内容正文:
第一章
集合与常用逻辑用语
满分:150分 时间:120分
第1讲 描述运动的基本概念
一、单项选择题(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.已知集合A={x|x2-1=0},下列式子错误的是 ( )
A.1∈A B.{-1}∈A
C.⌀⊆A D.{-1,1}⊆A
B
解析 ∵A={x|x2-1=0}={1,-1},
∴1∈A,{-1}⊆A,⌀⊆A,{-1,1}⊆A.
故B中式子错误.
第1讲 描述运动的基本概念
2.已知实数x,y,则“x>y”是“(x-y)(x+y)2>0”的 ( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
A
解析 由(x-y)(x+y)2>0可得x-y>0且x+y≠0,
即x>y且x≠-y,
故“x>y”是“(x-y)(x+y)2>0”的必要不充分条件.
第1讲 描述运动的基本概念
3.已知命题p:∀x>0,x2>x,命题q:∃x<0,x3+1>0,则 ( )
A.p和q均为真命题
B.¬p和q均为真命题
C.p和¬q均为真命题
D.¬p和¬q均为真命题
B
解析 对于命题p,当x=1时,x2=x,
所以p为假命题,
则¬p为真命题;
对于命题q,当x=- 时,x3+1= >0,
所以q为真命题,
综上可知,¬p和q均为真命题.
第1讲 描述运动的基本概念
4.已知集合M={1,2,a,a2-3a-1},N={-1,3},若3∈M且N⊈M,则实数a的值为 ( )
A.-1 B.4 C.-1或-4 D.-4或1
B
解析 因为3∈M,所以a=3或a2-3a-1=3.
若a=3,则a2-3a-1=-1,则M={1,2,3,-1},不满足N⊈M.
若a2-3a-1=3,
则a=4或a=-1,
当a=4时,M={1,2,4,3},满足N⊈M,
当a=-1时,M={1,2,-1,3},不满足N⊈M.
综上,a的值为4.
第1讲 描述运动的基本概念
5.如图,U为全集,M,P,S是U的三个子集,则阴影部分所表示的集合是 ( )
A.(M∩P)∩S B.(M∩P)∪S
C.(M∩P)∩(∁US) D.(M∩P)∪(∁US)
C
解析 在阴影部分所表示的集合中任取一个元素x,
则x∈M,x∈P,x∉S,
所以阴影部分所表示的集合为(M∩P)∩(∁US).
第1讲 描述运动的基本概念
6.已知集合A={x|0≤x≤a},B={x|m2+3≤x≤m2+4},若命题“∃m∈R,A∩B≠⌀”为假命题,则实数a的取
值范围为 ( )
A.{a|a<3} B.{a|a<4}
C.{a|0<a<3} D.{a|0<a<4}
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为命题“∃m∈R,A∩B≠⌀”为假命题,
所以命题“∀m∈R,A∩B=⌀”为真命题.
当A=⌀时,a<0,此时A∩B=⌀成立;
当A≠⌀时,a≥0,
因为∀m∈R,A∩B=⌀,
所以a<m2+3对任意m∈R恒成立,
故a<(m2+3)min,
易知m2+3≥3,所以a<3,
又a≥0,所以0≤a<3.
综上,实数a的取值范围为{a|a<3}.
第1讲 描述运动的基本概念
7.为了丰富学生的课余生活,某校开设了篮球社团、AI社团、围棋社团,高一某班共有30名学生参加了
学校社团,其中有15人参加篮球社团,有8人参加AI社团,有14人参加围棋社团,同时参加篮球社团和AI社
团的有3人,同时参加篮球社团和围棋社团的有3人,没有人同时参加三个社团,则只参加围棋社团的人
数为 ( )
A.10 B.9 C.7 D.4
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设同时参加AI社团和围棋社团的有x人,
由题意得,只参加篮球社团的有15-3-3=9人,
只参加AI社团的有8-3-x=(5-x)人,
只参加围棋社团的有14-3-x=(11-x)人.
因为该班共有30名学生参加了学校社团,
所以9+3+3+(5-x)+x+(11-x)=30,解得x=1,
故只参加围棋社团的人数为10.
