内容正文:
专题01 集合、常用逻辑用语、复数目录
第一部分 题型破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
【选填题破译】
题型01 元素与集合的关系
题型02 集合的包含关系求参数
题型03集合的混合运算
题型04 集合中的创新问题
题型05 充分条件、必要条件
题型06 全称量词命题、存在量词命题
题型07 复数
【解答题破译】
题型01集合的新定义
第二部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
题型01 元素与集合的关系
【例1-1】设,A是M的子集,且满足条件:当时,,则A中元素个数的最大值为( )
A.1862 B.1866 C.1868 D.1870
【例1-2】定义,已知,则集合中所有元素乘积为 .
求集合交、并、补集的2种方法:
(1)定义法:若是用列举法表示的数集,可以根据交、并、补集的定义直接观察或用图表示出集合运算的结果.
(2)数形结合法:若是用描述法表示的数集,可借助数轴分析写出结果,此时要注意当端点不在集合中时,应用“空心点”表示.
【变式1-1】(2026高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,集合,集合,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(25-26高三上·江苏常州·期中)已知集合是质数,,则( )
A. B.{2} C.{3} D.
【变式1-3】(2025·全国·模拟预测)已知集合满足,且当时,,则中元素的个数至多为 .
题型02 集合的包含关系求参数
【例2-1】(2026高三·全国·专题练习)已知集合,若,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【例2-2】(25-26高三上·上海·期中)已知集合,,若,则满足条件的集合个数为( )
A.408 B.409 C.410 D.411
根据两集合的关系求参数的方法
已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对含参数的集合是否为空集进行分类讨论,做到不漏解.
①若集合中的元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性.
②若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为方程(组)或不等式(组)求解,此时注意检验端点值能否取到
【变式2-1】已知集合,,若, 则a的值是 ( )
A.1 B. C.1或 D.或
【变式2-2】(2025高三上·湖北·专题练习)已知集合 ,.若 则实数的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
【变式2-3】(25-26高三上·湖南邵阳·期中)已知函数(),若非空集合,且,则下列说法中正确的是( )
A.n的取值与m有关 B.n为定值
C. D.
题型03集合的混合运算
【例3-1】(25-26高三上·河北衡水·月考)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【例3-2】(25-26高三上·上海徐汇·期中)已知集合,,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
集合的运算求参数的方法
(1)与不等式有关的集合,一般利用数轴解决,要注意端点值的取舍.
(2)若集合中的元素能一一列举,则一般先用观察法得到集合中元素之间的关系,再列方程(组)求解.
[注意] 在求出参数后,注意结果的验证(满足集合中元素的互异性).
【变式3-1】(25-26高三上·北京·月考)已知集合.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(25-26高三上·河北·期中)(多选)已知全集,集合,若,,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3-3】设全集,,,若,则实数a的所有取值构成的集合为 ;
题型04 集合中的创新问题
【例4-1】设集合,那么集合中满足条件“”的元素个数为( )
A.15 B.35 C.40 D.45
【例4-2】不等式的解集为N,不等式的解集为M,则解集M与N的关系是( )
A. B. C. D.
解决以集合为背景的新定义问题的关键点
(1)准确转化:解决新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,紧扣题目所给定义,结合题目的要求进行恰当转化,切忌同已有概念或定义相混淆.
(2)方法选取:对于新定义问题,可恰当选用特例法、筛选法、一般逻辑推理等方法,并结合集合的相关性质求解.
【变式4-1】(25-26高三上·山东临沂·期中)置换是抽象代数的一种基本变换,对于有序数组,有序数组,定义“间距置换”:,,.已知有序数组,经过一次“间距置换”后得到新的有序数组,且中所有数之和为2026,则( )
A.1004 B.1007 C.1010 D.1013
【变式4-2】(25-26高三上·上海·期中)已知集合,非空集合,且满足: 对任意,均存在 ,使. 记符合要求的的个数为. 则对于正整数, .
【变式4-3】若集合满足 ,则称为集合的一个分拆,并规定:当且仅当时,与为同一种分拆,则集合的不同分拆种数为( )
A. B. C. D.
题型05 充分条件、必要条件
【例5-1】(2025·辽宁丹东·模拟预测)已知向量,,则( )
A.“”是“”的必要条件 B.“”是“”的必要条件
C.“”是“”的充分条件 D.“”是“”的充分条件
【例5-2】(2026高三·全国·专题练习)已知,,若是的必要不充分条件,则实数的取值范围是 .
充分条件、必要条件的应用一般表现在参数问题的求解上
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验,尤其是利用两个集合之间的关系求解参数的取值范围时,不等式是否能够取等号决定端点值的取舍,处理不当容易漏解或增解.
【变式5-1】(25-26高三上·河北沧州·期中)已知为虚数单位,则“”是“”为纯虚数的( )
A.必要不充分条件 B.充要条件
C.充分不必要条件 D.既不充分又不必要条件
【变式5-2】(25-26高三上·江苏南通·期中)设函数的定义域为R,对于任意的,,且,则“”是“是增函数”的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【变式5-3】(2026高三·全国·专题练习)已知为两个随机事件,,则“相互独立”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
题型06 全称量词命题、存在量词命题
【例6-1】若“”是假命题,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例6-2】(2025高三上·湖北黄冈·专题练习)若“,”为假命题,则的取值范围为 .
