内容正文:
第07讲:第一章 集合与常用逻辑用语、不等式、复数
章节总结
第一部分:典型例题讲解
题型一:集合的表示
1.(2025高三·全国·专题练习)无限小数包括无限循环小数和无限不循环小数,例:0.3333……就是一个无限循环小数,可记为,同理:……,若集合,则A中所有元素的和为( )
A.44 B.110 C.132 D.143
2.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)已知集合,则A子集的个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
3.(多选)(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)下列四个命题中正确的是( )
A.由所确定的实数集合为
B.同时满足的整数解的集合为
C.集合可以化简为
D.中含有三个元素
4.(24-25高三上·福建厦门·阶段练习)已知集合,,记非空集合S中元素的个数为,已知,记实数的所有可能取值构成集合是T,则 .
5.(24-25高三上·江西抚州·阶段练习)集合中的所有元素中最大的元素为 ,最小的元素为 .
题型二:集合的基本关系
1.(2025·河南·二模)已知集合,,若,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2025高三上·全国·专题练习)已知集合,若,则符合题意的一个集合C为 (写出符合题意的一个集合即可,不必写出所有集合);集合,若,且,则 .
3.(24-25高三上·湖北武汉·阶段练习)设集合,,则满足且的集合有 个
4.(24-25高三上·四川巴中·阶段练习)设,关于的不等式的解集为.
(1)求;
(2)设集合,若,求实数的取值范围.
题型三:集合的基本运算
1.(多选)(2025高二·全国·专题练习)(多选)设、、是全集的三个非空子集,且,则下面结论一定正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·全国·课后作业)已知集合.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若且,求实数m的取值范围.
3.(25-26高三上·全国·课后作业)已知集合,.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的值;
(3)若,求实数的取值范围;
(4)若将题干中集合,变为集合, 或.若,求实数的取值范围.
4.(24-25高三上·山西太原·阶段练习)我们知道,如果集合A⊆S,那么把S看成全集时,S的子集A的补集为 ,且. 类似的,对于集合A,B,我们把集合,且叫作集合A与B的差集,记作.据此回答下列问题:
(1)在图中用阴影表示出集合(其中U是全集,A,B为U的子集);
(2)若A={1,2,3,4},B={3,4,5,6},求;
(3)若集合,集合,且A-B=⌀,求实数a的取值范围.
题型四:充分条件与必要条件
1.(2025·天津红桥·二模)已知命题 ,命题,则命题是命题的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2025·云南昆明·二模)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(2025·江西景德镇·三模)函数为偶函数的充要条件是( )
A. B. C. D.
4.(2025·河南开封·二模)设,则的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
5.(2024高三·全国·专题练习)若不等式的一个充分条件为,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(多选)(2025·河南·三模)若,则“”的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
7.(多选)(24-25高三上·陕西西安·阶段练习)已知集合,,若“”是“”的必要不充分条件,则实数的可能取值为( ).
A. B. C. D.
8.(24-25高三上·山东潍坊·阶段练习)已知集合,若“”是“”的充分不必要条件,则实数的所有取值组成的集合是 .
9.(2025高三·全国·专题练习)已知集合,非空集合.是的充分不必要条件,求的取值范围.
题型五:“的”字结构与“是”字结构对比
1.(24-25高三上·广东阳江·阶段练习)设,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2025·辽宁·一模)“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(2025·江苏·一模)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(24-25高二上·河南南阳·期末)“,”成立的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·陕西西安·期末)二次函数在区间上单调递增的一个充分不必要条件为( )
A. B. C. D.
6.(2025高三·全国·专题练习)使得“”成立的一个充分条件是 .
题型六:全称量词与存在量词
1.(2025·陕西西安·模拟预测)若,则( )
A.是真命题,且
B.是真命题,且
C.是假命题,且
D.是假命题,且
2.(24-25高三上·江苏·阶段练习)已知命题“,使”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A.或 B.
C.或 D.
3.(24-25高三上·辽宁·阶段练习)已知命题p:,;q:,.均为真命题,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·河南·阶段练习)若命题“”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·辽宁·模拟预测)已知命题“,”的否定为真命题,则的取值范围为 .
6.(2024高三·全国·专题练习)已知命题,命题,若为假命题且为真命题,求实数的取值范围为 .
7.(24-25高三上·上海嘉定·阶段练习)若命题“对任意的,都有”为假命题,则实数的取值范围为 .
题型七:一元二次不等式
1.(2026高三·全国·专题练习)若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·湖南长沙·阶段练习)命题:,为真的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三上·陕西渭南·阶段练习)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·湖北·三模)已知 .
(1)解关于的不等式
(2)若不等式的解集为,求实数的值.
5.(20-21高三上·辽宁沈阳·阶段练习)解关于的不等式.
6.(23-24高三上·重庆沙坪坝·期中)已知函数
(1)求函数的解析式;
(2)求关于x的不等式解集.(其中)
题型八:一元二次不等式中的恒成立与有解问题
1.(2025·江西上饶·二模)若不等式恒成立,则的取值集合为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·河南许昌·期中),恒成立,则实数的最大值为( )
A. B.3 C. D.6
3.(23-24高二上·浙江·期中)若关于x的不等式在区间上有解,则实数m的最小值为( )
A.9 B.6 C. D.5
4.(24-25高三上·广东广州·期末)若对,恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高三上·安徽池州·期中)已知关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高三下·上海·阶段练习)若不等式对任意恒成立,则实数m的值为
7.(24-25高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知关于的不等式的解集为.
(1)求实数的值;
(2),都有,求实数的取值范围
(3)若存在实数,使不等式成立,求实数的取值范围.
题型九:基本不等式及其应用
1.(2025·河南·模拟预测)若,且,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.
