内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
第1讲 集合及其运算
知识整合 体系重构
激活思维
1.(教材经典题改编)若集合A={x|x2-1=0},则下列结论错误的是( )
A.1∈A B.{-1}⊆A
C.∅⊆A D.{-1,1}∉A
2.(多选)已知集合A={x|x2-3x+2≤0},B={x|2<2x≤8},则下列判断正确的是( )
A.A∪B=B
B.(∁RB)∪A={x|x≤2或x>3}
C.A∩B={x|1<x≤2}
D.(∁RB)∪(∁RA)=R
3.(教材经典题改编)已知集合A={1,3,a2},B={1,a+2},若A∪B=A,则实数a=____.
4.(教材经典题改编)已知集合A={x|0<x<a},B={x|0<x<2},若B⊆A,则实数a的取值范围为__ _.
聚焦知识
1.集合与元素
(1) 集合中元素的三个特性:____、____、____.
(2) 元素与集合的关系是属于或不属于,用符号∈或∉表示.
(3) 集合的表示法:列举法、描述法、图示法.
(4) 常见集合的符号表示
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
复数集
符号
N
N*或N+
Z
Q
R
C
2.集合间的基本关系
关系
定义
记法
相等
集合A与B的所有元素都相同
A=B
子集
A中任意一个元素均为B中的元素
A⊆B
或B⊇A
真子集
A中任意一个元素均为B中的元素,且B中至少有一个元素不是A中的元素
AB
注意:若集合A中含有n(n≥1)个元素,则集合A有____个子集,____个真子集.
3.集合的基本运算
集合的并集A∪B
集合的交集A∩B
集合的补集∁UA
图形
表示
意义
{x|x∈A或x∈B}
{x|x∈A且x∈B}
{x|x∈U且x∉A}
4.常见结论与等价关系
(1) A∩B=A⇔A⊆B;A∪B=A⇔B⊆A.
(2)(∁UA)∪A=___;∁U(∁UA)=____.
(3) 摩根定律:∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
题型突破 思维拓展
举题说法
集合中元素的性质
例1 (1)(多选)下列关于集合相等的说法正确的有( )
A.{x|x2+1=0}=
B.=
C.={x|-1<x<2,x∈N}
D.={0,1}
(2) 若a,,1组成的集合与a2,a+b,0组成的集合为同一个含有三个元素的集合,则ab的值为____.
(3) 已知集合A={x|ax2+2x+1=0,a∈R}.若A中只有一个元素,则a=____;若A中至少有一个元素,则a的取值范围为____.
(1) 集合中的元素最重要的性质是互异性.
(2) 注意以下集合的差异:{y|y=};{x|y=};{(x,y)|y=};{y=}.
变式1 已知集合A={1,m,n},B={m2,m,mn}.若A=B,则m2 026·n2 027=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
集合间的关系
例2 (1)(2025·南阳期末)已知集合M=,N=,则集合N的真子集个数为( )
A.7 B.8
C.15 D.16
(2)(2025·赣州一模)已知集合A=,B=,若A⊆B,则实数a的取值范围是( )
A.(9,+∞) B.[9,+∞)
C.(-∞,-3) D.(-∞,-3]
(3) 已知集合M=,N=,P=,则M,N,P的关系为( )
A.M=N⊆P B.M⊆N=P
C.M=P⊆N D.N⊆P⊆M
判断集合间关系的三种方法
(1) 列举法;
(2) 数轴法;
(3) 结构法:从元素的结构特点入手,化简变形后找差异.
变式2 已知集合A={x|x<-1或x≥3},B={x|ax+1≤0},若B⊆A,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.(-∞,-1)∪[0,+∞) D.∪(0,1)
集合间的运算
视角1 集合的基本运算
例 3-1 (1)(多选)已知全集U={-2,-1,0,1,2,3,4},集合A={x∈Z|x2-x<6},B=,则下列方式中可表示图中阴影部分的是( )
(例3-1(1))
A.{-1,2} B.∁(A∪B)B
C.A∩(∁UB) D.(∁UA)∩(∁UB)
(2)(2026·南昌期初)已知全集U=,集合A,B是U的子集,若A∩B={2},(∁UA)∩B=,(∁UA)∩(∁UB)=,则集合A=( )
A. B.
C. D.
(1) 有些集合是可以化简的,先化简再研究其关系并进行运算,可使问题简单明了,易于解决.
