内容正文:
知识点一
集 合
1.(2025·全国一卷)已知集合U={x|x是小于9的正整数},A={1,3,5},则∁UA中元素的个数为( )
A.0 B.3
C.5 D.8
解析:选C.由题知U={1,2,3,4,5,6,7,8},所以∁UA={2,4,6,7,8},有5个元素.
2.(2025·陕西适应性检测)已知集合A={(x,y)|y=x2-2x-1},B={(x,y)|y=2x-5},则A∩B的元素有( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.无数个
解析:选B.联立解得所以A∩B={(2,-1)}.
3.(2025·南京六校联考)已知集合A={x|x=2n+3,n∈Z},B={y|y=4m+1,m∈Z},则( )
A.A∩B=∅ B.A∪B=Z
C.B⊆A D.A⊆B
解析:选C.对于集合A,当n=2k,k∈Z时,x=4k+3,k∈Z,当n=2k-1,k∈Z时,x=4k+1,k∈Z,所以A={x|x=2n+3,n∈Z}={x|x=4k+3,k∈Z}∪{x|x=4k+1,k∈Z},又集合B={y|y=4m+1,m∈Z},所以B⊆A.
4.(2025·山东一模)已知全集U=R,集合A={x|log2x≤2},B={x|1<x<5},则图中阴影部分表示的集合为( )
A.{x|x≤5} B.{x|0<x≤1}
C.{x|x≤4} D.{x|1<x≤5}
解析:选B.由题图知阴影部分表示的集合为(∁UB)∩A,因为log2x≤2=log24,所以A={x|0<x≤4},因为B={x|1<x<5},所以∁UB={x|x≤1或x≥5},所以(∁UB)∩A={x|0<x≤1}.
5.(2025·南京、盐城二模)设集合A={x|x2-4≤0},B={x|x+a≤0}.若A⊆B,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2) B.(-∞,2]
C.(-∞,-2) D.(-∞,-2]
解析:选D.由题意知A={x|-2≤x≤2},B={x|x≤-a},因为A⊆B,所以-a≥2,解得a≤-2.
(1)明确集合代表元素的含义;
(2)注意数形结合思想的应用:数轴、坐标系和Venn图,注意端点的取舍;
(3)若A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UB⊆∁UA.
知识点二
常用逻辑用语
1.(2024·新课标Ⅱ卷)已知命题p:∀x∈R,|x+1|>1;命题q:∃x>0,x3=x.则( )
A.p和q都是真命题
B.¬p和q都是真命题
C.p和¬q都是真命题
D.¬p和¬q都是真命题
解析:选B.对于p而言,取x=-1,则有|x+1|=0<1,故p是假命题,¬p是真命题;对于q而言,取x=1,则有x3=13=1=x,故q是真命题,¬q是假命题,综上,¬p和q都是真命题.
2.(2025·南京、盐城调研)设a为实数,则“a<1”是“(a-1)(a-2)>0”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
解析:选A.解一元二次不等式(a-1)(a-2)>0,得a<1或a>2,则“a<1”是“(a-1)(a-2)>0”的充分不必要条件.
3.(2025·临沂一模)已知f(x)=tan x,若对任意实数a∈(-1,1),b∈(-1,1),则“a+b>0”是“f(a)+f(b)>0”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
解析:选C.因为f(x)=tan x在(-1,1)上单调递增,并且是奇函数,所以tan a+tan b>0⇔tan a>-tan b⇔tan a>tan (-b)⇔a>-b⇔a+b>0,所以“a+b>0”是“f(a)+f(b)>0”的充要条件.
4.函数f(x)=ax2-sin x是奇函数的充要条件是实数a=________.
解析:若f(x)为奇函数,则f(-x)+f(x)=0,所以a(-x)2-sin (-x)+ax2-sin x=0,即2ax2=0,所以a=0,若a=0,则f(x)=-sin x是奇函数,所以函数f(x)=ax2-sin x是奇函数的充要条件是实数a=0.
答案:0
(1)在解题中要弄清充分条件与必要条件的区别,以免出现错误;
(2)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,列出关于参数的不等式(或不等式组)求解.
知识点三
不等式
1.(2025·全国二卷)不等式≥2的解集是( )
A.{x|-2≤x≤1}
B.{x|x≤-2}
C.{x|-2≤x<1}
D.{x|x>1}
解析:选C.通解:因为≥2,所以-2≥0,故有≥0,即≤0,等价于
解得-2≤x<1,故原不等式的解集是{x|-2≤x<1}.
快解:x-1作为分母,故x≠1,排除A.当x=0时,左边=4≥2成立,故x=0是不等式的一个解,排除B,D.
