内容正文:
专题01 集合与常用逻辑用语
目录
第一部分 易错点剖析
易错典题 避错攻略 举一反三
易错点1 忽略集合中元素的互异性
易错点2 集合运算中忽略空集
易错点3 集合区间端点混淆
易错点4 充要条件判定颠倒逻辑
易错点5 命题否定中量词与结论漏改
易错点6 由命题的真假求参时不能正确转化
第二部分 易错题闯关
易错点1 忽略集合中元素的互异性
易错典题
【例1】(25-26高三上·湖北孝感高级中学期中)已知集合,若,则实数的值为( )
A.1 B.2 C.2或 D.1或
【答案】B
【解析】若,则集合B是集合A的子集,所以或.
当时,,则,不满足集合中元素的互异性,不合题意(易错点);
求得后,容易忽视回代检验,从而致错
当时,,即,解得:或(易错点),
注意将参数值回代到集合中去,检验集合中元素的互异性
若,则,不满足集合中元素的互异性,不合题意;
若,则,符合题意.
故实数的值为2.
故选:B.
【错因分析】本题易忽略集合元素的互异性而错选C或D.
知识混淆:对 “集合” 概念理解不全面,忽略 “集合中的元素具有互异性” 这一特性,从而未将求得的值回代到集合中去检验.
概念模糊:对 “元素与集合间的关系” 的逻辑推导不清晰,未系统分析 “集合A或B中元素不满足互异性” 的可能性,导致思维存在漏洞.
望文生义:利用集合的运算求得a的值后,就想当然认为所求得的a值即为最终结果,未结合参数a的取值对集合A,B中元素是否满足互异性进行全面分析.
避错攻略
【方法总结】建立 “先求参数的值,再回代集合检验”的思维流程,牢记 “集合中的元素具有互异性”.
【知识链接】1.集合中元素的三大特性
(1)确定性:判断对象能否构成集合的依据.
(2)互异性:常用于检验解的合理性,如求解集合中元素含有参数的问题,先根据其确定性列方程,求出值后,再根据其互异性检验.
(3)无序性:常用于判断集合相等.
2.根据元素与集合以及集合间关系求参数的三大步骤
第一步:求解,根据集合中元素的确定性,解出字母的所有取值;
第二步:检验,根据集合中元素的互异性,对解出的值进行检验;
第三步:作答,此处所有符合题意的字母取值(范围).
举一反三
【变式1-1】(25-26高三上·浙江宁波六校期中)已知集合,,则( )
A.-1 B.-3或1 C.3 D.-3
【答案】D
【解析】由可得或.
① 当时,解得或,
若,则,与集合元素互异性矛盾,
若,则,此时,符合题意,故;
②当时,,由上分析可知不合题意.
故.
故选:D.
【变式1-2】(25-26高三上·山东青岛·开学考试)已知,若,则( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】由,得,
根据集合中元素的互异性可得,所以或,解得.
此时,满足题意.
故选:C
【变式1-3】(25-26高三上·湖北·阶段练习)已知实数集合,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以集合与集合中的元素完全相同,
已知,,由于在两个集合中都有,那么就有两种情况:
情况一:,
情况二:,
求解情况一:
由,可得或,
当时,集合,不满足集合中元素的互异性,所以舍去,
当时,将代入,得到,即,解得,
此时,,满足;
求解情况二:
由和,将代入中,得到,即,解得,
当时,集合,不满足集合中元素的互异性,所以舍去这种情况;
所以,,所以.
故选:A.
易错点2 集合运算中忽略空集
易错典题
【例2】(2024·全国卷)已知集合A={x∣x2−3x+2=0},B={x∣ax=1},若B⊆A,则a的取值集合是
A.{0,1,} B.{1,} C.{0, } D.{0,1}
【答案】A
【解析】解方程x2−3x+2=0,因式分解得(x−1)(x−2)=0,解得x=1或x=2,因此A={1,2}.
集合B={x∣ax=1},需分B=∅和B≠∅两种情况讨论(易错点):
不要忽视考虑B=∅这一种情况
情况 1:B=∅方程ax=1无解,此时a=0(因为当a=0时,0⋅x=1无实数解).空集是任何集合的子集,故a=0符合条件.
情况 2:B≠∅此时a≠0,方程ax=1的解为x=.因为B⊆A,所以必须是A中的元素,即=1或=2:
若=1,解得a=1;若=2,解得a=.
综上,a的取值为0、1、,因此a的取值集合为{0,1,}.
【错因分析】求解 “B⊆A” 类问题时,漏算B=∅的情况.
知识混淆:对 “子集” 概念理解不全面,忽略 “空集是任何集合的子集” 这一特殊性质,仅关注B为非空集合的情况.
概念模糊:对 “集合包含关系” 的逻辑推导不清晰,未系统分析 “B为空集” 的可能性,导致思维存在漏洞.望文生义:看到 “ax=1” 就默认方程有解,想当然认为B一定非空,未结合参数a的取值对集合B存在性的影响进行全面分析.
避错攻略
【方法总结】建立 “先判空集,再分析非空”的思维流程,牢记 “空集是任何集合的子集”.
【知识链接】1.集合与元素关系的判断方法
(1)直接法:集合中的元素是直接给出的.
