内容正文:
第1讲 集合及逻辑用语
【题1】已知集合,则集合的真子集个数为( )
A.32 B.4 C.5 D.31
【答案】D
【详解】∵
∴为12的正约数,又,
∴ ,4,3,2,0
∴集合,
∴ 集合A的真子集个数为31,
故选:D.
【题2】集合,用列举法可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】解:因为,可得;
所以.
故选:C
点评:通过例题1,例题2对比,在例题1中集合的一般元素代表是“”,只是一般元素“”满足的共同特征,转化为列举法表示集合;
例题2中,集合的一般元素代表为“”这个分式化简后的数才是集合的元素,转化为列举法表示;
通过例题1,2对比,注意描述法表示集合时一般元素代表和元素共同特征的区别.
【题3】集合中含有的元素个数为
A.4 B.6 C.8 D.12
【答案】B
【详解】解:因为集合中的元素表示的是被12整除的正整数,那么可得为1,2,3,4,6,,12故选B
类型二:根据元素与集合的关系求参数
【题4】已知集合 ,且 ,则实数的值为( )
A.3 B.2 C.0或3 D.0或2或3
【答案】A
【详解】解:因为,且,所以或,解得或或,当时,即集合不满足集合元素的互异性,故,当时集合不满足集合元素的互异性,故,当时满足条件;
故选:A
点评:本例考查①分类讨论思想;②回代检验
①由于,所以在集合中,分类或者;
②求出后,切记回代检验,由于集合元素的互异性,注意检验求出的是否满足集合元素互异性这一特点.
【题5】设集合,,若,则实数______.
【答案】
【详解】解:因为,
所以,即是方程一个实数根,
所以,解得或,
当时,,此时不满足,舍;
当时,,满足条件.
故答案为:
点评:本例考查回代检验
①由于,所以,所以是方程一个实数根,解出或;
②求出后,切记回代检验,检验的标准就是注意,只有一个公共元素“1”,多了不行,少了也不行.
【题6】已知集合,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当时,,此时,满足题意;
当时,或;
若,,满足题意;若,,不满足互异性,不合题意;
实数的取值集合为.
故选:.
类型三:根据集合中元素的个数求参数
【题7】若集合只有一个元素,则实数的取值集合是_________
【答案】
【详解】只有一个元素;
方程只有一个解;
时,,,满足题意;
时,;
;
∴实数的取值集合是.
故答案为:.
点评:本例考查:分类讨论思想,对于方程,当时,原方程为一次方程;当时,原方程为二次方程
时,,,满足题意;
时,;;
特别提醒,对于最高项系数含参数如本题,特别注意讨论,往往很多学生忽略该种情况而造成错解.
【题8】若集合不含有任何元素,则实数的取值范围是________.
【答案】##
【详解】解:因为集合不含有任何元素,
所以方程无实根,
当时,方程为,可得符合题意;
当时,方程无实根,则,解得,
综上所述,.
故答案为:.
【题9】若集合则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,不等式等价于,此时不等式无解;
当时,要使原不等式无解,应满足,解得;
综上,的取值范围是.
故选:B.
类型四:,的等价应用
【题10】已知集合,.
若,求实数的取值范围.
【答案】.
因为,所以,
所以,解得.
所以实数a的取值范围为.
点评:本题考查包含关系:,由于本例中集合的范围明确,不含参数,否则,要分类讨论①;②;本例不需要分类讨论;
在解包含关系的不等式问题,往往借助数轴解题,遵循,先确定大方向,后验证个别点
①先确定大方向:由于,所以(注意此时确定大方向,不要着急把等号等上去)
②验证个别点:采用假设相等法验证,假设,代入右端点检验,代入后检验满足,则将等号补上,此时不等式组变为:
③检验右端点,假设,代入左端点检验是否满足,检验后满足条件,补上等号,此时不等式组为:
【题11】已知集合,集合.
(1)求.
(2)求,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
(1)解:由,即,可得,可得集合.
(2)解:因为,且集合,
又因为,即,
当时,即,可得,此时满足;
当时,则满足,解得,
综上可得,,即实数的取值范围.
点评:本题考查包含关系:,由于本例中集合的范围含参数,要分类讨论①;②;本例需要分类讨论;
①当时,即,可得,此时满足;
②当时,需要满足:,另外由于,采用先确定大方向,后验证个别点的方法;
先确定大方向:
验证左端点:假设,代入右端点检验,不符合题意,左端点不能取等;
验证右端点:假设,代入左端点检验符合,所以不等式变为:
综上可得,,即实数的取值范围.
【题12】已知集合,.
(1)若,求;
(2)若,求的取值集合.
【答案】(1)
(2)或.
(1)当时,.
因为,
所以.
(2)因为,所以.
当时,解得,,符合题意;
当,即时,,符合题意;
当,即时,,
则解得.
