内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语、不等式、复数(章节验收卷)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.集合,则( )
A. B. C. D.
2.命题“,”的否定为 ( )
A., B.,
C., D.,
3.设全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B.
C. D.
4.设甲:;乙:,则甲是乙的( )
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
5.已知,则可能的取值的个数为( )
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
6.若复数z满足,那么的最大值是( )
A.1 B. C.2 D.
7.设集合,集合,若中恰有一个整数,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
8.如果对于正整数集,将集合拆分成16个三元子集(子集有三个元素),且拆分的16个集合两两交集为空集,则称集合是“三元可拆集”.若存在一种拆分法,使得集合是“三元可拆集”,且每个三元子集中都有一个数等于其他两数之和,则的最大值为( )
A.12 B.9 C.7 D.6
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.已知复数,为虚数单位,其共轭复数为,则下列说法正确的是( )
A. B.的虚部为
C.对应的点位于复平面的第三象限 D.
10.已知集合,,下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则可以取3
11.已知命题,的否定是真命题,则命题成立的一个充分条件可以是( )
A.B. C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知为纯虚数,则实数 .
13.1881年英国数学家约翰•维恩发明了Venn图,用来直观表示集合之间的关系.全集,集合,的关系如图所示,其中区域Ⅰ,Ⅱ构成M,区域Ⅱ,Ⅲ构成N.若区域Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ表示的集合均不是空集,则实数a的取值范围是 .
14.已知函数,,若对任意的,存在,使得,则整数m的取值集合真子集的个数为
四、解答题:本题共5小题,其中第15题13分,第16,17题15分,第18,19题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.已知复数.
(1)若复数z在复平面上对应点落在第四象限,求m的取值范围;
(2)已知,若是关于x的方程的一个根,求的值.
16.已知集合.
(1)当时,求;
(2)若,且“”是“”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
17.设命题:“对任意,恒成立”.且命题为真命题.
(1)求实数的取值集合;
(2)在(1)的条件下,设非空集合,若“”是“”的充分条件,求实数的取值范围.
18.设集合,.
(1)若,求实数的值;
(2)若集合中有两个元素,求实数的取值范围,并用含的代数式表示;
(3)若,求实数的取值范围.
19.对于含有有限个元素的非空数集,定义其“交替和”如下:把集合中的数按从小到大的顺序排列,然后从最大的数开始交替地减,加后继的数,例如的“交替和”是的“交替和”是5.
(1)求集合的所有非空子集的交替和的总和;
(2)已知集合,求集合所有非空子集的元素和的总和;
(3)已知集合,其中求集合所有非空子集的交替和的总和.
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第一章 集合与常用逻辑用语、不等式、复数(章节验收卷)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】交集的概念及运算
【分析】根据集合概念以及交集运算即可得结果.
【详解】易知,
又,可得.
故选:B
2.命题“,”的否定为 ( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【知识点】全称命题的否定及其真假判断
【分析】根据含全称量词的命题的否定规则即得.
【详解】根据含全称量词的命题的否定规则,改变量词,否定结论即得:命题“,”的否定为“,”.
故选:C.
3.设全集,集合,,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】交并补混合运算
【分析】根据图可得阴影部分表示的集合为,利用补集运算求出,由交集运算求出.
【详解】由图知所求阴影部分的集合为,
,,
又,
.
故选:D.
4.设甲:;乙:,则甲是乙的( )
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】D
【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】利用不等式的性质和指数函数的单调性化简甲乙两个命题,即可结合充分和必要条件的定义求解.
【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.
所以甲是乙的既不充分也不必要条件.
故选:D.
5.已知,则可能的取值的个数为( )
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【答案】D
【知识点】列举法求集合中元素的个数、子集的概念
【分析】根据题意,分,和,三种情况讨论,结合,得到得情况,即可得到答案.
【详解】当时,由,可得,所以为或;当时,由,可得,
所以为或或;
当时,由知,,
所以为或;
当,则,所以为综上,共有8种取值.
故选:D.
6.若复数z满足,那么的最大值是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【知识点】实轴、虚轴上点对应的复数、求复数的模、与复数模相关的轨迹(图形)问题
【分析】利用复数模的几何意义转化复数z满足的限制条件,进而求得的最大值.
【详解】设复数、在复平面内对应的点分别为,
复数在复平面对应的点为:,
由可知:复数z在复平面内对应的点到两点的距离之和为2,
而,所以点在线段上,故,
则,
当时,的最大值为.
