内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 忽略集合中元素的意义致错
1.已知集合M={(x,y)|(x+3)2+(y-1)2=0},N={-3,1},则M与N的关系是( )
A.M=N B.M⊆N
C.M⊇N D.M,N无公共元素
2.(多选)设集合A={x|y=x2-4},B={y|y=x2-4},C={(x,y)|y=x2-4},则下列关系中正确的是( )
A.A=B B.A∪B=R
C.A∩C=⌀ D.A⊆B
易错点2 忽略集合中元素的互异性致错
3.已知集合A={a+1,a-1,a2-3},若1∈A,则实数a的值为 .
4.设集合A={(x-1)2,7x-3,5},B={25,6x+1,5x+9},若A∩B={25},则A∪B= .
易错点3 忽略对空集的讨论致错
5.已知集合A={x|x2-3x-4=0},B={x|mx+1=0},且B⫋A,则实数m的值为 .
6.已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1}.
(1)若A∩B=⌀,求实数m的取值范围;
(2)若A∪B=A,求实数m的取值范围.
易错点4 忽略对端点值的取舍致错
7.已知集合A={x|x>1},B={x|x>a},若A⊆B,则实数a的取值范围是 .
8.已知集合A={x|x≥4或x<-5},B={x|a+1≤x≤a+3,a∈R},若B⊆A,求实数a的取值范围.
易错点5 不能正确区分条件与结论致错
9.命题p:-1≤x<2的一个必要而不充分条件是( )
A.-1≤x≤2 B.-1≤x<2
C.0≤x<2 D.0≤x<3
10.关于x的一元二次方程ax2+4x+3=0有一个正根和一个负根的充分而不必要条件是( )
A.a<0 B.a>0
C.a<-1 D.a>1
思想方法练
一、数形结合思想在集合问题中的应用
1.已知集合A={x|x<-1或x≥1},B={x|2a<x<a+1,a<1},B⊆A,求实数a的取值范围.
二、分类讨论思想在集合与逻辑问题中的应用
2.已知集合A={x|ax2+2x+a=0,a∈R},若集合A有且仅有2个子集,则实数a的所有可能取值是( )
A.1 B.0,1
C.-1,1 D.-1,0,1
3.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+a-1=0},C={x|x2-mx+2=0}.
(1)若命题p:“∀x∈B,都有x∈A”为真命题,求实数a的值;
(2)若“x∈A”是“x∈C”的必要条件,求实数m的取值范围.
三、转化与化归思想在集合与逻辑问题中的应用
4.已知x∈R,则“|x-2|<1”是“x<3”的( )
A.既不充分也不必要条件
B.充要条件
C.必要而不充分条件
D.充分而不必要条件
5.已知命题p:∀x∈{x|0≤x≤1},x2-a≥0,命题q:∃x∈R,x2+2ax+a+2=0,若命题p,q都是真命题,求实数a的取值范围.
四、补集思想在集合问题中的应用
6.已知集合A={x|x2-2x+9-a=0},B={x|ax2-4x+1=0},a≠0,若集合A,B中至少有一个非空集合,求实数a的取值范围.
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.D 易得M={(x,y)|(x+3)2+(y-1)2=0}={(-3,1)}是点集,而N={-3,1}是数集,所以两个集合没有公共元素,故选D.
2.BC ∵y=x2-4中x的取值范围为R,∴A={x|y=x2-4}=R.∵y=x2-4≥-4,∴B={y|y=x2-4}={y|y≥-4}.C表示二次函数y=x2-4图象上所有点的坐标构成的集合.
∴A≠B,A∪B=R,A∩C=⌀,B⊆A,故选BC.
易错警示
解决集合问题时,首先要明确集合中的元素及其代表的意义是什么.用描述法表示集合时,要注意区分数集和点集.一般地,竖线左侧是单个字母时,集合为数集;竖线左侧是数对形式时,集合是点集.
3.答案 0或-2
解析 若a+1=1,则a=0,此时A={1,-1,-3},符合题意;若a-1=1,则a=2,此时a2-3=1,不满足集合中元素的互异性,舍去;若a2-3=1,则a=-2或a=2(舍去),当a=-2时,A={-1,-3,1},符合题意.综上,a=0或a=-2.
4.答案 {25,-31,5,-23,-11}
解析 由A∩B={25},得25∈A,
所以(x-1)2=25或7x-3=25,
解得x=6或x=-4或x=4.
当x=6时,A={25,39,5},B={25,37,39},A∩B={25,39},不满足题意,故x=6舍去;
当x=-4时,A={25,-31,5},B={25,-23,-11},A∩B={25},满足题意,此时A∪B={25,-31,5,-23,-11};
当x=4时,6x+1=25,B中元素不满足集合中元素的互异性,故x=4舍去.
综上,A∪B={25,-31,5,-23,-11}.
易错警示
集合中含有参数时,一定要检验求出的参数值是否满足集合中元素的互异性.
5.答案 -或0或1
解析 A={x|x2-3x-4=0}={-1,4}.因为B⫋A,所以当B=⌀时,mx+1=0无解,得m=0;当B≠⌀时,若B={-1},则m=1,若B={4},则m=-.
综上所述,m的值为-或0或1.