综上,a的取值集合是或.
点评:本例第(2)问:,由于,故本例需分类讨论:
①;②是单元素集,即或;③
①,即;
②是单元素集,即或,即,注意求出,回代检验或;
③,即,且(韦达定理)
类型五:利用图解决集合问题
【题13】某网店统计了连续三天售出商品的种类情况:第一天售出19种商品,第二天售出13种商品,第三天售出18种商品;前两天都售出的商品有3种,后两天都售出的商品有4种.则该网店这三天售出的商品最少有( ).
A.25种 B.27种 C.29种 D.31种
【答案】C
【详解】解:因为前两天都售出的商品有3种,因此第一天售出且第二天没有售出的商品有(种;
同理第三天售出的商品中有14种第二天未售出,有1种商品第一天未售出;
所以三天商品种数最少时,是第三天中14种第二天未售出的商品都是第一天售出过的,
此时商品总数是(种;
分别用集合、、表示第一、第二和第三天售出的商品,则商品数最少时,
如图所示.
故选:C.
【题14】某疫情防控志愿者小组有20名志愿者,由党员和大学生组成,其中有15人是党员,有9人是大学生,则既是党员又是大学生的志愿者人数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【详解】因为志愿者小组有20名志愿者,由党员和大学生组成,其中有15人是党员,有9人是大学生,
所以由Venn可得既是党员又是大学生的志愿者人数为.
故选:C
【题15】向某50名学生调查对A,B两事件的态度,其中有30人赞成A,其余20人不赞成A;有33人赞成B,其余17人不赞成B;且对A,B都不赞成的学生人数比对A,B都赞成的学生人数的三分之一多1人,则对A,B都赞成的学生人数为( )
A.18 B.19 C.20 D.21
【答案】D
【详解】记赞成A的学生组成集合A,赞成B的学生组成集合B,50名学生组成全集U,则集合A有30个元素,集合B有33个元素.
设对A,B都赞成的学生人数为x,则集合的元素个数为,如图,
由Venn图可知,,即,解得,
所以对A,B都赞成的学生有21人.
故选:D
【题16】已知,则是的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【详解】记集合,.
因为AB,所以是的充分不必要条件.
故选:A
点评:本例考查(1)分式不等式的解法;(2)充分必要性的推理
(1)分式不等式的解法:
①移项化零:将分式不等式右边化为0(注意不等式右边只能化为0):
②
③
④
⑤
(2)“是”标志词(正序)
①充分必要性问题,在表示范围时,遵循:“小范围”推出“大范围”;但“大范围”推不出“小范围”
②从集合的角度看,:,若,则,但(说明:集合表示的是小范围,集合表示的是大范围,遵循:“小范围”推出“大范围”;但“大范围”推不出“小范围”的原则)
③本例表示的范围:,表示的范围:,借助数轴判断发现表示的范围比小.
【题17】设,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由,得,解得,
由,得,得,
因为当时,一定成立,
而当时,不一定成立,
所以“”是“”的充分不必要条件,
故选:A
点评:本例考查(1)绝对值不等式的解法;(2)充分必要性的推理
(1)绝对值不等式的解法:
①
②
(2)“是”标志词(正序)
①设表示:解得;表示:得
②借助数轴,观察表示的是小范围,表示的是大范围;
③遵循:“小范围”推出“大范围”;但“大范围”推不出“小范围”解题
【题18】“”是“”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
【详解】由,可得,则,由,可得,则,故“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
【题19】(多选)若:,则成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【详解】由p:得且,解得或,故选项C,D是命题p的充分不必要条件,
故选:CD.
点评:本例考查(1)分式不等式的解法;(2)“的”标志词倒序结构
(1)分式不等式的解法:
①:(注意此时不等号右边是1,要先化为0),再通分:
②根据分式不等式解法解得或;
(2)“的”标志词(倒叙)
①假设要选择的答案为
②将倒叙结构调整为正序结构:是的充分不必要条件
③根据“小范围”推出“大范围”;但“大范围”推不出“小范围”解题,分析得到表示的范围比表示的范围更小,而表示:或;观察答案,找在或范围内的小范围,即为答案.
【题20】若不等式成立的一个充分条件为,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】成立时,,由解得,
设集合,,
由依题意得,所以,解得.
故选:D.
点评:本例考查“的”标志词(倒叙)
①假设表示记为:;表示:记为:
②将倒叙结构调整为正序结构:是的充分条件
③根据“小范围”推出“大范围”;分析得到表示的范围比表示的范围更小,得到,所以,解得.
【题21】已知,若不等式的一个必要条件为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以,因为不等式的一个必要条件为,所以得.
故选:C.