(2)推理法:对于某些不便直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可.
【提醒】若集合是有限集,可将集合中的元素化简并一一列出,再与有限集内的元素进行逐个对照,确定是否存在与其相等的元素,进而判断集合与元素的关系;若集合是无限集,可将元素变形,看能否化为集合中元素的形式,也可以代入集合的约束条件,判断是否满足,若满足则属于该集合,否则不满足.
2.对于集合之间的关系常用到的结论:
(1)子集的传递性:A⊆B,B⊆C⇒A⊆C.
(2)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB.
(3)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,故当B⊆A时,应分B=⌀和B≠⌀两种情况讨论.
3.破解集合间基本关系的方法:数轴法、Venn图法.
举一反三
【变式1-1】(25-26高三上·安徽合肥·期中)已知集合,,若, 则a的值是 ( )
A.1 B. C.1或 D.或
【答案】D
【解析】由得,
又,
当时,,符合题意,
当时,,
则或,解得或,
所以a的值是或,
故选:D
【变式1-2】(24-25高三上·河北定州中学·阶段测试)设集合.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或;(2)
【解析】(1)依题意,,
由,得,则,解得或,
当时,则,满足;
当时,则,满足,
所以或.
(2)由(1)可知,,,
若,则,解得;
若,则,无解;
若,由(1)知;
若,则,无解,
所以实数的取值范围是.
易错点3 集合区间端点混淆
易错典题
【例3】(25-26高三上·河南·开学考试)已知集合.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】(1),,
因为等价于,
所以(易错点),
注意各端点值处的等号是否取得到
解得,
所以实数的取值范围为.
(2)因为等价于,
若,则(易错点),
注意此处需取等号
即时,符合题意;
若,则,无解(易错点);
列式时要考虑自身满足的条件:,同时要注意端点值是否取等号
综上,实数的取值范围为.
【错因分析】
由集合间的关系或运算求参数的值或取值范围时,容易因在区间端点处取不取等号而致错.
知识混淆:对两集合间“包含和真包含” 概念理解不全面,从而导致列式时端点值该取等号时不取等号,不能取等号时取等号.
概念模糊:对 “集合包含关系” 的逻辑推导不清晰,未系统分析 “区间端点处是否能取等号”,导致思维存在漏洞.
望文生义:分析两集合间关系时,对区间端点值想当然认为能取等号,或者想当然认为不能取等号,未结合数轴或Venn图进行全面分析.
避错攻略
【方法总结】结合数轴或Venn图,将集合表示出来,数形结合确定区间端点的取舍.
【知识链接】集合运算的常见运算性质:
1.A∩B=B∩A;A∩B⊆A;A∩B⊆B;A∩A=A;A∩=.
2. A∪B=B∪A;A⊆A∪B;B⊆A∪B;A∪A=A,A∪=A
3. A∪(∁UA)=U,A∩(∁UA)=
举一反三
【变式3-1】(25-26高三上·河南·阶段练习)设全集,已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)由,有,
又由,有
(2)由,
则①当时,由,解得;
②当时,或,
解得.
由上知,若,则实数a的取值范围为.
【变式3-2】(25-26高三上·北京·期中联考)已知全集,集合,,
(1)分别求和;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,求的取值范围.
【答案】(1),或
(2)或,
(3)
【解析】(1)由,
,
故,
或,故或
(2)由得,
当时,,则满足题意,
当时,则,解得,
综上可得或,
(3)由得,解得,
易错点4 充要条件颠倒逻辑
易错典题
【例4】(25-26高三上·浙江宁波·阶段测试)命题“,”为假命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若命题“,”为假命题,
则命题的否定“,”为真命题,
即,恒成立,
,,当,取得最大值,
所以,选项中只有是的真子集,
所以命题“,”为假命题的一个充分不必要条件为(易错点).
要注意“A是B的充分条件”和“A的充分条件是B”的区别.
故选D
【错因分析】在判断充分性和必要性时,易错的地方是颠倒逻辑,混淆充分条件与必要条件.
知识混淆:不能区分“A的条件是B”和“A是B的条件”,将两者混为一谈.
概念模糊:对 “充分性和必要性” 的概念理解不够透彻,从而导致思维存在漏洞.
望文生义:判断或者探求充分性或必要性时,受思维定势的影响,认为“A的条件是B”等价于“A是B的条件”,而未从逻辑上去分析两者的区别.
避错攻略
【方法总结】在判断充分条件、必要条件、充要条件时,要特别注意哪一个是“条件”,哪一个是“结论”,否则将犯“张冠李戴”的错误.需注意:若p是q的…,则p是条件,q是结论;若p的…条件是q,则p是结论,q是条件.
【知识链接】1掌握充分、必要条件的概念及类型
(1)如果pq,则p是q的充分条件,同时q是p的必要条件;
(2)如果pq,但q⇏p,则p是q的充分不必要条件;
(3)如果pq,且qp,则p是q的充要条件;
(4)如果qp,且p⇏q,则p是q的必要不充分条件;
(5)如果p⇏q,且q⇏p,则p是q的既不充分又不必要条件.
