内容正文:
中职数学高教版第三版《一课一练》,依托三阶支架资源体系精心编撰。本专辑作为课堂教学同步配套资源,作业设计严格对标课堂知识点,遵循“由浅入深、循序渐进”的认知逻辑,侧重于基础性与实效性,旨在降低学习门槛,帮助学生巩固课堂所学,通过科学、系统的反复训练,帮助学生打牢数学基础。
《数学》基础模块上册(高教版第三版)
第一章 集合
第 6 练 补集
一、选择题
1.设全集U = {1, 2, 3, 4, 5},A = {1, 3, 5},则UA = ( )
A. {1, 3, 5} B. {2, 4} C. {1, 2, 3} D.
【答案】B
【分析】补集UA是由全集中不属于A的所有元素组成的集合,即"全集中去掉A中的元素"。
【详解】全集U = {1, 2, 3, 4, 5},集合A = {1, 3, 5}。在全集U中,不属于A的元素是2和4。因此UA = {2, 4}。故选B。
2. 设全集U = R,A = {x | x > 2},则UA = ( )
A. {x | x < 2} B. {x | x ≤ 2}
C. {x | x ≥ 2} D. {x | x > 2}
【答案】B
【分析】在全集R中求补集,即找出所有不属于A的实数。注意A中x > 2不包含2,所以补集中应包含2。
【详解】A = {x | x > 2}表示所有大于2的实数。在全集R中,不属于A的实数就是"不大于2"的实数,即x ≤ 2。因此UA = {x | x ≤ 2}。注意2不属于A(因为A是严格大于2),所以2属于补集。故选B。
3. 设全集U = {x | -2 ≤ x ≤ 4, x∈Z},A = {x | x² - 2x - 3 = 0, x∈U},则UA中元素的个数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】A
【分析】先确定全集U的元素,再求出A的元素,最后在全集中去掉A的元素得到补集,数出补集中元素的个数。
【详解】全集U = {x | -2 ≤ x ≤ 4, x∈Z} = {-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4},共7个元素。
对于集合A:解方程x² - 2x - 3 = 0,因式分解得(x - 3)(x + 1) = 0,解得x = 3或x = -1。
检验:3∈U且-1∈U,所以A = {-1, 3}。
UA = U - A = {-2, 0, 1, 2, 4},共有5个元素。故选A。
4. 设全集U = {1, 2, 3, 4, 5, 6},A = {1, 3, 5},B = {2, 3, 4},则U(A∩B) = ( )
A. {3} B. {1, 2, 4, 5, 6}
C. {1, 5, 2, 4} D. {1, 2, 4, 5}
【答案】B
【分析】先求A∩B,再在全集U中求该交集的补集。注意运算顺序:先算括号内的交集,再算补集。
【详解】A = {1, 3, 5},B = {2, 3, 4}。
先求A∩B = {3}(公共元素只有3)。
再求U(A∩B) = U{3} = U - {3} = {1, 2, 4, 5, 6}。
故选B。
5. 设全集U = R,A = {x | -1 < x ≤ 3},B = {x | 0 ≤ x < 4},则U(A∪B) = ( )
A. {x | x ≤ -1或x ≥ 4} B. {x | x ≤ -1或x > 4}
C. {x | -1 < x < 4} D. {x | x < -1或x ≥ 4}
【答案】A
【分析】先求A∪B,再求其在全集R中的补集。也可利用德摩根定律:U(A∪B) = (UA)∩(UB)。
【详解】方法一:先求并集再求补集
A = (-1, 3],B = [0, 4)。
A∪B = (-1, 4)(A覆盖了(-1, 3],B覆盖了[0, 4),合起来是(-1, 4))。
U(A∪B) = U(-1, 4) = (-∞, -1]∪[4, +∞) = {x | x ≤ -1或x ≥ 4}。
方法二:德摩根定律
UA = {x | x ≤ -1或x > 3},UB = {x | x < 0或x ≥ 4}。
(UA)∩(UB) = {x | x ≤ -1或x ≥ 4}。
两种方法结果一致。故选A。
6. 设全集U = {1, 2, 3, 4, 5},若UA = {2, 5},A∪B = U,且A∩B = {3},则集合B = ( )
A. {2, 3, 5} B. {1, 2, 3}
C. {3, 4, 5} D. {1, 3, 5}
【答案】A
【分析】先由补集求出A,再利用A∪B = U和A∩B = {3}两个条件确定B中的元素。
【详解】由UA = {2, 5},得A = U - UA = {1, 2, 3, 4, 5} - {2, 5} = {1, 3, 4}。