【题22】命题“,”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,
因为命题“,”为真命题,
所以有,显然选项A是充要条件, 由不一定能推出,
由不一定能推出,由一定能推出,
故选:D
【题23】若命题“,使得”是真命题,则实数的取值集合是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,等价于不满足对于恒成立,不符合题意;
当时,若对于恒成立,
则即可得:,
综上所述:实数的取值集合是,
故选:B.
点评:本例考查的是恒成立的简单问题,主要考查不等式,恒成立,注意到最高项系数含参数需分类讨论:(1)(2);
(1)不等式化简为:,不满足恒成立;所以(舍去)
(2),则原不等式为二次不等式,通过分析题意判断为:二次函数在区间上的恒成立问题:可以采用法,即:得:
【题24】若命题“,”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【详解】由题意,,
则,解得或,
所以实数的取值范围是,故选C.
点评:本例考查的是能成立的简单问题,主要考查不等式,上有解,注意到最高项系数不含参数,所以不需分类讨论;
通过分析题意判断为:二次函数在区间上的能成立问题:可以采用法,即:得或.
【题25】命题“”为真命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【详解】因为,所以,
所以,故选:A.
【题26】已知命题“”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:因为命题“”是假命题,
所以该命题的否定为,是 真命题,
当时,函数有解,故成立,
当时,对应函数开口向下,显然成立,
当时,,解得
综上,实数a的取值范围是
故选:C
【题27】已知 使是真命题, 则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为 使是真命题,所以在上能成立,即在上能成立, 设,开口向上,且对称轴为,所以在上的最小值为当时,,故,
故选:C.
点评:本例考查的是能成立的简单问题,主要考查不等式,上有解,注意到最高项系数不含参数,所以不需分类讨论;但是本题区间不是区间,故不能直接使用法;此时考虑更通用的方法:变量分离法:即将参数分离到不等号的一边,如本例分离后为:;在进行等价转化为:,从而构造,求上的最小值.
【题28】若命题“”是假命题,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若命题“”是假命题,
则命题“”是真命题,
当时,,所以.
故选:A.
点评:本例考查的是恒成立的简单问题,由题意:”是假命题等价转化为:”是真命题,
主要考查不等式恒成立问题,注意到最高项系数不含参数,所以不需分类讨论;但是本题区间不是区间,故不能直接使用法;此时考虑更通用的方法:变量分离法:即将参数分离到不等号的一边,等价转化为:,从而构造,求上的最大值.
同类题型演练
【题29】命题“,”为假命题,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若命题“,”为假命题,
则,为真命题,
则对恒成立,
令,,则
开口向上的抛物线,对称轴为,
所以在随的增大而增大,
所以当时,
所以,
故选:A
【题30】命题“,”为真命题的充要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】原命题可写为“,”,
当时,随x增大而增大,所以取 最大值为3,
所以.
故选:D
名校真题练
【练习1】设集合A={x|2a<x<a+2},B={x|x<﹣3或x>5},若A∩B=∅( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由A∩B=∅,则2a≥a+2或,然后求解.
【解答】解:已知集合A={x|2a<x<a+2},B={x|x<﹣5或x>5},
又A∩B=∅,
则2a≥a+2或,
即a≥2或,
则实数a的取值范围为.
故选:A.
【练习2】已知x,y∈R,则使x>y成立的充分条件为( )
A. B. C.x2>(y+1)2 D.(x﹣1)3>y3
【答案】D
【分析】举出反例检验选项A,B,C,结合不等式性质判断D.
【解答】解:当x=﹣2,y=﹣2时,,但是不满足x>y;
当y=1,x=0时,,即B不符合题意;
当x=﹣7,y=﹣1时,x2>(y+7)2,但是不满足x>y,不符合题意;
当(x﹣1)2>y3时,可得x﹣1>y,可以得出x>y.
故选:D.
【练习3】以下五个式子中,错误的个数为( )
①{1}∈{0,1,2}
②{1,﹣3}={﹣3,1}
③{0,1,2}⊆{1,0,2}
④∅∈{0,1,2}
⑤∅∈{0}.
A.5 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】据“∈”于元素与集合;“∩”用于集合与集合间;判断出①③⑤错,∅是不含任何元素的集合且是任意集合的子集判断出④的对错;据集合元素的三要素判断出②对错.
【解答】解:①应是{1}⊆{0,7,2},
对于②,集合中元素的三要素有互异性,
③任何集合都是本身的子集,故{0,3,0,2}正确.
④应是∅⊆{8,1,2}.
故错误的有①④⑤.
故选:C.
【练习4】已知命题p:∀x∈R,ax2+2x+3>0为真命题,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】问题转化为不等式ax2+2x+3>0的解集为R,根据一元二次不等式解集的形式求参数的值.
【解答】解:因为命题p:∀x∈R,ax2+2x+5>0为真命题,所以不等式ax2+3x+3>0的解集为R.