第1讲 描述运动的基本概念
8.对于集合M,N,定义M-N={x|x∈M且x∉N},MN=(M-N)∪(N-M).设A= ,B={x|x<0,x∈R},
则AB= ( )
A. B.
C. ∪[0,+∞) D. ∪(0,+∞)
C
解析 由题意得A-B={x|x≥0},B-A= ,
所以AB={x|x≥0}∪ = ∪[0,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
二、多项选择题(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.下列说法正确的有 ( )
A.“a>1”是“ <1”的充分不必要条件
B.命题“∀x<1,x2<1”的否定是“存在x<1,使x2≥1”
C.若x,y∈R,则“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的必要不充分条件
D.已知集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx-1=0},全集U=R,若A∪(∁UB)=R,则实数m的取值集合为
AB
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为a>1⇔0< <1,所以“a>1”是“ <1”的充分不必要条件,故A正确;
命题“∀x<1,x2<1”的否定为“存在x<1,使x2≥1”,故B正确;
当x≥2,y≥2时,x2+y2≥8>4,
当x=1,y=3时,x2+y2=1+9=10>4,但不满足x≥2且y≥2,
所以“x≥2且y≥2”是“x2+y2≥4”的充分不必要条件,故C错误;
A={x|x2+x-6=0}={-3,2},要使A∪(∁UB)=R,则(∁UA)⊆(∁UB),进一步可得B⊆A,因此B=⌀或B={-3}或B={2},
当B=⌀时,显然满足,此时m=0;
当B={-3}时,-3m-1=0,则m=- ,符合题意;
当B={2}时,2m-1=0,则m= ,符合题意.
综上,实数m的取值集合为 ,故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
10.已知集合M={-1,1},N={x|-2≤x<1},则下列说法正确的是 ( )
A.M∩N有2个子集
B.M∪N中任意两个元素之差的最小值为-3
C.M∩(∁RN)=⌀
D.(∁RM)∩(∁RN)={x|x<-2或x>1}
ABD
解析 对于A,M∩N={-1},所以M∩N有2个子集,故A正确;
对于B,M∪N={x|-2≤x≤1},则M∪N中任意两个元素之差的最小值为-2-1=-3,故B正确;
对于C,∁RN={x|x<-2或x≥1},所以M∩(∁RN)={1},故C错误;
对于D,∁RM={x|x≠-1且x≠1},所以(∁RM)∩(∁RN)={x|x<-2或x>1},故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
11.给定实数集A,定义集合M={m∈R|∀a∈A,都有m≥a},若M是非空集合,则称集合M中最小的元素为
集合A的上确界,记作sup A.以下说法正确的是 ( )
A.若数集A中有2 024个元素,则数集A一定有上确界
B.若数集A中元素没有最大值,则数集A一定没有上确界
C.若数集A,B均有上确界,则数集{a+b|a∈A,b∈B}一定也有上确界,为sup A+sup B
D.若数集A,B均有上确界,则数集{ab|a∈A,b∈B}一定也有上确界,为sup Asup B
AC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,若数集A中有2 024个元素,则数集A中的元素一定有最大值,所以数集A一定有上确界,故A
正确;
对于B,若A= x x= ,n>1 ,当n>1时,x= <1,
所以sup A=1,即数集A有上确界,故B错误;
对于C,若数集A,B均有上确界,则设sup A=p,sup B=q,
由上确界的定义可知,∀a∈A,b∈B,都有a≤p,b≤q,
所以a+b≤p+q,即sup{a+b|a∈A,b∈B}=p+q=sup A+sup B,故C正确;
对于D,若A={-2,-1},B={1,2},则数集A,B有上确界,且sup A=-1,sup B=2,此时{ab|a∈A,b∈B}={-4,-2,-1},
则sup{ab|a∈A,b∈B}=-1,而sup Asup B=-2,故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知集合A={(x,y)|x,y∈N},B={(x,y)|x+y=4},则A∩B中元素的个数为_________.
5
解析 由题意得A∩B={(x,y)|x,y∈N,且x+y=4}={(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0)},所以A∩B中元素的个数为
5.
第1讲 描述运动的基本概念
13.设p:-m≤x≤m(m>0),q:-1≤x≤4,若p是q的充分条件,则m的最大值为_____,若p是q的必要条件,则m的
最小值为_________.
4
1
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设A=[-m,m](m>0),B=[-1,4].
