数集
或
整数集
有理数集
实数集
知识点4:集合中元素的性质
(1) 确定性
给定的集合,它的元素必须是确定的;
也就是说,给定一个集合,那么任何元素在不在这个集合中就确定了。
(2) 互异性
一个给定集合中的元素是互不相同的;
也就是说,集合中的元素是不能重复出现的。
(3) 无序性
组成集合的元素没有顺序之分,只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的。
知识点5:集合的表示方法
(1) 列举法
我们可以把“地球上的四大洋"组成的集合表示为
把“方程的所有实数根”组成的集合表示为.
像这样把集合的元素一一列举出来.并用花括号“”括起来表示集合的方法叫做列举法.
(2) 描述法
用集合所含元素的共同特征表示集合的方法叫做描述法
具体方法是在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写上这个元素所具有的共同特征。
数学表达式为:,其中为代表元素,为共同特征。
(3) Venn 图
为了直观地表示集合,我们常画一条封闭的曲线,用它的内部来表示一个集合,称为 Venn图。
知识点6:有限集与无限集
一般地,含有有限个元素的集合称为有限集,含有无限个元素的集合称为无限集.
知识点7:空集
我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为
【题型1 判断能否构成集合】
例1.(24-25高一上·全国·课后作业)下列各组对象可以构成集合的是( )
A.数学必修第一册课本中所有的难题 B.小于8的所有素数
C.直角坐标平面内第一象限的一些点 D.所有小的正数
【答案】B
【分析】根据集合的确定性逐项分析判断即可.
【详解】对于选项A:“难题”的标准不确定,不能构成集合;
对于选项B:小于8的所有素数有2,3,5,7,能构成集合;
对于选项C:“一些点”无明确的标准,对于某个点是否在“一些点”中无法确定,因此“直角坐标平面内第一象限的一些点”不能构成集合;
对于选项D:没有明确的标准,所以不能构成集合.
故选:B.
【变式1-1】(24-25高一上·广西南宁·期中)下列对象能组成集合的是( )
A.非常接近0的数 B.身高很高的人
C.绝对值为5的数 D.著名的数学家
【答案】C
【分析】借助集合中元素的性质逐项判定即可得.
【详解】A、B、D选项都违背了集合中元素的确定性,故A、B、D错误;
对C:绝对值为5的数有5或,符合集合的概念,故C正确.
故选:C.
【变式1-2】(23-24高一上·全国·课后作业)(多选)考察下列每组对象,能构成一个集合的是( )
A.不超过20的非负整数
B.方程在实数范围内的解
C.某校2023年在校的所有高个子同学
D.的近似值的全体
【答案】AB
【分析】根据解集的定义,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,对任意一个整数能判断出是不是“不超过20的非负整数”,所以能构成集合;
对于B中,方程的两个解是,能构成集合;
对于C中,“高个子”无明确的标准,对于某个人算不算高个子无法客观地判断,因此不能构成一个集合;
对于D中,“的近似值”不明确精确到什么程度,因此很难判断一个数是不是它的近似值,所以不能构成集合.
故选:AB
【变式1-3】(23-24高一·江苏·假期作业)(多选)判断下列每组对象,能组成一个集合的是( )
A.某校高一年级成绩优秀的学生
B.直角坐标系中横、纵坐标相等的点
C.不小于3的自然数
D.2022年第24届冬季奥运会金牌获得者
【答案】BCD
【分析】判断是否满足集合三要素中的确定性,得到答案.
【详解】A中“成绩优秀”没有明确的标准,所以不能组成一个集合;
B、C、D中的对象都满足确定性,所以能组成集合.
故选:BCD
【题型2 常用数集符号之元素与集合关系】
例2.(24-25高一上·福建泉州·期末)给出下列6个关系:①,②,③,④,⑤,⑥.其中正确命题的个数为( )
A.4 B.2 C.3 D.5
【答案】A
【分析】根据,,,,,这几个常用数集的含义判断即可.
【详解】对于①,因为为无理数,有理数和无理数统称为实数,所以,所以①正确;
对于②,因为是无理数,所以,所以②错误;
对于③,因为不是正整数,所以,所以③正确;
对于④,因为,所以④正确;
对于⑤,因为是无理数,所以,所以⑤正确;
对于⑥,因为,所以⑥错误.