所以:若a=4,则不等式ax2+2x+5>0可化为2x+4>0⇒,不等式解集不是R;
若a≠0,则根据一元二次不等式解集的形式可知:,
综上可知:.
故选:D.
【练习5】命题,则¬p是( )
A. B.
C.或x﹣1=0 D.或x﹣1=0
【答案】D
【分析】根据全称命题的否定:任意改存在并否定原结论,即可得答案.
【解答】解:由全称命题的否定是特称命题知:原命题的否定为或x﹣5=0.
故选:D.
【练习6】设集合M={x|x=2k+1,k∈Z},N={x|x=3k﹣1,则M∩N=( )
A.{x|x=2k+1,k∈Z} B.{x|x=3k﹣1,k∈Z}
C.{x|x=6k+1,k∈Z} D.{x|x=6k﹣1,k∈Z}
【答案】D
【分析】利用最小公倍数排除A,B,利用奇数和偶数排除C,求解即可.
【解答】解:集合M={x|x=2k+1,k∈Z},k∈Z},
则M∩N中k前面的系数应为5,3的最小公倍数,B,
对于C,当k=1时,k∈Z}为{x|x=5},
而令3k﹣1=3,可得k不为整数,k∈Z}不含有7,
可得M∩N中不含有7,故C错误.
故选:D.
【练习7】集合S={x|x=m+,m∈Z},P={x|x=+,Q={x|x=,k∈Z}( )
A.S⊂P⊂Q B.S⊂P=Q C.S=P⊂Q D.P⊂Q⊂S
【答案】B
【分析】先化简三个集合,再根据集合的关系即可求解.
【解答】解:∵S={x|x=m+,m∈Z}={x|x=,
P={x|x=+,n∈Z}={x|x=,
Q={x|x=,k∈Z}={x|x=,n∈Z},
∴S⊂P=Q,
故选:B.
【练习8】设m∈R,命题“存在m≥0,使mx2﹣mx﹣1=0有实根”的否定是( )
A.任意m≥0,使mx2﹣mx﹣1=0无实根
B.任意m<0,使mx2﹣mx﹣1=0有实根
C.存在m≥0,使mx2﹣mx﹣1=0无实根
D.存在m<0,使mx2﹣mx﹣1=0有实根
【答案】A
【分析】直接利用特称命题的否定是全称命题写出结果即可.
【解答】解:因为特称命题的否定是全称命题,
所以命题“存在m≥0,使mx2﹣mx﹣5=0有实根”的否定是:“任意m≥0,使mx3﹣mx﹣1=0无实根”.
故选:A.
【练习9】若集合M满足:M≠∅,若a∈M,则﹣a∈M,B={x|x≤1},那么下列集合中为“偶集合”的是( )
A.A∩B B.A∪B C.A∩(∁RB) D.(∁RA)∩B
【答案】D
【分析】分别求出A∩B,A∪B,A∩(∁RB),(∁RA)∩B,利用“偶集合”的定义逐一判断即可.
【解答】解:因为 A={x|x<﹣1},所以 ,
因为﹣2∈A∩B,但 8∉A∩B,
A∪B={x≤1},因为﹣3∈A∪B,但 ,故B错误,
∁RB={x|x>8},所以 RB)=⌀,不合题意,
∁RA={x|x⩾﹣1},所以 RA)∩B={x|﹣1⩽x⩽8},
满足对∀α∈[(∁RA)∩B],﹣a∈[(∁RA)∩B],
∴(∁RA)∩B 是一个“偶集合”,
故选:D.
【练习10】某班有学生56人,同时参加了数学小组和英语小组的学生有32人,同时参加了英语小组和语文小组的学生有22人,则该班学生中只参加了数学小组、英语小组和语文小组中的一个小组的人数最多是( )
A.20 B.21 C.23 D.25
【答案】B
【分析】设该班学生中同时参加了数学小组、英语小组和语文小组的人数为x,只参加其中一个小组的人数为y,作出韦恩图,列方程能求出结果.
【解答】解:某班有学生56人,同时参加了数学小组和英语小组的学生有32人,
同时参加了英语小组和语文小组的学生有22人,
同时参加了数学小组和语文小组的学生有25人,已知该班学生每人至少参加了1个小组,
如图,设该班学生中同时参加了数学小组,
只参加其中一个小组的人数为y,
则(32﹣x)+(25﹣x)+(22﹣x)+x+y=56,即y=2x﹣23,
因为x≤22,所以y≤21.
故选:B.
【练习11】(多选)已知命题p:x2﹣5x+4≤0,则命题p成立的一个充分不必要条件是( )
A.1≤x<2 B.2<x≤4 C.1≤x D.x≤4
【答案】AB
【分析】先求出p的范围,然后结合充分及必要性检验各选项即可判断.