根据命题的真假求参数的值(范围)的思路
与全称量词命题或存在量词命题真假有关的参数的取值范围问题,本质是恒成立问题或有解问题.解决此类问题时,可以直接求解,也可以利用等价命题将条件合理转化,得到关于参数的方程(组)或不等式(组),再通过解方程(组)或不等式(组)求出参数的值或范围.
【变式6-1】(2025·安徽·模拟预测)若“恒成立”为真命题,则实数的取值范围是 .
【变式6-2】若命题“,使”为真命题,实数的取值范围为 .
【变式6-3】命题,命题若命题、一真一假,则实数的取值范围为 .
题型07 复数
【例7-1】(25-26高三上·江苏南通·期中)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【例7-2】(2026高三·全国·专题练习)已知为虚数单位,且,则的最大值是 .
复数代数形式运算的策略
【变式7-1】(2025·甘肃武威·模拟预测)(多选)已知复数,,其中,则( )
A.存在,使得 B.存在,使得
C.存在,使得 D.存在,使得
【变式7-2】(25-26高三上·安徽·期中)(多选)设,均为非零复数,下列命题中正确的有( )
A.
B.
C.若,则
D.若,则
【变式7-3】(2025·河南·模拟预测)(多选)在复平面内,复数对应的点为,向量绕原点逆时针旋转至处,若旋转角为,则( )
A.的坐标为
B.当时,
C.当时,以为圆心,为半径的圆中劣弧的长为
D.的坐标为
题型01集合的新定义问题
【例1-1】(25-26高三上·山东淄博·期中)已知一元二次不等式对一切实数x都成立,设满足条件的的取值集合为.
(1)求集合;
(2)对于两非空集合,定义:,若,求.
【例1-2】(25-26高三上·山东·月考)已知有限实数集,定义集合.
(1)若集合,求集合;
(2)是否存在有限实数集,使得,说明理由;
(3)若集合中有个元素,求集合中元素个数的最大值.
【变式1-1】(25-26高一上·湖北武汉·月考)已知实数集,定义.
(1)若,求;
(2)若均为正数,,求的元素个数的取值范围;
(3)若,求集合.
【变式1-2】(25-26高三上·北京通州·期中)设有序数阵,集合,(其中).若满足:① ;②,则称 为集合的覆盖数阵.
(1)若为的覆盖数阵,求的值;
(2)当时,写出所有的的取值,使得为的覆盖数阵.
(3)设有序数阵的个数为,若为的覆盖数阵,求证:.
【变式1-3】对于实数集中的两个非空有限子集和,定义和集.记符号表示集合中的元素个数.当时,设是集合中按从小到大排列的所有元素,记集合.
(1)已知集合,若,求集合,并求出的值
(2)已知,记集合或.
(i)当时,证明的充要条件是;
(ii)若,求的所有可能取值.
一、单选题
1.(25-26高三上·江苏盐城·月考)已知命题,,则( )
A.,,且是真命题
B.,,且是真命题
C.,,且是假命题
D.,,且是假命题
2.(25-26高三上·广西南宁·月考)若一系列函数的解析式和值域相同,但其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那么函数解析式为,值域为的“同族函数”包含的函数个数为( )
A.3 B.6 C.9 D.27
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)函数在上单调递增的必要不充分条件为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·河北·期中)已知,均为整数,且,,则集合的真子集的个数为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·上海·期中)有下面三个命题:
命题1:若是周期函数,则是周期函数;
命题2:已知定义在上的函数,若对任意的,均有,则函数为偶函数;
命题3:已知定义在上的偶函数在上严格增,则存在函数在上严格减.
则真命题有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
二、多选题
6.(25-26高三上·河南·期中)设为任意的两个非空数集,定义集合且为的笛卡尔积,记为的任何子集都称为到的关系,特别地,当时,称为上的关系.在平面上用实心圆点分别标出中元素的点(称为结点),如果,那么用实心圆点标出中元素的点即可.若,则自结点至结点作一条有向边,箭头指向,若,则结点到没有有向边连接,采用这种方法连接起来的图称为的关系图.若均为到的关系,则定义存在满足,且.设集合,现给出如下5个上的关系,的关系图,其中,则( )
A.
B.共有512个子集
C.
D.
三、填空题
7.对于,命题“”为真命题的充要条件是 .
8.定义,已知,则集合中所有元素乘积为 .
9.(2026高三·全国·专题练习)1=12
1+3=22
1+3+5=32
1+3+5+7=42
1+3+5+7+9=52
……
根据以上事实写出含有量词的全称量词命题为
10.已知为个互不相等的正整数,满足,,若集合有个元素,则的最大值为 ..
四、解答题
11.(25-26高一上·北京·月考)已知集合为非空数集,定义:(实数可以相同).
(1)若集合,直接写出集合;
(2)若集合,且,求证:;
(3)若集合,记为集合中的元素个数,求的最大值.
12.已知区间和区间,我们把含有的代数式记作“”.现有如下定义:
定义1:若,使得,则称“”是“任意存在型”代数式;
定义2:若,使得,则称“”是“存在任意型”代数式.