2.(2025·山东济宁·二模)若圆关于直线对称,其中,,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
3.(多选)(2025·河北张家口·三模)已知,,且,若,则( )
A. B.的最小值为
C.的最小值为 D.的取值范围为
4.(多选)(2025·江西·模拟预测)已知实数满足,那么不存在这样的,使得( )
A. B.
C. D.
5.(2025·甘肃白银·模拟预测)若正实数,满足,则的最小值是 .
6.(2025高三上·全国·专题练习)若两个正实数x,y满足,且不等式有解,则实数m的取值范围是 .
7.(24-25高三上·吉林通化·阶段练习)(1)已知,, 求的最小值;
(2)已知,求的最大值;
题型十:复数的综合应用
1.(24-25高一下·山东济宁·期中)已知,则的虚部为( )
A. B. C.2 D.
2.(2025·山东临沂·二模)若复数,则的虚部为( )
A. B. C. D.
3.(2025·浙江嘉兴·二模)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
4.(2025·贵州黔东南·三模)已知复数z满足,则( )
A. B. C. D.
5.(2025·湖北·模拟预测)已知复数满足(是虚数单位),复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
6.(2025·湖北·模拟预测)在复平面内,对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
7.(2025高三·全国·专题练习)设复数在复平面内对应的点为,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.3
8.(多选)(2025·湖北武汉·二模)若复数 ,则( )
A. B.在复平面内对应的点位于第四象限
C. D.复数满足,则的最大值为
第二部分:新定义题
1.(24-25高一下·湖北黄石·阶段练习)当一个非空数集G满足“如果,则,且时,”时,我们称G就是一个数域,以下四个关于数域的命题:①是任何数域的元素;②若数域G有非零元素,则;③集合是一个数域;④有理数集是一个数域,其中真命题有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
2.(多选)(25-26高一上·全国·课后作业)给定数集M,若对于任意x,,都有,且,则称集合M为闭集合.下列说法错误的是( )
A.自然数集是闭集合
B.无理数集是闭集合
C.集合为闭集合
D.若集合,为闭集合,则也为闭集合
3.(多选)(2025·浙江温州·模拟预测)给定,若集合,且存在,满足,则称P为“广义等差集合”.记P的元素个数为,则( )
A.是“广义等差集合”
B.是“广义等差集合”
C.若P不是“广义等差集合”,当时,的最大值为4
D.若P不是“广义等差集合”,若的最大值为4,则n可以是13
4.(24-25高一上·四川眉山·期中)已知集合是实数集的非空子集,若,则称集合为闭集合.
(1)若集合均是闭集合.求证:是闭集合;
(2)若集合均是闭集合.集合一定是闭集合吗?如果是请证明,如果不是请举出反例;
(3)若均是闭集合,且都是的真子集.求证:存在常数,但.
5.(2025·广东·模拟预测)已知.设集合或,且,集合.若集合中的元素满足,则称为的“相邻元”.对于整数,若集合存在一个子集满足:(i)集合中的元素个数为;(ii),在集合中都至少有个“相邻元”,则称是“好数”.
(1)当时,直接写出的“相邻元”;
(2)当时,求证:是“好数”;
(3)当时,若整数满足,且,求证:是“好数”.
6.(24-25高三上·山东烟台·开学考试)若为定义域D上的单调函数,且存在区间(其中),使得当时,的取值范围恰为,则称函数是D上的“优美函数”.
(1)写出的一组值,使得函数为“优美函数”,并说明理由;
(2)若函数为“优美函数”,求实数t的取值范围;
(3)若函数为“优美函数”,求实数m的取值范围.
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第07讲:第一章 集合与常用逻辑用语、不等式、复数
章节总结
第一部分:典型例题讲解
题型一:集合的表示
1.(2025高三·全国·专题练习)无限小数包括无限循环小数和无限不循环小数,例:0.3333……就是一个无限循环小数,可记为,同理:……,若集合,则A中所有元素的和为( )
A.44 B.110 C.132 D.143
【答案】D
【知识点】无穷等比数列各项的和、列举法表示集合
【分析】由无限循环小数可写成等比数列的无穷项和,可得分数形式,再由列举法可得集合,求和可得所求.
【详解】因为,
所以,所以,
所以n可以为1,3,9,11,33,99,
所以可以为
因为a和b是不同的数字,所以可以为,
此时,所以A中所有元素的和为.
故选:D.
2.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)已知集合,则A子集的个数为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】D
【知识点】判断元素与集合的关系、判断集合的子集(真子集)的个数、列举法求集合中元素的个数
【分析】结合题意 ,由集合中元素的特性解出集合,再求子集数即可;
【详解】由已知可得,
所以,所以,
所以A子集的个数为个,
故选:D.
3.(多选)(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)下列四个命题中正确的是( )
A.由所确定的实数集合为
B.同时满足的整数解的集合为
C.集合可以化简为
D.中含有三个元素
【答案】BC
【知识点】描述法表示集合、列举法表示集合
【分析】利用绝对值的意义,去绝对值符号,即可判定A;解不等式得到x的取值范围,用列举法表示出整数解的集合即可判定B;由,,,用列举法可判定C;用试根的方式找出满足条件的元素可判断D.
【详解】解:对于选项A,
当都是正数时,原式
当都是负数时,原式
当两正一负时,原式
当两负一正时,原式故A错误;
对于选项B,由,得,
所以符合条件的整数解的集合为,故B正确;
对于选项C,由,,,
可以得到符合条件的数对有,,,故C正确;
对于选项D,当时,;当时,
当时,;当时,;
当时,;当时,,
所以集合A含有四个元素2,1,0,,故D错误.
故选:BC.
4.(24-25高三上·福建厦门·阶段练习)已知集合,,记非空集合S中元素的个数为,已知,记实数的所有可能取值构成集合是T,则 .
【答案】
【知识点】描述法表示集合、集合新定义、一元二次方程的解集及其根与系数的关系
【分析】先分析得,进而得到或,再分类讨论的取值情况,结合二次方程的判别式得到关于的方程或不等式,从而得解.