(2) 注意数形结合思想的应用,常用的数形结合形式有数轴、坐标系和Venn图.
变式 3-1 (2026·邯郸期初)已知集合M=,N=,若全集U=R,则M∩(∁UN)=( )
A.(-∞,1) B.[1,+∞]
C.(-1,1) D.(0,1]
视角2 利用集合运算求参数
例 3-2 (1) 已知集合A=,非空集合B=,若A∩B=B,则b的取值范围是____.
(2) 已知集合A=,B=,且B⊆A,则实数a的取值范围为____.
变式 3-2 (2025·佛山一模)已知集合A=,B=,若A∩B=∅,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,2)
C.(-∞,1] D.(-∞,2]
集合新定义问题
例4 (多选)设集合X是实数集R的子集,如果点x0∈R满足:对任意a>0,都存在x∈X,使得0<|x-x0|<a,那么称x0为集合X的聚点,用Z表示整数集,则下列集合中以0为聚点的是( )
A. B.
C. D.整数集Z
此类题的关键是读懂新定义的意义,在领会新定义的基础上,可通过举例的方法明晰新定义的内涵和外延,将其运用到新的情境中,进而对结论作出判断.
变式4 (多选)设P是一个数集,且至少含有两个数.若对于任意a,b∈P,都有a+b,a-b,ab∈P,且若b≠0,∈P,则称P是一个数域.例如,有理数集Q是数域.下列说法正确的是( )
A.数域必含有0,1两个数
B.整数集是数域
C.若有理数集Q⊆M,则数集M一定是数域
D.数域中有无限多个元素
随堂内化
1.(2025·广州一模) 已知集合A={x|0≤x≤a},B={x|x2-2x≤0},若B⊆A,则实数a的取值范围是( )
A.(0,2) B.(0,2]
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
2.(2025·苏北七市二调)设集合U=R,M=,N=,则{x|x≤-1}等于( )
A.∁U(M∩N) B.∁U(M∪N)
C.M∪(∁UN) D.N∪(∁UM)
3.(2025·漳州三模)已知集合A={x|2x-1<0},B={x|ex<2},则( )
A.A∪B= B.A∩B={x|x<ln 2}
C.A∪(∁RB)=R D.B∪(∁RA)=R
4.某班有38名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组.已知有27人参加数学小组,有16人参加物理小组,有14人参加化学小组,同时参加数学和物理小组的有7人,同时参加物理和化学小组的有5人,则同时参加数学和化学小组的有____人.
配套精练
一、单项选择题
1.(2025·全国Ⅰ卷)设全集U={x|x是小于9的正整数},集合A={1,3,5},则∁UA中元素个数为( )
A.0 B.3
C.5 D.8
2.(2025·全国Ⅱ卷)已知集合A={-4,0,1,2,8},B={x|x3=x},则A∩B=( )
A.{0,1,2} B.{1,2,8}
C.{2,8} D.{0,1}
3.(2025·福州三模)已知全集为R,A=,B=,则图中阴影部分表示的集合是( )
A.{1}
B.{2}
C.
D.
4.(2025·南京、盐城一模)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]
5.(2026·南通期初)已知集合A=,B={4,2a},若A∩B=B,则实数a的取值集合为( )
A. B.
C.{0,2} D.
6.(2025·福州二模)已知全集U=A∪B={1,2,3,4},A∩(∁UB)=,B∩(∁UA)=,则A∩B=( )