(1)写出命题“,使得”的否定形式,并判断命题的真假;(直接写出结果即可,不用说明理由)
(2)若,使得,求实数的最小值;
(3)已知区间,代数式,请判断“”是“任意存在型”代数式?还是“存在任意型”代数式,并说明理由.
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专题01 集合、常用逻辑用语、复数目录
第一部分 题型破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
【选填题破译】
题型01 元素与集合的关系
题型02 集合的包含关系求参数
题型03集合的混合运算
题型04 集合中的创新问题
题型05 充分条件、必要条件
题型06 全称量词命题、存在量词命题
题型07 复数
【解答题破译】
题型01集合的新定义
第二部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
题型01 元素与集合的关系
【例1-1】设,A是M的子集,且满足条件:当时,,则A中元素个数的最大值为( )
A.1862 B.1866 C.1868 D.1870
【答案】D
【分析】易知与只能有一个是集合的元素,根据、可得集合中的元素最多时有个.
【详解】由题意知,,
由,知当集合中的元素最多时,
,共个;
又,所以当集合中的元素最多时,
,共8个,
综上,集合中的元素最多为个.
故选:D
【例1-2】定义,已知,则集合中所有元素乘积为 .
【答案】
【分析】根据定义得到,所以所有元素乘积为.
【详解】因为,所以,
又,所以,
所以集合中所有元素乘积为,
故答案为:
求集合交、并、补集的2种方法:
(1)定义法:若是用列举法表示的数集,可以根据交、并、补集的定义直接观察或用图表示出集合运算的结果.
(2)数形结合法:若是用描述法表示的数集,可借助数轴分析写出结果,此时要注意当端点不在集合中时,应用“空心点”表示.
【变式1-1】(2026高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,集合,集合,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求出集合中方程组的解集,然后根据集合之间的关系进行判断即可.
【详解】因为集合,集合,
因为是元素与集合之间的关系,而均为点集,所以A错误;
因为集合包含,所以B正确,C,D错误.
故选:B.
【变式1-2】(25-26高三上·江苏常州·期中)已知集合是质数,,则( )
A. B.{2} C.{3} D.
【答案】C
【分析】通过解不等式先求出集合,变形,分析出要使是质数,而必须是2的正因数,将和分别代入验证,即可求出集合,再求即可得解.
【详解】由,解得,故.
因为,
要使是质数,必须是整数,而必须是2的正因数.
因为2的正因数有1和2,
所以当时,,此时,4不是质数,不符合要求,舍去;
所以当时,,此时,3是质数,符合要求,故.
所以.
故选:C
【变式1-3】(2025·全国·模拟预测)已知集合满足,且当时,,则中元素的个数至多为 .
【答案】1947
【分析】根据集合中元素的关系,得出所有元素的取值可能,得出相应的元素个数.
【详解】易知,与不能同在中,其中,,,,
又,所以中元素的个数不大于;
另一方面,设,,
取,此时中恰有1947个元素,满足要求.
故答案为:1947
题型02 集合的包含关系求参数
【例2-1】(2026高三·全国·专题练习)已知集合,若,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据,可得,再分和两种情况讨论即可.
【详解】因为,所以,
当时,则,所以,得,
此时;
当时,则,所以,所以,所以,则,
此时,
综上所述,实数的取值集合为.
故选:B.
【例2-2】(25-26高三上·上海·期中)已知集合,,若,则满足条件的集合个数为( )
A.408 B.409 C.410 D.411
【答案】C
【分析】由题意得除以3的余数相同,按照除以3所得余数进行分类讨论,结合组合数求解即可.
【详解】,且
能被3整除, ∴除以3的余数相同,
集合的元素中,
能被3整除的整数有,
被3除余1的整数有,
被3除余2的整数有,
当都被3整除时,则从被3整除的5个数中选取3个,
或可从被3整除的5个数中选取2个,从其余11个数中选择,
∴的个数为,
当被3除余1时,则从被3除余1的6个数中选取3个,
或可从被3除余1的6个数中选取2个,从其余10个数中选择,
∴的个数为,
当被3除余2时,则从被3除余2的5个数中选取3个,或可从被3除余2的5个数中选取2个,从其余11个数中选择,
∴的个数为,
∴满足条件的集合共有个.
故选:C.
根据两集合的关系求参数的方法
已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对含参数的集合是否为空集进行分类讨论,做到不漏解.
①若集合中的元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性.
②若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为方程(组)或不等式(组)求解,此时注意检验端点值能否取到
【变式2-1】已知集合,,若, 则a的值是 ( )
A.1 B. C.1或 D.或
【答案】D
【分析】由和分类讨论即可求解.
【详解】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2-2】(2025高三上·湖北·专题练习)已知集合 ,.若 则实数的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【分析】首先确定集合的补集,然后根据求出的范围.
【详解】因为集合,
所以.
因为集合,,
当不为空集时,
所以,解得.
当为空集时,,解得.
综上,的取值范围为.
故选:A
【变式2-3】(25-26高三上·湖南邵阳·期中)已知函数(),若非空集合,且,则下列说法中正确的是( )
A.n的取值与m有关 B.n为定值
C. D.
【答案】B
【分析】先通过换元将集合转化为关于的不等式,再利用建立方程和不等式,解得的值和的范围,最后判断各项正误.