【详解】对于,有,
所以集合中有两个元素,即,
因为,所以或,
对于,易知必是方程中的一解,
当时,,所以有唯一解,且无解,
则,解得;
当时,若有唯一解,由上述分析可知无解,不满足题意;
若有两解,则有唯一解,
即,解得或;
综上,实数的所有可能取值为,则.
故答案为:.
5.(24-25高三上·江西抚州·阶段练习)集合中的所有元素中最大的元素为 ,最小的元素为 .
【答案】 7
【知识点】描述法表示集合、利用不等式求值或取值范围、基本不等式求和的最小值
【分析】利用基本不等式,结合不等式的性质即可求解.
【详解】由知,,当,时,得最大元素,
又,当时,得最小元素.
故答案为:7;.
题型二:集合的基本关系
1.(2025·河南·二模)已知集合,,若,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】先求解集合,然后根据列不等式组即可求解.
【详解】由题意可得,又,,
所以,解得.
故选:B.
2.(2025高三上·全国·专题练习)已知集合,若,则符合题意的一个集合C为 (写出符合题意的一个集合即可,不必写出所有集合);集合,若,且,则 .
【答案】 (答案不唯一,也可以是)
【知识点】补集的概念及运算、根据交集结果求集合或参数、求集合的子集(真子集)
【详解】由已可得.又,所以C是中的一个.显然1是方程与的公共解,且,则解得所以.
3.(24-25高三上·湖北武汉·阶段练习)设集合,,则满足且的集合有 个
【答案】12
【知识点】根据交集结果求集合或参数、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】由集合的包含关系及交集运算即可求解.
【详解】因为且,,.
中一定含有4或5或4、5.当
中含有一个元素时,或,共2个;
当中含有两个元素时,,,,,,共5个;
当中含有三个元素时,,,,,共4个;
当中含有四个元素时,,共1个.
所以满足条件的集合有个.
故答案为:12
4.(24-25高三上·四川巴中·阶段练习)设,关于的不等式的解集为.
(1)求;
(2)设集合,若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据集合的包含关系求参数、解含有参数的一元二次不等式
【分析】(1)解二次不等式,由取值范围得到两根的大小关系,然后得到不等式解集;
(2)由先求,再利用,建立不等式,即可求实数的取值范围.
【详解】(1)不等式,即.
因为,所以,
所以由,可得,
即.
(2),
由(1)得或,
要使,则需,
又,
解得,
所以的取值范围为.
题型三:集合的基本运算
1.(多选)(2025高二·全国·专题练习)(多选)设、、是全集的三个非空子集,且,则下面结论一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【知识点】利用Venn图求集合、判断两个集合的包含关系
【分析】作出韦恩图,结合德摩根公式逐项判断即可.
【详解】因为,画出韦恩图如图.
对于选项A,结合韦恩图可知,当时A错误;
对于选项B,由德摩根公式可知,,
结合韦恩图可知,,即,故B正确;
对于选项C,由德摩根公式可知,故C正确;
对于选项D,由德摩根公式可知,,
结合韦恩图可知,当时,D错误.
故选:BC.
2.(25-26高二上·全国·课后作业)已知集合.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若且,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【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、根据交集结果求集合或参数
【分析】(1)先求得,根据,得到,分和,两种情况讨论,列出不等式(组),即可求解;
(2)解:由(1)知:集合,根据题意,分,和,三种情况讨论,列出不等式组,即可求解.
【详解】(1)解:由,即,可得,所以,
因为,所以,
当时,有,解得,满足题意;
当时,则满足,解得,即,
综上可得,实数的取值范围为.
(2)解:由(1)知:集合,,
①当时,则满足,解得;
②当时,则满足,此时满足条件的m不存在;
③当时,则满足,解得,
综上可得,实数m的取值范围为.
3.(25-26高三上·全国·课后作业)已知集合,.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的值;
(3)若,求实数的取值范围;
(4)若将题干中集合,变为集合, 或.若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4).
【知识点】根据并集结果求集合或参数、根据交集结果求集合或参数
【分析】(1)由,结合数轴即可求解;
(2)结合数轴即可求解;
(3)由条件得到或,进而可求解;
(4)由和两种情况讨论即可.
【详解】(1)因为,所以,画出数轴如图:
所以,解得,故实数的取值范围是.
(2)画出数轴如图,因为,
所以,解得.
(3)因为,所以或.
又因为,所以或.
故实数的取值范围是.
(4)①若,则,所以.
②若,因为,所以,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
4.(24-25高三上·山西太原·阶段练习)我们知道,如果集合A⊆S,那么把S看成全集时,S的子集A的补集为 ,且. 类似的,对于集合A,B,我们把集合,且叫作集合A与B的差集,记作.据此回答下列问题:
(1)在图中用阴影表示出集合(其中U是全集,A,B为U的子集);
(2)若A={1,2,3,4},B={3,4,5,6},求;
(3)若集合,集合,且A-B=⌀,求实数a的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3).
【知识点】集合新定义、根据集合的包含关系求参数
【分析】(1)将集合A中B的部分去掉涂色即可;
(2)根据差集的概念,求出的结果,进而再一次利用差集的概念求得;
(3)因为,得到.根据集合之间的包含关系,分类讨论即可.
【详解】(1)将集合A中B的部分去掉涂色即可;阴影部分如下所示:
(2),,根据差集概念,,
令,再根据差集概念得:
(3)因为,所以.
由可得.
当时,,不等式不成立,此时,满足.
当时,.
因为,所以.
解,因为,此不等式恒成立.
解,两边同乘得,即.
结合,则.
当时,.
因为,所以.
解,两边同乘(不等号变向)得,即.
解,两边同乘(不等号变向)得,即,
结合,取.