2.(多选)(2025·常州二模)若<<0,则( )
A.|a|<|b| B.ac<bc
C.>0 D.0<<1
解析:选ACD.由<<0得c≠0,当c>0时,由<<0得<<0,即b<a<0,可得0<<1,当c<0时,由<<0得>>0,即0<a<b,所以0<<1,|a|<|b|,故A,D正确;由<<0得-=<0,且a与b同号,即ab>0,所以c与b-a异号,即c与a-b同号,由ac<bc得(a-b)c<0,故B错误,C正确.
3.(多选)(2025·湖北联考)已知正实数x,y满足x+y=2,则+的可能取值为( )
A.8 B.9
C.10 D.11
解析:选CD.因为x+y=2,所以+=x++y+=2++.因为x>0,y>0,所以+=(x+y)·(+)=(10++)≥(10+2)=8,当且仅当=,即x=,y=时等号成立,所以+≥10.
4.对任意实数x,y,定义x·y=x(1-y).已知不等式(x-a)·(x+a)<1对任意≤x≤1都成立,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由(x-a)·(x+a)<1,得(x-a)·(1-x-a)<1,即a2-a-1<x2-x.令t=x2-x,≤x≤1,只要a2-a-1<tmin即可.t=x2-x=(x-)2-,≤x≤1,所以tmin=-,故a2-a-1<-,解得-<a<.故实数a的取值范围是(-,).
5.(2025·长春质量监测)已知正整数a,b满足3<a<b<9,则的最大值为________.
解析:因为=+,且a,b均为正整数,所以a,b越小,+的值越大,又3<a<b<9.所以当a=4,b=5时,+的值最大,最大值为+=.
答案:
6.(2025·成都诊断检测)中国宋代数学家秦九韶曾提出“三斜求积术”,即假设在平面内有一个边长分别为a,b,c的三角形,其面积S可由公式S=求得,其中p=(a+b+c),这个公式也被称为海伦-秦九韶公式.现有一个三角形的三边长满足a+b=14,c=6,则此三角形面积的最大值为 ________.
解析:由题意,可知a+b=14,c=6,则p==10,
故S=
=
≤=6,
当且仅当10-a=10-b,a+b=14,即a=b=7时取等号.
答案:6
(1)应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件;
(2)对含参的不等式,应对参数进行分类讨论;
(3)利用基本不等式求解问题常见的变形技巧有拆项、并项,也可乘上一个数或加上一个数,“1”的代换法等.
知识点四
复 数
1.(2025·全国二卷)已知z=1+i,则=( )
A.-i B.i
C.-1 D.1
解析:选A.由z=1+i,得===-i.故选A.
2.(2025·贵阳联考)已知复数z满足a+i·z=i-z,若复数z为纯虚数,则实数a的值为( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
解析:选C.因为a+i·z=i-z,所以z==.因为复数z为纯虚数,所以解得a=1.
3.(2025·菏泽一模)在复平面内,向量对应的复数为-1+3i,向量对应的复数为-2+i,则向量对应的复数为( )
A.-3-4i B.-3+4i
C.1+2i D.-1-2i
解析:选D.因为向量对应的复数为-1+3i,向量对应的复数为-2+i,所以=-=(-2+i)-(-1+3i)=-1-2i,所以向量对应的复数为-1-2i.
4.(多选)(2025·南京调研)设z1,z2为复数,则下列说法中正确的有( )
A.|z1|+|z2|=|z1+z2|
B.1+2=
C.若|z1|=|z2|,则z=z
D.若z<0,则z1为纯虚数
解析:选BD.对于A,举反例,取z1=1,z2=i,则|z1|+|z2|>|z1+z2|,故A错误;对于B,设z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R),则1+2=a-bi+c-di=a+c-(b+d)i,z1+z2=a+c+(b+d)i,=a+c-(b+d)i,所以1+2=,故B正确;对于C,举反例,取z1=1,z2=i,则z=1,z=-1,z≠z,故C错误;对于D,设z1=a+bi(a,b∈R),则z=a2-b2+2abi,若z<0,因为虚数不可以比较大小,所以所以a=0,即z1为纯虚数,故D正确.