2.灵活运用判断充分、必要条件的方法
(1)定义法:直接利用定义进行判断;
(2)图示法:多个条件间关系的判断时,可以用用“⇔”、“⇒”、“⇐”将条件彼此相连,然后再判断它们之间的关系.
(3)利用集合间的包含关系进行判断:
设满足条件p的对象组成的集合为A,满足条件q的对象组成的集合为B, 则由集合间的包含关系易得如下图表:
记法
关系
图示
A
B
B
A
A=B
A
B
A
B
或
结论
是的充分不必要条件
p是q的必要不充分条件
p是q的充要条件
p是q的既不充分也不必要条件.
(4)举反例:要说明p是q的不充分条件,只要找到x0∈{x|p},但x0∉{x|q}即可.
举一反三
【变式4-1】(24-25高三上·青海西宁·期中)已知,,则使成立的一个充分条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用充分条件的定义,结合基本不等式、二次函数性质判断.
【解析】对于A,取,,显然有成立,但不成立,不符合题意.
对于B,由,得,所以,可推出,符合题意.
对于C,,可得,不符合题意.
对于D,由,得,因为,,所以,所以,不能推出,不符合题意.
故选:B.
【变式4-2】(25-26高三上·安徽马鞍山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.是的充要条件
B.使不等式成立的一个充分条件是
C.若“”的一个必要不充分条件是“”,则实数的取值范围是
D.若关于x的不等式在上的解集是空集,则实数的取值范围是
【答案】C
【解析】对于A,若,当时,,故由不能推出;
若,例如,,此时不成立,
故由也不能推出,
即是的既不充分也不必要条件,故A错误;
对于B,当时,则,,
所以不是不等式成立的充分条件,故B错误;
对于C,由解得,记集合,
设为集合,
若“”的一个必要不充分条件是“”,
即B是A的必要不充分条件,则是的真子集,
故需满足或,解得,
经检验,当时,是的真子集,符合题意,
故实数的取值范围是,故C正确;
对于D,关于x的不等式在上的解集是空集,
则,解得
即实数的取值范围是,故D错误.
故选:C.
【变式4-3】(25-26高三上·广东东莞·阶段练习)已知集合.
(1)是否存在实数,使得是成立的充要条件,若存在,求出实数的值,若不存在,请说明理由;
(2)若是成立的必要不充分条件,求出的取值范围.
【答案】(1)不存在,理由见解析
(2)
【解析】(1)若存在实数,使得是成立的充要条件,则.
故,无解,故不存在实数,使得是成立的充要条件.
(2)因为,所以,故,
由是成立的必要不充分条件,得真包含于,
所以且不等式组的两个等号不同时取得,解得,又,
所以的取值范围为.
易错点5 命题否定中量词与结论漏改
易错典题
【例5】(25-26高三上·河北·期中)设命题,,则的否定为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【解析】先变量词:将变为,
再否结论,将结论否定为:,
从而可得的否定为:,(易错点).
既要变量词,又要否结论,缺一不可
故选C.
【错因分析】在写出含有一个量词的命题的否定时,要注意“变量词,否结论”,常见错误是只变量词,或者只否定结论.
知识混淆:以为命题的否定只需否定结论,或者只需修改量词,错因还是相关知识掌握不够透彻.
概念模糊:未正确理解 “命题的否定”的改写方法,从而导致思维受阻.
望文生义:写命题否定时,以为仅变量词或仅否结论即可,从而造成逻辑错误.
避错攻略
【方法总结】在写出含有一个量词的命题的否定时,只需先变量词,再否定结论即可.
【知识链接】1.全称量词和存在量词
量词名称
常见量词
符号表示
全称量词
所有、每一个、任意、任何、一切等
∀
存在量词
有些、有一个、存在等
∃
2.全称量词命题与存在量词命题的否定
命题名称
符号表示
命题的否定
全称量词命题
∀x∈M,x具有性质p(x)
∃x∈M,x不具有性质p(x)
存在量词命题
∃x∈M,x具有性质p(x)
∀x∈M,x不具有性质p(x)
[微提醒] 对没有量词的命题否定时,要结合命题的含义加上量词,再改变量词.
举一反三
【变式5-1】(25-26高三上·广东梅州·期中)命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】命题“”为全称量词命题,
其否定为:.
故选:A
【变式5-2】(多选)(25-26高三上·陕西商洛·阶段练习)已知命题:平行四边形的对角线相等,,则( )
A.是存在量词命题
B.是存在量词命题
C.:有些平行四边形的对角线不相等
D.是真命题
【答案】BCD
【解析】“平行四边形的对角线相等”的意思为“所有的平行四边形的对角线都相等”,
故命题为全称量词命题,其否定为“有些平行四边形的对角线不相等”,故A错,C对;
由存在量词命题的形式可知,为存在量词命题,B对;
记,因为,,
由零点存在性定理可知,在区间内有零点,
即,D对.
故选:BCD
易错点6 由命题的真假求参时不能正确转化
易错典题
【例6】(25-26高三上·山西·阶段练习若命题,使得为假命题,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为为假命题,所以为真命题,
即当时,恒成立(易错点).
本题易错之处是不能将问题转化为不等式恒成立问题求解
因为函数图象的对称轴为,
所以当时,,所以,
即,解得或,
即实数的取值范围为.