A. B.
C. D.{3}
7.已知全集U={x∈N*|-2<x<9},M={3,4,5},P={1,3,6},则(∁UM)∩(∁UP)是( )
A.{2,7,8} B.{2,3,4,5,7,8}
C.{1,2,4,5,6,7,8} D.{1,2,3,6,7,8}
8.(2025·保定二模)若集合A={(x,y)|y=(x-1)(x-5)},B={(x,y)|y2=4x},则A∩B的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.15
9.若数集A=(1≤a1<a2<…<an,n≥2)具有性质P:对任意的i,j(1≤i<j≤n),aiaj与中至少有一个属于A,则称集合A为“权集”,则( )
A.{1,3,4}为“权集”
B.{1,2,3,6}为“权集”
C.“权集”中元素可以有0
D.“权集”中一定有1
10.某校田径运动会上,共有12名同学参加100米、400米、1 500米三个项目,其中有8人参加100米比赛,有7人参加400米比赛,有5人参加1 500米比赛,100米和400米都参加的有4人,100米和1 500米都参加的有3人,400米和1 500米都参加的有3人,则下列说法不正确的是( )
A.三项比赛都参加的有2人
B.只参加100米比赛的有3人
C.只参加400米比赛的有3人
D.只参加1 500米比赛的有1人
二、多项选择题
11.(2025·萍乡二模)已知全集U=,集合A⊆U,B⊆U,且满足A∩B={3,5},(∁UA)∩(∁UB)=,则下列说法正确的有( )
A.4∈A
B.6∈(A∪B)
C.集合A可能是
D.(∁UA)∪(∁UB)=
12.若非空集合M,N,P满足M∩N=N,M∪P=P,则( )
A.P⊆M B.M∩P=M
C.N∪P=P D.M∩(∁PN)=∅
13.我们知道,若集合A⊆S,那么A的补集为∁SA={x|x∈S且x∉A}.类似地,对于集合A,B,我们把集合{x|x∈A且x∉B}叫做集合A和B的差集,记作A-B.例如:A={1,2,3,4,5},B={4,5,6,7,8},则有A-B={1,2,3},B-A={6,7,8}.下列说法正确的有( )
A.若A={4,5,6,7,9},B={3,5,6,8,9},则B-A={3,7,8}
B.如果A-B=∅,那么A⊆B
C.已知全集U,集合A,集合B的关系如图所示,则B-A=A∩(∁UB)
D.已知A={x|x<-1或x>3},B={x|-2≤x<4},则A-B={x|x<-2或x≥4}
14.设集合S为实数集R的非空子集,若对任意x∈S,y∈S,都有(x+y)∈S,(x-y)∈S,xy∈S,则称集合S为“完美集合”.下列命题正确的是( )
A.若S为“完美集合”,则一定有0∈S
B.“完美集合”一定是无限集
C.集合A=为“完美集合”
D.若S为“完美集合”,则满足S⊆T⊆R的任意集合T也是“完美集合”
三、填空题
15.已知集合M={x|x2-2x-3≤0},N={x|y=ln(x-4)},则(∁RM)∩N=____.
16.(2025·漳州二模)已知集合A={x|log2x<2},B={x|1+a<x<2a-1},若A∩B=∅,则实数a的取值范围是____.
17.(2024·晋城二模)已知集合A=,B={x|x2-3x+m=0},若1∈A∩B,则A∪B的子集个数为____.
18.已知集合A={x|x2+mx≤0},B=,且A∩B有4个子集,则实数m的最小值是___.
19.设k∈R,已知集合恰有4个非零元素,且它们在数轴上等距排列,则k=____.
20.用[A]表示非空集合A中元素的个数,已知A={1,2},B={x|(ax2+x)(x2+ax+2)=0},且|[A]-[B]|=1,设实数a的所有可能取值构成集合S,则S=____.
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第一章 集合与常用逻辑用语、不等式
第1讲 集合及其运算
知识整合 体系重构
激活思维
1.(教材经典题改编)若集合A={x|x2-1=0},则下列结论错误的是( D )
A.1∈A B.{-1}⊆A
C.∅⊆A D.{-1,1}∉A
2.(多选)已知集合A={x|x2-3x+2≤0},B={x|2<2x≤8},则下列判断正确的是( BC )
A.A∪B=B
B.(∁RB)∪A={x|x≤2或x>3}
C.A∩B={x|1<x≤2}
D.(∁RB)∪(∁RA)=R
3.(教材经典题改编)已知集合A={1,3,a2},B={1,a+2},若A∪B=A,则实数a=__2__.
【解析】 因为A∪B=A,所以B⊆A,所以a+2∈A.当a+2=3,即 a=1时,A={1,3,1},不满足集合中元素的互异性,不符合题意.当a+2=a2时,a=-1或a=2,经检验a=-1时,A={1,3,1},不满足集合中元素的互异性,不符合题意;a=2时,A={1,3,4},B={1,4},符合题意.综上,实数a=2.
4.(教材经典题改编)已知集合A={x|0<x<a},B={x|0<x<2},若B⊆A,则实数a的取值范围为__[2,+∞)__.
【解析】 由B⊆A,利用数轴分析法(如图),可知a≥2.