【详解】令
则不等式化为,
设的解集为,
即,,
即,
所以,
又,且,
所以,且,
故,且,
则,
解得,
故错误,正确;
故,
因为集合非空,
则有解,
则,
解得或;
因为是方程的两个根,
即是方程的两根,
则,
故,
解得,
故,
故错误,错误.
故选:
题型03集合的混合运算
【例3-1】(25-26高三上·河北衡水·月考)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用指数、对数不等式求解出集合,,再利用交集的定义求解即可.
【详解】,所以,
故选:C.
【例3-2】(25-26高三上·上海徐汇·期中)已知集合,,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】解分式不等式得到集合,从而得到.讨论集合是否为空集,得到不等式(组)解得的取值范围.
【详解】令,则,所以或,
即或,可得,
而,分如下情况讨论,
①,即,则,
②,则,则,
∴,即.
故选:A.
集合的运算求参数的方法
(1)与不等式有关的集合,一般利用数轴解决,要注意端点值的取舍.
(2)若集合中的元素能一一列举,则一般先用观察法得到集合中元素之间的关系,再列方程(组)求解.
[注意] 在求出参数后,注意结果的验证(满足集合中元素的互异性).
【变式3-1】(25-26高三上·北京·月考)已知集合.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据得到,再根据得到的取值范围.
【详解】由可得,,则,
故选:A.
【变式3-2】(25-26高三上·河北·期中)(多选)已知全集,集合,若,,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【分析】利用集合的运算法则求得集合,再验证各个选项.
【详解】利用集合的运算法则得:
,
.
对于 A: ,故正确;
对于 B: ,故错误;
对于 C: ,故正确;
对于 D: ,故错误.
故选:AC
【变式3-3】设全集,,,若,则实数a的所有取值构成的集合为 ;
【答案】
【分析】先求出,分和两种情况,得到相应的方程,求出答案.
【详解】由题意得,解得,又,故,
,若,满足,此时,即;
若,也满足,此时,解得;
故实数a的所有取值构成的集合为.
故答案为:
题型04 集合中的创新问题
【例4-1】设集合,那么集合中满足条件“”的元素个数为( )
A.15 B.35 C.40 D.45
【答案】D
【分析】设中,有个,个,则可得,再分、及进行讨论即可得.
【详解】设中,有个,个,则有个,
则需,解得,
则当时,,共有种情况;
则当时,,共有种情况;
则当时,,共有种情况;
故共有种情况,
即集合中满足条件“”的元素个数为.
故选:D.
【例4-2】不等式的解集为N,不等式的解集为M,则解集M与N的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意及绝对值的三角不等式知,即可得间的关系.
【详解】由于不等式的解集为N,不等式的解集为M,
由绝对值三角不等式知:,
所以.
故选:B
解决以集合为背景的新定义问题的关键点
(1)准确转化:解决新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,紧扣题目所给定义,结合题目的要求进行恰当转化,切忌同已有概念或定义相混淆.
(2)方法选取:对于新定义问题,可恰当选用特例法、筛选法、一般逻辑推理等方法,并结合集合的相关性质求解.
【变式4-1】(25-26高三上·山东临沂·期中)置换是抽象代数的一种基本变换,对于有序数组,有序数组,定义“间距置换”:,,.已知有序数组,经过一次“间距置换”后得到新的有序数组,且中所有数之和为2026,则( )
A.1004 B.1007 C.1010 D.1013
【答案】C
【分析】本题通过分析数组元素的大小关系,结合绝对值的运算求解参数.
【详解】由“间距置换”定义,得,,.
由,得.
因且,故或.
若,则,,,
于是,
得,即,故.
若,同理可得.
综上所述,的值为.
故选:C.
【变式4-2】(25-26高三上·上海·期中)已知集合,非空集合,且满足: 对任意,均存在 ,使. 记符合要求的的个数为. 则对于正整数, .
【答案】
【分析】根据条件,分析可得当时,满足要求的元素个数,可得的个数,根据组合数的性质,即可求得答案.
【详解】因为,所以P中元素是中满足且的元素,
对于,则,
所以满足要求的元素有,共有个元素,
所以在不考虑顺序的情况下,共有对,
故.
故答案为:
【变式4-3】若集合满足 ,则称为集合的一个分拆,并规定:当且仅当时,与为同一种分拆,则集合的不同分拆种数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】按照分类列举出所有的分拆,即得答案.
【详解】若,则 ;
若 则 或 ;
若,则或 ;
若,则或 ;
若,则 或 或 或 ;
若,则 或 或 或 ;
若,则 或 或 或 ;
若则 或 或 或 或 ,或或 或 ;
所以集合的不同分拆种数为27.
故选:D
题型05 充分条件、必要条件
【例5-1】(2025·辽宁丹东·模拟预测)已知向量,,则( )
A.“”是“”的必要条件 B.“”是“”的必要条件
C.“”是“”的充分条件 D.“”是“”的充分条件
【答案】C
【分析】结合向量垂直和平行的条件,对各选项中的命题进行充分性或必要性判断.
【详解】若,则,解得或,
但由推不出,是的充分条件,故A错误;
同理但由推不出,是的充分条件,故C正确;
若,则,解得或,
即等价于或,与无关,
“”不是“”的必要条件,故B错误;
当时,,由,故得不出,
“”不是“”的充分条件,故D错误.