故选:D.
【错因分析】由含有一个量词的命题的真假求参数的值或取值范围时,不能正确进行转化,从而导致错解.
知识混淆:混淆“恒成立”与“能成立”.
概念模糊:未正确理解由含有一个量词命题的真假,从而导致无法正确转化.
望文生义:审题不清,从而导致思维混乱.
避错攻略
【方法总结】1.利用全称量词命题求解参数的范围
全称量词命题的常见题型是“恒成立”问题,这是一类综合性强,且有一定难度的问题,解决这类问题时,若能分离参数,则尽量利用分离参数法求解.
2.利用存在量词命题求解参数的范围
存在量词命题的常见题型是以满足某种条件的结论“存在”“不存在”“是否存在”等语句来表述,解答此类题目,一般要先对结论作出肯定存在的假设,然后由肯定的假设出发,结合已知条件进行推理证明.若推出合理的结论,则存在性得以解决;若导致矛盾,则否定了存在性.
【知识链接】1.命题p和¬p的真假性相反,在判断命题的真假时,可先判断此命题的否定的真假.
2.判断全称量词命题和存在量词命题的否定的真假
(1)弄清命题是全称量词命题还是存在量词命题,是正确写出命题否定的关键.
(2)当命题否定的真假不易判断时,可以转化为去判断原命题的真假.当原命题为真时,命题的否定为假;当原命题为假时,命题的否定为真.
3.不等式的恒成立:
(1)若,恒成立,则;
(2)若,恒成立,则.
(3)设与的定义域的交集为D若D 恒成立则有.
(4)若对、 ,恒成立,则.
4.不等式的能成立:
(1)若,使得,则;
(2)若,使得,则.
5.存在性与任意性并存:
(1)若对,,使得,则.
(2)若对,,使得,则.
(3)若,使得,则< .
4.子集思想的应用
已知在区间上的值域为A,,在区间上值域为B,
若对,,使得=成立,则.
举一反三
【变式6-1】(25-26高三上·江苏扬州·开学考试)若“”为真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】设,
,即,在上有解,
则,由变形得,
当时,,根据有解,得.
【变式6-2】(25-26高三上·福建厦门·期中)已知函数,,若,,使得,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】依题意知.
因为在上单调递减,所以.
又在上单调递增,所以,
因此,则.
【变式6-3】(25-26高三上·陕西商洛·月考)已知p:,q:.
(1)若p为假命题,求实数a的取值范围;
(2)若p,q中有且仅有一个为真命题,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)若为真命题,
当时,不等式恒成立;
当时,有,解得,
所以为真命题的取值范围是,故为假命题的取值范围是.
(2)等价于,
又,故,即为真命题的的取值范围是,
由(1)为真命题的取值范围是,
若p,q中有且仅有一个为真命题,则真假或假真,
若真假,则,解得,
若假真,则,解得,
综上,实数的取值范围是.
1.(25-26高三上·山东聊城·期中)已知命题,,则是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解析】命题,,则是“,”,
故选:D
2.(25-26高三上·江苏连云港·期中)已知集合,,若,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解析】因为集合,,
又因为,
当即时,,不符合题意;
当即时,,符合题意;
则.
故选:C.
3.(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知集合,,,则实数a取值的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】或,解得或2,
由集合互异性知,故,
故选:C.
4.(25-26高三上·新疆·月考)已知p:,;q:,,则( )
A.p是真命题,q是真命题 B.p是真命题,是真命题
C.是真命题,q是真命题 D.是真命题,是真命题
【答案】C
【解析】对于命题p:当时,,
可知p是假命题,即是真命题;
对于命题q:当时,,
可知q是真命题,即是假命题.
故选:C.
5.(25-26高三上·广西·期中)“函数在上单调”的一个必要不充分条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】图象的对称轴为直线,若在上单调,则,
对于A,“”是“函数在上单调”的一个充要条件,故A错误;
对于B,“”是“函数在上单调”的一个必要不充分条件,故B正确;
对于C,“”是“函数在上单调”的一个充分不必要条件,故C错误;
对于D,“”是“函数在上单调”的一个既不充分也不必要条件,故D错误.
故选:B
6.(2025·新疆喀什·二模)已知集合,,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以或,
所以,
所以,
因为,所以,
所以实数的取值范围为.
故选:.
7.(2025·北京·高考真题)已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”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
【解析】若函数的值域为,则对任意,一定存在,使得,
取,则,充分性成立;
取,,则对任意,一定存在,使得,
取,则,但此时函数的值域为,必要性不成立;
所以“的值域为”是“对任意,存在,使得”的充分不必要条件.
故选:A.
8.(25-26高三上·福建福州·阶段练习),已知,若“”的充要条件是“”,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,,
由或;由,
所以在和上单调递增,在上单调递减,
则函数的极大值为,极小值为,
当,解得或,
当时,,而,没有最小值,不成立,
当时,,则,
所以的最小值为.
故选:B.
9.(多选)(24-25高三上·广东广州·阶段练习)下列说法正确的有( )
A.不等式的解集是
B.命题“,”为真命题的一个充分不必要条件是
C.命题,,则,
D.,表示同一集合
【答案】BD
【解析】对于A,由可得,故,解得,
故不等式的解集是,故A错误;
对于B,命题“,”为真命题,则,
,,则,
则是命题为真命题的一个充分不必要条件,故B正确;
对于C,命题,,则,,故C错误;
对于D,,故与表示同一集合,D正确.