故选:B.
7.设集合,集合,若中恰有一个整数,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、根据交集结果求集合或参数
【分析】先求出集合, 再根据中恰有一个整数,列出不等式求解.
【详解】由已知可得集合或,
由解得,,
所以,
因为,所以,则,且小于0,
由中恰有一个整数,所以,
即,也即,解得,
故选:B.
8.如果对于正整数集,将集合拆分成16个三元子集(子集有三个元素),且拆分的16个集合两两交集为空集,则称集合是“三元可拆集”.若存在一种拆分法,使得集合是“三元可拆集”,且每个三元子集中都有一个数等于其他两数之和,则的最大值为( )
A.12 B.9 C.7 D.6
【答案】C
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、求等差数列前n项和、集合新定义
【分析】根据集合新定义结合、等差数列求和公式计算求解即可.
【详解】因为有48个元素,可以拆成16个三元子集,
将这16个三元子集中最大的数依次记为,
则
.
又中所有元素和为,
所以由题意,
所以,解得,又所以.
当时,,
可拆为,
,
,
,所以的最大值是7,
故选:C.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.已知复数,为虚数单位,其共轭复数为,则下列说法正确的是( )
A. B.的虚部为
C.对应的点位于复平面的第三象限 D.
【答案】CD
【知识点】求复数的实部与虚部、求复数的模、共轭复数的概念及计算、根据复数的坐标写出对应的复数
【分析】利用复数的模长公式可判断A选项;利用复数的概念可判断B选项;利用复数的几何意义可判断C选项;利用复数的减法可判断D选项.
【详解】因为,则.
对于A选项,,A错;
对于B选项,的虚部为,B错;
对于C选项,对应的点的坐标为,位于第三象限,C对;
对于D选项,,D对.
故选:CD.
10.已知集合,,下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则可以取3
【答案】AC
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】把代入,求解判断AB;利用集合的包含关系求解判断CD.
【详解】对于AB,若,则任意实数均满足,因此,A正确,B错误;
对于CD,由,得,解得,C正确,D错误.
故选:AC.
11.已知命题,的否定是真命题,则命题成立的一个充分条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【知识点】一元二次不等式在某区间上有解问题、全称命题的否定及其真假判断、充分条件的判定及性质
【分析】根据全称命题的否定,结合二次函数的性质,利用分类讨论,求得参数范围,再根据充分条件的定义,可得答案.
【详解】由题意,命题的否定为命题:,,
当时,则,解得,此时命题为真;
当时,函数为开口向下的二次函数,显然命题为真;
当时,函数为开口向上的二次函数,
令,解得,根据二次函数的性质,此时命题为真.
综上可知,当时,命题为真.
根据题意,结合充分条件的定义,知命题成立的一个充分条件应为的子集,
而ABD三个选项中的范围是的子集.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知为纯虚数,则实数 .
【答案】3
【知识点】已知复数的类型求参数
【分析】根据给定条件,利用纯虚数的定义列式求解.
【详解】由为纯虚数,得,所以.
故答案为:3
13.1881年英国数学家约翰•维恩发明了Venn图,用来直观表示集合之间的关系.全集,集合,的关系如图所示,其中区域Ⅰ,Ⅱ构成M,区域Ⅱ,Ⅲ构成N.若区域Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ表示的集合均不是空集,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据交集结果求集合或参数、解不含参数的一元二次不等式、利用Venn图求集合
【详解】因为区域,Ⅱ,Ⅲ表示的集合均不是空集,所以或,解得.
14.已知函数,,若对任意的,存在,使得,则整数m的取值集合真子集的个数为
【答案】3
【知识点】求指数函数在区间内的值域、根据集合的包含关系求参数、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】由的值域是的值域的子集确定的值,然后由子集定义得出结论.
【详解】时,,
时,,
由题意,所以,解得,
其中整数和,即整数m的取值集合为,真子集有3个.
故答案为:3.
四、解答题:本题共5小题,其中第15题13分,第16,17题15分,第18,19题17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.已知复数.
(1)若复数z在复平面上对应点落在第四象限,求m的取值范围;
(2)已知,若是关于x的方程的一个根,求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】复数的相等、共轭复数的概念及计算、根据复数对应坐标的特点求参数
【分析】(1)求出对应点的坐标,根据第四象限点的特征列不等式组求解即可.