故选:C.
【例5-2】(2026高三·全国·专题练习)已知,,若是的必要不充分条件,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求出,,由题设可得,,进而得到是的真子集,根据包含关系求解即可.
【详解】由,则,
由,则,即,
因为是的必要不充分条件,所以,,
则是的真子集,
则,等号不能同时成立,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
充分条件、必要条件的应用一般表现在参数问题的求解上
(1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.
(2)要注意区间端点值的检验,尤其是利用两个集合之间的关系求解参数的取值范围时,不等式是否能够取等号决定端点值的取舍,处理不当容易漏解或增解.
【变式5-1】(25-26高三上·河北沧州·期中)已知为虚数单位,则“”是“”为纯虚数的( )
A.必要不充分条件 B.充要条件
C.充分不必要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【分析】利用复数的除法运算先求,利用纯虚数得,进而求解.
【详解】由为纯虚数,
得,即,
所以“”是“”为纯虚数的必要不充分条件,
故选:A.
【变式5-2】(25-26高三上·江苏南通·期中)设函数的定义域为R,对于任意的,,且,则“”是“是增函数”的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据充分条件,必要条件的定义,结合函数单调性的定义,即可判断选项.
【详解】若,则,则当时,,所以单调递增,
反过来,若函数单调递增,则当时,,即,但不能推出,
所以“”是“是增函数”的充分不必要条件.
故选:B
【变式5-3】(2026高三·全国·专题练习)已知为两个随机事件,,则“相互独立”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】要判断“相互独立”与“”的条件关系,需从充分性和必要性两方面,利用条件概率公式及事件独立性定义进行推导即可.
【详解】由题意,,,
若相互独立,则相互独立,相互独立,
所以,,
所以,故充分性成立;
若,即,
则,
即,故,
即相互独立,故、相互独立,故必要性成立,
故“相互独立”是“”的充分必要条件.
故选:C
题型06 全称量词命题、存在量词命题
【例6-1】若“”是假命题,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先把命题进行否定,根据题意命题的否定为真命题,再分两种情况讨论即可.
【详解】是假命题,那么它的否定是真命题,
当时,恒成立;
当时,对任意,恒成立,则开口向上且判别式,即,解得,
综上所述,的取值范围为.
故选:.
【例6-2】(2025高三上·湖北黄冈·专题练习)若“,”为假命题,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】先求出原命题为真命题的时候的范围,再取其补集即可.
【详解】假设若“,”为真命题,则,
令,不等式即为,当时,,
由对勾函数单调性可知,函数在上单调递减,在上单调递增,
故其最大值在端点处取得,比较与,
可知,则,
所以若“,”为假命题,则的取值范围为.
故答案为:
根据命题的真假求参数的值(范围)的思路
与全称量词命题或存在量词命题真假有关的参数的取值范围问题,本质是恒成立问题或有解问题.解决此类问题时,可以直接求解,也可以利用等价命题将条件合理转化,得到关于参数的方程(组)或不等式(组),再通过解方程(组)或不等式(组)求出参数的值或范围.
【变式6-1】(2025·安徽·模拟预测)若“恒成立”为真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】转化为最值问题,利用“1”的代换求最值求解.
【详解】因为,令,
则,
,
当且仅当,即时取等号,
所以,解得,
即实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式6-2】若命题“,使”为真命题,实数的取值范围为 .
【答案】或
【分析】把看作是的函数,讨论该函数的单调性,求得该函数的最小值.令最小值大于零,即可得到实数的取值范围.
【详解】若命题“,使”为真命题,
则命题:“,使”为真命题,
即命题:“,使的最小值大于零”为真命题.
令,.
当,即,即,或时,是增函数,
所以当时,取得最小值,最小值为.
由,得或.所以或.
当,得或,
若,则,不满足题意;若,则满足题意,所以.
当,即,是减函数,
所以当时,取得最小值,最小值为.
由,得或.所以.
综上所述:实数的取值范围为或.
故答案为:或.
方法二:命题“,使”为真命题.
令,则方程的实数根为.
因为,所以函数的图象开口向上.
所以当时,,或.
因为此时的最小值为-2,所以,或.
当时,,或.
因为此时的最大值为,所以,或.
综上所述:实数的取值范围为或.
故答案为:或.
【变式6-3】命题,命题若命题、一真一假,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据题意,分别求得命题和为真命题时,实数的取值范围,分类讨论,即可求解.
【详解】若命题为真命题,
即方程在上有解,则满足,解得,
若命题为真命题,
即不等式在上恒成立,则满足,解得,
当命题为真命题且为假命题时,则满足;
当命题为假命题且为真命题时,则满足;
所以命题、一真一假时,可得或
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
题型07 复数
【例7-1】(25-26高三上·江苏南通·期中)已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】应用复数的除法及乘法运算,再结合复数的模长公式计算求解.
【详解】因为复数满足,所以,
则.
故选:A.
【例7-2】(2026高三·全国·专题练习)已知为虚数单位,且,则的最大值是 .
【答案】3
【分析】设,利用模的几何意义求解即可.