故选:BD.
10.(25-26高三上·河南·阶段练习)已知集合,,则( )
A.“”是“”的充分不必要条件
B.“”是“”的必要不充分条件
C.“中只有一个元素”是“”的充要条件
D.“”是“”的既不充分也不必要条件
【答案】ABD
【解析】对于A:若,,或,
则至少含有一个元素,;
若,则不一定有,比如时,,;
因此“”是“”的充分不必要条件,A正确;
对于B:或,
若,则必有;若,则不一定有,
比如时,,不是的子集,
因此“”是“”的必要不充分条件,B正确;
对于C:若中只有一个元素,则,当,且时,,
即“中只有一个元素”不是“”的充分条件,C错误;
对于D:若,则,
此时,不是的子集;
若,则,,但
所以“”是“”的既不充分也不必要条件,D正确;
故选:ABD.
11.(25-26高三上·陕西咸阳·阶段练习)若命题“,使得”为真命题时,实数的取值集合为,则 .
【答案】
【解析】因为命题“,使得”为真命题,
所以在时有解,所以,,
因为,所以,所以,所以,
所以,
12.(20-21高三上·江苏苏州·阶段练习)已知,,若“,,使得成立”为真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】当,有,则,,使得成立,
等价于,,即,在上恒成立,
参变分离可得,,而当,,
当且仅当,即时取等号,所以.
13.(25-26高二上·湖南永州·开学考试)已知恒成立,.如果中有且仅有一个为真命题,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】若为真命题,当时,可得恒成立,满足题意,
当时,则有,解得,
综上,当为真命题时,实数满足;
若为真命题,则有,解得,
故当为真命题时,实数满足;
中有且仅有一个为真命题,
当为真命题,为假命题时,实数满足,解得;
当为假命题,为真命题时,实数满足,解得.
综上,当中有且仅有一个为真命题时,实数的取值范围是.
14.(25-26高三上·山东聊城·阶段练习)已知集合,集合,非空集合.
(1)“”是“”的充分条件,求实数b的取值构成的集合;
(2)命题p:“,都有”为真命题,求实数a的取值构成的集合.
【答案】(1);
(2).
【解析】(1)非空集合,由“”是“”的充分条件,得,
而,则或,解得或,
所以实数b的取值构成的集合为.
(2)由“,都有”为真命题,得,
而,,则或,
当时,,解得;当时,,解得,
所以实数a的取值构成的集合是.
15.(25-26高三上·江苏南通·开学考试)已知函数的定义域是D,对于,定义集合.
(1)已知函数,求;
(2)已知函数,且,求实数m的取值范围;
(3)若函数,对任意的,,且,都有,求实数a的值.
【答案】(1);(2);(3)2
【解析】(1)因为,所以,即,
,即,解得或,
所以.
(2)因为,
所以,即,即,
①当,即时,上面不等式的解集为,
因为,所以,则,即,
所以;
②当,即时,不等式的解集为,满足;
③当,即时,不等式的解集为,
不满足,不合题意.
综上,满足的实数的取值范围为.
(3)由题,对任意的,且,都有,
若,则,即由,则,
所以,结合,可知在定义域上单调递增,
即对恒成立,又(*),
即,对恒成立,
令,则,则由(*)可得,
令,,问题转化为,对恒成立,
因,
若,在上恒成立,即在上单调递增,
又时,,不满足,对恒成立;
若,令,得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以在处取得最小值,为,
因为恒成立,所以,
令,则,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
所以在处取得最大值为,
因此,不等式当且仅当时成立,此时对恒成立,
所以实数的值为2.
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专题01 集合与常用逻辑用语
目录
第一部分 易错点剖析
易错典题 避错攻略 举一反三
易错点1 忽略集合中元素的互异性
易错点2 集合运算中忽略空集
易错点3 集合区间端点混淆
易错点4 充要条件判定颠倒逻辑
易错点5 命题否定中量词与结论漏改
易错点6 由命题的真假求参时不能正确转化
第二部分 易错题闯关
易错点1 忽略集合中元素的互异性
易错典题
【例1】(25-26高三上·湖北孝感高级中学期中)已知集合,若,则实数的值为( )
A.1 B.2 C.2或 D.1或
【答案】B
【解析】若,则集合B是集合A的子集,所以或.
当时,,则,不满足集合中元素的互异性,不合题意(易错点);
求得后,容易忽视回代检验,从而致错
当时,,即,解得:或(易错点),
注意将参数值回代到集合中去,检验集合中元素的互异性
若,则,不满足集合中元素的互异性,不合题意;
若,则,符合题意.
故实数的值为2.
故选:B.
【错因分析】本题易忽略集合元素的互异性而错选C或D.
知识混淆:对 “集合” 概念理解不全面,忽略 “集合中的元素具有互异性” 这一特性,从而未将求得的值回代到集合中去检验.
概念模糊:对 “元素与集合间的关系” 的逻辑推导不清晰,未系统分析 “集合A或B中元素不满足互异性” 的可能性,导致思维存在漏洞.
