摘要:
**基本信息**
集合同步精练以基础巩固、能力提升、创新拓展为分层逻辑,通过选择、填空、解答题的梯度设计,实现从单一集合运算到综合应用及新定义问题的知识进阶,适配一轮复习的夯实与拔高需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|集合概念、交并补运算|单选1-5题聚焦基础定义与简单运算,培养抽象能力与运算能力|
|中档层|子集关系、参数问题、韦恩图应用|单选6-8题、多选、填空涉及分类讨论与实际情境,发展推理意识与模型意识|
|拔高层|新定义问题、综合探究|解答题17-19题如三元子集性质T,强化创新意识与逻辑推理,体现数学思维的严谨性|
内容正文:
1.1 集合(精练)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(25-26高三上·四川成都·期中)集合,集合,下面说法正确的是( )
A.两个集合的交集是
B.两个集合没有并集
C.B集合的元素无法用这种形式表示出来
D.集合A有6个子集
2.(2026·湖北襄阳·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
3.(2026·贵州遵义·模拟预测)已知集合,,则 ( )
A. B. C. D.
4.(2026·河北·模拟预测)已知全集,,,则( )
A. B. C. D.
5.(2026·山西忻州·模拟预测)已知集合,,则的元素个数为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高三上·江苏常州·期末)已知集合,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
7.(25-26高三上·福建厦门·阶段检测)设,与是的子集,若,则称为一个“理想配集”.那么符合此条件的“理想配集”(规定与是两个不同的“理想配集”)的个数是( )
A.5 B.8 C.9 D.16
8.(25-26高三上·河南洛阳·阶段检测)为了增强公司的凝聚力,某公司举行羽毛球、乒乓球、网球三项比赛,共有80名员工参赛,其中参加羽毛球比赛的有40名,参加乒乓球比赛的有45名,参加网球比赛的有30名,同时参加羽毛球、乒乓球比赛的有20名,同时参加乒乓球、网球比赛的有15名,同时参加羽毛球、网球比赛的有10名,则这三项比赛都参加的员工人数是( )
A.8 B.9 C.10 D.11
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.(25-26高三上·福建厦门·阶段检测)已知集合U是全集,集合M,N的关系如图所示,则( )
A. B.
C. D.
10.(25-26高三上·全国·期末)已知全集,集合,则使成立的实数m的取值范围可能是( )
A. B.
C. D.
11.(25-26高三上·江苏南通·期中)已知集合,下列说法正确的有( )
A.集合A中最大元素可以为3
B.若集合A为无限集,则
C.集合A中至少有8个元素
D.若集合A中恰有8个元素,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(25-26高三·全国·一轮复习)若集合,或,则________, ____________.
13.(2026高三·全国·专题练习)设a,,若集合,则______.
14.(25-26高三·全国·暑假作业)已知集合,集合.
(1)当时,求________;
(2)当时,则实数m的值为________.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(2026高三·全国·专题练习)把下列集合用另一种方法表示出来:
(1);
(2)由1,2,3这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数;
(3);
(4)平面上以点为圆心、半径为5的圆上所有点的集合(这里平面指该平面上所有点组成的集合);
(5)由方程的所有整数解组构成的集合.
16.(2026高三·全国·专题练习)已知集合,.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值集合;
(3)若中有3个整数,求实数的取值集合;
(4)若,求实数的取值集合;
(5)若,求实数的取值取值集合;
17.(25-26高三上·四川成都·期中)在集合问题中,韦恩图(Venn图)是一种直观表示集合之间关系的工具.通常用矩形表示全集,用圆或封闭曲线表示集合,重叠部分表示交集.现在请用韦恩图解决以下问题:
(1)(i)假设有两个集合和,用韦恩图表示和两个部分;
(ii)某班50人中,喜欢数学的有30人,喜欢物理的有25人,两科都喜欢的有10人.请画出韦恩图并求出两科都不喜欢的人数;
(2)用韦恩图说明这个结论成立:,并思考韦恩图能不能用于严格证明这个结论.如果能,说明理由;如果不能,请用其他方法严格证明,并说明韦恩图用于证明这个的局限性.
18.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)设集合,.
(1)若集合B中有两个大于0的元素,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
19.(2026·北京西城·二模)给定正整数n(),记集合或且.对于由中的三个元素组成的子集,若满足对于任意,均为偶数,则称该三元子集具有性质T.
