内容正文:
回归原点1 集合、常用逻辑用语、不等式、复数
[考前必背要点]
一、集合运算的性质
名称
性质
交集
A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;
A∩B=A⇔A⊆B;(A∩B)⊆A
并集
A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;
A∪B=A⇔B⊆A;A⊆(A∪B)
补集
A∪(∁UA)=U;A∩(∁UA)=∅;
∁U(∁UA)=A;∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB);∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB)
二、充分、必要条件与对应集合的关系
设p包含的对象组成集合A,q包含的对象组成集合B.
p是q的充分不必要条件
p⇒q且qDp
AB
p是q的必要不充分条件
pDq且q⇒p
BA
p是q的充要条件
p⇔q
A=B
p是q的既不充分也不必要条件
pDq且qDp
A,B互不包含
p是q的充分条件
p⇒q
A⊆B
p是q的必要条件
q⇒p
B⊆A
三、不等式
1.基本不等式:(a>0,b>0),当且仅当a=b时,等号成立.
2.已知x,y都是正数,则
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2(简记为积定和最小);
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值(简记为和定积最大).
3.几个重要的不等式
(1)a2+b22ab(a,b∈R),当且仅当a=b时,等号成立.
(2)2(ab>0),当且仅当a=b时,等号成立.
(3)ab(a,b∈R),当且仅当a=b时,等号成立.
(4)(a,b∈R),当且仅当a=b时,等号成立.
4.基本不等式链:(a>0,b>0),当且仅当a=b时,等号成立.
四、三个“二次”间的关系
设关于x的方程ax2+bx+c=0(a>0)的根的判别式Δ=b2-4ac.
项目
Δ>0
Δ=0
Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根x1=x2=-
没有
实数根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x|x<x1,或x>x2}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
五、复数
1.复数的有关概念
(1)复数的定义:形如a+bi(a,b∈R)的数叫做复数,其中实部是a,虚部是b,i为虚数单位.
(2)复数z=a+bi(a,b∈R)可以分为
(3)复数相等:a+bi=c+di,当且仅当a=c且b=d(a,b,c,d∈R).
(4)a+bi与c+di互为共轭复数⇔a=c且b=-d(a,b,c,d∈R).
(5)复数的模:|z|=|a+bi|=(a,b∈R).
2.复数的运算
设z1=a+bi,z2=c+di,a,b,c,d∈R.
3.i的乘方具有周期性:
(1)i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,n∈N.
(2)i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0,n∈N.
4.设z,z1,z2都是复数,n>1,且n∈N,则
(1)z·=|z|2=||2;
(2)|z1·z2|=|z1|·|z2|,=(|z2|≠0);
(3)|zn|=|z|n;
(4)|z1+z2|2+|z1-z2|2=2|z1|2+2|z2|2.
[规避教材易混]
1.(2020·全国Ⅲ卷)已知集合A={(x,y)|x,y∈N*,yx},B={(x,y)|x+y=8},则A∩B中元素的个数为( )
A.2 B.3
C.4 D.6
C [∵集合A={(x,y)|x,y∈N*,yx},B={(x,y)|x+y=8},
∴A∩B=={(1,7),(2,6),(3,5),(4,4)}.
∴A∩B中元素的个数为4.故选C.]
易错提醒:用描述法表示集合时,一定要理解集合的含义,抓住集合的代表元素.如:{x|y=lg x}表示函数的定义域;{y|y=lg x}表示函数的值域;{(x,y)|y=lg x}表示函数图象上的点集.
2.(教材改编)命题p:∀a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0有实根,则对命题p的真假判断和p的否定正确的为( )
A.真命题,¬p:∃a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0无实根
B.假命题,¬p:∃a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0无实根
C.真命题,¬p:∃a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0有实根
D.假命题,¬p:∃a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0有实根
A [在一元二次方程x2-ax-1=0中,Δ=a2+4>0恒成立,故对任意实数a,方程都有实根,故命题p为真命题,¬p:∃a∈R,一元二次方程x2-ax-1=0无实根.故选A.]