【解答】解:由x2﹣5x+8=(x﹣1)(x﹣4)≤6,解得1≤x≤4,
7≤x<2和2<x≤7都是命题p成立的充分不必要条件.
故选:AB.
【练习12】下列说法正确的是( )
A.“”是“a<b”的充分不必要条件
B.A∩B=∅是A=∅的必要不充分条件
C.若a,b,c∈R,则“ac2>bc2”的充要条件是“a>b”
D.若a,b∈R,则“a2+b2≠0”是“|a|+|b|≠0”的充要条件
【答案】BD
【分析】结合不等式性质检验选项A,C,D,结合集合交集运算检验选项B.
【解答】解:当a=2,b=﹣2时,有,
反之当a=﹣2,b=5时,但,所以两者既不充分也不必要;
当A={7},B={2}时,但A≠∅,
当A=∅时,A∩B=∅;
当ac2>bc6时,可得a>b,
反之,a>b时,则ac2=bc2,
所以两者不是充要条件,故C错误;
若a5+b2≠0⇔a,b不同时为5⇔|a|+|b|≠0.
故选:BD.
【练习13】若“∃x∈[,2],使得2x2﹣λx+1<0成立”是假命题,则实数λ的取值范围为 (﹣∞,2] .
【答案】见试题解答内容
【分析】根据“∃x∈[,2],不等式2x2﹣λx+1<0成立”是假命题,求出“∃x∈[,2],使得λ>2x+成立”是假命题时λ的最小值,即可求出实数λ的取值范围.
【解答】解:若“∃x∈[,6]2﹣λx+1<4成立”是假命题,
即“∃x∈[,2]成立”是假命题,
由x∈[,2]时,函数y=2x+=2,即x=,
所以y的最小值为2;
所以实数λ的取值范围为(﹣∞,3].
故答案为:(﹣∞,2].
【练习14】设集合,B={x||x2﹣ax|≤2},若A∪B=B,则实数a的取值范围是 .
【答案】.
【分析】由题意,可得当时,不等式|x2﹣ax|≤2恒成立,设y=|x2﹣ax|,分a>0,a=0,a<0三种情况进行分类讨论,即可求得结论.
【解答】解:由A∪B=B,可得A⊆B,
即当时,不等式|x8﹣ax|≤2恒成立,
设y=|x2﹣ax|,
(1)当a<3时,如图,
因为,所以,矛盾;
(2)当a=0时,恒成立;
(3)当a>6时,如图,
当,即时,因为,
所以,得;
当,即时,因为,
所以,得,矛盾;
当时,由图有,则,
综上,a的取值范围是.
故答案为:.
【练习15】已知全集U=R,集合A={x|x2+2x<3},B={x|﹣3<3x﹣a<6}.
(1)若a=3,求A∪(∁UB);
(2)若“x∈B”是“x∈A”的充分不必要条件,求a的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)解二次与一次不等式化简集合A,B,代入a=3再次化简集合B,进而利用集合的交并补运算即可得解;
(2)根据题意得到B是A的真子集,从而利用集合的包含关系得到关于a的不等式组,解之即可得解.
【解答】解:(1)由题意知A={x|x2+2x<3}=(﹣3,1),
若a=3,B={x|﹣3<3x﹣8<6}={x|0<x<3},
所以∁UB=(﹣∞,0]∪[3,
所以A∪(∁UB)=(﹣∞,5)∪[3.
(2)因为“x∈B”是“x∈A”的充分不必要条件,所以B⫋A,
因为,所以,
所以且等号不同时成立,
则a的取值范围是[﹣2,﹣3].
【练习16】已知集合A={x|x2﹣2x﹣8≤0},B={x|m﹣3≤x≤3m+3}.
(1)若“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,求实数m的取值范围;
(2)若A∩B=∅,求实数m的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据充分不必要条件可以得出A⫋B,再列出不等式组计算即可;
(2)分B=∅和B≠∅两种情况分类讨论集合间关系列不等式求解即可.
【解答】解:(1)由题意,x2﹣2x﹣3≤0,解得﹣2≤x≤8,
∴A={x|﹣2≤x≤4}.
由“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,得A⫋B,
则且等号不能同时取到,
故实数m的取值范围为.
(2)当B=∅时,得m﹣3>3m+3,符合题意;
当B≠∅时,得m﹣3≤3m+3,
由A∩B=∅,得m﹣3>2或3m+3<﹣4,
∴或m>4;
综上所述,实数m的取值范围为.
【练习17】已知集合A={x∈R|ax2﹣3x+2=0,a∈R}.
(1)若A是空集,求a的取值范围;
(2)若A中只有一个元素,求a的值,并把这个元素写出来;
(3)若A中至少有一个元素,求a的取值范围.