(1)在的子集中,写出一个具有性质T的三元子集;(结论不要求证明)
(2)证明:在的子集中,不可能选出10个两两交集为空集,且具有性质T的三元子集;
(3)在的子集中,最多能选出多少个两两交集为空集,且具有性质T的三元子集?说明理由.
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1.1 集合(精练)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(25-26高三上·四川成都·期中)集合,集合,下面说法正确的是( )
A.两个集合的交集是
B.两个集合没有并集
C.B集合的元素无法用这种形式表示出来
D.集合A有6个子集
【答案】A
【详解】,故A正确;
,故B错误;
集合可以表示为,其中,
即集合可描述为形式,故C错误;
集合A有6个元素,子集总数为,故D错误.
2.(2026·湖北襄阳·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求解集合,再由集合的并集求解即可.
【详解】因为,或,所以或.
3.(2026·贵州遵义·模拟预测)已知集合,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,,
所以.
4.(2026·河北·模拟预测)已知全集,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解绝对值不等式求得集合,再结合集合的运算即可求解.
【详解】解得或,即,
则,则.
5.(2026·山西忻州·模拟预测)已知集合,,则的元素个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先解绝对值不等式及一元二次不等式可得集合,再由交集的定义可得.
【详解】由得,即,
又因为,所以,即.
由,解得,所以.
因此,,所以的元素个数为.
6.(25-26高三上·江苏常州·期末)已知集合,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由集合间的子集运算性质求解.
【详解】由,得或,
得或,
经检验,不合题意,故实数的取值集合为,
故选:C
7.(25-26高三上·福建厦门·阶段检测)设,与是的子集,若,则称为一个“理想配集”.那么符合此条件的“理想配集”(规定与是两个不同的“理想配集”)的个数是( )
A.5 B.8 C.9 D.16
【答案】C
【分析】对集合中的每个元素,根据它是否属于、进行分类讨论. 元素1和3必须在中,元素2和4不能同时在中.
【详解】依题意,元素2和4不能在中,可分4类情况:
① 只在集合中,则集合为或或,,共有3种情况;
② 只在集合中,与①类似,共有3种情况;
③2和4分别在集合、中,则有或共2种情况;
④2和4均不在集合、中,则有共1种情况.
由分类加法计数原理,总数为种.
8.(25-26高三上·河南洛阳·阶段检测)为了增强公司的凝聚力,某公司举行羽毛球、乒乓球、网球三项比赛,共有80名员工参赛,其中参加羽毛球比赛的有40名,参加乒乓球比赛的有45名,参加网球比赛的有30名,同时参加羽毛球、乒乓球比赛的有20名,同时参加乒乓球、网球比赛的有15名,同时参加羽毛球、网球比赛的有10名,则这三项比赛都参加的员工人数是( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】C
【分析】根据题意画出韦恩图,利用容斥原理列式即可求解.
【详解】设三项比赛都参加的员工为人,结合已知条件可知,只参加乒乓球、网球比赛的员工为人,
只参加羽毛球、乒乓球比赛的员工为人,只参加羽毛球、网球比赛的员工为人,
只参加乒乓球比赛的员工为人,只参加网球比赛的员工为人,只参加羽毛球比赛的员工为人,
如图所示:
故,解得,故这三项比赛都参加的员工人数是10.
故选:C
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.(25-26高三上·福建厦门·阶段检测)已知集合U是全集,集合M,N的关系如图所示,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由图知集合是集合的真子集,结合图形由集合的交并补运算逐一判断即可.
【详解】选项A:因为集合 是集合 的真子集,所以 ,故A正确;
选项B:因为集合 是集合 的真子集,所以 ,故B正确;
选项C: 因为集合 是集合 的真子集,所以集合 在全集 中的补集与集合 的交集非空,
例如 ,而,则,故C错误;
选项D:由图知,集合是集合的真子集,则是的真子集,而,故,即D正确.
10.(25-26高三上·全国·期末)已知全集,集合,则使成立的实数m的取值范围可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据集合是否为空集分类讨论,结合列不等式,求得的取值范围逐一判断即可.