若p是q的充分条件,则A⊆B,
所以 解得0<m≤1,
所以m的最大值为1.
若p是q的必要条件,则B⊆A,
所以 解得m≥4,
所以m的最小值为4.
第1讲 描述运动的基本概念
14.用C(A)表示非空集合A中的元素的个数,定义A*B=|C(A)-C(B)|,已知A={x|x2-2 024x-2 025=0},B={x|(2x2
+ax)(x2+2ax+6)=0},若A*B=1,a的所有可能取值构成集合M,则C(M)=_________.
5
第1讲 描述运动的基本概念
解析 解x2-2 024x-2 025=0得x=2 025或x=-1,
即C(A)=2,
∵A*B=|C(A)-C(B)|=1,
∴C(B)=3或C(B)=1.
由(2x2+ax)(x2+2ax+6)=0得x(2x+a)(x2+2ax+6)=0.①
当a=0时,方程为2x2(x2+6)=0,∴x=0,
此时B={0},C(B)=1,符合题意.
当a≠0时,由①得x=0或x=- 或x2+2ax+6=0,
∵- ≠0,
∴C(B)≠1,故C(B)=3.
第1讲 描述运动的基本概念
当方程x2+2ax+6=0有两个不等实根时,Δ=(2a)2-4×6>0,
解得a<- 或a> ,
显然x=0不是x2+2ax+6=0的实根,
则x=- 是方程x2+2ax+6=0的其中一个实根,
则 +2a +6=0,
解得a=±2 ,
经检验,满足题意;
当方程x2+2ax+6=0有两个相等实根时,Δ=(2a)2-4×6=0,得a=± ,经检验,满足题意.
综上所述,M={0, ,- ,2 ,-2 },∴C(M)=5.
第1讲 描述运动的基本概念
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)
第1讲 描述运动的基本概念
15.(13分)已知全集为R,集合A={x|x2<4},B={x|(x-m-1)(x-m-7)>0}.
(1)若m=-2,求集合A∪(∁RB);
(2)请在①“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件;②若x∈A,则x∉B;③A⊆∁RB这三个条件中任选一
个,补充在下面问题的横线上,并解答.
若______,求实数m的取值范围.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)A={x|x2<4}=(-2,2), (2分)
当m=-2时,B={x|(x+1)(x-5)>0}=(-∞,-1)∪(5,+∞), (4分)
所以∁RB=[-1,5],
所以A∪(∁RB)=(-2,5]. (6分)
(2)A=(-2,2),B={x|(x-m-1)(x-m-7)>0}=(-∞,m+1)∪(m+7,+∞). (8分)
若选①,则A⫋B,所以m+1≥2或m+7≤-2, (11分)
解得m≥1或m≤-9,
所以实数m的取值范围为(-∞,-9]∪[1,+∞). (13分)
若选②,则A∩B=⌀,
所以m+1≤-2且m+7≥2, (11分)
解得-5≤m≤-3,
第1讲 描述运动的基本概念
所以实数m的取值范围为[-5,-3]. (13分)
若选③,易得∁RB=[m+1,m+7],
则m+1≤-2且m+7≥2, (11分)
解得-5≤m≤-3,
所以实数m的取值范围为[-5,-3]. (13分)
第1讲 描述运动的基本概念
16.(15分)已知集合A={x|-5≤x≤-3},B={x|3m-2<x<2m+2}.
(1)若命题p:“∀x∈B,都有x∈A”为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若A∩B≠⌀,求实数m的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题意得B⊆A, (3分)
①当B=⌀时,3m-2≥2m+2,解得m≥4,满足B⊆A; (6分)
②当B≠⌀时,需满足 无解,
所以实数m的取值范围为{m|m≥4}. (9分)
(2)因为A∩B≠⌀,
所以 或 或 (12分)
解得- <m<- ,
所以实数m的取值范围为 . (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
17.(15分)已知全集U={x|0<x<5,且x∈N},集合A={1,2,m2},B={x|x2-5x+4=0}.