聚焦知识
1.集合与元素
(1) 集合中元素的三个特性:__确定性__、__互异性__、__无序性__.
(2) 元素与集合的关系是属于或不属于,用符号∈或∉表示.
(3) 集合的表示法:列举法、描述法、图示法.
(4) 常见集合的符号表示
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
复数集
符号
N
N*或N+
Z
Q
R
C
2.集合间的基本关系
关系
定义
记法
相等
集合A与B的所有元素都相同
A=B
子集
A中任意一个元素均为B中的元素
A⊆B
或B⊇A
真子集
A中任意一个元素均为B中的元素,且B中至少有一个元素不是A中的元素
AB
注意:若集合A中含有n(n≥1)个元素,则集合A有__2n__个子集,__2n-1__个真子集.
3.集合的基本运算
集合的并集A∪B
集合的交集A∩B
集合的补集∁UA
图形
表示
意义
{x|x∈A或x∈B}
{x|x∈A且x∈B}
{x|x∈U且x∉A}
4.常见结论与等价关系
(1) A∩B=A⇔A⊆B;A∪B=A⇔B⊆A.
(2)(∁UA)∪A=__U__;∁U(∁UA)=__A__.
(3) 摩根定律:∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
题型突破 思维拓展
举题说法
集合中元素的性质
例1 (1)(多选)下列关于集合相等的说法正确的有( AC )
A.{x|x2+1=0}=
B.=
C.={x|-1<x<2,x∈N}
D.={0,1}
【解析】 因为=∅,=∅,所以A正确;因为=[1,+∞),=R,所以B错误;因为={0,1},={0,1},所以C正确;因为={(1,0)}≠{0,1},所以D错误.
(2) 若a,,1组成的集合与a2,a+b,0组成的集合为同一个含有三个元素的集合,则ab的值为__0__.
【解析】 由题意可得解得或当时,三个元素组成的集合为,符合题意;当时,集合中有相同的元素,所以不合题意.综上,则ab=0.
(3) 已知集合A={x|ax2+2x+1=0,a∈R}.若A中只有一个元素,则a=__0或1__;若A中至少有一个元素,则a的取值范围为(-∞,1]__.
【解析】 若A中只有一个元素,则当a=0时,原方程变为2x+1=0,此时x=-,符合题意.当a≠0时,方程ax2+2x+1=0为一元二次方程,则Δ=4-4a=0,即a=1.若A中至少有一个元素,即A中有一个或两个元素,则a=0或解得a≤1,故a的取值范围是(-∞,1].
(1) 集合中的元素最重要的性质是互异性.
(2) 注意以下集合的差异:{y|y=};{x|y=};{(x,y)|y=};{y=}.
变式1 已知集合A={1,m,n},B={m2,m,mn}.若A=B,则m2 026·n2 027=( B )
A.-1 B.0
C.1 D.2
【解析】 由A=B可知,两集合元素全部相等,得或若解得m=n=1,此时A=B={1,1,1},不满足集合元素的互异性.若解得m=1,n∈R(舍去)或当时,A=B=,符合题意.综上,m2 026·n2 027=0.
集合间的关系
例2 (1)(2025·南阳期末)已知集合M=,N=,则集合N的真子集个数为( A )
A.7 B.8
C.15 D.16
(2)(2025·赣州一模)已知集合A=,B=,若A⊆B,则实数a的取值范围是( B )
A.(9,+∞) B.[9,+∞)
C.(-∞,-3) D.(-∞,-3]
(3) 已知集合M=,N=,P=,则M,N,P的关系为( B )
A.M=N⊆P B.M⊆N=P
C.M=P⊆N D.N⊆P⊆M
【解析】 因为M=,N==,P=,所以M⊆N=P.
判断集合间关系的三种方法
(1) 列举法;
(2) 数轴法;
(3) 结构法:从元素的结构特点入手,化简变形后找差异.
变式2 已知集合A={x|x<-1或x≥3},B={x|ax+1≤0},若B⊆A,则实数a的取值范围是( A )
A. B.
C.(-∞,-1)∪[0,+∞) D.∪(0,1)
【解析】 因为B⊆A,所以①若B=∅,即ax+1≤0无解,此时a=0,满足题意.②若B≠∅,即ax+1≤0有解,当a>0时,可得x≤-,要使B⊆A,则需解得0<a<1;当a<0时,可得x≥-,要使B⊆A,则需解得-≤a<0.综上,实数a的取值范围是.
