内容正文:
课时训练(1) 集 合
一、单选题
1.(2022·全国乙卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M满足∁UM={1,3},则( )
A.2∈M B.3∈M
C.4∉M D.5∉M
A 解析:由题意知M={2,4,5},故2∈M.
2.(2024·北京卷)已知集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4},则M∪N=( )
A.{x|-1≤x<1} B.{x|x>-3}
C.{x|-3<x<4} D.{x|x<4}
C 解析:M∪N={x|-3<x<4}.
3.(2022·新高考Ⅰ卷)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1},则M∩N=( )
A.{x|0≤x<2} B.{x|≤x<2}
C.{x|3≤x<16} D.{x|≤x<16}
D 解析:易知M={x|0≤x<16},N={x|x≥},故M∩N={x|≤x<16}.
4.(2024·临沂二模)若A={x∈Z|≤0},B={x|log5x<1},则A∩B的元素个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
C 解析:根据题意,可得集合A={x∈Z|x≤2或x>8},B={x|0<x<5},则A∩B={1,2},所以A∩B的元素个数为2.
5.(2024·聊城一模)已知集合A={x||x|≤2},B={x|x-a<0},若A⊆B,则a的取值范围为( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,-2]
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
C 解析:由|x|≤2,可得-2≤x≤2,故A={x|-2≤x≤2},由x-a<0,可得x<a,故B={x|x<a},又A⊆B,则有a>2,故a的取值范围是(2,+∞).
6.(2024·烟台一模)已知集合U=R,集合A={x|x2+2x-3<0},B={x|0≤x≤2},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.(-3,0) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(2,3)
A 解析:解不等式x2+2x-3<0,得-3<x<1,即A=(-3,1),又易得∁UB=(-∞,0)∪(2,+∞),所以图中阴影部分表示的集合为A∩(∁UB)=(-3,0).
7.(2024·郑州模拟)已知集合A={-5,-4,0,2},B={x|-5<x<a-2},若A∩B中有2个元素,则实数a的取值范围为( )
A.(2,4] B.[2,4]
C.(-2,2] D.(2,4)
A 解析:由A∩B中有2个元素可知,-4∈B,0∈B,2∉B,可得0<a-2≤2,解得2<a≤4,所以实数a的取值范围为(2,4].
8.已知M,N均为R的子集,若存在x使得x∈M,且x∉∁RN,则( )
A.M∩N≠∅ B.M⊆N
C.N⊆M D.M=N
A 解析:因为x∉∁RN,所以x∈N,又x∈M,所以x∈(M∩N),故M∩N≠∅,故A正确;由于题目条件是存在x,所以不能确定集合M,N之间的包含关系,故B,C,D错误.
二、多选题
9.(2024·定西一模)设集合A={x|x2-x≤6},B={xy|x∈A,y∈A},则( )
A.A∩B=B
B.B∩Z的元素个数为16
C.A∪B=B
D.A∩Z的子集个数为64
BCD 解析:对于A,B,C,因为A={x|x2-x≤6}={x|-2≤x≤3},所以B={xy|x∈A,y∈A}={xy|-6≤xy≤9},则A⊆B,所以A∩B=A,A∪B=B,B∩Z有6+1+9=16个元素,故A错误,B,C正确;对于D,A∩Z有2+1+3=6个元素,所以A∩Z的子集个数为26=64,故D正确.
10.已知集合A={x|x2=1},B={x|ax=1},且A∪B=A,则实数a的取值可以是( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
ABC 解析:A={x|x2=1}={-1,1},集合B表示关于x的方程ax=1的解集.因为A∪B=A,所以B⊆A.当a=0时方程ax=1无解,此时B=∅,符合题意;当B={1}时,a=1;当B={-1}时,-a=1,解得a=-1.综上可得,a=0或a=±1.
11.已知全集U的两个非空真子集A,B满足(∁UA)∪B=B,则下列关系一定正确的是( )
A.A∩B=∅ B.A∩B=B
C.A∪B=U D.(∁UB)∪A=A
CD 解析:令U={1,2,3,4},A={2,3,4},B={1,2},满足(∁UA)∪B=B,但A∩B≠∅,A∩B≠B,故A,B均错误;由(∁UA)∪B=B,知(∁UA)⊆B,∴U=A∪(∁UA)⊆(A∪B),∴A∪B=U,由(∁UA)⊆B,知(∁UB)⊆A,∴(∁UB)∪A=A,故C,D均正确.