综上,的取值范围是
题型四:充分条件与必要条件
1.(2025·天津红桥·二模)已知命题 ,命题,则命题是命题的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件、判断指数函数的单调性
【分析】利用指数函数单调性可判断得出结论.
【详解】根据题意由指数函数的单调性可知能推出,
即充分性成立;
由可推出,不能推出,即必要性不成立;
因此命题是命题的充分不必要条件.
故选:A
2.(2025·云南昆明·二模)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件、由对数函数的单调性解不等式
【分析】根据对数函数的性质可得,即可求解.
【详解】由可得,
故“”是“”的充分不必要条件
故选:A
3.(2025·江西景德镇·三模)函数为偶函数的充要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由奇偶性求参数、根据充要条件求参数
【分析】由为偶函数,得到对任意的恒成立,求得,利用函数的奇偶性的定义进行验证,即可求解.
【详解】若为偶函数,则对任意的恒成立,
即,
所以对任意的恒成立,故;
若,则,
所以,故为偶函数,
所以为偶函数的充要条件为.
故选:B.
4.(2025·河南开封·二模)设,则的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】利用充分性和必要性的定义逐项判断即可.
【详解】对于A,当时,满足,但是不符合,故不是的一个充分条件,故A错误;
对于B,,即,即,所以是的必要不充分条件,故B错误;
对于C,,即,故是的充要条件,故C错误;
对于D,,即,,故是的一个充分不必要条件,故D正确.
故选:D
5.(2024高三·全国·专题练习)若不等式的一个充分条件为,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据充分不必要条件求参数
【分析】根据绝对值的定义求解不等式,利用充分条件的定义建立不等式组,可得答案.
【详解】由不等式,可得(不合题意),
要使得是的一个充分条件,
则满足,解得.
故选:D.
6.(多选)(2025·河南·三模)若,则“”的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【知识点】判断命题的充分不必要条件、由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式相关性质即可求解.
【详解】,故“”是“”的充要条件,故A错误;
由得能推出,
反之不成立,所以“”是“”的充分不必要条件,故B正确;
由可得,
故,反之不成立,
故“”是“”的充分不必要条件,故C正确;
易知“”是“”的充分不必要条件,故D正确.
故选:BCD.
7.(多选)(24-25高三上·陕西西安·阶段练习)已知集合,,若“”是“”的必要不充分条件,则实数的可能取值为( ).
A. B. C. D.
【答案】AB
【知识点】根据必要不充分条件求参数、解不含参数的一元二次不等式、根据集合的包含关系求参数
【分析】由题意可得根据题意推出是A的真子集,分,讨论,即可求得实数的可能取值范围,从而得结论.
【详解】由题意集合,,
因为“”是“”的必要不充分条件,故是A的真子集,
当时,则,即时,符合题意,
当时,则,所以,
综上,实数的范围为,结合选项可知AB符合题意.
故选:AB.
8.(24-25高三上·山东潍坊·阶段练习)已知集合,若“”是“”的充分不必要条件,则实数的所有取值组成的集合是 .
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据充分不必要条件求参数
【分析】用列举法表示集合,利用充分不必要条件的定义,借助集合的包含关系分类求解即得.
【详解】依题意,,,显然,
由“”是“”的充分不必要条件,得,
当时,,符合题意,当时,方程的根为和,
显然,否则,不符合题意,因此,解得,此时,符合题意,
所以实数的所有取值组成的集合是.
故答案为:
9.(2025高三·全国·专题练习)已知集合,非空集合.是的充分不必要条件,求的取值范围.
【答案】.
【知识点】根据充分不必要条件求参数、根据集合的包含关系求参数、解不含参数的一元二次不等式
【分析】根据是的充分不必要条件,可得是的真子集,进而得到不等式组,求出结果即可.
【详解】由题知,,
是的充分不必要条件,
是的真子集,
则或,
解得,
故的取值范围是.
题型五:“的”字结构与“是”字结构对比
1.(24-25高三上·广东阳江·阶段练习)设,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、判断命题的必要不充分条件
【分析】先解一元二次不等式,再应用充分必要条件定义判断即可.
【详解】解不等式,得,
因为是的真子集,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:A.
2.(2025·辽宁·一模)“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】解不等式,得到或,根据推出关系得到答案.
【详解】或,
或,但或,
故“”是“”的充分而不必要条件,A正确,BCD错误.
故选:A
3.(2025·江苏·一模)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【知识点】既不充分也不必要条件、由指数函数的单调性解不等式
【分析】依题意由可得,由可得,再根据充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】由可得,由可得,
所以由推不出,即充分性不成立;
由也推不出,即必要性不成立;
所以“”是“”的既不充分也不必要条件.
故选:D
4.(24-25高二上·河南南阳·期末)“,”成立的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】判断命题的必要不充分条件、根据必要不充分条件求参数
【分析】根据题中命题成立,先求出;再逐项判断即可.
【详解】由题意可得,在上能成立,
即在上能成立,
因为时,;
所以为使在上能成立,只需;
因此,A选项,是“,”成立的既不充分又不必要条件;
B选项,是“,”成立的充分不必要条件;
C选项,是“,”成立的充要条件;
D选项,是“,”成立的必要不充分条件;
故选:D
5.(24-25高二上·陕西西安·期末)二次函数在区间上单调递增的一个充分不必要条件为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】判断命题的充分不必要条件、根据函数的单调性求参数值、已知二次函数单调区间求参数值或范围
【分析】根据给定条件,求出在指定区间上单调递增的的范围,再利用充分不必要条件的定义判断得解.
【详解】二次函数在区间上单调递增,则,解得,
显然选项ABD中条件都不能推出,而真包含于,
所以所求的一个充分不必要条件为.
故选:C
6.(2025高三·全国·专题练习)使得“”成立的一个充分条件是 .