故选:A.
【变式2-1】(24-25高一上·湖南邵阳·期中)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用元素与集合之间的关系对选项逐一判断可得结果.
【详解】易知为有理数,可得,即A正确;
易知,即B错误;
而0不是正整数,所以,即C错误;
显然不是整数,即,可得D错误;
故选:A
【变式2-2】(24-25高一上·甘肃·阶段练习)下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分别表示正整数集,整数集,有理数集,实数集,得到答案.
【详解】分别表示正整数集,整数集,有理数集,实数集,
由,,,,可得ABC错误,D正确.
故选:D.
【变式2-3】(24-25高一上·天津河北·期中)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据符号所代表的集合和集合与元素的关系逐项判断即可.
【详解】选项A:表示实数集,所以,说法错误;
选项B:表示有理数集,所以,说法错误;
选项C:表示整数集,所以,说法正确;
选项D:表示自然数集,所以,说法错误;
故选:C
【题型3 用列举法或描述法表示集合】
例3.(24-25高一上·江苏连云港·阶段练习)选择适当方法表示下列集合:
(1)由不超过5的所有自然数组成的集合A;
(2)不等式的解集组成集合;
(3)平面直角坐标系中第二象限的点组成集合;
(4)二次函数的图象上所有的点组成的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)利用列举法表示集合即可;
(2)利用描述法表示集合即可;
(3)利用描述法表示集合即可;
(4)利用描述法表示集合即可.
【详解】(1)利用列举法表示集合;
(2)利用描述法表示集合;
(3)利用描述法表示集合;
(4)利用描述法表示集合.
【变式3-1】(24-25高一上·四川凉山·阶段练习)用列举法表示下列给定的集合:
(1)方程的实数根组成的集合C;
(2)一次函数与的图象的交点组成的集合D.
【答案】(1)
(2)
【分析】通过求解方程和方程组,用列举法表示集合即可.
【详解】(1)解方程得:或,所以集合;
(2)解方程组得:,所以集合.
【变式3-2】(24-25高一上·全国·课后作业)用列举法表示下列集合:
(1)方程的解组成的集合;
(2)“Welcome”中的所有字母构成的集合;
(3)函数的图象与坐标轴的交点组成的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据一元二次方程的根,由列举法即可求解;
(2)分析“Welcome”中包含的字母,即可由列举法求解;
(3)求解函数与坐标轴的交点坐标,即可由列举法求解.
【详解】(1)方程的解为1或2,因此可以用列举法表示为.
(2)由于“Welcome”中包含的字母有W,e,l,c,o,m共6个元素,
因此可以用列举法表示为.
(3)函数y的图象与x轴的交点为,与y轴的交点为,因
此可以用列举法表示为.
【变式3-3】(24-25高一上·全国·课前预习)选择适当方法表示下列集合:
(1)由小于8的所有自然数组成的集合A;
(2)自然数的平方组成的集合B;
(3)方程组的解组成的集合C;
(4)二次函数的图象上所有的点组成的集合D.
【答案】(1)或;
(2);
(3)或;
(4)
【分析】(1)(3)利用列举法、描述法表示给定集合.
(2)(4)利用描述法表示给定的集合.
【详解】(1)列举法,描述法.
(2)描述法.
(3)列举法,描述法.
(4)描述法.
【题型4 集合中元素的特性】
例4.(2024高一·全国·专题练习)已知集合,且,则实数为( )
A.2 B.3 C.0或3 D.
【答案】B
【分析】由题意可得或,分类讨论,结合集合元素的互异性,即可求得答案.
【详解】因为且,
所以或,
①若,此时,不满足元素的互异性;
②若,解得或3,
当时不满足元素的互异性,当时,符合题意.
综上所述,.
故选:B
【变式4-1】(24-25高一上·吉林长春·阶段练习)已知,则实数a的值是( )
A.3 B.1 C.3或1 D.0
【答案】A
【分析】由元素与集合的关系可得出或,然后再检查集合元素的互异性.
【详解】由题意得或,当时,集合为,符合题意;
当时,集合为,不符合题意,所以.
故选:A
【变式4-2】(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)若,的值为 .
【答案】2
【分析】根据元素与集合的关系得出方程求解,结合集合中元素的互异性检验即可.