【详解】设,由的几何意义知,
z对应的点的轨迹是以为圆心,1为半径的圆,即,
因为的几何意义为点到坐标原点的距离,
所以.
故答案为:3.
复数代数形式运算的策略
【变式7-1】(2025·甘肃武威·模拟预测)(多选)已知复数,,其中,则( )
A.存在,使得 B.存在,使得
C.存在,使得 D.存在,使得
【答案】AB
【分析】对于选项:先利用复数的模长公式,分别求出和,令模长相等,解方程即可;对于选项:先利用复数的除法公式求得,即虚部为零,最后解方程即可;对于选项:先利用复数的乘法公式求得,即虚部为零,最后判断出方程无解;对于选项:由得,再计算,最后解方程即可.
【详解】对于选项:由题意得,,
由,得,解得,故存在,使得,故A正确;
对于选项:,
令,解得,故存在,使得,故B正确;
对于选项:,恒成立,故不存在,使得,故C错误;
对于选项:,
化简得,,方程无解,故不存在,使得,故D错误.
故选:AB.
【变式7-2】(25-26高三上·安徽·期中)(多选)设,均为非零复数,下列命题中正确的有( )
A.
B.
C.若,则
D.若,则
【答案】ABC
【分析】根据复数的加法、减法、除法运算及复数的共轭复数的模对选项逐一分析即可.
【详解】对于A:设,,,,,,
则,,,
所以,故A正确;
对于B:,故B正确;
对于C:若,则,,故C正确;
对于D:若,取,,满足条件,但,故D错误.
故选:ABC.
【变式7-3】(2025·河南·模拟预测)(多选)在复平面内,复数对应的点为,向量绕原点逆时针旋转至处,若旋转角为,则( )
A.的坐标为
B.当时,
C.当时,以为圆心,为半径的圆中劣弧的长为
D.的坐标为
【答案】BCD
【分析】求出点坐标判断A;利用勾股定理求出长度判断B;利用弧长公式计算判断C;利用三角函数定义求出点的坐标判断D.
【详解】对于A,的坐标为,A错误;
对于B,,而,则,B正确;
对于C,当时,劣弧的长为,C正确;
对于D,,则,点的坐标为,
即,D正确.
故选:BCD
题型01集合的新定义问题
【例1-1】(25-26高三上·山东淄博·期中)已知一元二次不等式对一切实数x都成立,设满足条件的的取值集合为.
(1)求集合;
(2)对于两非空集合,定义:,若,求.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由题意,解不等式组即可求解;
(2)先根据定义域的求法得或,然后利用补集运算求得,进而利用集合新定义求解即可.
【详解】(1)由题意
因为时,不等式对一切实数x都成立,
则,解得.
所以.
(2)对于,因为,所以或,
即或,所以,
又,由集合新定义知:或.
【例1-2】(25-26高三上·山东·月考)已知有限实数集,定义集合.
(1)若集合,求集合;
(2)是否存在有限实数集,使得,说明理由;
(3)若集合中有个元素,求集合中元素个数的最大值.
【答案】(1)
(2)不存在;理由见解析
(3)
【分析】(1)根据新定义求解即可;
(2)利用反证法讨论即可;
(3)通过分析集合元素的排列情况,找到中元素个数的最大值的规律即可求解.
【详解】(1)由题意可知,
(2)不存在;
假设存在,设,
由题意,中的元素均为正数,故若,则,
因为集合中的最大数为,而集合中的最大数为,矛盾.
(3)一方面,集合中元素是由集合中个元素两两作差得到的,
故;
另一方面,构造集合;
任取两组不全相同的自然数数对与;
若,不妨设,则.
因为,
又,
所以;
若,则,则;
故无论如何,集合中的元素,两两作差均不相同,
故中的元素个数为;
综上,集合中元素个数的最大值.
【变式1-1】(25-26高一上·湖北武汉·月考)已知实数集,定义.
(1)若,求;
(2)若均为正数,,求的元素个数的取值范围;
(3)若,求集合.
【答案】(1)
(2)
(3)或者
【分析】(1)根据集合的新定义直接求解即可;
(2)根据集合中的元素具有互异性,分类讨论互不相等且不成比例和中存在比例关系,求的元素个数的取值范围.
(3)根据可得,然后分中个非零元素,符号为一负三正或者一正三负进行讨论即可;
【详解】(1)根据题意可得.
(2)若均为正数,,集合中的元素具有互异性,
不妨设,则,故中至少有5个元素,
而中共有对不同的元素,因此最多有6个不同的乘积.
取,此时,此时的元素个数,
取,则,此时的元素个数,
故的元素个数的取值范围为,
(3)若,可得,
其次中有个非零元素,符号为一负三正或者一正三负.
记,不妨设或者
①当时,
则,,
相乘可知,从而,
从而,所以;
②当时,与上面类似的方法可以得到,
进而,从而.
所以或者.
【变式1-2】(25-26高三上·北京通州·期中)设有序数阵,集合,(其中).若满足:① ;②,则称 为集合的覆盖数阵.
(1)若为的覆盖数阵,求的值;
(2)当时,写出所有的的取值,使得为的覆盖数阵.
(3)设有序数阵的个数为,若为的覆盖数阵,求证:.
