内容正文:
数学 必修·第一册[人教A版]作业与测评
第1课时 并集、交集
知识点一 并集的运算
1.设集合A={-1,0,-2},B={x|x2-x-6=0},则A∪B=( )
A.{-2} B.{-2,3}
C.{-1,0,-2} D.{-1,0,-2,3}
答案:D
解析:因为A={-1,0,-2},B={x|x2-x-6=0}={-2,3},所以A∪B={-1,0,-2,3}.故选D.
2.已知集合A={y|y=x2-1,x∈R},B={y|x2=-y+2,x∈R},则A∪B=( )
A.R
B.{y|-2≤y≤2}
C.{y|y≤-1,或y≥2}
D.{y|-1≤y≤2}
答案:A
解析:两集合表示的都是y的取值范围,故可转换为A={y|y≥-1},B={y|y=2-x2,x∈R}={y|y≤2},在数轴上表示如图,由图可知A∪B=R.故选A.
3.已知集合A={x|2a+1<x<3a-5},B={x|3≤x≤22}.求能使A∪B=B成立的实数a的取值范围.
解:因为A∪B=B,所以A⊆B.
当A=∅时,则2a+1≥3a-5,
解得a≤6;
当A≠∅时,则需满足
解得6<a≤9.
综上,实数a的取值范围是{a|a≤9}.
知识点二 交集的运算
4.已知集合A={x|x<3},B={x|2-x<1},则A∩B=( )
A.{x|1<x<3} B.{x|x<1}
C.{x|x<3} D.∅
答案:A
解析:由2-x<1,得x>1,即B={x|x>1},所以A∩B={x|1<x<3}.故选A.
5.已知集合A={(x,y)|x,y为实数,且y=x},B={(x,y)|x,y为实数,且y=x2-4x-14},则A∩B中元素的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
答案:C
解析:联立方程,得解得或所以A∩B中元素的个数为2.
6.已知集合A={x|-3≤x<1},B={x|x<a},若A∩B≠∅,则a的取值范围是________.
答案:{a|a>-3}
解析:∵A∩B≠∅,∴A,B有公共元素.∵A={x|-3≤x<1},B={x|x<a},∴a>-3.
知识点三 并集、交集的综合运算
7.设集合A={1,2,6},B={2,4},C={x∈R|-1≤x≤5},则(A∪B)∩C=( )
A.{2} B.{1,2,4}
C.{1,2,4,6} D.{x∈R|-1≤x≤5}
答案:B
解析:A∪B={1,2,6}∪{2,4}={1,2,4,6},(A∪B)∩C={1,2,4,6}∩{x∈R|-1≤x≤5}={1,2,4}.故选B.
8.已知集合A={3,2a},B={a,b}.若A∩B={2},则A∪B=________.
答案:{1,2,3}
解析:因为A∩B={2},所以2a=2,所以a=1,b=2,故A∪B={1,2,3}.
9.已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-1≤x≤m+1}.
(1)当m=-3时,求A∪B;
(2)当A∩B=B时,求实数m的取值范围.
解:(1)当m=-3时,B={x|-7≤x≤-2},
又A={x|-3≤x≤4},
∴A∪B={x|-7≤x≤4}.
(2)由A∩B=B,得B⊆A,
①当B=∅时,有2m-1>m+1,解得m>2;
②当B≠∅时,有
解得-1≤m≤2.
综上,实数m的取值范围是{m|m≥-1}.
一、单项选择题
1.已知集合A={x|x≤5},B={x|x>1},则A∩B=( )
A.{1,2,3,4,5} B.{2,3,4,5}
C.{2,3,4} D.{x|1<x≤5}
答案:D
解析:∵A={x|x≤5},B={x|x>1},∴A∩B={x|1<x≤5}.故选D.
2.设集合A={1,2},B={2,3},C={1,2,3,4},则( )
A.A∩B=∅ B.A∪B=C
C.A∪C=C D.A∩C=B
答案:C
解析:由题意,得A∩B={2}≠∅,故A错误;A∪B={1,2,3}≠C,故B错误;A∪C={1,2,3,4}=C,故C正确;A∩C={1,2}≠B,故D错误.故选C.