【答案】 (答案不唯一)
【知识点】由指数函数的单调性解不等式、判断命题的充分不必要条件
【分析】将转化为,利用指数函数的单调性求解.
【详解】解:因为,
所以等价于,
则,解得,
所以使得“”成立的一个充分条件是 (答案不唯一),
故答案为:(答案不唯一).
题型六:全称量词与存在量词
1.(2025·陕西西安·模拟预测)若,则( )
A.是真命题,且
B.是真命题,且
C.是假命题,且
D.是假命题,且
【答案】C
【知识点】全称命题的否定及其真假判断、对数的运算
【分析】先利用特殊值判断命题的真假,再结合全称量词命题的否定是存在量词命题可得答案.
【详解】因为当时,,所以是假命题,
因为全称量词命题的否定是存在量词命题,
所以.
故选:C.
2.(24-25高三上·江苏·阶段练习)已知命题“,使”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A.或 B.
C.或 D.
【答案】A
【知识点】根据全称命题的真假求参数
【分析】由题意可得出,由此可求得实数的取值范围.
【详解】因为命题“,使”是假命题,
所以,解得或,
故实数的取值范围是或.
故选:A.
3.(24-25高三上·辽宁·阶段练习)已知命题p:,;q:,.均为真命题,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】一元二次不等式在实数集上恒成立问题、根据特称(存在性)命题的真假求参数、根据全称命题的真假求参数
【分析】,分和,结合开口方向,根的判别式得到不等式,求出为真命题,需满足,再利用根的判别式得到为真命题,需满足,求交集得到答案.
【详解】恒成立,
当时,,满足要求,
当时,需满足,解得,
故为真命题,需满足,
,,则,解得,
故为真命题,需满足,
综上,的取值范围为
故选:D
4.(24-25高三上·河南·阶段练习)若命题“”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、求指数函数在区间内的值域、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】将命题是假命题转化为其否定是真命题进行分析,通过换元转化为一元二次不等式在给定区间上的恒成立问题,通过分离参数求最值得到最终结果.
【详解】由题意,命题“”是假命题,
等价于其否定“”是真命题,
令,则对恒成立,
即,需满足,
而,,当且仅当,即时取等号.
所以,即.
故选:A.
5.(2025·辽宁·模拟预测)已知命题“,”的否定为真命题,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、判断一般幂函数的单调性
【分析】写出命题的否定,依题意可得在区间内有解,根据函数的单调性求出,即可得解.
【详解】由题意得“,”为真命题,
所以在区间内有解,
又知在区间内单调递增,所以,
故的取值范围为.
故答案为:
6.(2024高三·全国·专题练习)已知命题,命题,若为假命题且为真命题,求实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】含有一个量词的命题的否定的应用、根据全称或特称命题的真假判断复合命题的真假、一元二次不等式在某区间上有解问题
【分析】假命题的否定是真命题,二次不等式求解借助二次函数的开口方向和判别式来建立不等关系,得出范围;最高项系数含参的二次型函数要注意分类讨论参数.
【详解】依题意,是假命题,所以,是真命题,
则,解得或.
又因为是真命题,
所以当时,,不合题意;
当时,,所以
当时,函数的图象开口向上,一定存在满足条件的
综上,或.
综上,的取值范围是.
故答案为:.
7.(24-25高三上·上海嘉定·阶段练习)若命题“对任意的,都有”为假命题,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】一元二次不等式在某区间上有解问题、根据特称(存在性)命题的真假求参数
【分析】根据“存在,”为真命题,讨论,,求解.
【详解】命题“对任意的,都有”为假命题,
则“存在,”为真命题,
当时,满足;
当时,满足;
当时,需,解得;
综上:.
故答案为:
题型七:一元二次不等式
1.(2026高三·全国·专题练习)若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由一元二次不等式的解确定参数
【分析】分类时,分别得出解析计算求参.
【详解】不等式可化为,
当时,不等式的解集为,要使解集中恰有3个整数,则这3个整数只能是4,5,6,所以;
当时,不等式的解集为,此时不符合题意;
当时,不等式的解集为,要使解集中恰有3个整数,则这3个整数只能是0,1,2,所以.
综上可知,实数的取值范围是.
故选:C.
2.(24-25高三上·湖南长沙·阶段练习)命题:,为真的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】判断命题的充分不必要条件、一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【分析】由题意在上恒成立,得,进而得,即得.
【详解】因命题为真,故在上恒成立,
故,解得,
故命题为真的一个充分不必要条件为的子集,
故选:B
3.(24-25高三上·陕西渭南·阶段练习)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】解含有参数的一元二次不等式
【分析】考虑和两种情况,当时将不等式变形为,根据根的大小关系得到,,三种情况,解不等式对比选项即可.
【详解】当时,不等式,即,,
故不等式的解集为,故A可能;
当时,,即,
当时,的解集为,故D可能;
当时,不等式无解;
当时,的解集为,故B可能.
故选:C
4.(2025·湖北·三模)已知 .
(1)解关于的不等式
(2)若不等式的解集为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、由一元二次不等式的解确定参数
【分析】(1)求出,结合二次不等式的求解方法可得答案;
(2)利用不等式的解与方程的根的关系,结合韦达定理可求答案.
【详解】(1)由题意知,即,
解得.
所以所求不等式的解集为.
(2)不等式的解集为,所以方程的两根为,
所以,解得,
故的值为,的值为.
5.(20-21高三上·辽宁沈阳·阶段练习)解关于的不等式.
【答案】答案见解析
【知识点】解含有参数的一元二次不等式
【分析】当时,不等式化为;当时,可化为
,后讨论与4的大小可得答案.
【详解】当时,不等式化为;
当时,.
当时,若,不等式解为或;
若,不等式解为;
若,不等式解为或;
当时,此时,,
不等式解为.
综上,时,不等式解为;时,不等式解为或;
时,不等式解为;时,不等式解为或;
时,不等式解为.