集合间的运算
视角1 集合的基本运算
例 3-1 (1)(多选)已知全集U={-2,-1,0,1,2,3,4},集合A={x∈Z|x2-x<6},B=,则下列方式中可表示图中阴影部分的是( ABC )
(例3-1(1))
A.{-1,2} B.∁(A∪B)B
C.A∩(∁UB) D.(∁UA)∩(∁UB)
【解析】 由图可知阴影部分所表示的集合为∁(A∪B)B或A∩(∁UB),故B,C正确.因为A={x∈Z|-2<x<3}=,∁UB=,所以A∩(∁UB)=,故A正确.(∁UA)∩(∁UB)={4},故D错误.
(2)(2026·南昌期初)已知全集U=,集合A,B是U的子集,若A∩B={2},(∁UA)∩B=,(∁UA)∩(∁UB)=,则集合A=( D )
A. B.
C. D.
【解析】 根据题意画出韦恩图如图所示,由图可知A={1,2,3,4}.
(1) 有些集合是可以化简的,先化简再研究其关系并进行运算,可使问题简单明了,易于解决.
(2) 注意数形结合思想的应用,常用的数形结合形式有数轴、坐标系和Venn图.
变式 3-1 (2026·邯郸期初)已知集合M=,N=,若全集U=R,则M∩(∁UN)=( D )
A.(-∞,1) B.[1,+∞]
C.(-1,1) D.(0,1]
视角2 利用集合运算求参数
例 3-2 (1) 已知集合A=,非空集合B=,若A∩B=B,则b的取值范围是____.
(2) 已知集合A=,B=,且B⊆A,则实数a的取值范围为__∪{6}__.
【解析】 由题知A==.由B=,B⊆A,当B≠∅时,则B={2}或B={3}或B=.当B={2}时,x2-5x+a=0有两个相等实根,即x1=x2=2,x1+x2=4≠5,不合题意,同理B={3},也不合题意,当B=时,2+3=5,a=2×3=6,符合题意.当B=∅时,则Δ=25-4a<0,解得a>.综上,实数a的取值范围是∪{6}.
变式 3-2 (2025·佛山一模)已知集合A=,B=,若A∩B=∅,则实数a的取值范围是( D )
A.(-∞,1) B.(-∞,2)
C.(-∞,1] D.(-∞,2]
【解析】 当a≤1时,A=∅,满足A∩B=∅.当a>1时,A≠∅,由A∩B=∅,可知1<a≤2.综上,a≤2.
集合新定义问题
例4 (多选)设集合X是实数集R的子集,如果点x0∈R满足:对任意a>0,都存在x∈X,使得0<|x-x0|<a,那么称x0为集合X的聚点,用Z表示整数集,则下列集合中以0为聚点的是( BC )
A. B.
C. D.整数集Z
【解析】 对于A,集合中的元素是极限为1的数列,除了第一项0之外,其余的都至少比0大,所以在a<时,不存在满足0<|x|<a的x,所以 0不是集合的聚点;对于B,集合,对任意的a,都存在x=(实际上任意比a小的数都可以),使得0<|x|=<a,所以 0是集合的聚点;对于C,集合中的元素是极限为0的数列,对于任意的a>0,都存在n>,使0<|x|=<a,所以 0是集合的聚点;对于D,对于某个a<1,比如a=0.5,此时对任意的x∈Z,都有|x-0|=0或者|x-0|≥1,也就是说不可能0<|x-0|<0.5,从而0不是整数集Z的聚点.
此类题的关键是读懂新定义的意义,在领会新定义的基础上,可通过举例的方法明晰新定义的内涵和外延,将其运用到新的情境中,进而对结论作出判断.
变式4 (多选)设P是一个数集,且至少含有两个数.若对于任意a,b∈P,都有a+b,a-b,ab∈P,且若b≠0,∈P,则称P是一个数域.例如,有理数集Q是数域.下列说法正确的是( AD )
A.数域必含有0,1两个数
B.整数集是数域
C.若有理数集Q⊆M,则数集M一定是数域
D.数域中有无限多个元素
【解析】 因为P是一个数集,且至少含有两个数,所以P中必有一个非零实数.对于A,当a=b≠0时,a-b=0∈P,=1∈P,故A正确;对于B,例如a=1,b=2,但∉Z,不满足条件,故B错误;对于C,例如M=Q∪{},取a=1,b=,因为1+∉M,所以数集M不是一个数域,故C错误;对于D,由A可知数域必含有0,1,根据数域的性质可知,数域必含有-1,0,1,2,递推下去,必为无限集,故D正确.