【答案】(1);
(2)a的值为0或,当a=0时,元素为,当时,元素为;
(3).
【分析】(1)A是空集,则方程为二次方程,且方程无实根;
(2)讨论a=0、a≠0,分别求出a值和集合中的元素;
(3)讨论a=0、a≠0,结合集合元素个数及一元二次方程判别式求集合或参数范围.
【解答】解:(1)A是空集,∴a≠0且Δ<0,解得,
∴a的取值范围为:;
(2)当a=0时,集合,
当a≠0时,Δ=0,解得,
综上所求,a的值为0或,元素为,当时;
(3)当a=0时,,符合题意;
当a≠0时,要使关于x的方程ax2﹣7x+2=0有实数根,则Δ=7﹣8a≥0,得.
综上,若集合A中至少有一个元素.
【练习18】已知集合A={1,2}和非空集合B={x|x2﹣2ax+a=0},C={x|x2﹣mx+3≥0}.
(1)若命题P:“∀x∈B,都有x∈A”为真命题,求实数a的取值;
(2)若“x∈C”是“x∈A”的必要条件,求实数m的取值范围.
【答案】(1)a;
(2).
【分析】(1)由已知结合元素与集合关系分析B的可能情况,即可求解;
(2)结合充分必要性与集合包含关系的转化即可求解.
【解答】解:(1)由题意知B⊆A,
因为集合B≠∅,所以B={1}或{2}或{8.
当B={1}时,解得a=4;
当B={2}时,无解;
当B={2,2}时,,
综上,a=3.
(2)由题意可得,A⊆C,
所以
解得.
故实数m的取值范围是.
【练习19】已知函数y=ax2﹣(a+1)x+1,a∈R.
(1)若a=2,当x>1时,求的最小值;
(2)求关于x的不等式ax2﹣(a+1)x+1>0(a>0)的解集;
(3)当a<0时,已知A={x|﹣2≤x≤﹣1},B={x|y+a>0},求a的取值范围.
【答案】(1)7;
(2)当a>1时,原不等式解集为;
当0<a<1时,原不等式解集为;
当a=1时,原不等式解集为{x|x≠1};
(3).
【分析】(1)利用基本不等式求解;
(2)对a分情况讨论,结合二次函数的性质求解;
(3)由题意可知,不等式ax2﹣(a+1)x+1+a>0在﹣2≤x≤﹣1时恒成立,再结合二次函数的性质求解.
【解答】解:(1)当a=2时,
,
当且仅当,即x=2时取等号,
即的最小值为5;
(2)y=ax2﹣(a+1)x+2=(ax﹣1)(x﹣1),
当,即0<a<6时或x<1,
当,即a>1时或x>1,
当,即a=1时.
综上,当a>1时;
当0<a<7时,原不等式解集为;
当a=2时,原不等式解集为{x|x≠1};
(3)不等式y+a>0可化为ax5﹣(a+1)x+1+a>5,
因为A⊆B,
所以不等式ax2﹣(a+1)x+8+a>0在﹣2≤x≤﹣6时恒成立,
结合二次函数图象知,,
即,
解得,
故a的取值范围是.
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第1讲 集合及逻辑用语
【知识点梳理】
1.1 集合的含义:
一些能够确定的不同的对象所构成的整体叫做集合.构成集合的每个对象叫做这个集合的元素(或成员).如:现在我们班上的所有同学,构成了一个集合,其中每个同学都是这个集合中的一个元素.一般情况下,集合用英文大写字母表示.元素用英文小写字母表示;不含任何元素的集合叫做空集,记作.
1.2元素与集合的关系:
如果是集合中元素,则属于,记作; 如果不是集合中元素,则不属于,记作.
1.3某些常见的数集(数集即元素是数的集合)的写法:
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
或
1.4元素的性质
①确定性:集合中的元素是确定的,不能模棱两可. ②互异性:集合中的元素是互不相同的.
③无序性:集合中的元素是无次序关系的.
1.5 集合的表示法
列举法:把集合的所有元素都列举出来或列出几个元素作为代表,其它元素用省略号表示,
并写在大括号“{ }”内的表示集合的方法. 例如:,.
描述法(又称特征性质描述法):
用集合所含元素的共同特征表示集合的方法称为描述法,形如,称为集合的特征性质,称为集合的代表元素.例如:大于的所有整数用描述法表示为.
图示法:用平面内的一个封闭曲线的内部表示一个集合,这个区域通常叫做维恩(Venn)图.
区间表示法:设,且,
定义
名称
符号
数轴表示
闭区间
开区间
左闭右开区间
一类特殊的区间
1.6 子集:对于两个集合,如果集合中的任意一个元素都是集合的元素,我们就说集合为集合的子集,记作(或),读作 “包含于”(或“包含”).规定:是任意集合的子集.