6.(23-24高三上·重庆沙坪坝·期中)已知函数
(1)求函数的解析式;
(2)求关于x的不等式解集.(其中)
【答案】(1)
(2)答案见解析
【知识点】解含有参数的一元二次不等式、已知f(g(x))求解析式
【分析】(1)令,则,即可得;
(2)将不等式转化为,比较和的大小解不等式即可.
【详解】(1)由题意,函数,令,所以,
则,所以.
(2)由(1)知,即不等式转化为,则,
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
综上所述,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
题型八:一元二次不等式中的恒成立与有解问题
1.(2025·江西上饶·二模)若不等式恒成立,则的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】函数不等式恒成立问题、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】利用换元法,把原不等式转化为恒成立问题,再分,,讨论即可.
【详解】设,则,.
原不等式可化为:.
因为,所以,.
当时,,所以在恒成立,所以;
当时,,所以成立;
当时,,所以在上恒成立,所以.
综上可得:.
故选:A
2.(24-25高三上·河南许昌·期中),恒成立,则实数的最大值为( )
A. B.3 C. D.6
【答案】C
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、基本不等式求和的最小值
【分析】分离参数变为在上恒成立,利用基本不等式求解最值得,即可得解.
【详解】,恒成立,
即在上恒成立,
所以在上恒成立,
又,当且仅当,即时取等号,
所以,则实数的最大值为.
故选:C
3.(23-24高二上·浙江·期中)若关于x的不等式在区间上有解,则实数m的最小值为( )
A.9 B.6 C. D.5
【答案】D
【知识点】一元二次不等式在某区间上有解问题、基本不等式求和的最小值
【分析】问题化为在区间上有解,应用基本不等式求右侧最小值,即可求参数范围.
【详解】关于x的不等式在区间上有解,
等价于在区间上有解,即在区间上有解,
又,当且仅当时,取最小值6.
故,可得.
故选:D
4.(24-25高三上·广东广州·期末)若对,恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、根据二次函数的最值或值域求参数
【分析】令,,分和两种情况讨论,分别求出,即可得到不等式组,从而求出参数的取值范围.
【详解】令,,依题意可得,恒成立,
当时,则,解得;
当时,则,解得;
综上可得的取值范围是.
故选:B
5.(24-25高三上·安徽池州·期中)已知关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】根据二次函数零点的分布求参数的范围、一元二次不等式在某区间上有解问题
【分析】利用分离变量法整理不等式,构造函数解析式,求得新函数在给定区间上的最值,可得答案.
【详解】由题,,,即,即在上有解,
设,则,,
易知函数在上单调递增,在上单调递减,
,则,所以.
故选:B.
6.(24-25高三下·上海·阶段练习)若不等式对任意恒成立,则实数m的值为
【答案】/
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】通过二次函数的性质和方程的根,列出不等式求出结果.
【详解】解:若,则当趋于时,趋于,不满足题意;
当时,是方程的一个根,
不等式对任意恒成立,
且方程的两根不相等,
所以是方程的根,
,
,得,
此时原不等式等价于,显然时恒成立,
实数m的值为,
故答案为:.
7.(24-25高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知关于的不等式的解集为.
(1)求实数的值;
(2),都有,求实数的取值范围
(3)若存在实数,使不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、一元二次不等式在某区间上有解问题、由一元二次不等式的解确定参数
【分析】(1)由题意可得是方程的两根,结合韦达定理求解即可;
(2)由(1)可知,求出在上的最小值,即可得答案;
(3)结合(2)求出在上的最大值,即可得答案
【详解】(1)由题意可得是方程的两根,
由韦达定理可得,
解得;
(2)因为,
所以,
当时,则的最小值为,
所以,
所以实数的取值范围为;
(3)由(2)可知当时,则的最大值为,
所以实数的取值范围为.
题型九:基本不等式及其应用
1.(2025·河南·模拟预测)若,且,则的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【知识点】条件等式求最值
【分析】对目标式合理变形,再利用基本不等式求解即可.
【详解】因为,
所以,
当且仅当,即时取等号.
故选:B.
2.(2025·山东济宁·二模)若圆关于直线对称,其中,,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】由题意得直线过圆心,即得,利用基本不等式即可求解.
【详解】由得,
所以圆心为,又圆关于直线对称,
则直线过圆心,即,
所以,
又,
当且仅当时,等号成立,
所以,
故选:C.
3.(多选)(2025·河北张家口·三模)已知,,且,若,则( )
A. B.的最小值为
C.的最小值为 D.的取值范围为
【答案】BCD
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、基本不等式求和的最小值
【分析】利用基本不等式判断BC,根据,转化为函数关系,转化为根据定义域问题求值域,判断AD.
【详解】A.由条件可知,,,则,故A错误;
B.由题意可知,,则,当时等号成立,
则的最小值为,故B正确;
C. ,当,即时等号成立,
则的最小值为,故C正确;
D.,
当,均单调递增,且时,,
则在区间上单调递增,
∴当时取得最大值5,且时,,
所以的取值范围为,故D正确.
故选:BCD.
4.(多选)(2025·江西·模拟预测)已知实数满足,那么不存在这样的,使得( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【知识点】由直线与圆的位置关系求参数、条件等式求最值
【分析】由基本不等式即可判断A,令,结合代入计算,即可判断B,将转化为斜率,即可判断C,结合换元法以及二次函数的值域即可判断D.
【详解】对于A,因为,即,解得,
又,即,解得,所以,故A符合题意;
对于B,令,则,代入,可得,
展开可得,由可得,
即,故B不符合题意;
对于C,表示圆上的点与点连线的斜率,
设过点的直线方程为,即,
由圆心到直线的距离可得,
即,即不存在符合题意的,故C符合题意;
对于D,由可得,则,
令,则,所以,
且函数在上单调递增,所以,即,
即不存在符合题意的,故D符合题意;
故选:ACD
5.(2025·甘肃白银·模拟预测)若正实数,满足,则的最小值是 .