【答案】(1)、、、、
(2)可为与
(3)证明见解析
【分析】(1)结合所给定义计算即可得;
(2)结合所给定义可得,则可得符合要求的值,即可得解;
(3)构造有序数阵,计算可得该有序数阵也是的覆盖数阵,且,则可得的覆盖数阵成对出现,即可得证.
【详解】(1)由题意可得,解得,
则且,故,,
综上,有、、、、;
(2)由,则,,
故,
又,
故,
则有,
即,
由,则,
当时,,不符;
当时,,不符;
当时,,符合,
实际上,符合要求;
当时,,符合,
由(1)知,符合要求;
综上所述:时,可为与;
(3)若为的覆盖数阵,
则有,,
则存在有序数阵,
有,满足条件②,
,满足条件①,
故也为的覆盖数阵,
假设,则有,又,
则有,,
由,则与需恒为偶数,显然不可能,
故,故覆盖数阵成对出现,即为偶数,即有.
【变式1-3】对于实数集中的两个非空有限子集和,定义和集.记符号表示集合中的元素个数.当时,设是集合中按从小到大排列的所有元素,记集合.
(1)已知集合,若,求集合,并求出的值
(2)已知,记集合或.
(i)当时,证明的充要条件是;
(ii)若,求的所有可能取值.
【答案】(1),;
(2)(i)证明见解析;(ii)
【分析】(1)先根据求出的值,可确定集合,进而求.
(2)(i)先证充分性,再证必要性.
(ii)根据和,分析中元素的特征,求出,进而确定的值.
【详解】(1)因为,由,
所以,
所以且,
所以必有,所以,所以,所以.
(2)(i)因为,可设,.
先证充分性:因为,所以且,
从而可以设,其中,
此时中的元素为,故,
再证必要性,设,,其中,
注意到和集中的最小元素为,最大元素为,
因为,所以中间三个元素可以是,
也可以是,它们是对应相等的,
所以有,,
即,故,得证,
(ii)①若,由第(i)小问的分析知,
可以设,,其中,
此时中的元素为,
这与条件矛盾,
②取,其中,
容易验证此时中的元素为,符合条件,
所以可以取2,
③若,设,
其中,
结合知至少存在两个不同的正整数,使得,
不妨设是符合这一条件最小的正整数,是符合这一条件最大的正整数,
注意到,
这是中的个不同的元素,
根据的定义我们有,即,
当时,由的最小性知,即,
此时我们有,
当时,也有,
因此是中的元素,但与(*)式中的个元素均不相等,
同理,根据的定义有是中的元素,但与(*)式中的个元素均不相等,
因为,所以,此时,矛盾,
综上,的取值只能为2;
一、单选题
1.(25-26高三上·江苏盐城·月考)已知命题,,则( )
A.,,且是真命题
B.,,且是真命题
C.,,且是假命题
D.,,且是假命题
【答案】D
【分析】先判断命题的真假,再由全称量词命题的否定是存在量词命题求解.
【详解】设,
则,
得函数在上单调递增,
则,
得,则命题是真命题,得是假命题,
且,,
故选:D
2.(25-26高三上·广西南宁·月考)若一系列函数的解析式和值域相同,但其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那么函数解析式为,值域为的“同族函数”包含的函数个数为( )
A.3 B.6 C.9 D.27
【答案】D
【分析】已知函数的值域取值情况结合题目条件求出函数定义域取值的集合,再由集合非空子集个数及分步计数求“同族函数”个数即可得.
【详解】由题可知 的值域为 ,则 或 或 ,
结合“同族函数“的定义,
则函数定义域分别从 中各取至少一个数,
所以共有 种.
故选:D
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)函数在上单调递增的必要不充分条件为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由函数在上单调递增,则在上恒成立,再根据二次函数恒成立的等价条件求解即可.
【详解】由函数在上单调递增,得在上恒成立,
则,解得,
因此A是充分条件,B是充要条件,C是既不充分也不必要条件,D是必要不充分条件.
故选:D
4.(25-26高三上·河北·期中)已知,均为整数,且,,则集合的真子集的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】解方程得或,然后分别求出各个线段上的整数点,最后利用真子集个数结论求解即可.
【详解】要求集合的真子集个数,只需求集合的元素个数,
即,则或.
对于,由整数知且为偶数,
则有个满足条件的;
对于,由整数知且为3的倍数,
则有个满足条件的,
又因为被重复统计,故集合的元素个数是,
故集合的真子集的个数是.
故选:C.
5.(25-26高三上·上海·期中)有下面三个命题:
命题1:若是周期函数,则是周期函数;
命题2:已知定义在上的函数,若对任意的,均有,则函数为偶函数;
命题3:已知定义在上的偶函数在上严格增,则存在函数在上严格减.
则真命题有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】可举反例,令,显然函数不是周期函数,可判断了A选项;由,可知,可判断B;函数在单调递减,进而可得在上严格减,从而判断得出结论.
【详解】对于命题1,可举反例,,显然函数不是周期函数,但是周期函数,故命题1是假命题;
对于命题2,由,可知,故,即函数为偶函数,故命题2是真命题;
对于命题3,例如,则为偶函数且在上严格增,
则,则为上的奇函数,
先考虑时,,
由于函数为上的单调递减函数,
所以函数在单调递减,进而可得在上严格减,故命题3真命题,
综上,命题1为假命题,命题2和命题3为真命题,
故选:C.