随堂内化
1.(2025·广州一模) 已知集合A={x|0≤x≤a},B={x|x2-2x≤0},若B⊆A,则实数a的取值范围是( D )
A.(0,2) B.(0,2]
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
2.(2025·苏北七市二调)设集合U=R,M=,N=,则{x|x≤-1}等于( B )
A.∁U(M∩N) B.∁U(M∪N)
C.M∪(∁UN) D.N∪(∁UM)
【解析】 依题意,M∩N=,M∪N=,所以∁U(M∩N)=或,故A错误;∁U(M∪N)=,故B正确;∁UN=或,M∪(∁UN)=或,故C错误;∁UM=,N∪(∁UM)=,故D错误.
3.(2025·漳州三模)已知集合A={x|2x-1<0},B={x|ex<2},则( D )
A.A∪B= B.A∩B={x|x<ln 2}
C.A∪(∁RB)=R D.B∪(∁RA)=R
【解析】 因为集合A={x|2x-1<0}=,B={x|ex<2}={x|x<ln 2},=ln e=ln e=ln <ln =ln 2,所以A∪B={x|x<ln 2},A∩B=,故A,B错误;A∪(∁RB)=∪{x|x≥ln 2}=≠R,故C错误;B∪(∁RA)={x|x<ln 2}∪=R,故D正确.
4.某班有38名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组.已知有27人参加数学小组,有16人参加物理小组,有14人参加化学小组,同时参加数学和物理小组的有7人,同时参加物理和化学小组的有5人,则同时参加数学和化学小组的有__7__人.
【解析】 设同时参加数学和化学小组的有x人.因为有16人参加物理小组,所以只参加物理一科的有16-7-5=4人.因为有27人参加数学小组,所以只参加数学一科的有27-7-x=(20-x)人.因为有14人参加化学小组,所以只参加化学一科的有14-5-x=(9-x)人.画出Venn图如图所示,因为总参加人数为38,所以27+4+5+9-x=38,解得x=7,故同时参加数学和化学小组的有7人.
配套精练
一、单项选择题
1.(2025·全国Ⅰ卷)设全集U={x|x是小于9的正整数},集合A={1,3,5},则∁UA中元素个数为( C )
A.0 B.3
C.5 D.8
2.(2025·全国Ⅱ卷)已知集合A={-4,0,1,2,8},B={x|x3=x},则A∩B=( D )
A.{0,1,2} B.{1,2,8}
C.{2,8} D.{0,1}
3.(2025·福州三模)已知全集为R,A=,B=,则图中阴影部分表示的集合是( C )
A.{1}
B.{2}
C.
D.
4.(2025·南京、盐城一模)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( D )
A.(-∞,2) B.(-∞,2]
C.(-∞,-2) D.(-∞,-2]
【解析】 由x2-4≤0可得A=[-2,2],由x+a≤0可得B=(-∞,-a],又A⊆B,所以2≤-a,即a≤-2.
5.(2026·南通期初)已知集合A=,B={4,2a},若A∩B=B,则实数a的取值集合为( B )
A. B.
C.{0,2} D.
【解析】 由A∩B=B,得B⊆A.①若2a=1,则a=,此时A=,B=,满足B⊆A,符合题意.②若2a=a2,则有 a(a-2)=0,解得 a=0 或 a=2.当a=0时,A=, B=,满足B⊆A,符合题意;当a=2时,集合B=,不满足集合元素互异性,故舍去.综上,实数a 的取值集合为.
6.(2025·福州二模)已知全集U=A∪B={1,2,3,4},A∩(∁UB)=,B∩(∁UA)=,则A∩B=( D )
A. B.
C. D.{3}
【解析】 因为A∩(∁UB)=,所以2∈A,4∈A,2∉B,4∉B.因为B∩(∁UA)=,所以1∈B,1∉A,所以1∉A∩B,2∉A∩B,4∉A∩B.因为U=A∪B=,所以A∩B={3}.
