内容正文:
第3章
不等式
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.命题“∀x∈R,x+2≤0”的否定是 (_________)
A.∃x∈R,x+2>0 B.∃x∈R,x+2≤0
C.∀x∈R,x+2>0 D.∀x∉R,x+2>0
A
第1讲 描述运动的基本概念
2.“|a|>|b|”是“a>b”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
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设a=-2,b=0,此时满足|a|>|b|,但不满足a>b,充分性不成立.设a=2,b=-3,此时满足a>b,但不满足|a|>|b
|,必要性不成立.
故“|a|>|b|”是“a>b”的既不充分也不必要条件.
第1讲 描述运动的基本概念
3.下列选项中,p是q的必要不充分条件的是 (_________)
A.p:三角形是等腰三角形,q:三角形是等边三角形
B.在一元二次方程中,p:ax2+bx+c=0有实数根,q:b2-4ac≥0
C.p:a∈P∩Q,q:a∈P
D.p:a∉P∪Q,q:a∉P
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,等腰三角形不一定是等边三角形,但等边三角形一定是等腰三角形,故p是q的必要不充分
条件,故A符合题意.
显然B中p是q的充要条件,故B不符合题意.
对于C,当a∈P∩Q时,a∈P,a∈Q,但a∈P时,不一定得到a∈P∩Q,如图1所示,故p是q的充分不必要条件,
故C不符合题意.
对于D,当a∉P∪Q时,a∉P,a∉Q,但a∉P时,不一定得到a∉P∪Q,如图2所示,故p是q的充分不必要条件,
故D不符合题意.
第1讲 描述运动的基本概念
4.下列四个命题是真命题的是 ( )
A.∀n∈R,n2≥n B.∃n∈R,∀m∈R,m·n=m
C.∀n∈R,∃m∈R,m2<n D.∀n∈R,n2<n
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,令n= ,则 = < ,故A中命题是假命题;对于B,令n=1,则∀m∈R,m×1=m成立,故B中命
题是真命题;对于C,令n=-1,则m2<-1,显然无实数解,故C中命题是假命题;对于D,令n=-1,则(-1)2<-1,显然不
成立,故D中命题是假命题.
第1讲 描述运动的基本概念
5.命题“关于x的方程ax2+x-1=0的根为正实数”为真命题的一个必要不充分条件是 (_________)
A.a=0 B.a≤0
C.- ≤a≤0 D.- ≤a<0
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 关于x的方程ax2+x-1=0的根为正实数,
则a=0或 所以- ≤a≤0.
结合选项可知,命题“关于x的方程ax2+x-1=0的根为正实数”为真命题的一个必要不充分条件是a≤0.
第1讲 描述运动的基本概念
6.若不等式|x+1|-|x-2|<a成立的充分条件是0<x<1,则实数a的取值范围是 (_________)
A.a>1 B.a≥1 C.a<-1 D.a≤-1
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 当0<x<1时,|x+1|-|x-2|=x+1+x-2=2x-1<1.
因为|x+1|-|x-2|<a成立的充分条件是0<x<1,所以a≥1.
第1讲 描述运动的基本概念
7.已知关于x的方程x2+ax+b=0,给出下列四个命题:
甲:x=1是该方程的根;乙:x=3是该方程的根;丙:该方程两根之和为2;丁:该方程两根异号.
如果只有一个命题是假命题,那么该命题是 (_________)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 若甲是假命题,则乙、丙、丁是真命题,则关于x的方程x2+ax+b=0的一个根为3,又两根之和为2,
所以该方程的另一个根为-1,两根异号,符合题意;
若乙是假命题,则甲、丙、丁是真命题,则关于x的方程x2+ax+b=0的一个根为1,又两根之和为2,所以该
方程的另一个根也为1,两根同号,不符合题意;
若丙是假命题,则甲、乙、丁是真命题,则关于x的方程x2+ax+b=0的两根分别为1和3,两根同号,不符合
题意;
若丁是假命题,则甲、乙、丙是真命题,则关于x的方程x2+ax+b=0的两根分别为1和3,所以两根之和为4,
不符合题意.
综上,甲为假命题.