二、多选题
6.(25-26高三上·河南·期中)设为任意的两个非空数集,定义集合且为的笛卡尔积,记为的任何子集都称为到的关系,特别地,当时,称为上的关系.在平面上用实心圆点分别标出中元素的点(称为结点),如果,那么用实心圆点标出中元素的点即可.若,则自结点至结点作一条有向边,箭头指向,若,则结点到没有有向边连接,采用这种方法连接起来的图称为的关系图.若均为到的关系,则定义存在满足,且.设集合,现给出如下5个上的关系,的关系图,其中,则( )
A.
B.共有512个子集
C.
D.
【答案】ABD
【分析】根据给定的定义及关系图,求出,再逐项求解判断.
【详解】对于B,,
共9个元素,因此共有个子集,B正确;
,
,,
,,
对于C,,,C错误;
对于A,,A正确;
对于D,,D正确.
故选:ABD
三、填空题
7.对于,命题“”为真命题的充要条件是 .
【答案】
【分析】根据充要条件的概念,利用余弦函数的奇偶性判断即可.
【详解】因为在上单调递增,在上单调递减,
若,则.
故答案为:.
8.定义,已知,则集合中所有元素乘积为 .
【答案】
【分析】根据定义得到,所以所有元素乘积为.
【详解】因为,所以,
又,所以,
所以集合中所有元素乘积为,
故答案为:
9.(2026高三·全国·专题练习)1=12
1+3=22
1+3+5=32
1+3+5+7=42
1+3+5+7+9=52
……
根据以上事实写出含有量词的全称量词命题为
【答案】
【分析】将前五个等式进行变形,归纳出一般结论,即可得出结论.
【详解】∵
由此可归纳得出:
故答案为:
10.已知为个互不相等的正整数,满足,,若集合有个元素,则的最大值为 ..
【答案】
【分析】利用等差数列求和公式结合,可得,再利用时,集合中所有元素的平均数与所得矛盾,则可得,举出时符合要求的例子即可得的最大值为.
【详解】由题意可得对任意的,,且,
又互不相等,由,
则,
由,则,故,故;
若,则,
不妨设,
且,
则,,,,,
此时,
与矛盾,故;
当时,有,,,,,,,,
使得,,,,
即,共个元素,
故的最大值为.
故答案为:.
四、解答题
11.(25-26高一上·北京·月考)已知集合为非空数集,定义:(实数可以相同).
(1)若集合,直接写出集合;
(2)若集合,且,求证:;
(3)若集合,记为集合中的元素个数,求的最大值.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
(3)1350
【分析】(1)根据题中定义直接进行求解即可;
(2)根据集合相等的定义,结合题中定义进行证明即可;
(3)根据交集的运算性质,结合题中定义进行求解即可.
【详解】(1)因为,,
所以;
(2)由于集合,,
则T集合的元素在0,,,,,,中,
且,,
而,故中最大元素必在中,而为7个元素中的最大者,
故即,故,
故中的4个元素为0,,,,
且,,与,,重复,
而,故即,
而,故,故或,
若,则,,与题设矛盾;
故即.
(3)设满足题意,其中,
则,
∴,,∴,
∵,由容斥原理,
中最小的元素为0,最大的元素为,,
∴,即,∴.
实际上当时满足题意,
证明如下:设,,
则,,
依题意有,即,
故m的最小值为676,于是当时,A中元素最多,
即时满足题意,
综上所述,集合A中元素的个数的最大值是1350.
12.已知区间和区间,我们把含有的代数式记作“”.现有如下定义:
定义1:若,使得,则称“”是“任意存在型”代数式;
定义2:若,使得,则称“”是“存在任意型”代数式.
(1)写出命题“,使得”的否定形式,并判断命题的真假;(直接写出结果即可,不用说明理由)
(2)若,使得,求实数的最小值;
(3)已知区间,代数式,请判断“”是“任意存在型”代数式?还是“存在任意型”代数式,并说明理由.
【答案】(1),使得.命题为假命题
(2)
(3)(i)“”是“任意存在型”代数式;(ii)“”不是“存在任意型”代数式,理由见解析
【分析】(1)根据全称量词命题与存在量词命题的关系,可直接写出命题,再判断命题的真假.
(2)问题转化为三角函数的值域问题求解.
(3)结合导数,分析函数的最值,利用 “任意存在型”代数式”和“存在任意型”代数式的定义进行判断.
【详解】(1),使得.命题为假命题.
(2)由,即,
而,所以
从而,所以,而,
故,即实数的最小值为4.
(3)“”是“任意存在型”代数式,不是“存在任意型”代数式
理由如下:
(i)“”是“任意存在型”代数式,即,使得.
证明:令,则,因此只需即可.
而,由得,所以在单调递减.
而,所以当均有,故“”是“任意存在型”代数式.
(ii)“”不是“存在任意型”代数式.
证明:令,则,只需.
而,故在单调递增,而,
所以只需,使得即可
令.而在恒成立,
故在单调递增,从而恒成立,
这与“,使得”矛盾,故“”不是“存在任意型”代数式.
综上,“”是“任意存在型”代数式,不是“存在任意型”代数式.
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