7.已知全集U={x∈N*|-2<x<9},M={3,4,5},P={1,3,6},则(∁UM)∩(∁UP)是( A )
A.{2,7,8} B.{2,3,4,5,7,8}
C.{1,2,4,5,6,7,8} D.{1,2,3,6,7,8}
【解析】 由题知U=,M=,P={1,3,6},则∁UM=,∁UP=,所以(∁UM)∩(∁UP)=.
8.(2025·保定二模)若集合A={(x,y)|y=(x-1)(x-5)},B={(x,y)|y2=4x},则A∩B的真子集的个数为( D )
A.3 B.4
C.7 D.15
【解析】 y=(x-1)(x-5)的对称轴为x=3,顶点为N(3,-4),且过点M(1,0),P(5,0).当x=3时,y2=4x上的点为(3,±2),作出y=(x-1)(x-5)与y2=4x的图象如图所示.由图可知,两函数图象有4个不同的交点,从而A∩B的真子集的个数为24-1=15.
9.若数集A=(1≤a1<a2<…<an,n≥2)具有性质P:对任意的i,j(1≤i<j≤n),aiaj与中至少有一个属于A,则称集合A为“权集”,则( B )
A.{1,3,4}为“权集”
B.{1,2,3,6}为“权集”
C.“权集”中元素可以有0
D.“权集”中一定有1
【解析】 因为3×4与均不属于数集{1,3,4},所以A错误;因为1×2,1×3,1×6,2×3,,都属于数集{1,2,3,6},所以B正确;由“权集”的定义可知不能有0,所以C错误;易知{2,3,6}是“权集”,所以“权集”中不一定有1,故D错误.
10.某校田径运动会上,共有12名同学参加100米、400米、1 500米三个项目,其中有8人参加100米比赛,有7人参加400米比赛,有5人参加1 500米比赛,100米和400米都参加的有4人,100米和1 500米都参加的有3人,400米和1 500米都参加的有3人,则下列说法不正确的是( C )
A.三项比赛都参加的有2人
B.只参加100米比赛的有3人
C.只参加400米比赛的有3人
D.只参加1 500米比赛的有1人
【解析】 根据题意,设A={x|x是参加100米比赛的同学},B={x|x是参加400米比赛的同学},C={x|x是参加1 500米比赛的同学},则card(A)=8,card(B)=7,card(C)=5,且card(A∩B)=4,card(A∩C)=3,card(B∩C)=3,则card(A∩B∩C)=12-[(8+7+5)-(4+3+3)]=2,所以三项比赛都参加的有2人,只参加100米比赛的有3人,只参加400米比赛的有2人,只参加1 500米比赛的有1人.
二、多项选择题
11.(2025·萍乡二模)已知全集U=,集合A⊆U,B⊆U,且满足A∩B={3,5},(∁UA)∩(∁UB)=,则下列说法正确的有( BCD )
A.4∈A
B.6∈(A∪B)
C.集合A可能是
D.(∁UA)∪(∁UB)=
【解析】 由题知(∁UA)∩(∁UB)=∁U(A∪B)=,所以A∪B=.对于A,因为A∪B=,所以4∉A,A错误;对于B,由于A∪B=,所以6∈(A∪B),B正确;对于C,由A∩B={3,5},知3,5既属于A又属于B,若A=,B={3,5},则∁U(A∪B)=,∁UA=,∁UB=,此时满足所有已知条件,C正确;对于D,因为(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B),又A∩B={3,5},所以(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B)=,D正确.
12.若非空集合M,N,P满足M∩N=N,M∪P=P,则( BC )
A.P⊆M B.M∩P=M
C.N∪P=P D.M∩(∁PN)=∅
【解析】 由M∩N=N得N⊆M.由M∪P=P得M⊆P,推不出P⊆M,故A错误;由M⊆P可得M∩P=M,故B正确;因为N⊆M且M⊆P,所以N⊆P,则N∪P=P,故C正确;由N⊆M可得M∩(∁PN)不一定为空集,故D错误.