如果集合中存在着不是集合中的元素,那么集合不包含于,记作或.
1.7 真子集:如果集合,且存在元素,但,我们称集合是集合的真子集,
记作(或),读作真包含于(真包含). 规定:是任意非空集合的真子集.
1.8 集合相等:如果集合是集合的子集(),且集合是集合的子集(),此时,集合与集合中的元素是一样的,我们说集合与集合相等,记作=.
1.9 交集:对于两个给定的集合、,属于又属于的所有元素构成的集合叫做、的交集,记作“”.
集合用符号语言表示为:,
1.10 并集:对于两个给定的集合、,由两个集合所有元素构成的集合叫做与的并集,记作“”.
集合用符号语言表示为;
1.11 补集:①全集:如果所研究的集合都是某一给定集合的子集,那么称这个给定的集合为全集,常用U表示.
②补集:如果给定集合是全集的一个子集,由中不属于的所有元素构成的集合,叫做在中的补集,记作“”.读作“在中的补集”. 在中的补集的数学表达式是.
1.12 命题:用语言、符号或式子表达的,能够判断真假的语句叫做命题,一般可以用一个小写英文字母表示,如.其中判断为真的命题叫做真命题,判断为假的命题叫做假命题.
1.13 充分必要条件:如果可推出,则称是的充分条件,是的必要条件.
一般地,如果,且,则称是的充分且必要条件,简称是的充要条件,记作,显然也是的充要条件,此时又常说“当且仅当“或“与等价”.
如果,且,则称是的充分不必要条件,称为的必要不充分条件.
1.14 全称量词:短语“所有”、 “一切”、 “每一个”,在陈述中表示所述事物的全体,逻辑中通常叫做全称量词,并用符号“”表示.
1.15 全称命题:含有全称量词的命题. 全称命题的符号:”对集合中所有,“记为:,.
1.16 存在量词:短语“有一个”、 “有些”、 “至少有一个”在陈述中表示所述事件的个体或部分,逻辑中通常叫做存在量词,并用符号“”表示.
1.17 存在性命题:含有存在量词的命题就叫做存在性命题,又叫特称命题. 存在性命题的符号:“存在集合中的元素,”记为:,.
1.18 存在性命题的否定:
存在性命题 :,;它的否定是:,.
将存在量词变为全称量词,再否定它的性质.
1.19 全称命题的否定:
全称命题 :,;它的否定是:,.
将全称量词变为存在量词,再否定它的性质.
【类型1 描述法表示集合的正确理解】
【题1】已知集合,则集合的真子集个数为( )
A.32 B.4 C.5 D.31
【题2】集合,用列举法可以表示为( )
A. B.
C. D.
【题3】集合中含有的元素个数为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
【类型2 根据元素与集合的关系求参数】
【题4】已知集合 ,且 ,则实数的值为( )
A.3 B.2 C.0或3 D.0或2或3
【题5】设集合,,若,则实数______.
【题6】已知集合,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【类型3 根据集合中元素的个数求参数】
【题7】若集合只有一个元素,则实数的取值集合是_________
【题8】若集合不含有任何元素,则实数的取值范围是________.
【题9】若集合则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【类型4 A∪B=A,A∩B=B,的等价应用】
【题10】已知集合,.
若,求实数的取值范围.
【题11】已知集合,集合.
(1)求.
(2)求,求的取值范围.
【题12】已知集合,.
(1)若,求;
(2)若,求的取值集合.
【类型5 利用venn图解决集合问题】
【题13】某网店统计了连续三天售出商品的种类情况:第一天售出19种商品,第二天售出13种商品,第三天售出18种商品;前两天都售出的商品有3种,后两天都售出的商品有4种.则该网店这三天售出的商品最少有( ).
A.25种 B.27种 C.29种 D.31种
【题14】某疫情防控志愿者小组有20名志愿者,由党员和大学生组成,其中有15人是党员,有9人是大学生,则既是党员又是大学生的志愿者人数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【题15】向某50名学生调查对A,B两事件的态度,其中有30人赞成A,其余20人不赞成A;有33人赞成B,其余17人不赞成B;且对A,B都不赞成的学生人数比对A,B都赞成的学生人数的三分之一多1人,则对A,B都赞成的学生人数为( )
A.18 B.19 C.20 D.21
【类型6 充分条件与必要条件(“是”,“的”)结构对比】
角度1:“是”标志词
【题16】已知,则是的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【题17】设,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【题18】“”是“”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
角度2:“的”标志词(倒叙结构)
【题19】(多选)若:,则成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【题20】若不等式成立的一个充分条件为,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【题21】已知,若不等式的一个必要条件为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题22】命题“,”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【类型7 存在量词命题、全称量词命题的综合应用】
角度1:法
【题23】若命题“,使得”是真命题,则实数的取值集合是( )