第1讲 描述运动的基本概念
8.已知命题p:∀x∈[1,2],x2-a≥0,命题q:∃x∈R,x2+2ax+4=0.若命题¬p和命题q都是真命题,则实数a的取
值范围是 (_________)
A.a≤-2或a=1 B.a≤-2或1≤a≤2
C.a≥1 D.a≥2
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 若“∀x∈[1,2],x2-a≥0”为真命题,则在x∈[1,2]上,a≤(x2)min,∴a≤1.
若“∃x∈R,x2+2ax+4=0”为真命题,则Δ=(2a)2-16≥0,解得a≤-2或a≥2.
∵命题¬p和命题q都是真命题,
∴ 即a≥2.
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.已知命题p:∀x∈R,|x+1|>1,命题q:∃x>0,x2>x,则 (__________)
A.¬q:∀x≤0,x2≤x B.¬p是真命题
C.p和¬q都是假命题 D.p和q都是真命题
BC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 命题q:∃x>0,x2>x,则¬q:∀x>0,x2≤x,故A错误.
当x=0时,|x+1|=1,故p是假命题,则¬p是真命题,故B正确.
当x=2时,x2>x,故q是真命题,则¬q是假命题,故C正确,D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
10.下列条件中,是“a2+b2>4”的充分条件的是 (___________)
A.a>2,b>1 B.ab>4 C.ab<-4 D.a+b<4
ABC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由a>2,b>1,可得a2+b2>5,则a>2,b>1是a2+b2>4的充分条件.
由(a-b)2≥0,可得a2+b2≥2ab,则由ab>4,可得a2+b2>8,则ab>4是a2+b2>4的充分条件.
由(a+b)2≥0,可得a2+b2≥-2ab,则由ab<-4,可得a2+b2>8,则ab<-4是a2+b2>4的充分条件.
取a=b=1,满足a+b<4,不满足a2+b2>4,所以a+b<4不是a2+b2>4的充分条件.
第1讲 描述运动的基本概念
11.在整数集Z中,被6除所得余数为k的所有整数组成一个“类”,记为[k],即[k]={x|x=6n+k,n∈Z},k=0,1,
2,3,4,5,则 (__________)
A.-5∈[5]
B.Z=[0]∪[1]∪[2]∪[3]∪[4]∪[5]
C.“整数a,b属于同一‘类’”的充要条件是“a-b∈[0]”
D.“整数a,b满足a∈[1],b∈[2]”是“a+b∈[3]”的必要不充分条件
BC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,易知[5]={x|x=6n+5,n∈Z},由6n+5=-5,得n=- =- ∉Z,所以-5∉[5],故A错误.
对于B,[0]∪[1]∪[2]∪[3]∪[4]∪[5]={x|x=6n1,n1∈Z}∪{x|x=6n2+1,n2∈Z}∪{x|x=6n3+2,n3∈Z}∪{x|x=6n4
+3,n4∈Z}∪{x|x=6n5+4,n5∈Z}∪{x|x=6n6+5,n6∈Z}=Z,故B正确.
对于C,必要性:若整数a,b属于同一“类”,则整数a,b被6除所得余数相同,从而a-b被6除所得余数为0,即
a-b∈[0];
充分性:若a-b∈[0],则a-b被6除所得余数为0,则整数a,b被6除所得余数相同,
所以“整数a,b属于同一‘类’”的充要条件是“a-b∈[0]”,故C正确.
对于D,若整数a,b满足a∈[1],b∈[2],则a=6n'1+1,n'1∈Z,b=6n'2+2,n'2∈Z,所以a+b=6(n'1+n'2)+3,n'1+n'2∈Z,故
a+b∈[3];若a+b∈[3],则可能有a∈[2],b∈[1],故“整数a,b满足a∈[1],b∈[2]”是“a+b∈[3]”的充分不
必要条件,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p:x2+x-6=0,q:mx+1=0,且q是p的充分不必要条件,则实数m的取值集合是_____.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题意得{x|mx+1=0}⫋{x|x2+x-6=0}={2,-3}.
当m=0时,{x|mx+1=0}=⌀,满足题意;
当m≠0时,{x|mx+1=0}= ,则- =2或- =-3,解得m=- 或m= .
综上,实数m的取值集合是 .