【详解】因为,
所以或3或,
当时,,此时集合中元素有1,3,1,不满足集合中元素的互异性,舍去;
当时,,此时集合中元素为1,3,1,不满足集合中元素的互异性,舍去;
当时,解得或(舍去),此时集合中元素为1,3,4,符合题意.
故答案为:2
【变式4-3】(23-24高一上·广东江门·阶段练习)已知集合,,则( )
A. B.或1 C.3 D.
【答案】D
【分析】根据元素与集合的关系求出值,然后代入检验即得.
【详解】因,,故有:或,
由解得:或,由解得:,
又因时,,与集合元素互异性矛盾,故舍去,而时,符合题意.
故选:D.
【题型5 空集】
例5.(24-25高一上·全国·课后作业)下列四个集合中是空集的是( )
A. B.
C.,或 D.
【答案】B
【分析】根据空集的定义进行判断可得答案.
【详解】对于A,不是空集,故A错误;
对于B,无解,所以集合是空集,故B正确;
对于C,集合,或不是空集,故C错误;
对于D,集合不是空集,故D错误.
故选:B.
【变式5-1】下列四个集合中,是空集的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】对每个集合进行逐一检验,研究集合内的元素是否存在即可选出.
【详解】选项A,;
选项B,;
选项C,;
选项D,,方程无解,.
选:D.
【变式5-2】(24-25高一上·上海·课前预习)方程的实数解集为 .
【答案】
【分析】解出方程后用集合表示即可.
【详解】,则,则方程无实数解.故方程的实数解集为.
故答案为:.
【变式5-3】(20-21高一·全国·课后作业)集合 .
【答案】
【分析】解集合里面的二元一次方程即可﹒
【详解】因为的<0,所以方程无实数解,所以A=﹒
故答案为:
【题型6 判断元素与集合的关系(提升)】
例6.(2024·辽宁·模拟预测)已知集合,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据描述法表示的集合元素特征,对选项逐一判断即可得出结论.
【详解】因为,所以,因为,所以
所以,故A错误,B正确;
所以,故C错误;
所以,故D错误;
故选:B.
【变式6-1】(24-25高一上·上海·期中)已知为非零实数,代数式的值所组成的集合是M,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】讨论的正负数分布情况判断对应代数式的值,即可确定集合M,进而确定正确的选项.
【详解】当均为负数时,代数式的值为;
当一负一正时,代数式的值为;
当均为正数时,代数式的值为;
∴,故只有B正确.
故选:B.
【变式6-2】(24-25高一上·重庆·阶段练习)(多选)设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】利用数的特征及元素与集合的关系计算即可.
【详解】设,
而,即A错误,C正确;
,即B正确;
,即D正确.
故选:BCD.
【变式6-3】(23-24高一上·江西·阶段练习)(多选)已知集合,,,且,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由描述法得各集合中元素的共同特征,由,,,分别设出的特征表达式,通过运算及变形整理找到新元素的特征归属即可.
【详解】因为,可设,,,
选项A,,
则,故A正确;
所以,
则,故B正确;
所以,其中,
则,故C错误;
所以,其中,
则,故D正确.
故选:ABD.
【题型7 有限集与无限集】
例7.以下集合为有限集的是( )
A.由大于10的所有自然数组成的集合
B.平面内到一个定点O的距离等于定长l(l>0)的所有点P组成的集合
C.由24与30的所有公约数组成的集合
D.由24与30的所有公倍数组成的集合
【答案】C
【分析】分析选项A中元素限制条件判断选项A;分析选项B中元素限制条件判断选项B;列举选项C中的元素个数判断选项C;分析选项D中元素限制条件判断选项D.
【详解】对于A:大于10的所有自然数,有无数个满足条件的自然数,所以选项A不合题意;
对于B:满足题意点的轨迹是以点O为圆心,以l为半径的圆,
即满足条件的点是圆上的点,而圆上有无数个点,所以选项B不合题意;
对于C:24与30的公约数有:1、2、3、6.共有4个,所以选项C满足题意;
对于D:设,则m是24与30的公倍数,
所以24与30的公倍数有无数个,选项D不合题意
故选:C.
【变式7-1】下列集合中有无数个元素的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【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.