易错提醒:含有量词的命题的否定,不仅要把结论否定,还要改写量词,全称量词变为存在量词,存在量词变为全称量词.
3.(多选)(教材改编)下列条件中,可以作为“关于x的不等式mx2-mx+1>0对任意x∈R恒成立”的充分不必要条件的有( )
A.0m<4 B.0<m<2
C.1<m<4 D.-1<m<6
BC [因为关于x的不等式mx2-mx+1>0对任意x∈R恒成立,
当m=0时,原不等式为1>0,恒成立;
当m>0时,不等式mx2-mx+1>0对任意x∈R恒成立,
可得Δ<0,即m2-4m<0,解得0<m<4;
当m<0时,y=mx2-mx+1的图象开口向下,原不等式不恒成立.
综上,m的取值范围为[0,4).
所以“关于x的不等式mx2-mx+1>0对任意x∈R恒成立”的充分不必要条件有0<m<2或1<m<4.
故选BC.]
易错提醒:对于充分、必要条件问题,要弄清先后顺序.“A的充分不必要条件是B”是指B能推出A,且A不能推出B;而“A是B的充分不必要条件”则是指A能推出B,且B不能推出A.
4.(教材改编)已知复数z满足z(2-i)=1+i,则z的虚部为( )
A.3i B.
C.3 D.
D [z====i.
所以z的虚部为.
故选D.]
易错提醒:对复数的虚部理解错误,在复数z=a+bi(a,b∈R)中,虚部是指b,而不是bi.
5.(多选)已知复数z=2+(i为虚数单位),则( )
A.z的共轭复数的虚部为1
B.z-2为纯虚数
C.z2的模为5
D.复数z是方程x2-4x+5=0的一个根
BCD [z=2+=2+=2+i,
对于A,=2-i,虚部为-1,错误;
对于B,z-2=2+i-2=i,正确;
对于C,z2=(2+i)2=3+4i,所以|z2|=5,正确;
对于D,(2+i)2-4(2+i)+5=0,正确.
故选BCD.]
易错提醒:复数分类不清,如z为纯虚数的充要条件是a=0且b≠0(z=a+bi(a,b∈R)).
6.(教材改编)已知a,b∈(-∞,0),且a+4b=ab-5,则ab的取值范围为( )
A.[25,+∞) B.[1,+∞)
C.(0,5] D.(0,1]
D [因为a,b∈(-∞,0),a+4b=ab-5,且a+4b<0,
所以0<ab<5.
又ab-5=a+4b=-[(-a)+4(-b)]-2=-4,
即ab+4-50,即(+5)·(-1)0,
解得0<1,所以0<ab1,当且仅当-a=-4b,即a=4b=-2时,等号成立,
即ab的取值范围为(0,1].
故选D.]
易错提醒:忽视基本不等式的应用条件致误.利用基本不等式求最值时,要注意验证“一正、二定、三相等”的条件.
7.(教材改编)已知A={x∈R|2axa+3},B={x∈R|x<-1,或x>4},若A⊆B,则实数a的取值范围是 .
{a|a<-4,或a>2} [因为A⊆B,①当A≠∅时,有
解得a<-4或2<a3;
②当A=∅时,由2a>a+3,解得a>3.
综上可知,实数a的取值范围是a<-4或a>2.]
易错提醒:忽略空集是任何集合的子集导致解题出错.
8.(教材改编)已知关于x的不等式ax2+bx+c0的解集为{x|x-4,或x3},则不等式cx2-bx+a<0的解集为 .
[因为关于x的不等式ax2+bx+c0的解集为{x|x-4,或x3},
则即b=a,c=-12a,a<0,
所以cx2-bx+a<0等价于-12ax2-ax+a<0,即12x2+x-1<0,解得-<x<,
故不等式cx2-bx+a<0的解集为.]
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