【答案】/0.25
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】方法一,利用换元法,然后根据基本不等式“1”的妙用求解.方法二,直接根据基本不等式“1”的妙用求解.
【详解】方法一
设,,则,
,
,
当且仅当,,即,时取等号,
.
方法二,,
,
当且仅当,时取等号,.
故答案为:
6.(2025高三上·全国·专题练习)若两个正实数x,y满足,且不等式有解,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值、函数不等式能成立(有解)问题
【详解】由于,当且仅当,即时取等号,而不等式有解,所以,即,解得或.
7.(24-25高三上·吉林通化·阶段练习)(1)已知,, 求的最小值;
(2)已知,求的最大值;
【答案】(1)4;(2)
【知识点】基本不等式求积的最大值、基本不等式求和的最小值
【分析】(1)由基本不等式即可求解;
(2)由基本不等式即可求解.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为;
(2)因为,所以,
当且仅当,即时取等号,
所以的最大值为.
题型十:复数的综合应用
1.(24-25高一下·山东济宁·期中)已知,则的虚部为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【知识点】求复数的实部与虚部、求复数的模
【分析】根据复数的模的计算公式得到,即可化简,从而判断其虚部.
【详解】因为,所以,
又,即,所以,所以的虚部为2.
故选:C
2.(2025·山东临沂·二模)若复数,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求复数的实部与虚部、复数代数形式的乘法运算、复数的除法运算
【分析】由复数的四则运算以及复数的虚部的概念即可求解.
【详解】由题意.
故选:A.
3.(2025·浙江嘉兴·二模)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求复数的模、复数的除法运算
【分析】根据给定条件,利用复数除法运算求出,再求出的模.
【详解】由,得,
所以.
故选:B
4.(2025·贵州黔东南·三模)已知复数z满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复数的除法运算
【分析】根据复数的除法计算方法,求解.
【详解】已知,则.
故选:A.
5.(2025·湖北·模拟预测)已知复数满足(是虚数单位),复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【知识点】复数的除法运算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】利用复数的乘方运算以及除法运算求解即可.
【详解】∵,∴,
∴,
∴复数在复平面内对应的点,位于第二象限.
故选:B.
6.(2025·湖北·模拟预测)在复平面内,对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【知识点】复数的除法运算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】利用复数除法求解,再结合复数对应的点判断即可.
【详解】,所以对应的点位于第四象限.
故选:D
7.(2025高三·全国·专题练习)设复数在复平面内对应的点为,则的虚部为( )
A. B. C.1 D.3
【答案】B
【知识点】求复数的实部与虚部、复数的除法运算、根据复数的坐标写出对应的复数
【分析】先得到,利用复数除法法则得到,求出虚部.
【详解】由题意可知,所以,
则的虚部为.
故选:B.
8.(多选)(2025·湖北武汉·二模)若复数 ,则( )
A. B.在复平面内对应的点位于第四象限
C. D.复数满足,则的最大值为
【答案】BCD
【知识点】与复数模相关的轨迹(图形)问题、复数的除法运算、共轭复数的概念及计算、判断复数对应的点所在的象限
【分析】利用复数除法求出,再结合共轭复数、复数的模及几何意义逐项判断.
【详解】复数,
对于A,,A错误;
对于B,在复平面内对应的点位于第四象限,B正确;
对于C,,C正确;
对于D,由,得在复平面内复数对应点的轨迹是以原点为圆心,1为半径的圆,
表示该圆上的点与点的距离,所以的最大值为,D正确.
故选:BCD
第二部分:新定义题
1.(24-25高一下·湖北黄石·阶段练习)当一个非空数集G满足“如果,则,且时,”时,我们称G就是一个数域,以下四个关于数域的命题:①是任何数域的元素;②若数域G有非零元素,则;③集合是一个数域;④有理数集是一个数域,其中真命题有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【知识点】集合新定义
【分析】根据新定义,逐项判断分析即可.
【详解】对①:当时,有,所以0是任何数域的元素,故①正确;
对②:取非0实数,则,再由,则,可得任意正整数属于,故②正确;
对③:若为数域,取,,则不成立,故③错误;
对④:任取有理数,,令,,则, ,
,且,所以有理数集是数域,故④正确.
所以正确的有:①②④.
故选:B.
2.(多选)(25-26高一上·全国·课后作业)给定数集M,若对于任意x,,都有,且,则称集合M为闭集合.下列说法错误的是( )
A.自然数集是闭集合
B.无理数集是闭集合
C.集合为闭集合
D.若集合,为闭集合,则也为闭集合
【答案】ABD
【知识点】集合新定义、判断元素与集合的关系
【详解】取,,则,故A错误;取,,则,0不是无理数,故B错误;设,,则,,故C正确;取,,由C选项可知是闭集合,同理可证也是闭集合,则为被2整除或被3整除的全体整数集,取,,则,5不能被2或3整除,即,故D错误.
3.(多选)(2025·浙江温州·模拟预测)给定,若集合,且存在,满足,则称P为“广义等差集合”.记P的元素个数为,则( )
A.是“广义等差集合”
B.是“广义等差集合”
C.若P不是“广义等差集合”,当时,的最大值为4
D.若P不是“广义等差集合”,若的最大值为4,则n可以是13
【答案】ABC
【知识点】集合新定义
【分析】根据“广义等差集合”的定义即可列举求解AB,举反例即可求解D,根据时,设,利用裂项相消得矛盾求解C.
【详解】对于A, 取,则符合“广义等差集合”的定义,故A正确,
对于B,取故B正确,
对于C,当时,,如时,设,
由题意可知两两不相同,则矛盾,故,当时,取,满足P不是“广义等差集合”,故的最大值为4,故C正确,
对于D,当时,取,这与矛盾,故D错误,
故选:ABC
【点睛】方法点睛:对于以集合为背景的新定义问题的求解策略:
1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;
2、用好集合的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的集合的性质的一些因素.