望文生义:利用集合的运算求得a的值后,就想当然认为所求得的a值即为最终结果,未结合参数a的取值对集合A,B中元素是否满足互异性进行全面分析.
避错攻略
【方法总结】建立 “先求参数的值,再回代集合检验”的思维流程,牢记 “集合中的元素具有互异性”.
【知识链接】1.集合中元素的三大特性
(1)确定性:判断对象能否构成集合的依据.
(2)互异性:常用于检验解的合理性,如求解集合中元素含有参数的问题,先根据其确定性列方程,求出值后,再根据其互异性检验.
(3)无序性:常用于判断集合相等.
2.根据元素与集合以及集合间关系求参数的三大步骤
第一步:求解,根据集合中元素的确定性,解出字母的所有取值;
第二步:检验,根据集合中元素的互异性,对解出的值进行检验;
第三步:作答,此处所有符合题意的字母取值(范围).
举一反三
【变式1-1】(25-26高三上·浙江宁波六校期中)已知集合,,则( )
A.-1 B.-3或1 C.3 D.-3
【变式1-2】(25-26高三上·山东青岛·开学考试)已知,若,则( )
A. B.1 C.2 D.3
【变式1-3】(25-26高三上·湖北·阶段练习)已知实数集合,,若,则( )
A. B. C. D.
易错点2 集合运算中忽略空集
易错典题
【例2】(2024·全国卷)已知集合A={x∣x2−3x+2=0},B={x∣ax=1},若B⊆A,则a的取值集合是
A.{0,1,} B.{1,} C.{0, } D.{0,1}
【答案】A
【解析】解方程x2−3x+2=0,因式分解得(x−1)(x−2)=0,解得x=1或x=2,因此A={1,2}.
集合B={x∣ax=1},需分B=∅和B≠∅两种情况讨论(易错点):
不要忽视考虑B=∅这一种情况
情况 1:B=∅方程ax=1无解,此时a=0(因为当a=0时,0⋅x=1无实数解).空集是任何集合的子集,故a=0符合条件.
情况 2:B≠∅此时a≠0,方程ax=1的解为x=.因为B⊆A,所以必须是A中的元素,即=1或=2:
若=1,解得a=1;若=2,解得a=.
综上,a的取值为0、1、,因此a的取值集合为{0,1,}.
【错因分析】求解 “B⊆A” 类问题时,漏算B=∅的情况.
知识混淆:对 “子集” 概念理解不全面,忽略 “空集是任何集合的子集” 这一特殊性质,仅关注B为非空集合的情况.
概念模糊:对 “集合包含关系” 的逻辑推导不清晰,未系统分析 “B为空集” 的可能性,导致思维存在漏洞.望文生义:看到 “ax=1” 就默认方程有解,想当然认为B一定非空,未结合参数a的取值对集合B存在性的影响进行全面分析.
避错攻略
【方法总结】建立 “先判空集,再分析非空”的思维流程,牢记 “空集是任何集合的子集”.
【知识链接】1.集合与元素关系的判断方法
(1)直接法:集合中的元素是直接给出的.
(2)推理法:对于某些不便直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可.
【提醒】若集合是有限集,可将集合中的元素化简并一一列出,再与有限集内的元素进行逐个对照,确定是否存在与其相等的元素,进而判断集合与元素的关系;若集合是无限集,可将元素变形,看能否化为集合中元素的形式,也可以代入集合的约束条件,判断是否满足,若满足则属于该集合,否则不满足.
2.对于集合之间的关系常用到的结论:
(1)子集的传递性:A⊆B,B⊆C⇒A⊆C.
(2)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB.
(3)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,故当B⊆A时,应分B=⌀和B≠⌀两种情况讨论.
3.破解集合间基本关系的方法:数轴法、Venn图法.
举一反三
【变式1-1】(25-26高三上·安徽合肥·期中)已知集合,,若, 则a的值是 ( )
A.1 B. C.1或 D.或
【变式1-2】(24-25高三上·河北定州中学·阶段测试)设集合.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
易错点3 集合区间端点混淆
易错典题
【例3】(25-26高三上·河南·开学考试)已知集合.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】(1),,
因为等价于,
所以(易错点),
注意各端点值处的等号是否取得到
解得,
所以实数的取值范围为.
(2)因为等价于,
若,则(易错点),
注意此处需取等号
即时,符合题意;
若,则,无解(易错点);
列式时要考虑自身满足的条件:,同时要注意端点值是否取等号
综上,实数的取值范围为.
【错因分析】
由集合间的关系或运算求参数的值或取值范围时,容易因在区间端点处取不取等号而致错.
知识混淆:对两集合间“包含和真包含” 概念理解不全面,从而导致列式时端点值该取等号时不取等号,不能取等号时取等号.
概念模糊:对 “集合包含关系” 的逻辑推导不清晰,未系统分析 “区间端点处是否能取等号”,导致思维存在漏洞.
望文生义:分析两集合间关系时,对区间端点值想当然认为能取等号,或者想当然认为不能取等号,未结合数轴或Venn图进行全面分析.
避错攻略
【方法总结】结合数轴或Venn图,将集合表示出来,数形结合确定区间端点的取舍.
