内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语、不等式
课时冲关1 集合
[基础巩固练]
一、单选题
1.(2025·北京卷)集合M={x|2x-1>5},N={1,2,3},则M∩N=( )
A.{1, 2,3} B.{2,3}
C.{3} D.∅
解析:D [先求出集合M,再根据集合的交集运算即可解出.因为M={x|2x-1>5}={x|x>3},所以M∩N=∅.]
2.已知集合U={x|x是不大于9的正整数},A={1,3,5},则∁UA中元素的个数为( )
A.0 B.3
C.6 D.9
解析:C [由题知U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},所以∁UA={2,4,6,7,8,9},有6个元素.]
3.已知集合A={x|x2-3x-10<0},则( )
A.-4∈A B.-2∈A
C.3∈A D.5∈A
解析:C [由题得A={x|(x+2)(x-5)<0}={x|-2<x<5},结合各选项可知,A,B,D错误,C正确.]
4.设集合M=,N=,则( )
A.MN B.NM
C.M=N D.M∩N=∅
解析:B [方法一(特殊值验证法):因为0∈M,0∉N,所以A,C不正确;因为∈M,∈N,所以D不正确.
方法二(观察法):集合M=,N=,(k∈Z)的分子表示所有整数,(k∈Z)的分子表示所有奇数,显然奇数是整数的一部分,所以NM.]
5.已知集合M={x|0<x<2},N={a+1},若M∪N=M,则实数a的取值范围是( )
A.(0,2) B.(-∞,0)
C.(-1,1) D.(1,+∞)
解析:C [由M∪N=M,则N⊆M,又M={x|0<x<2},所以0<a+1<2,则-1<a<1.]
6.已知A,B均为R的子集,且A∩(∁RB)=A,则下列结论中一定成立的是( )
A.B⊆A B.A∪B=R
C.A∩B=∅ D.A=∁RB
解析:C [∵A∩(∁RB)=A,
∴A⊆∁RB,用Venn图表示如图.
由图可知,A∩B=∅,即C一定成立,A一定不成立,B,D都不一定成立.]
7.我们把含有有限个元素的集合A叫做有限集,用card(A)表示有限集合A中元素的个数.例如,A={a,b,c},则card(A)=3.容斥原理告诉我们,如果被计数的事物有A,B,C三类,那么,card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(A∩C)+card(A∩B∩C).某校初一、四班学生46人,寒假参加体育训练,其中足球队25人,排球队22人,游泳队24人,足球、排球都参加的有12人,足球、游泳都参加的有9人,排球、游泳都参加的有8人,问:三项都参加的有多少人?( )
A.2 B.3
C.4 D.5
解析:C [设集合A={参加足球队的学生},
集合B={参加排球队的学生},
集合C={参加游泳队的学生},
则card(A)=25,card(B)=22,card(C)=24,
card(A∩B)=12,card(B∩C)=8,card(A∩C)=9,
设三项都参加的有x人,即card(A∩B∩C)=x,card(A∪B∪C)=46,
所以由card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(A∩C)+card(A∩B∩C),
即46=25+22+24-12-8-9+x,解得x=4,
三项都参加的有4人.]
8.若x∈A,则∈A,就称集合A是“和谐集合”.任选集合M=的一个非空子集是“和谐集合”的概率为( )
A. B.
C. D.
解析:B [∵集合M=,∴满足题意的集合为{-1},{1},{-1,1},,,,,∴集合M的所有非空子集中“和谐集合”的个数为7.
又集合M的所有非空子集的个数为26-1=63,故所求概率为=.]
二、多选题
9.下列结论正确的是( )
A.∈Q
B.集合A、B,若A∪B=A∩B,则A=B
C.若A∩B=B,则B⊆A
D.若a∈A,a∈B,则a∈A∩B
解析:BCD [对于A,∉Q,A错;
对于B,因为(A∩B)⊆A⊆(A∪B)且A∪B=A∩B,则A∩B=A=A∪B,
同理可得A∩B=B=A∪B,所以,A=B,B对;
对于C,因为B=(A∩B)⊆A,即B⊆A,C对;
对于D,因为a∈A,a∈B,则a∈A∩B,D对.]