【变式7-2】下列给出的对象能构成集合并且为无限集(含有无限个元素的集合)的是( )
A.所有很大的实数组成的集合
B.满足不等式的所有整数解组成的集合
C.所有大于的偶数组成的集合
D.所有到轴距离均为1的点组成的集合
【答案】C
【分析】根据集合的性质、有限和无限集定义,结合各选项的描述判断对应集合是否符合要求即可.
【详解】A:“很大的实数”的标准不确定,故不能组成集合,错误;
B:满足不等式的所有整数解为有限集,错误;
C:所有大于的偶数组成的集合为,为无限集,正确;
D:所有到轴距离均为1的点组成的集合中只有4个元素,错误.
故选:C
一、单选题
1.(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)2024巴黎奥运会已圆满结束,中国体育健儿披荆斩棘,顽强拼搏,取得了骄人的成绩.下列有关巴黎奥运会的团体中不能构成集合的是( )
A.全体参赛国家 B.全体裁判员
C.全体荣获金牌的运动员 D.全体表现较好的运动员
【答案】D
【分析】由集合的概念可得答案.
【详解】根据集合元素的确定性可以判断A,B,C正确;
对于D,“表现较好”没有衡量标准,因此表现较好的运动员是不确定的,故不能构成集合,故D不正确;
故选:D.
2.(24-25高一上·河北沧州·阶段练习)已知集合{且},则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据元素与集合的关系一一判定选项即可.
【详解】易知,所以,,故A错误,D正确;
,故B、C错误.
故选:D.
3.(24-25高一上·湖北·期中)下列关系中,正确的个数为( )
①;②;③;④;⑤;⑥.
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【分析】根据元素和集合的关系进行判断,得到答案.
【详解】,①正确;,②正确;
为元素,为集合,两者不能用等号连接,应,③错误;
,④错误;,⑤错误;,⑥正确.
故选:A
4.(24-25高一上·安徽铜陵·阶段练习)设集合,集合,则集合中有( )个元素
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】根据题意求出的取值,即可得解.
【详解】因为集合,集合,
所以,
所以,
即集合中有个元素.
故选:C.
5.(24-25高一上·上海徐汇·开学考试)非空集合A具有如下性质:①若,则;②若,则下列判断中,错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】根据给定条件,结合元素与集合的关系,逐项判断即得.
【详解】对于A,由①知,,由②知,,即,因此,A正确;
对于B,由①知,,,由②知,,,依此类推得正整数,
因此,则,B正确;
对于C,由选项B知,,,由①知,,则当时,,C正确;
对于D,若,则,D错误.
故选:D
二、多选题
6.(24-25高一上·全国·随堂练习)下列对象能构成集合的有( )
A.接近于1的所有正整数 B.小于0的实数
C.与 D.未来世界的高科技产品
【答案】BC
【分析】根据集合的性质逐一分析即可.
【详解】对于A,接近于1的所有正整数标准不明确,故A不能构成集合;
对于B,小于0是一个明确的标准,故B能构成集合;
对于C, 与是两个不同的点,是确定的,故C能构成集合;
对于D,未来世界的高科技产品,不明确,故D不能构成一个集合.
故选:BC.
7.(24-25高一上·福建泉州·阶段练习)下面四个说法中正确的是( )
A.10以内的质数组成的集合是
B.由2,3组成的集合可表示为或
C.方程的所有解组成的集合是
D.与表示同一个集合
【答案】AB
【分析】直接运用集合的含义和集合中元素的性质逐项判断即可.
【详解】对于A,10以内的质数组成的集合是,故A正确;
对于B,由集合中元素的无序性知和表示同一集合,故B正确;
对于C,方程的所有解组成的集合是,故C错误;
对于D,表示以为元素的集合,故D错误.
故选:AB.
8.(24-25高一上·全国·课堂例题)已知不超过5的实数组成的集合为M,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题意,利用元素与集合的关系,逐个分析判断即可
【详解】对于A,因为,所以,所以A正确,
对于B,因为,
所以,所以B错误,
对于C,因为,所以,
所以,所以C正确,
对于D,因为,所以,
所以,所以D正确.
故选:ACD
9.(24-25高一上·甘肃武威·期中)一次函数与的图象的交点组成的集合是( ).