第1讲 描述运动的基本概念
13.已知集合A={x|-1≤x≤2},B={x|2a<x<a+3},命题p:∀x∈B,x∈A,若命题p是真命题,则实数a的取值范
围是_______.
a≥3
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为命题p:∀x∈B,x∈A是真命题,所以B⊆A.
当B=⌀时,a+3≤2a,解得a≥3.
当B≠⌀时, 无解.
综上,实数a的取值范围是a≥3.
第1讲 描述运动的基本概念
14.已知命题p:方程ax2+2x+1=0至少有一个负实根,若p为真命题的一个必要不充分条件为a≤m+1,则实
数m的取值范围是_______.
m>0
第1讲 描述运动的基本概念
解析 若p为真命题,则对于方程ax2+2x+1=0,
当a=0时,2x+1=0,解得x=- ,符合题意;
当a≠0时,设方程ax2+2x+1=0的两个根分别为x1,x2,
若a<0,则Δ=4-4a>0,且x1+x2=- >0,x1x2= <0,
此时方程ax2+2x+1=0有一个正实根和一个负实根,符合题意;
若a>0,则由Δ=4-4a=0,得a=1,此时方程为x2+2x+1=0,即(x+1)2=0,所以x=-1,符合题意;
由Δ=4-4a>0,得0<a<1,则x1+x2=- <0,x1x2= >0,
此时方程ax2+2x+1=0有两个负实根,符合题意.
综上所述,p为真命题时,a的取值范围是(-∞,1].
若p为真命题的一个必要不充分条件为a≤m+1,
第1讲 描述运动的基本概念
则m+1>1,解得m>0.
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)
15.(13分)已知命题p:关于x的方程x2-2ax+a2+2a-8=0有实数根.
(1)若p是真命题,求实数a的取值范围;
(2)记p是真命题时,实数a的取值集合为M,集合N={a|m-2≤a≤m+8},若“a∈M”是“a∈N”的必要不
充分条件,求实数m的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)当p为真命题时,x2-2ax+a2+2a-8=0有实数解,(2分)
所以Δ=(-2a)2-4(a2+2a-8)=-8a+32≥0, (4分)
解得a≤4,故实数a的取值范围是{a|a≤4}. (6分)
(2)由(1)知,M={a|a≤4}.
因为“a∈M”是“a∈N”的必要不充分条件,所以N⫋M, (8分)
因此m+8≤4, (11分)
解得m≤-4,故实数m的取值范围是{m|m≤-4}.(13分)
第1讲 描述运动的基本概念
16.(15分)设命题p:x2+(2m-4)x+m=0有两个不相等的实数根,命题q:对任意的x∈[2,3],不等式x2-4x+13≥m2
恒成立.
(1)若命题p为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若命题p,q一真一假,求实数m的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)若命题p为真命题,则对于方程x2+(2m-4)x+m=0,Δ=(2m-4)2-4m=4(m-1)(m-4)>0,解得m>4或m<1,
∴实数m的取值范围为{m|m>4或m<1}. (3分)
(2)由(1)知,若命题p为真命题,则m>4或m<1.
若命题q为真命题,则对任意的x∈[2,3],不等式x2-4x+13≥m2恒成立,即当2≤x≤3时,(x-2)2≥m2-9恒成立,
(6分)
当x=2时,y=(x-2)2取得最小值0,所以0≥m2-9,即m2≤9,解得-3≤m≤3. (8分)
当p真q假时, 解得m<-3或m>4; (11分)
当p假q真时, 解得1≤m≤3. (14分)
故实数m的取值范围为{m|m<-3或1≤m≤3或m>4}. (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
17.(15分)设全集U=R,集合A={x|a-3<x<2a-1},B={x|1<x≤5},其中a∈R.