3、涉及有交叉集合的元素个数问题往往可采用维恩图法,基于课标要求的,对于集合问题,要熟练基本的概念,数学阅读技能、推理能力,以及数学抽象和逻辑推理能力.
4.(24-25高一上·四川眉山·期中)已知集合是实数集的非空子集,若,则称集合为闭集合.
(1)若集合均是闭集合.求证:是闭集合;
(2)若集合均是闭集合.集合一定是闭集合吗?如果是请证明,如果不是请举出反例;
(3)若均是闭集合,且都是的真子集.求证:存在常数,但.
【答案】(1)证明见解析
(2)不一定,举例见解析
(3)证明见解析
【知识点】交集的概念及运算、集合新定义、并集的概念及运算
【分析】(1)根据闭集合定义及集合交集运算即可证明;
(2)根据闭集合定义及集合并集运算即可判断;
(3)根据闭集合定义、真子集及集合并集运算即可证明.
【详解】(1)且为闭集知:,成立,
故而,从而命题成立.
(2)取,
知不一定是闭集合.
(3)若或,且均是的真子集,命题显然成立,
故不妨设存在满足,且存在满足,
取知,否则
或者而得出矛盾,故命题成立.
5.(2025·广东·模拟预测)已知.设集合或,且,集合.若集合中的元素满足,则称为的“相邻元”.对于整数,若集合存在一个子集满足:(i)集合中的元素个数为;(ii),在集合中都至少有个“相邻元”,则称是“好数”.
(1)当时,直接写出的“相邻元”;
(2)当时,求证:是“好数”;
(3)当时,若整数满足,且,求证:是“好数”.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【知识点】集合新定义、集合的应用
【分析】(1)根据题干的定义即可求得结果.
(2)利用定义证明集合中至少有8个“相邻元”,即可证明结论.
(3)先求出当时,共有:
其次证明对于,有在每一个中,至多有一个“相邻元”.
最后证明不能在中均有“相邻元”,.即可证明结论.
【详解】(1)的“相邻元”为:.
(2)因为,所以.
设,显然中每一个元素恰有9个“相邻元”.
设,构造,
则集合中的元素个数为.
对集合中的任意元素,在集合中至多存在一个,
满足,
从而在集合中至少有8个“相邻元”,所以是“好数”.
(3)设,且,且.
①当时,
集合中的每一个元素均有2025个“相邻元”.
设,则中含有个元素.
设.
则中含有个元素,.并且两两交集为空集,
设,则共有:
②对于,有在每一个中,至多有一个“相邻元”.
下面证明该结论:设,且均是的“相邻元”.
由于,则与不同元素在前位,且后位相同,即,后位相同.
设与不同位置为,即;与不同位置为,即.
当相同时,又中与差为1的只有一个数,则.
当时,,
所以在每一个中,至多有一个“相邻元”.
③不能在中均有“相邻元”,.下面证明该结论:
元素中第都是中元素.
中第都是中元素.
故中至少有3个元素属于不同的和.
所以不存在,均是的“相邻元”.
由①②③知在中至少有2024个“相邻元”,故:
是“好数”.
【点睛】集合新定义问题常见的求解方法:
(1)理解定义: 仔细阅读题目中给出的新定义,明确其内涵和外延。特别注意定义的
关键条件、限制和运算规则等,确保准确理解新定义的含义。
(2)列举法: 对于一些有限集合或元素个数较少的集合,可以通过列举出集合中的所有
元素,然后根据新定义进行分析和计算。
(3)性质分析法: 分析新定义所具有的性质,如对称性、传递性、封闭性等。利用这些
性质来简化问题的求解过程,或者通过判断集合元素是否满足这些性质来确定集合的特征。
(4)转化法: 将新定义问题转化为熟悉的集合问题或其他数学问题。例如,将新定义的
运算转化为常规的集合运算,或者将集合元素的条件转化为方程、不等式等进行求解。
(5)特殊值法:对于一些抽象的集合新定义问题,可以通过选取特殊值来进行分析和验
证。选取一些满足条件的特殊元素代入新定义中,观察其规律和结果,从而推测出一般情
况下的结论。
(6)反证法:当直接证明某个结论比较困难时,可以考虑使用反证法。假设结论不成立,
然后根据新定义和已知条件推出矛盾,从而证明原结论成立。
6.(24-25高三上·山东烟台·开学考试)若为定义域D上的单调函数,且存在区间(其中),使得当时,的取值范围恰为,则称函数是D上的“优美函数”.
(1)写出的一组值,使得函数为“优美函数”,并说明理由;
(2)若函数为“优美函数”,求实数t的取值范围;
(3)若函数为“优美函数”,求实数m的取值范围.
【答案】(1),,理由见解析
(2)
(3)
【知识点】一元二次方程根的分布问题、函数新定义
【分析】(1)假设其存在,则为方程的两根,解方程即可;
(2)假设其存在,则为方程的两根,令,则问题转化为一元二次方程在有两个不等的实根,利用和韦达定理即可;
(3)由题意得,可得,再代入原方程组中化简,转化为一元二次方程有两个不等的正实数根.
【详解】(1)因为函数单调递增,
若在定义域区间上存在,使得的值域,
则,,即为方程的两根,又,得,,
又在区间上的值域为,故,符合题意.
(2)因为函数为递增函数,
要使在定义域区间上存在,使得的值域,
则只需有两个不等的非负实根,
令,,则在有两个不等的实根,
故,即,得,
即t的取值范围是.
(3)函数在定义域内单调递减,
依题意得,两式相减,得,
则,
得①
将①式代入方程组得,则是方程的两根,
令,则在上有两个不同的实根,
则,解得,
故实数m的取值范围为
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