A. B. C. D.
【题24】若命题“,”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【题25】命题“”为真命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【题26】已知命题“”是假命题,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
角度2:分离变量法
【题27】已知 使是真命题, 则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【题28】若命题“”是假命题,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【题29】命题“,”为假命题,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【题30】命题“,”为真命题的充要条件是( )
A. B.
C. D.
名校真题练
【练习1】设集合A={x|2a<x<a+2},B={x|x<﹣3或x>5},
若A∩B=∅,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【练习2】已知x,y∈R,则使x>y成立的充分条件为( )
A. B. C.x2>(y+1)2 D.(x﹣1)3>y3
【练习3】以下五个式子中,错误的个数为( )
①{1}∈{0,1,2}; ②{1,﹣3}={﹣3,1} ;③{0,1,2}⊆{1,0,2}
④∅∈{0,1,2};⑤∅∈{0}.
A.5 B.2 C.3 D.4
【练习4】已知命题p:∀x∈R,ax2+2x+3>0为真命题,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【练习5】命题,则¬p是( )
A. B.
C.或x﹣1=0 D.或x﹣1=0
【练习6】设集合M={x|x=2k+1,k∈Z},N={x|x=3k﹣1,则M∩N=( )
A.{x|x=2k+1,k∈Z} B.{x|x=3k﹣1,k∈Z}
C.{x|x=6k+1,k∈Z} D.{x|x=6k﹣1,k∈Z}
【练习7】集合S={x|x=m+,m∈Z},P={x|x=+,Q={x|x=,k∈Z}( )
A.S⊂P⊂Q B.S⊂P=Q C.S=P⊂Q D.P⊂Q⊂S
【练习8】设m∈R,命题“存在m≥0,使mx2﹣mx﹣1=0有实根”的否定是( )
A.任意m≥0,使mx2﹣mx﹣1=0无实根 B.任意m<0,使mx2﹣mx﹣1=0有实根
C.存在m≥0,使mx2﹣mx﹣1=0无实根 D.存在m<0,使mx2﹣mx﹣1=0有实根
【练习9】若集合M满足:M≠∅,若a∈M,则﹣a∈M,B={x|x≤1},那么下列集合中为“偶集合”的是( )
A.A∩B B.A∪B C.A∩(∁RB) D.(∁RA)∩B
【练习10】某班有学生56人,同时参加了数学小组和英语小组的学生有32人,同时参加了英语小组和语文小组的学生有22人,则该班学生中只参加了数学小组、英语小组和语文小组中的一个小组的人数最多是( )
A.20 B.21 C.23 D.25
【练习11】(多选)已知命题p:x2﹣5x+4≤0,则命题p成立的一个充分不必要条件是( )
A.1≤x<2 B.2<x≤4 C.1≤x D.x≤4
【练习12】(多选)下列说法正确的是( )
A.“”是“a<b”的充分不必要条件
B.A∩B=∅是A=∅的必要不充分条件
C.若a,b,c∈R,则“ac2>bc2”的充要条件是“a>b”
D.若a,b∈R,则“a2+b2≠0”是“|a|+|b|≠0”的充要条件
【练习13】若“∃x∈[,2],使得2x2﹣λx+1<0成立”是假命题,则实数λ的取值范围为 .
【练习14】设集合,B={x||x2﹣ax|≤2},若A∪B=B,则实数a的取值范围是 .
【练习15】已知全集U=R,集合A={x|x2+2x<3},B={x|﹣3<3x﹣a<6}.
(1)若a=3,求A∪(∁UB);
(2)若“x∈B”是“x∈A”的充分不必要条件,求a的取值范围.
【练习16】已知集合A={x|x2﹣2x﹣8≤0},B={x|m﹣3≤x≤3m+3}.
(1)若“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,求实数m的取值范围;
(2)若A∩B=∅,求实数m的取值范围.
【练习17】已知集合A={x∈R|ax2﹣3x+2=0,a∈R}.
(1)若A是空集,求a的取值范围;
(2)若A中只有一个元素,求a的值,并把这个元素写出来;
(3)若A中至少有一个元素,求a的取值范围.
【练习18】已知集合A={1,2}和非空集合B={x|x2﹣2ax+a=0},C={x|x2﹣mx+3≥0}.
(1)若命题P:“∀x∈B,都有x∈A”为真命题,求实数a的取值;
(2)若“x∈C”是“x∈A”的必要条件,求实数m的取值范围.
【练习19】已知函数y=ax2﹣(a+1)x+1,a∈R.
(1)若a=2,当x>1时,求的最小值;
(2)求关于x的不等式ax2﹣(a+1)x+1>0(a>0)的解集;
(3)当a<0时,已知A={x|﹣2≤x≤﹣1},B={x|y+a>0},求a的取值范围.
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