(2)由复数相等求出,利用方程根的意义,结合复数相等求出,即可得解.
【详解】(1)复数在复平面上对应点落在第四象限,
则,解得,
所以实数m的范围是.
(2)由,得,
由,得,解得,
则,,依题意,是关于x的实系数方程的一个根,
则,即,
于是,解得,,所以.
16.已知集合.
(1)当时,求;
(2)若,且“”是“”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据集合的包含关系求参数、交并补混合运算、根据充分不必要条件求参数
【分析】(1)解一元二次不等式求出,根据集合的并集定义,即可求得答案;
(2)由题意可判断出A为的真子集,列出相应不等式,即可得答案.
【详解】(1)当时,或,
则,故;
(2),且“”是“”的充分不必要条件,
故A为的真子集,,
故,结合,解得,
即实数a的取值范围.
17.设命题:“对任意,恒成立”.且命题为真命题.
(1)求实数的取值集合;
(2)在(1)的条件下,设非空集合,若“”是“”的充分条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】基本(均值)不等式的应用、根据全称命题的真假求参数、充分条件的判定及性质
【分析】(1)根据不等式恒成立可得对任意恒成立,将变形并结合基本不等式,即可求得答案;
(2)由题意推出,由此可得不等式,即可求得答案.
【详解】(1)对任意,恒成立,即,
即对任意恒成立,
而,即,故
,
当且仅当,即时取等号,
故,则实数的取值集合.
(2)解,即,得或,
由于“”是“”的充分条件,故,
故,即,
所以实数的取值范围为或.
18.设集合,.
(1)若,求实数的值;
(2)若集合中有两个元素,求实数的取值范围,并用含的代数式表示;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2),
(3)
【知识点】根据交集结果求集合或参数、根据集合中元素的个数求参数
【分析】(1)由已知,代入后解方程并检验是否满足题意;
(2)根据根与系数关系和完全差的平方公式化简求值即可;
(3)由条件可得,结合集合确定集合,再根据集合情况分类求解即可.
【详解】(1)由题意得,因为,所以,,
所以即,
化简得,即,解得或,
检验:当时,,满足,
当时,,满足,
所以或.
(2)因为集合中有两个元素,所以方程有两个根,
所以且,,
所以,.
(3)因为,所以,又,
所以或或或,
当时,,解得,符合题意;
当时,则,无解;
当时,则,所以;
当时,则,无解,
综上,的范围为.
19.对于含有有限个元素的非空数集,定义其“交替和”如下:把集合中的数按从小到大的顺序排列,然后从最大的数开始交替地减,加后继的数,例如的“交替和”是的“交替和”是5.
(1)求集合的所有非空子集的交替和的总和;
(2)已知集合,求集合所有非空子集的元素和的总和;
(3)已知集合,其中求集合所有非空子集的交替和的总和.
【答案】(1)12;
(2)672;
(3).
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、求集合的子集(真子集)、集合新定义
【分析】(1)先求出集合的所有非空子集,根据“交替和”的定义分别求和后可得所有的“交替和”的和;
(2)根据题意计算每个元素出现的次数求所有非空子集的元素和的总和;
(3)将集合的所有非空子集分类,并将含有3的多元素子集与不含有3的非空子集配对求出每对集合的“交替和”的和,再加上单元素集的“交替和”即可.
【详解】(1)集合的非空子集有,
根据题意,集合的交替和分别为,
集合的交替和为,
集合的交替和为,
集合的交替和为,
集合的交替和为,
所以,集合的所有非空子集的交替和的总和为.
(2)集合的所有非空子集中,考虑数字1在子集中出现的情况,
相当于从剩下的5个元素中选取若干个元素与1组成子集,那么1出现的次数为次.
同理,每个元素出现的次数为次,
所以,集合所有非空子集的元素和的总和为.
(3)集合,其非空子集有个,
将这些非空子集分为3类:第一类,含元素3的单元素集,有1个,其“交替和”为3;
第二类,含元素3的多元素集合(至少两个元素),有个;
第三类,不含元素3的非空集合,有个,
将第二类中的集合与第三类中的集合(集合中的元素去掉元素3构成的新集合)配对,
则集合与集合的“交替和”的和始终为3,
如取,则,集合与集合的“交替和”的和为,
这样的配对共有组,因此集合的所有非空子集的“交替和”的总和为.
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