3.已知集合A={-1,0,1,2,3,4,5},B={x|x=3n-1,n∈N},则A∩B=( )
A.{2,5} B.{1,4}
C.{-1,2,5} D.{0,1,4}
答案:C
解析:因为A={-1,0,1,2,3,4,5},B={x|x=3n-1,n∈N},所以A∩B={-1,2,5}.故选C.
4.已知集合A={x|2<x<4},B={x|a<x<5},若A∪B={x|2<x<5},则实数a的取值范围为( )
A.{x|2≤x<4} B.{x|2≤x≤4}
C.{x|2≤x<5} D.{x|2≤x≤5}
答案:A
解析:∵A={x|2<x<4},B={x|a<x<5},A∪B={x|2<x<5},∴结合数轴可知,实数a的取值范围为{x|2≤x<4}.故选A.
5.满足{a,b}∪B={a,b,c}的集合B的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:D
解析:因为{a,b}∪B={a,b,c},所以B⊆{a,b,c},且B是必含元素c的集合,所以B可以为{c},{a,c},{b,c},{a,b,c},共4个.
6.下列关于图中阴影部分的表示,正确的是( )
A.(A∪C)∩(B∪C) B.(A∪B)∩(A∪C)
C.(A∪B)∩(B∪C) D.(A∪B)∩C
答案:A
解析:阴影部分完全覆盖了C部分,这样就要求交集运算的两边都含有C部分,所以A正确.
7.设集合A={x|(x-3)(x-a)=0,a∈R},B={x|(x-4)(x-1)=0},则下列结论正确的是( )
A.集合A∪B中一定有4个元素
B.集合A∪B中可能只有2个元素
C.集合A∩B为空集
D.集合A∩B中可能只有1个元素
答案:D
解析:B={x|(x-4)(x-1)=0}={1,4},当a=3时,A={x|(x-3)(x-a)=0,a∈R}={3},集合A∪B中有3个元素,故A错误;集合A中必有元素3,集合B中必有元素1和4,故A∪B中不可能只有2个元素,故B错误;当a=1时,A={x|(x-3)(x-a)=0,a∈R}={1,3},集合A∩B={1},只有1个元素,不为空集,故C错误,D正确.故选D.
8.若集合A={1,3,x},B={1,x2},A∪B={1,3,x},则满足条件的实数x有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
答案:C
解析:∵A∪B={1,3,x},A={1,3,x},B={1,x2},∴A∪B=A,即B⊆A,∴x2=3或x2=x.当x2=3时,得x=±.若x=,则A={1,3,},B={1,3},符合题意;若x=-,则A={1,3,-},B={1,3},符合题意.当x2=x时,得x=0或x=1.若x=0,则A={1,3,0},B={1,0},符合题意;若x=1,则A={1,3,1},B={1,1},不符合集合中元素的互异性,舍去.综上可知,x=±或x=0.故选C.
二、多项选择题
9.已知集合M={0,1,2},N={x∈Z|-1≤x≤2},则下列结论正确的是( )
A.M⊆N B.N⊆M
C.M∩N={0,1} D.M∪N={-1,0,1,2}
答案:AD
解析:因为N={x∈Z|-1≤x≤2}={-1,0,1,2},又M={0,1,2},所以M⊆N,且M≠N,故A正确,B错误;M∩N={0,1,2},M∪N={-1,0,1,2},故C错误,D正确.故选AD.
10.已知集合A={(x,y)|3x-y=0},B={(x,y)|x-y=0},C={(x,y)|3x-y=4},D=,下列结论正确的是( )
A.A∩B={0} B.A∩C=∅
C.B∩C=(2,2) D.D⊆B
答案:BD
解析:因为集合A,B,C,D中的元素都是有序实数对(点),所以A∩B,B∩C的运算结果均为点的集合,故A,C错误;因为方程组无解,所以A∩C=∅,故B正确;因为D==={(1,1)},又1-1=0,所以(1,1)∈B,所以D⊆B,故D正确.故选BD.
11.已知集合A={m2,2m+1,-3},B={m+2,2m-1,m2+1},若A∩B={-3},则下列结论正确的是( )
A.m=-5或m=-1
B.A={25,-9,-3}
C.A∪B={25,-9,-3,-11,26}
D.(A∩N)∪B={25,-3,-11,26}
答案:BCD
解析:∵A∩B={-3},∴-3∈B,∴m+2=-3或2m-1=-3,∴m=-5或m=-1.当m=-5时,A={25,-9,-3},B={-3,-11,26},A∩B={-3},满足条件;当m=-1时,A={1,-1,-3},B={1,-3,2},A∩B={1,-3},不满足条件.故m=-5,A错误.由m=-5,得A={25,-9,-3},B正确.A∪B={25,-9,-3,-11,26},故C正确.A∩N={25},∴(A∩N)∪B={25,-3,-11,26},故D正确.故选BCD.