【详解】①当时,令,得,此时符合题意;
②当时,,得,
则或,
因为,所以,所以或,
解得或,
因为,所以
综上,的取值范围为或,
故选:BC
11.(25-26高三上·江苏南通·期中)已知集合,下列说法正确的有( )
A.集合A中最大元素可以为3
B.若集合A为无限集,则
C.集合A中至少有8个元素
D.若集合A中恰有8个元素,则
【答案】ACD
【分析】根据k的不同取值情况,分类讨论集合A,结合基本不等式分别解出对应的一元二次不等式,即可判断选项.
【详解】当时,原不等式等价于为,解得,
此时,为无限集,集合A中最大的元素可以为3,故A正确;
当时,原不等式等价于为,
若,则,
当且仅当即时,等号成立,
此时或,为无限集;
综上,当或时,集合A为无限集,故B错误;
若,则,
当且仅当即时,等号成立,
此时,为有限集,
集合A的元素可能有.
综上,集合A至少有8个元素,故C正确;
若集合A恰有8个元素,
则,解得,故D正确.
故选:ACD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(25-26高三·全国·一轮复习)若集合,或,则________, ____________.
【答案】 R 或或
【详解】借助数轴如图1,
所以,
如图2,所以或,
或或.
13.(2026高三·全国·专题练习)设a,,若集合,则______.
【答案】0
【分析】根据集合相等的定义,结合集合元素的互异性,推导出、的值后代入所求式子计算.
【详解】因为右侧集合中有,分母不能为0,故,
两个集合相等,左侧集合必须含元素0,结合,得:,即 ,因此,
此时左侧集合为,右侧集合为,集合元素对应相等,可得,,
此时,符合条件.
所以.
14.(25-26高三·全国·暑假作业)已知集合,集合.
(1)当时,求________;
(2)当时,则实数m的值为________.
【答案】 2
【分析】(1)根据交集的定义求解即可;
(2)由,可得,再根据集合的包含关系求解即可.
【详解】(1)由题意得,当时,,则.
(2)因为,所以,因为,所以,
所以2是关于x的方程的解,即,解得.
故答案为:;.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15.(2026高三·全国·专题练习)把下列集合用另一种方法表示出来:
(1);
(2)由1,2,3这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数;
(3);
(4)平面上以点为圆心、半径为5的圆上所有点的集合(这里平面指该平面上所有点组成的集合);
(5)由方程的所有整数解组构成的集合.
【答案】(1)且
(2)
(3)
(4)
(5)用列举法:,
用描述法:
【分析】(1)集合为列举法表示,改为描述法表示;
(2)集合为文字描述表示,由列举法表示;
(3)集合为描述法表示,改为列举法表示;
(4)集合为文字描述表示,由描述法表示;
(5)集合为文字描述表示,由列举法和描述法表示.
【详解】(1)集合为列举法,改为描述法为且,
表示小于等于的正偶数.
(2)由1,2,3这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数,
由列举法可得:
一位自然数:;
两位无重复:;
三位无重复:;
故集合为:.
(3)集合用描述法表示,改为列举法为:.
(4)原描述中,表示平面内动点,指点到定点的距离,
距离恒等于5,即为圆周上的点,
故集合.
(5)由方程的所有整数解组构成的集合,
改为列举法:
,
用描述法为:.
16.(2026高三·全国·专题练习)已知集合,.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值集合;
(3)若中有3个整数,求实数的取值集合;
(4)若,求实数的取值集合;
(5)若,求实数的取值取值集合;
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【分析】(1)略
(2)略
(3)根据区间长度得,解得,接下来再分,,和,根据左端点的范围确定右端点的范围,进行求解;
(4)根据集合的包含关系确定参数范围;
(5)根据集合的包含关系确定参数范围.
【详解】(1)因为,,所以.
(2)因为,
若,则,解得,
所以实数的取值集合为.
(3)因为,中有3个整数,
所以,解得,
当时,,符合题意,
当时,,
若中有3个整数,则,即,
此时集合中的整数为,符合题意;
当时,,不符合题意;
当时,,
若中有3个整数,则,即,
此时集合中的整数为,符合题意;
综上所述,实数的取值集合为.
(4)当时,如图,此时.
则,即,因此的取值集合为.
(5)当时,如图,
此时,解得,此时无解;
当时,由,解得.
综上可得:的取值集合为.