13.我们知道,若集合A⊆S,那么A的补集为∁SA={x|x∈S且x∉A}.类似地,对于集合A,B,我们把集合{x|x∈A且x∉B}叫做集合A和B的差集,记作A-B.例如:A={1,2,3,4,5},B={4,5,6,7,8},则有A-B={1,2,3},B-A={6,7,8}.下列说法正确的有( BD )
A.若A={4,5,6,7,9},B={3,5,6,8,9},则B-A={3,7,8}
B.如果A-B=∅,那么A⊆B
C.已知全集U,集合A,集合B的关系如图所示,则B-A=A∩(∁UB)
D.已知A={x|x<-1或x>3},B={x|-2≤x<4},则A-B={x|x<-2或x≥4}
【解析】 对于A,由B-A={x|x∈B且x∉A},知B-A={3,8},故A错误;对于B,由A-B={x|x∈A且x∉B}=∅,知A⊆B,故B正确;对于C,由Venn图知B-A如图中阴影部分所示,则B-A=B∩(∁UA),故C错误;对于D,∁RB={x|x<-2或x≥4},则A-B=A∩(∁RB)={x|x<-2或x≥4},故D正确.
14.设集合S为实数集R的非空子集,若对任意x∈S,y∈S,都有(x+y)∈S,(x-y)∈S,xy∈S,则称集合S为“完美集合”.下列命题正确的是( AC )
A.若S为“完美集合”,则一定有0∈S
B.“完美集合”一定是无限集
C.集合A=为“完美集合”
D.若S为“完美集合”,则满足S⊆T⊆R的任意集合T也是“完美集合”
【解析】 对于A,若S为“完美集合”,则对任意的x∈S,0=(x-x)∈S,A正确;对于B,“完美集合”不一定是无限集,例如,B错误;对于C,集合A=,在集合A中任意取两个元素,x=a+b,y=c+d,其中a,b,c,d为整数,则x+y=a+c+(b+d)∈S,x-y=a-c+(b-d)∈S,xy=ac+5bd+(ad+bc)∈S,则集合A=为“完美集合”,C正确;对于D,S=,T={0,1},满足题意,但是集合T不是一个“完美集合”,D错误.
三、填空题
15.已知集合M={x|x2-2x-3≤0},N={x|y=ln(x-4)},则(∁RM)∩N=(4,+∞)__.
16.(2025·漳州二模)已知集合A={x|log2x<2},B={x|1+a<x<2a-1},若A∩B=∅,则实数a的取值范围是(-∞,2]∪[3,+∞)__.
【解析】 因为log2x<2,所以0<x<4,所以A=(0,4).当B=∅,即1+a≥2a-1时,解得a≤2,满足A∩B=∅,符合题意.当B≠∅时,则解得a≥3,所以实数a的取值范围是(-∞,2]∪[3,+∞).
17.(2024·晋城二模)已知集合A=,B={x|x2-3x+m=0},若1∈A∩B,则A∪B的子集个数为__8__.
【解析】 由1∈(A∩B)可知,1∈B,则1-3+m=0,解得m=2,所以B={x|x2-3x+2=0}={x|(x-1)(x-2)=0}={1,2}.又A=={x∈N|3-1<3x+1<33}={x∈N|-2<x<2}={0,1},所以A∪B={0,1,2},则A∪B的子集个数为23=8.
18.已知集合A={x|x2+mx≤0},B=,且A∩B有4个子集,则实数m的最小值是____.
【解析】 由A∩B有4个子集,得A∩B中有2个元素,所以A∩B=B,故A={x|x2+mx≤0}={x|-m≤x≤0},且满足或解得≤m<或<m≤1.综上,实数m的最小值为.
19.设k∈R,已知集合恰有4个非零元素,且它们在数轴上等距排列,则k=____.
【解析】 设x2=y,原方程变为y2-5y+4-k=0,设此方程有实根α,β(0<α<β),则原方程的4个实根为±,±.由于它们在数轴上等距排列,所以-=-(-),即β=9α①.又α+β=5,αβ=4-k,由此求得α=,β=,k=,满足Δ=25+4k-16>0,所以k=.
20.用[A]表示非空集合A中元素的个数,已知A={1,2},B={x|(ax2+x)(x2+ax+2)=0},且|[A]-[B]|=1,设实数a的所有可能取值构成集合S,则S=____.
【解析】 由于A=,所以[A]=2,由=1,则[B]=1或B=[3].①当a=0时,B==,此时[B]=1,符合题意.②当a≠0时,由ax2+x=0,可得x=0或x=-,且2-1+2=+1>0.若[B]=3,则关于x的方程x2+ax+2=0有两个相等的实根,则Δ=a2-8=0,解得a=±2.综上所述,S=.
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