5.(多选)(2025·石家庄质检)已知i为虚数单位,以下选项正确的是( )
A.若m,n∈R,则m+ni=2+i的充要条件是m=2,n=1
B.若复数z1,z2,z3满足z1z2=z2z3,则z1=z3
C.i+i2+i3+…+i2 025=i
D.若复数z满足|z|=1,则|z-3+4i|的最大值为6
解析:选ACD.对于A,由复数相等的充要条件可知,A正确;对于B,若z1z2=z2z3,则当z2=0时,z1,z3∈C都成立,故B错误;对于C,因为in+in+1+in+2+in+3=0(n∈N*),所以i+i2+i3+…+i2 025=i,故C正确;对于D,若复数z满足|z|=1,则复数z对应的点Z的轨迹是以原点为圆心,1为半径的圆,则|z-3+4i|=|z-(3-4i)|的几何意义是复数z对应的点Z到复数3-4i对应的点(3,-4)的距离,所以|z-3+4i|的最大值即以原点为圆心,半径为1的圆上的点到点(3,-4)距离的最大值,则|z-3+4i|max=+1=6,故D正确.
(1)求复数虚部时混淆虚部定义致错;
(2)复数与复平面内的点、平面向量存在一一对应关系,两个复数差的模可以理解为两点之间的距离;
(3)常用结论
①i4n=1,i4n+1=i,i4n+2=-1,i4n+3=-i,i4n+i4n+1+i4n+2+i4n+3=0(n∈N*).
②z·=|z|2=||2,|z1·z2|=|z1|·|z2|,=,|zn|=|z|n.
知识点五
统计图表
1.(多选)某机构对我国若干大型科技公司调查统计后,得到了芯片、软件两个行业从业者的年龄分布的饼图(图1)和“90后”从事这两个行业岗位的分布雷达图(图2),则下列说法中一定正确的是( )
A.芯片、软件行业从事技术岗位的人中,“90后”比“80后”多
B.芯片、软件行业中从事技术、设计岗位的“90后”人数超过从事这两个行业总人数的25%
C.芯片、软件行业从业者中,“90后”占比超过50%
D.芯片、软件行业中,“90后”从事市场岗位的人数比“80前”从事这两个行业的总人数少
解析:选BC.对于A,芯片、软件行业从事技术岗位的人中,“90后”人数占比为55%×37%=20.35%,芯片、软件行业从业者中“80后”占总人数的40%,但不知道从事技术岗位人数的比例,故无法确定两者人数的多少,故A错误;对于B,芯片、软件行业中从事技术、设计岗位的“90后”人数占比为55%×(37%+13%)=27.5%,超过从事这两个行业总人数的25%,故B正确;对于C,从题中饼图可看出芯片、软件行业从业者中,“90后”占比为55%,超过50%,故C正确;对于D,芯片、软件行业中,“90后”从事市场岗位的人数占比为55%×14%=7.7%,“80前”从事这两个行业的人数占比为5%,故D错误.
2.(多选)(2025·长沙适应性考试)为了解某种新产品的加工情况,并设定工人每天加工该产品的最少数量,相关部门从工厂随机抽查了100名工人在某天内加工该产品的数量.现将这些数据进行适当分组后(每组为左闭右开的区间,最后一组为闭区间),绘制出如图所示的频率分布直方图,则( )
A.样本数据的极差不大于50
B.样本数据落在区间[65,75)内的频率为0.025
C.样本数据的平均数大于中位数
D.若将工人每天加工产品的最少数量设为55,估计80%的工人能完成任务
解析:选ACD.对于A,由频率分布直方图可知,数据最小的组为[45,55),数据最大的组为[85,95],所以极差小于等于95-45=50,故A正确;对于B,样本数据落在区间[65,75)内的频率为0.025×10=0.25,故B错误;对于C,样本数据的平均数=(50×0.020+60×0.040+70×0.025+80×0.010+90×0.005)×10=64,而中位数位于区间[55,65),设中位数为x,则(x-55)×0.040=0.5-0.020×10,解得x=62.5,所以平均数大于中位数,故C正确;对于D,若工人每天加工产品的最少数量为55,则工人能完成任务的频率为1-0.020×10=0.8,故D正确.
3.(2025·山东一模)我国2022年9月—2023年9月固定资产投资(不含农户)环比增速折线图如图所示,则下列说法错误的是( )
A.这13个月中,我国固定资产投资(不含农户)环比增速的极差为2.75%
B.这13个月中,我国固定资产投资(不含农户)环比增速的平均数为正数
C.这13个月中,我国固定资产投资(不含农户)环比增速的75%分位数为0.20%
D.2022年9月—12月我国固定资产投资(不含农户)环比增速的波动幅度比2023年4月—7月的波动幅度大
解析:选C.将环比增速的13个数据按百分比从小到大排列为-0.84,-0.36,-0.14,-0.05,0.06,0.10,0.11,0.15,0.20,0.29,0.35,1.18,1.91,对于A,极差为[1.91-(-0.84)]%=2.75%,A正确;对于B,因为1.91>0.84+0.36+0.14+0.05,所以平均数为正数,B正确;对于C,13×75%=9.75,所以75%分位数为第10个数0.29%,C错误;对于D,根据题图可知2022年9月—12月我国固定资产投资(不含农户)环比增速的波动幅度比2023年4月—7月的波动幅度大,D正确.