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】解方程组并结合一次函数图象交点组成的集合为点集,即可求得答案.
【详解】解方程组,解得,
故一次函数与的图象的交点组成的集合是或,
而,不是点集,不合题意;
故选:CD
10.(24-25高一上·四川泸州·阶段练习)已知集合,且,则的可能取值有( )
A.1 B.-1 C.3 D.2
【答案】AC
【分析】根据元素与集合的关系,列式求解,即可得答案.
【详解】由题意知集合,且,
故当时,;
当时,,但是时,,违反集合元素的互异性,
故m的取值可为1,3,
故选:AC
三、填空题
11.(24-25高一上·北京·阶段练习)用列举法表示集合为 .
【答案】
【分析】先解方程可得,进而求解即可.
【详解】由,则,即,
又,所以,
则.
故答案为:.
12.(24-25高一上·山东·期中)设集合,,已知且,则a的取值集合为 .
【答案】
【分析】利用元素与集合的关系,分类讨论与两种情况,结合集合的相关性质进行检验即可得解.
【详解】因为,,且,
若,解得或,
当时,此时,
此时,不满足集合元素的互异性,舍去;
当时,此时,
此时,不满足集合元素的互异性,舍去;
若,,解得或,
前面已经分析不满足要求,
当时,此时,
此时集合,,满足集合元素的性质,
综上,,所以的取值集合为.
故答案为:.
四、解答题
13.(24-25高一上·全国·课后作业)选择适当的方法表示下列集合,并指出哪些是有限集,哪些是无限集.
(1)大于1且小于70的正整数构成的集合A;
(2)小于8的质数组成的集合C;
(3)方程的实数根组成的集合D;
(4)函数图象上的所有点组成的集合E;
(5)不等式 的解组成的集合F.
【答案】(1),是有限集
(2),是有限集
(3),是有限集
(4),是无限集
(5),是无限集
【分析】(1)(2)(3)(4)(5)根据描述写出集合的描述形式,即可判断有限或无限.
【详解】(1)由大于1且小于70的正整数,则,故,是有限集;
(2)因为小于8的质数有2,3,5,7,所以,是有限集.
(3)方程的实数根为、,所以,是有限集.
(4)由表示坐标系中的曲线,故,是无限集.
(5)由,得,所以,是无限集.
14.(24-25高一上·四川内江·期中)已知集合.
(1)若,求的值;
(2)若中只有一个元素,求的取值范围;
(3)若中至多有一个元素,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或时,
(3)或
【分析】(1)将代入方程中即可求解,
(2)(3)将问题转化为:关于的方程解的问题,分类讨论二次项系数的值,结合二次方程根与判别式的关系,即可得到答案.
【详解】(1)由于,所以是的实数根,故,故
(2)当时,原方程变为,此时,符合题意;
当时,方程为一元二次方程,,即时,原方程的解为,符合题意.
故当或时,原方程只有一个解,此时只有一个元素.
(3)若中最多有一个元素,则中可能无任何元素,或者只有一个元素,
由(1)知当时只有一个元素,
当时,方程为一元二次方程,,即时,为空集;
,即时,方程有两个相等的根,中有一个元素.
中最多有一个元素,或
15.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)已知是满足下列条件的集合:
①,;②若,则;③若且,则.
(1)判断,是否正确,并说明理由;
(2)证明:若,且,则;
(3)证明:若,则.
【答案】(1)正确,理由见解析;
(2)证明见解析;
(3)证明见解析;
【分析】(1)根据,,利用条件②可依次推出,,;
(2)由,可知,再由条件③可知,,再利用条件②可得结论;
(3)由并结合(2)中的结论可得,再依次证得,,即可得,再结合条件②和③即可得.
【详解】(1),正确,理由如下:
因为,,由条件②可知,
由,,可得;
由,,可得,
因此,的说法正确;
(2)因为,且,又,可得;
结合条件③可知,;
再由条件②可知,
即;
(3)由(2)中可得,
又由条件②知,
当或时,易知,
即可得当时,,同理可得;
又当时,,则,则,
则由可知,则,
所以,可得,
因此,所以,故,
即若,则得证.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于充分利用三个条件,并结合已有数据对表达式整理变形得出相应结论即可证明.
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