17.(25-26高三上·四川成都·期中)在集合问题中,韦恩图(Venn图)是一种直观表示集合之间关系的工具.通常用矩形表示全集,用圆或封闭曲线表示集合,重叠部分表示交集.现在请用韦恩图解决以下问题:
(1)(i)假设有两个集合和,用韦恩图表示和两个部分;
(ii)某班50人中,喜欢数学的有30人,喜欢物理的有25人,两科都喜欢的有10人.请画出韦恩图并求出两科都不喜欢的人数;
(2)用韦恩图说明这个结论成立:,并思考韦恩图能不能用于严格证明这个结论.如果能,说明理由;如果不能,请用其他方法严格证明,并说明韦恩图用于证明这个的局限性.
【答案】(1)(i) (ii) ,两科都不喜欢的人数为5人
(2)
显然,根据以上和的韦恩图可得到结论成立.
但韦恩图不能用于严格证明这个结论.
先证:,
任取,则,且,
由,得,或,
若,且,则,所以;
若,且,则,所以,
因此.
再证:,
任取,则,或,
若,则,且,所以,且,故;
若,则,且,所以,且,故,
因此.
综上,.
韦恩图用于证明这个的局限性:韦恩图只能展示有限集合位置的情况(比如以上和的韦恩图只是展示了,,两两相交的情况),无法覆盖所有可能的集合关系(比如,,或,,两两不相交的情况等情况),直接观察不能用于严格证明.
【解析】略
18.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)设集合,.
(1)若集合B中有两个大于0的元素,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1)实数a的取值范围为
(2)实数a的取值范围为
【分析】(1)由题意可得有两个不等正根,由根与系数的关系求解即可;
(2)由题意可得或或或;分类讨论求解即可.
【详解】(1)因为集合B中有两个大于0的元素,所以有两个不等正根,
所以,解得,
所以实数a的取值范围为;
(2)由,可得,解得或,
因为,所以或或或;
当时,,解得;
当时,,无解,故舍去;
当时,,解得;
当时,,无解,故舍去;
综上所述:实数a的取值范围为.
19.(2026·北京西城·二模)给定正整数n(),记集合或且.对于由中的三个元素组成的子集,若满足对于任意,均为偶数,则称该三元子集具有性质T.
(1)在的子集中,写出一个具有性质T的三元子集;(结论不要求证明)
(2)证明:在的子集中,不可能选出10个两两交集为空集,且具有性质T的三元子集;
(3)在的子集中,最多能选出多少个两两交集为空集,且具有性质T的三元子集?说明理由.
【答案】(1)故答案不唯一,如
(2)
由题意,中共有个元素,故最多能选出个两两交集为空集的三元子集.
将中所有元素的第一个分量求和(一个元素可以看成一个数组,
第一个数字称为第一个分量,以此类推),知其和等于;
同理,所有第二个分量、第三个分量、⋯⋯的和均等于16.
假设能选出10个符合题意的三元子集,由题意,这10个三元子集覆盖了中的30个元素,
且每个三元子集的所有元素的每一个分量数字之和均为偶数.
故中余下的一个元素的每一个分量都是偶数,即只能为.
这与矛盾.
所以在的子集中,不可能选出10个两两交集为空集,且具有性质的三元子集.
(3),理由:
记,其中为偶数.不妨假设时有意义.
当时,的三元子集只有一个,且具有性质,
所以在中最多能选出个两两交集为空集,且具有性质的三元子集.
记中具有性质的三元子集为.
当时,中有个元素,故最多有个两两交集为空集的三元子集.
因为的子集,
和
为两两交集为空集,且具有性质的三元子集(共5个),
所以在的子集中,最多能选出个两两交集为空集,且具有性质的三元子集.
设为中上述具有性质的三元子集中的任意一个,
同理,得中有个元素,即最多能有个两两交集为空集的三元子集,
且对于,可以对应构造出4个两两交集为空集,且具有性质的三元子集,
即,
,
,
.
又因为为中具有性质的三元子集,且与上述集合的交集为空集,
所以在的子集中,最多能选出个两两交集为空集,且具有性质的三元子集.
以此类推,得在的子集中,最多能选出个两两交集为空集,且具有性质的三元子集.
【分析】(1)根据集合的新定义直接求解;
(2)利用反证法,结合集合的新定义证明即可;
(3)分别分析,,中满足条件的子集个数,类比得出结论即可.
【详解】(1)由题意,或且,
即,
则满足性质T的三元子集不唯一,如.
(2)略
(3)略
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