(1)首先要准确地识图,要明确统计图表中纵轴、横轴及折线、区域等所表示的意义,尤其注意数字变化的趋势等;
(2)其次要准确地用图,会根据统计图表中的数字计算样本的数字特征,会用统计图表估计总体.
知识点六
数字特征
1.(2025·宿迁二模)已知4个不全相等的正整数的平均数与中位数都是2,则这组数据的极差为( )
A.4 B.3
C.2 D.1
解析:选C.设这四个不全相等的正整数为x1,x2,x3,x4,不妨设x1≤x2≤x3≤x4(等号不同时成立),则=2,=2,x2+x3=4,所以x1+x4=4,由于x1,x4是正整数,所以x1=1,x4=3,(若x1=x4=2,则x2=x3=2,与已知4个数不全相等矛盾)所以极差为3-1=2.
2.(2025·贵阳联考)为了了解某班学生的数学成绩(单位:分),该班数学老师利用分层随机抽样抽取了10个人的数学成绩,统计如下:
类别
学生数
平均分
方差
男生
6
80
7
女生
4
75
2
则可估计全班学生数学成绩的平均分和方差分别为( )
A.77.5,5 B.77.5,11
C.78,5 D.78,11
解析:选D.可估计全班学生数学成绩的平均分为80×+75×=78,方差为×[7+(80-78)2]+×[2+(75-78)2]=11.
3.(2025·长沙模拟)已知一组数据x1,x2,x3,x4,x5的平均数为2,方差为,则另一组数据3x1-2,3x2-2,3x3-2,3x4-2,3x5-2的平均数、标准差分别为( )
A.2, B.2,1
C.4, D.4,
解析:选C.由题可知,另一组数据3x1-2,3x2-2,3x3-2,3x4-2,3x5-2的平均数为3×2-2=4,方差为32×=,即平均数、标准差分别为4,.
4.(2025·重庆调研)有4位同学各掷骰子5次(骰子出现的点数可能为1,2,3,4,5,6),分别记录自己每次出现的点数,4位同学根据统计结果,对自己的试验数据分别做了如下描述,可以判断一定没有出现点数1的是( )
A.平均数为3,中位数为4
B.中位数为3,众数为5
C.平均数为4,方差为1.2
D.中位数为4,方差为1.6
解析:选C.对于A,平均数为3,中位数为4,则这5个点数可以为1,1,4,4,5,故A不符合题意;对于B,中位数为3,众数为5,则这5个点数可以为1,2,3,5,5,故B不符合题意;对于C,若平均数为4,且出现1,则方差s2>(1-4)2=>1.2,所以平均数为4,方差为1.2时,一定没有出现点数1,故C符合题意;对于D,1,2,4,4,4的中位数为4,平均数为=3,方差s2=×[(1-3)2+(2-3)2+(4-3)2+(4-3)2+(4-3)2]=1.6,故D不符合题意.
5.(多选)(2025·临沂一模)甲、乙两个体育社团小组成员的某次跳远成绩(单位:厘米)如下:
甲组:244,245,245,246,248,251,251,253,254,255,257,263
乙组:239,241,243,245,245,247,248,249,251,252
则下列说法正确的是( )
A.甲组数据的第60百分位数是252
B.乙组数据的中位数是246
C.从甲、乙两组各随机选取一个成员,两人跳远成绩均在250厘米以上的概率为
D.甲组中存在这样的成员,将他调派到乙组后,甲、乙两组的跳远平均成绩都有提高
解析:选BCD.对于A,因为12×60%=7.2,所以甲组数据的第60百分位数是第8个数,即253,故A错误;对于B,乙组数据的中位数为=246,故B正确;对于C,甲组中跳远成绩在250厘米以上的有7人,乙组中跳远成绩在250厘米以上的有2人,所以从甲、乙两组各随机选取一个成员,两人跳远成绩均在250厘米以上的概率为×=,故C正确;对于D,甲组的平均成绩为×(244+245+245+246+248+251+251+253+254+255+257+263)=251(厘米),乙组的平均成绩为×(239+241+243+245+245+247+248+249+251+252)=246(厘米),所以将甲组中跳远成绩为248厘米的成员调派到乙组后,甲、乙两组的跳远平均成绩都有提高,故D正确.
进行分层随机抽样的相关计算时,常用到的两个关系
(1)=;
(2)总体中某两层的个体数之比等于样本中这两层抽取的个体数之比.
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