三、填空题
12.已知集合A={(x,y)|y=x2},B={(x,y)|y=x3},则A∩B=________.
答案:{(0,0),(1,1)}
解析:由得或则A∩B={(0,0),(1,1)}.
13.设A,B是非空集合,定义A*B={x|x∈A∪B,且x∉A∩B},已知A={x|0≤x≤3},B={y|y≥1},则A*B=________.
答案:{x|0≤x<1,或x>3}
解析:由题意知,A∪B={x|x≥0},A∩B={x|1≤x≤3},∴A*B={x|0≤x<1,或x>3}.
14.已知集合P={-1,a+b,ab},Q=,若P∪Q=P∩Q,则a-b=________.
答案:-4
解析:由P∪Q=P∩Q易知P=Q,由集合Q可知a和b均不为0,因此ab≠0,于是必须a+b=0,所以易得=-1,因此又必得ab=a-b,代入b=-a,解得a=-2,所以b=2,因此a-b=-4.
15.设集合A={a∈N|a2+8},B={b∈N|b2+29},若A∩B=P,则集合P中元素的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
答案:C
解析:由a2+8=b2+29,可得21=a2-b2=(a-b)(a+b),因为a,b∈N,必有a>b,且a-b<a+b,所以或解得或因此P=A∩B={33,129},则集合P中元素的个数为2.故选C.
16.定义集合的商集运算为=,已知集合A={2,4},B=,则集合∪B的真子集的个数是( )
A.17 B.13
C.15 D.11
答案:C
解析:因为A={2,4},则B=={0,1},又因为==,故∪B=,所以集合∪B中有4个元素,故集合∪B的真子集的个数是24-1=15.
17.已知非空集合A,B满足以下两个条件:①A∪B={1,2,3,4,5},A∩B=∅;②若x∈A,则x-1∈B.满足以上条件的集合A的所有可能个数为________.
答案:7
解析:由题意可知,A中只能有一个或两个元素.若A中只有一个元素,则A={2},B={1,3,4,5},或A={3},B={1,2,4,5},或A={4},B={1,2,3,5},或A={5},B={1,2,3,4};若A中只有两个元素,则A={2,4},B={1,3,5},或A={2,5},B={1,3,4},或A={3,5},B={1,2,4}.综上,集合A的所有可能个数为7.
18.已知集合A={x|x2-mx+m2-19=0},B={y|y2-5y+6=0},C={z|z2+2z-8=0},是否存在实数m,使得A∩B≠∅,A∩C=∅同时成立?若存在,求出实数m的值;若不存在,说明理由.
解:假设存在这样的实数m,
∵B={y|y2-5y+6=0}={2,3},
C={z|z2+2z-8=0}={-4,2},
A∩C=∅,∴2∉A,-4∉A,
又A∩B≠∅,∴3∈A,
把x=3代入x2-mx+m2-19=0中,
解得m=5或m=-2.
当m=5时,A={2,3},与A∩C=∅矛盾;
当m=-2时,A={-5,3},符合题意,
∴m=-2.
故存在实数m=-2,使得A∩B≠∅,A∩C=∅同时成立.
19.已知集合A={x|x>5,或x<1},B={x|2m-2<x<m+1},且________,求m的取值范围.
从下面给出的三个条件中任选一个,补充到上面的问题中,并进行解答.
①A∩B=B;②A∪B=A;③A∩B=∅.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解:选①:由题意,得B⊆A,
当B=∅时,2m-2≥m+1,解得m≥3;
当B≠∅时,
解得m≤0.
综上,m的取值范围为{m|m≥3,或m≤0}.
选②:由题意,得B⊆A,
当B=∅时,2m-2≥m+1,解得m≥3;
当B≠∅时,
解得m≤0.
综上,m的取值范围为{m|m≥3,或m≤0}.
选③:当B=∅时,2m-2≥m+1,解得m≥3;
当B≠∅时,解得≤m<3.
综上,m的取值范围为.
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