【知识链接】集合运算的常见运算性质:
1.A∩B=B∩A;A∩B⊆A;A∩B⊆B;A∩A=A;A∩=.
2. A∪B=B∪A;A⊆A∪B;B⊆A∪B;A∪A=A,A∪=A
3. A∪(∁UA)=U,A∩(∁UA)=
举一反三
【变式3-1】(25-26高三上·河南·阶段练习)设全集,已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数a的取值范围.
【变式3-2】(25-26高三上·北京·期中联考)已知全集,集合,,
(1)分别求和;
(2)若,求的取值范围;
(3)若,求的取值范围.
易错点4 充要条件颠倒逻辑
易错典题
【例4】(25-26高三上·浙江宁波·阶段测试)命题“,”为假命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若命题“,”为假命题,
则命题的否定“,”为真命题,
即,恒成立,
,,当,取得最大值,
所以,选项中只有是的真子集,
所以命题“,”为假命题的一个充分不必要条件为(易错点).
要注意“A是B的充分条件”和“A的充分条件是B”的区别.
故选D
【错因分析】在判断充分性和必要性时,易错的地方是颠倒逻辑,混淆充分条件与必要条件.
知识混淆:不能区分“A的条件是B”和“A是B的条件”,将两者混为一谈.
概念模糊:对 “充分性和必要性” 的概念理解不够透彻,从而导致思维存在漏洞.
望文生义:判断或者探求充分性或必要性时,受思维定势的影响,认为“A的条件是B”等价于“A是B的条件”,而未从逻辑上去分析两者的区别.
避错攻略
【方法总结】在判断充分条件、必要条件、充要条件时,要特别注意哪一个是“条件”,哪一个是“结论”,否则将犯“张冠李戴”的错误.需注意:若p是q的…,则p是条件,q是结论;若p的…条件是q,则p是结论,q是条件.
【知识链接】1掌握充分、必要条件的概念及类型
(1)如果pq,则p是q的充分条件,同时q是p的必要条件;
(2)如果pq,但q⇏p,则p是q的充分不必要条件;
(3)如果pq,且qp,则p是q的充要条件;
(4)如果qp,且p⇏q,则p是q的必要不充分条件;
(5)如果p⇏q,且q⇏p,则p是q的既不充分又不必要条件.
2.灵活运用判断充分、必要条件的方法
(1)定义法:直接利用定义进行判断;
(2)图示法:多个条件间关系的判断时,可以用用“⇔”、“⇒”、“⇐”将条件彼此相连,然后再判断它们之间的关系.
(3)利用集合间的包含关系进行判断:
设满足条件p的对象组成的集合为A,满足条件q的对象组成的集合为B, 则由集合间的包含关系易得如下图表:
记法
关系
图示
A
B
B
A
A=B
A
B
A
B
或
结论
是的充分不必要条件
p是q的必要不充分条件
p是q的充要条件
p是q的既不充分也不必要条件.
(4)举反例:要说明p是q的不充分条件,只要找到x0∈{x|p},但x0∉{x|q}即可.
举一反三
【变式4-1】(24-25高三上·青海西宁·期中)已知,,则使成立的一个充分条件是( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(25-26高三上·安徽马鞍山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.是的充要条件
B.使不等式成立的一个充分条件是
C.若“”的一个必要不充分条件是“”,则实数的取值范围是
D.若关于x的不等式在上的解集是空集,则实数的取值范围是
【变式4-3】(25-26高三上·广东东莞·阶段练习)已知集合.
(1)是否存在实数,使得是成立的充要条件,若存在,求出实数的值,若不存在,请说明理由;
(2)若是成立的必要不充分条件,求出的取值范围.
易错点5 命题否定中量词与结论漏改
易错典题
【例5】(25-26高三上·河北·期中)设命题,,则的否定为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【解析】先变量词:将变为,
再否结论,将结论否定为:,
从而可得的否定为:,(易错点).
既要变量词,又要否结论,缺一不可
故选C.
【错因分析】在写出含有一个量词的命题的否定时,要注意“变量词,否结论”,常见错误是只变量词,或者只否定结论.
知识混淆:以为命题的否定只需否定结论,或者只需修改量词,错因还是相关知识掌握不够透彻.
概念模糊:未正确理解 “命题的否定”的改写方法,从而导致思维受阻.
望文生义:写命题否定时,以为仅变量词或仅否结论即可,从而造成逻辑错误.
避错攻略
【方法总结】在写出含有一个量词的命题的否定时,只需先变量词,再否定结论即可.
【知识链接】1.全称量词和存在量词
量词名称
常见量词
符号表示
全称量词
所有、每一个、任意、任何、一切等
∀
存在量词
有些、有一个、存在等
∃
2.全称量词命题与存在量词命题的否定
命题名称
符号表示
命题的否定
全称量词命题
∀x∈M,x具有性质p(x)
∃x∈M,x不具有性质p(x)
存在量词命题
∃x∈M,x具有性质p(x)
∀x∈M,x不具有性质p(x)
[微提醒] 对没有量词的命题否定时,要结合命题的含义加上量词,再改变量词.