三、填空题
12.已知集合A={(x,y)|x,y∈N*,y≥x},B={(x,y)|x+y=8},则A∩B中元素的个数为________.
答案:4 解析:根据题意,A∩B的元素是x+y=8上满足x,y∈N*且y≥x的点,即点(1,7),(2,6),(3,5),(4,4).
13.(2024·菏泽二模)已知集合A={3,5},集合B={,},C={x|x=ab,a∈A,b∈B}.则集合C中所有元素之和为________.
答案:5 解析:由题意,得C={,,,},则集合C中所有元素之和为+++=5.
14.高三某班共有55人,其中有14人参加了球类比赛,16人参加了田径比赛,4人既参加了球类比赛,又参加了田径比赛,则该班这两项比赛都没有参加的人数是________.
答案:29 解析:由题意画出Venn图如图所示,
由Venn图知,参加比赛的人数为26,所以该班这两项比赛都没有参加的人数是29.
15.(2025·郑州模拟)若集合A={y|y=x-1,x∈N},B={z|z=x+y,x,y∈N},则( )
A.A⊆N B.A∩B=N
C.B⊆N D.A∪B=N
B 解析:依题意可得A={-1}∪N,所以A,D均错误;因为B={z|z=x+y,x,y∈N},所以B中含无理数元素,故C错误;集合B中,当y=0时,z=x∈N,所以N⊆B,所以A∩B=N,所以B正确.
16.(2025·温州模拟)集合M={f(x),f′(x),f″(x),…},则以下可以是f(x)的表达式的是( )
A.sin x B.ex
C.ln x D.x2+2x+3
C 解析:对于选项A,因为f(x)=sin x,所以f′(x)=cos x,f″(x)=-sin x,f‴(x)=-cos x,[f‴(x)]′=sin x=f(x),不满足集合中元素的互异性,所以选项A错误;对于选项B,因为f(x)=ex,所以f′(x)=ex=f(x),不满足集合中元素的互异性,所以选项B错误;对于选项C,因为f(x)=ln x,所以f′(x)=,f″(x)=-,f‴(x)=,…,所以选项C正确;对于选项D,因为f(x)=x2+2x+3,所以f′(x)=2x+2,f″(x)=2,f‴(x)=0,[f‴(x)]′=0,…,不满足集合中元素的互异性,所以选项D错误,故选C.
17.(多选)由无理数引发的数学危机一直延续到19世纪,直到1872年,德国数学家戴德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数(史称戴德金分割),并把实数理论建立在严格的科学基础上,才结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了持续2 000多年的数学史上的第一次大危机.所谓戴德金分割,是指将有理数Q划分为两个非空的子集M与N,且满足M∪N=Q,M∩N=∅,M中的每一个元素小于N中的每一个元素,则称(M,N)为戴德金分割.下列选项中可能成立的是( )
A.M={x|x<0},N={x|x>0},(M,N)是一个戴德金分割
B.M没有最大元素,N有一个最小元素
C.M有一个最大元素,N有一个最小元素
D.M没有最大元素,N也没有最小元素
BD 解析:对于A,因为M={x|x<0},N={x|x>0},M∪N={x|x≠0}≠Q,故A错误;对于B,设M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x≥0},满足戴德金分割,则M中没有最大元素,N有一个最小元素0,故B正确;对于C,若M有一个最大元素,N有一个最小元素,则不能同时满足M∪N=Q,M∩N=∅,故C错误;对于D,设M={x∈Q|x<},N={x∈Q|x≥},满足戴德金分割,此时M没有最大元素,N也没有最小元素,故D正确.
18.(2024·沈阳二模)已知集合A={-2,-1,0,1,2},B={x|x2-x-a<0},写出满足A∩B={0,1}的一个实数a的值为________.
答案:1(满足0<a≤2的实数均可) 解析:因为A∩B={0,1},所以{0,1}⊆B,设f(x)=x2-x-a,则f(x)<0的整数解为0,1,则f(0)<0,f(1)<0,f(-1)≥0且f(2)≥0,解得0<a≤2,故a的值可为1.
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