(1)若a=2,求(∁UA)∩B;
(2)若“x∈A”是“x∈B”的必要不充分条件,求实数a的取值范围;
(3)若命题“∃x∈A,使得x∈∁RB”是真命题,求实数a的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)当a=2时,A={x|-1<x<3},
∴∁UA=(-∞,-1]∪[3,+∞), (2分)
∴(∁UA)∩B={x|3≤x≤5}. (4分)
(2)∵“x∈A”是“x∈B”的必要不充分条件,∴B是A的真子集. (6分)
∴ 解得3<a≤4,
故实数a的取值范围为{a|3<a≤4}. (8分)
(3)若命题“∃x∈A,使得x∈∁RB”是假命题,则A∩(∁RB)=⌀. (9分)
∵B={x|1<x≤5},∴∁RB={x|x≤1或x>5}. (10分)
当A=⌀时,a-3≥2a-1,解得a≤-2; (11分)
第1讲 描述运动的基本概念
当A≠⌀时,需满足 无解. (13分)
综上,当命题“∃x∈A,使得x∈∁RB”为假命题时,实数a的取值范围为(-∞,-2]. (14分)
∴当命题“∃x∈A,使得x∈∁RB”为真命题时,实数a的取值范围为(-2,+∞). (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
18.(17分)已知集合A={x|x=m2-n2,m,n∈Z}.
(1)判断8,9,10是否属于集合A;
(2)已知集合B={x|x=2k+1,k∈Z},证明:“x∈A”的充分条件是“x∈B”,但“x∈B”不是“x∈A”的必
要条件;
(3)记集合S={x|x∈A,x=2k,k∈N*},T={x|x=12k+4,k∈N*},求证:T⊆S.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)易知8=32-12,9=52-42,∴8∈A,9∈A. (2分)
假设10=m2-n2,m,n∈Z,则(|m|+|n|)(|m|-|n|)=10,且|m|+|n|>|m|-|n|>0. (5分)
∵10=2×5或10=1×10,∴ 或 均无整数解,∴10∉A. (8分)
(2)证明:易知2k+1=(k+1)2-k2,∴2k+1∈A,即一切奇数都属于A. (10分)
又8∈A,而8∉B,∴“x∈A”的充分条件是“x∈B”,但“x∈B”不是“x∈A”的必要条件. (12分)
(3)证明:∀x∈T,x=12k+4=2(6k+2),k∈N*,则x为偶数.(14分)
令 得
∴x=(3k+2)2-(3k)2∈S,即T⊆S. (17分)
第1讲 描述运动的基本概念
19.(17分)若集合A具有以下性质:①0∈A,1∈A;②若x,y∈A,则x-y∈A,且x≠0时, ∈A,则称集合A是“好
集”.
(1)分别判断集合B={-1,0,1},有理数集Q是不是“好集”,并说明理由;
(2)设集合A是“好集”,求证:若x,y∈A,则x+y∈A;
(3)对任意一个“好集”A,分别判断下面命题的真假,并说明理由.
命题p:若x,y∈A,则必有xy∈A;
命题q:若x,y∈A,且x≠0,则必有 ∈A.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)集合B不是“好集”,有理数集Q是“好集”. (2分)
理由如下:
假设集合B是“好集”,因为-1∈B,1∈B,所以-2∈B,与-2∉B矛盾,所以集合B不是“好集”. (4分)
因为0∈Q,1∈Q,对任意的x,y∈Q,有x-y∈Q,且x≠0时, ∈Q,所以有理数集Q是“好集”. (6分)
(2)证明:因为集合A是“好集”,所以0∈A. (8分)
若x,y∈A,则0-y∈A,即-y∈A.
所以x-(-y)∈A,即x+y∈A. (11分)
(3)命题p,q均为真命题. (13分)
理由如下:对任意一个“好集”A,任取x,y∈A,
若x,y中有0或1,则xy∈A.
第1讲 描述运动的基本概念
若x,y均不为0,1,则由定义可知x-1, , ∈A,
所以 - ∈A,即 ∈A,所以x(x-1)∈A.
由(2)得x(x-1)+x∈A,即x2∈A.
同理,得y2∈A.
若x+y=0或x+y=1,则(x+y)2∈A.
若x+y≠0且x+y≠1,则(x+y)2∈A.
所以2xy=(x+y)2-x2-y2∈A,所以 ∈A.
由(2)得 = + ∈A,所以xy∈A.
综上,xy∈A.所以命题p为真命题. (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
若x,y∈A,且x≠0,则 ∈A,所以 =y· ∈A,所以命题q为真命题. (17分)
第1讲 描述运动的基本概念
$