6.解析 (1)∵A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},
∴A∩B=⌀时,分B=⌀和B≠⌀两种情况讨论:
若B=⌀,则m+1>2m-1,解得m<2;
若B≠⌀,则或
解得m>4.
综上,实数m的取值范围是{m|m<2或m>4}.
(2)若A∪B=A,则B⊆A.
当B=⌀时,有m+1>2m-1,解得m<2;
当B≠⌀时,有
解得2≤m≤3.
综上,实数m的取值范围是{m|m≤3}.
易错警示
空集是一个特殊的集合,它不含任何元素,是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集,当题设中隐含有空集参与的集合间的基本关系与运算时,如解决有关A⊆B,A∩B=A,A∪B=B等集合问题时,应先考虑空集的情况.
7.答案 {a|a≤1}
解析 如图,在数轴上表示出A,B,
因为A⊆B,所以a≤1.
8.解析 易知a+3>a+1,所以B≠⌀,利用数轴表示B⊆A,如图所示,
或
则a+3<-5或a+1≥4,
解得a<-8或a≥3.
所以a的取值范围是{a|a<-8或a≥3}.
易错警示
解决参数范围问题时,不要忘记考虑端点值,处理此类问题一般先将端点值取在待求范围内,再结合集合运算及集合间的关系,探讨将端点值保留还是舍掉.
9.A 根据题意可知,只需找一个x的取值集合,使{x|-1≤x<2}是此取值集合的一个真子集即可,结合选项可知,{x|-1≤x<2}是{x|-1≤x≤2}的真子集.故选A.
10.C ∵关于x的一元二次方程ax2+4x+3=0有一个正根和一个负根,
∴
解得a<0.
故满足题意的a的取值集合应是集合{a|a<0}的真子集,结合选项可知选C.
易错警示
在充分条件、必要条件的判断中,务必明确设问方式,分清哪个是条件,哪个是结论,然后根据充分条件、必要条件的概念作出准确的判断,若从集合的角度看,应该准确判断集合间的包含关系.
思想方法练
1.解析 ∵a<1,∴2a<a+1,∴B≠⌀.
利用数轴表示B⊆A,如图所示.
或
由图知,要使B⊆A,需a+1≤-1或2a≥1,即a≤-2或a≥.
又∵a<1,
∴实数a的取值范围是.
方法总结
在解决有关集合的问题时,一般根据集合中元素的不同属性采用不同的图形来辅助.若给定的集合是不等式的解集,则一般画数轴求解;若给定的集合是用列举法表示的数集,则一般采用韦恩图求解.
2.D 集合A有且仅有2个子集,说明集合A中只含有一个元素.
由于方程ax2+2x+a=0中x2的系数为a,因此需对a是不是0进行讨论,从而确定集合.
对于集合A={x|ax2+2x+a=0,a∈R},当a=0时,A={0},满足题意.当a≠0时,Δ=4-4a2=0,解得a=±1.若a=1,则A={-1},满足题意;若a=-1,则A={1},满足题意.所以a=0或a=±1,故选D.
3.解析 (1)由题意得A={1,2}.
∵命题p为真命题,∴B⊆A.
又∵B={x|[x-(a-1)](x-1)=0},
此时B中至少有一个元素1,因此B不是空集,但是需分B中有一个元素还是两个元素讨论.
∴B有两种情况:
①若B={1},则a-1=1,解得a=2;
②若B={1,2},则a-1=2,解得a=3.
因此,实数a的值为2或3.
(2)∵“x∈A”是“x∈C”的必要条件,
∴由“x∈C”能推出“x∈A”,从而C⊆A.
C是A的子集,需对集合C的情况分类讨论,注意不要遗漏空集的情况.
因此,集合C有四种情况:
①C=A,此时m=3;
②C={1},此时此方程组无实数解,
m的值不存在;
③C={2},此时此方程组无实数解,
m的值不存在;
④C=⌀,此时Δ=m2-8<0,解得-2<m<2.
综上,m的取值范围为{m|m=3或-2<m<2}.
4.D 由|x-2|<1可得1<x<3,
常利用集合之间的包含关系说明p是q的什么条件.
∵{x|1<x<3}⫋{x|x<3},
∴“|x-2|<1”是“x<3”的充分而不必要条件.故选D.
5.解析 ∵命题p:∀x∈{x|0≤x≤1},x2-a≥0为真命题,
∴a≤x2对任意x∈{x|0≤x≤1}恒成立,
∴a≤,即a≤0.
∵命题q:∃x∈R,x2+2ax+a+2=0为真命题,
∴方程x2+2ax+a+2=0有实数根,
∴Δ=4a2-4(a+2)=4a2-4a-8≥0,
∴a≤-1或a≥2.
∵命题p,q都是真命题,
∴a≤-1.
故实数a的取值范围为{a|a≤-1}.
对于含参数的全称命题问题,常转化为恒成立问题,对于含参数的特称命题问题,常转化为存在性问题.
6.解析 两个集合中至少有一个非空集合的反面是两个集合都是空集,从反面思考问题会使问题易于求解,这就是补集思想的应用.
对于集合A,令Δ=4-4(9-a)<0,得a<8;
对于集合B,令Δ=16-4a<0,得a>4.
若集合A,B都为空集,则4<a<8.
因为A,B两个集合中至少有一个集合不为空集,
所以a的取值范围是{a|a≥8或a≤4,且a≠0}.
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