(1)求∁UB;
(2)若a2+1∈∁UB且a∈U,求实数a的值;
(3)设集合C=A∩(∁UB),若C的真子集有3个,求实数m的值.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)U={x|0<x<5,且x∈N}={1,2,3,4},B={x|x2-5x+4=0}={1,4}, (2分)
因此∁UB={2,3}. (4分)
(2)若a2+1∈∁UB,
则a2+1=2或a2+1=3, (6分)
解得a=±1或a=± , (8分)
又a∈U,∴a=1. (10分)
(3)∵A={1,2,m2},∁UB={2,3},
∴当m2≠3时,C=A∩(∁UB)={2},此时集合C只有1个真子集,不符合题意, (12分)
当m2=3,即m=± 时,C=A∩(∁UB)={2,3},此时集合C有3个真子集,符合题意. (14分)
综上,m=± . (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
18.(17分)已知全集U=R,集合A={x∈R|x2-3x+b=0},B={x∈R|(x-2)(x2+3x-4)=0}.
(1)若b=4时,存在集合M使得A⫋M⫋B,求出所有满足条件的集合M;
(2)集合A,B能否满足(∁UB)∩A=⌀?若能,求实数b的取值范围;若不能,请说明理由.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)当b=4时,A={x∈R|x2-3x+4=0}=⌀, (2分)
易得B={-4,1,2}, (4分)
若A⫋M⫋B,则M是B的一个非空真子集, (5分)
∴满足条件的集合M为{-4},{1},{2},{-4,1},{-4,2},{1,2}. (7分)
(2)由(∁UB)∩A=⌀得A⊆B. (9分)
当A=⌀时,Δ=9-4b<0,
解得b> ,满足A⊆B. (11分)
当A≠⌀时,由(1)知B={-4,1,2},
若-4∈A,则b=-28,此时A={-4,7},不满足A⊆B;
若1∈A,则b=2,此时A={1,2},满足A⊆B;
第1讲 描述运动的基本概念
若2∈A,则b=2,此时A={1,2},满足A⊆B. (15分)
综上,集合A,B能满足(∁UB)∩A=⌀,满足条件的实数b的取值范围是 . (17分)
第1讲 描述运动的基本概念
19.(17分)已知n为正整数,集合Mn={(x1,x2,…,xn)|xi∈{0,1},i=1,2,…,n},对于Mn中任意两个元素α=(a1,a2,…,
an)和β=(b1,b2,…,bn),定义:α-β=(|a1-b1|,|a2-b2|,…,|an-bn|);d(α,β)=|a1-b1|+|a2-b2|+…+|an-bn|.
(1)当n=3时,设α=(1,0,1),β=(0,1,1),写出α-β,并计算d(α,β);
(2)若集合S满足S⊆M2,且∀α,β∈S,d(α,β)=2,求集合S中元素个数的最大值,并写出此时的集合S;
(3)若α,β∈Mn,任取γ∈Mn,证明:d(α-γ,β-γ)=d(α,β).
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)α-β=(1,1,0),d(α,β)=2. (3分)
(2)当α=(0,0)时,由d(α,β)=2可得β=(1,1); (5分)
当α=(0,1)时,同理可得β=(1,0); (7分)
当α=(1,1)时,β=(0,0);
当α=(1,0)时,β=(0,1).
所以集合S中元素个数的最大值是2, (9分)
此时S={(0,0),(1,1)}或S={(0,1),(1,0)}. (10分)
(3)证明:设α=(a1,a2,…,an),β=(b1,b2,…,bn),γ=(c1,c2,…,cn),
所以ai,bi,ci∈{0,1},|ai-ci|,|bi-ci|∈{0,1}(i=1,2,3,…,n), (12分)
则α-γ=(|a1-c1|,|a2-c2|,…,|an-cn|)∈Mn,β-γ=(|b1-c1|,|b2-c2|,…,|bn-cn|)∈Mn,所以d(α-γ,β-γ)=||a1-c1|-|b1-c1||+||a2-c2|-|b2-
c2||+…+||an-cn|-|bn-cn||, (14分)
第1讲 描述运动的基本概念
当ci=0时,||ai-ci|-|bi-ci||=|ai-bi|(i=1,2,3,…,n);
当ci=1时,||ai-ci|-|bi-ci||=|(1-ai)-(1-bi)|=|ai-bi|(i=1,2,3,…,n).
所以d(α-γ,β-γ)=d(α,β). (17分)
第1讲 描述运动的基本概念
$