10.若全集为U,集合M⊆N,则下列结论正确的是( )
A.M∩N=M B.(∁UN)∩M=∅
C.N⊆(M∩N) D.(M∪N)⊆N
解析:ABD [因集合M⊆N,则有M∩N=M,A正确;全集为U,则(∁UN)∩N=∅,又M⊆N,则有(∁UN)∩M=∅,B正确;
因M⊆N,则M∩N=M,因此,N⊆(M∩N)不正确,C不正确;
因M⊆N,则M∪N=N,而N⊆N,则(M∪N)⊆N正确,D正确.]
11.设S是实数集R的一个非空子集,如果对于任意的a,b∈S(a与b可以相等,也可以不相等),都有a+b∈S且a-b∈S,则称S是“和谐集”,则下列命题中为真命题的是( )
A.存在一个集合S,它既是“和谐集”,又是有限集
B.集合{x|x=3k,k∈Z}是“和谐集”
C.若S1,S2都是“和谐集”,则S1∩S2≠∅
D.对任意两个不同的“和谐集”S1,S2,总有S1∪S2=R
解析:ABC [A项中,根据题意S={0}是“和谐集”,又是有限集,故A正确;
B项中,设x1=3k1,x2=3k2,k1,k2∈Z,则x1+x2=3(k1+k2)∈S,x1-x2=3(k1-k2)∈S,所以集合{x|x=3k,k∈Z}是“和谐集”,故B正确;
C项中,根据已知条件,a,b可以相等,故任意“和谐集”中一定含有0,所以S1∩S2≠∅,故C正确;
D项中,取S1={x|x=2k,k∈Z},S2={x|x=3k,k∈Z},S1,S2都是“和谐集”,易知2∈S1,3∈S2,
但5不属于S1,也不属于S2,所以S1∪S2不是实数集,故D错误.]
三、填空题
12.已知集合A={m|1<m<4},B={y|y=x3,x∈R},则A∩B=________.
解析:因为B={y|y=x3,x∈R}=R,
因此,A∩B={m|1<m<4}.
答案:{m|1<m<4}
13.已知集合A={x|x>1},B={x|ax>1},若B⊆A,则实数a的取值范围________.
解析:a=0时,B=∅,满足B⊆A,
a<0时,B=,不满足B⊆A,
a>0时,B=,由B⊆A得≥1,解得0<a≤1.
综上,0≤a≤1.
答案:[0,1]
14.已知集合A={x|y=lg(a-x)},B={x|1<x<2},且(∁RB)∪A=R,则实数a的取值范围是________.
解析:由已知可得A=(-∞,a),∁RB=(-∞,1]∪[2,+∞),∵(∁RB)∪A=R,∴a≥2.
答案:[2,+∞)
[能力提升练]
15.[多选]设集合Ak={x|x=2nk+1,n∈Z}(k=1,2,3),则下列结论正确的是( )
A.2 025∈A1∩A2
B.若a∈A2,且ab∈A3,则b∉A1
C.若a∈A2,b∈A3,则ab∈A1
D.若a∈A2,b∈A3,则3a+2b∈A2
解析:ACD [A选项,A1={x|x=2n+1,n∈Z},A2={x|x=4n+1,n∈Z},
由题意可得A1∩A2={x|x=4n+1,n∈Z}.
因为2 025=4×506+1,所以2 025∈A1∩A2,则A正确.
B选项,A3={x|x=6n+1,n∈Z},
当a=5∈A2,b=11∈A1时,ab=55=6×9+1∈A3,则B错误.
CD选项,由a∈A2,b∈A3,
可设a=4n1+1,b=6n2+1(n1,n2∈Z),
则ab=24n1n2+4n1+6n2+1=2(12n1n2+2n1+3n2)+1,
3a+2b=12n1+3+12n2+2=4(3n1+3n2+1)+1.
因为n1,n2∈Z,所以12n1n2+2n1+3n2∈Z,3n1+3n2+1∈Z,
所以ab∈A1,3a+2b∈A2,则C,D正确.]
16.已知集合M={1,2,3,4},A⊆M,集合A中所有元素的乘积称为集合A的“累积值”,且规定:当集合A只有一个元素时,其累积值即为该元素的数值,空集的累积值为0.设集合A的累积值为n.
(1)若n=3,则这样的集合A共有________个;
(2)若n为偶数,则这样的集合A共有______个.
解析:(1)若n=3,据“累积值”的定义得A={3}或A={1,3},这样的集合A共有2个;
(2)因为集合M的子集共有24=16个,
其中“累积值”为奇数的子集为{1}、{3}、{1,3},共3个,
所以“累积值”为偶数的集合共有13个.
答案:2 13
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