举一反三
【变式5-1】(25-26高三上·广东梅州·期中)命题“”的否定是( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(多选)(25-26高三上·陕西商洛·阶段练习)已知命题:平行四边形的对角线相等,,则( )
A.是存在量词命题
B.是存在量词命题
C.:有些平行四边形的对角线不相等
D.是真命题
易错点6 由命题的真假求参时不能正确转化
易错典题
【例6】(25-26高三上·山西·阶段练习若命题,使得为假命题,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为为假命题,所以为真命题,
即当时,恒成立(易错点).
本题易错之处是不能将问题转化为不等式恒成立问题求解
因为函数图象的对称轴为,
所以当时,,所以,
即,解得或,
即实数的取值范围为.
故选:D.
【错因分析】由含有一个量词的命题的真假求参数的值或取值范围时,不能正确进行转化,从而导致错解.
知识混淆:混淆“恒成立”与“能成立”.
概念模糊:未正确理解由含有一个量词命题的真假,从而导致无法正确转化.
望文生义:审题不清,从而导致思维混乱.
避错攻略
【方法总结】1.利用全称量词命题求解参数的范围
全称量词命题的常见题型是“恒成立”问题,这是一类综合性强,且有一定难度的问题,解决这类问题时,若能分离参数,则尽量利用分离参数法求解.
2.利用存在量词命题求解参数的范围
存在量词命题的常见题型是以满足某种条件的结论“存在”“不存在”“是否存在”等语句来表述,解答此类题目,一般要先对结论作出肯定存在的假设,然后由肯定的假设出发,结合已知条件进行推理证明.若推出合理的结论,则存在性得以解决;若导致矛盾,则否定了存在性.
【知识链接】1.命题p和¬p的真假性相反,在判断命题的真假时,可先判断此命题的否定的真假.
2.判断全称量词命题和存在量词命题的否定的真假
(1)弄清命题是全称量词命题还是存在量词命题,是正确写出命题否定的关键.
(2)当命题否定的真假不易判断时,可以转化为去判断原命题的真假.当原命题为真时,命题的否定为假;当原命题为假时,命题的否定为真.
3.不等式的恒成立:
(1)若,恒成立,则;
(2)若,恒成立,则.
(3)设与的定义域的交集为D若D 恒成立则有.
(4)若对、 ,恒成立,则.
4.不等式的能成立:
(1)若,使得,则;
(2)若,使得,则.
5.存在性与任意性并存:
(1)若对,,使得,则.
(2)若对,,使得,则.
(3)若,使得,则< .
4.子集思想的应用
已知在区间上的值域为A,,在区间上值域为B,
若对,,使得=成立,则.
举一反三
【变式6-1】(25-26高三上·江苏扬州·开学考试)若“”为真命题,则实数的取值范围是 .
【变式6-2】(25-26高三上·福建厦门·期中)已知函数,,若,,使得,则实数的取值范围是 .
【变式6-3】(25-26高三上·陕西商洛·月考)已知p:,q:.
(1)若p为假命题,求实数a的取值范围;
(2)若p,q中有且仅有一个为真命题,求实数a的取值范围.
1.(25-26高三上·山东聊城·期中)已知命题,,则是( )
A., B.,
C., D.,
2.(25-26高三上·江苏连云港·期中)已知集合,,若,则( )
A.1 B. C. D.
3.(25-26高三上·重庆·阶段练习)已知集合,,,则实数a取值的集合为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·新疆·月考)已知p:,;q:,,则( )
A.p是真命题,q是真命题 B.p是真命题,是真命题
C.是真命题,q是真命题 D.是真命题,是真命题
5.(25-26高三上·广西·期中)“函数在上单调”的一个必要不充分条件可以是( )
A. B. C. D.
6.(2025·新疆喀什·二模)已知集合,,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.(2025·北京·高考真题)已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”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
8.(25-26高三上·福建福州·阶段练习),已知,若“”的充要条件是“”,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
9.(多选)(24-25高三上·广东广州·阶段练习)下列说法正确的有( )
A.不等式的解集是
B.命题“,”为真命题的一个充分不必要条件是
C.命题,,则,
D.,表示同一集合
10.(25-26高三上·河南·阶段练习)已知集合,,则( )
A.“”是“”的充分不必要条件
B.“”是“”的必要不充分条件
C.“中只有一个元素”是“”的充要条件
D.“”是“”的既不充分也不必要条件
11.(25-26高三上·陕西咸阳·阶段练习)若命题“,使得”为真命题时,实数的取值集合为,则 .
12.(20-21高三上·江苏苏州·阶段练习)已知,,若“,,使得成立”为真命题,则实数的取值范围是 .
13.(25-26高二上·湖南永州·开学考试)已知恒成立,.如果中有且仅有一个为真命题,则实数的取值范围为 .
14.(25-26高三上·山东聊城·阶段练习)已知集合,集合,非空集合.
(1)“”是“”的充分条件,求实数b的取值构成的集合;
(2)命题p:“,都有”为真命题,求实数a的取值构成的集合.
15.(25-26高三上·江苏南通·开学考试)已知函数的定义域是D,对于,定义集合.
(1)已知函数,求;
(2)已知函数,且,求实数m的取值范围;
(3)若函数,对任意的,,且,都有,求实数a的值.
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