由A∪B = U = {1, 2, 3, 4, 5},可知B必须包含A中没有的元素2和5(否则并集无法覆盖U)。
由A∩B = {3},可知B与A的公共元素只有3,所以B中不能包含A中的其他元素1和4。
综上,B必须包含2, 3, 5,且不包含1, 4。因此B = {2, 3, 5}。
故选A。
二、填空题
7.设全集U = {0, 1, 2, 3, 4, 5},A = {x | x是U中的偶数},则UA = ________。
【答案】{1, 3, 5}
【分析】先确定集合A的元素(U中的偶数),再在全集U中去掉这些元素得到补集。
【详解】U = {0, 1, 2, 3, 4, 5},U中的偶数是0, 2, 4,所以A = {0, 2, 4}。
UA = U - A = {0, 1, 2, 3, 4, 5} - {0, 2, 4} = {1, 3, 5}。
即U中不属于A的元素是1, 3, 5(U中的奇数)。
8. 设全集U = R,A = {x | x < -1或x ≥ 3},则UA = ________。
【答案】{x | -1 ≤ x < 3}(或写成区间[-1, 3))
【分析】在全集R中求补集,即找出所有不属于A的实数。注意A中不包含-1和3之间的数,且A在x = -1处不包含-1,在x = 3处包含3。
【详解】A = {x | x < -1或x ≥ 3} = (-∞, -1)∪[3, +∞)。
在全集R中,不属于A的实数就是"不小于-1且小于3"的实数,即-1 ≤ x < 3。
因此UA = {x | -1 ≤ x < 3} = [-1, 3)。
注意:A中x < -1不包含-1,所以补集包含-1;A中x ≥ 3包含3,所以补集不包含3。
9. 设全集U = {1, 2, 3, 4, 5, 6},A = {1, 2, 4},B = {2, 3, 5},则U(A∪B) = ________。
【答案】{6}
【分析】先求A∪B,再在全集U中求该并集的补集。
【详解】A = {1, 2, 4},B = {2, 3, 5}。
A∪B = {1, 2, 3, 4, 5}(合并所有元素,2只出现一次)。
U(A∪B) = U - (A∪B) = {1, 2, 3, 4, 5, 6} - {1, 2, 3, 4, 5} = {6}。
也可以这样理解:A∪B包含了U中除6以外的所有元素,所以补集只有{6}。
10. 设全集U = R,A = {x | a ≤ x ≤ a + 4},若UA = {x | x < 1或x > 5},则实数a = ________。
【答案】1
【分析】由补集与集合的关系:A = U(UA)。先由补集求出A,再与已知表达式对比求a。
【详解】UA = {x | x < 1或x > 5} = (-∞, 1)∪(5, +∞)。
所以A =U(UA) = {x | 1 ≤ x ≤ 5} = [1, 5]。
又已知A = {x | a ≤ x ≤ a + 4} = [a, a + 4]。
因此
由第一式得a = 1,代入第二式验证:1 + 4 = 5
所以a = 1。
三、解答题
11.设全集U = {x | -3 ≤ x ≤ 5, x∈Z},A = {x | x² - x - 6 = 0, x∈U},B = {x | |x| = 2, x∈U}。
(1)用列举法表示全集U、集合A和集合B;
(2)求UA和UB;
(3)求U(A∩B)和(UA)∪(UB),并比较它们是否相等。
【答案】(1)U = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5},A = {-2, 3},B = {-2, 2};
(2)UA = {-3, -1, 0, 1, 2, 4, 5},UB = {-3, -1, 0, 1, 3, 4, 5};
(3)U(A∩B) = {-3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5},(UA)∪(UB) = {-3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5},两者相等。
【分析】(1)先确定全集U的元素,再分别解方程和绝对值方程求A和B;(2)在全集中去掉A和B的元素;(3)验证德摩根定律。
【详解】
(1)U = {x | -3 ≤ x ≤ 5, x∈Z} = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}。
对于A:解x² - x - 6 = 0,因式分解得(x - 3)(x + 2) = 0,解得x = 3或x = -2。
检验:3∈U且-2∈U,所以A = {-2, 3}。
对于B:解|x| = 2,得x = 2或x = -2。
检验:2∈U且-2∈U,所以B = {-2, 2}。
(2)UA = U - A = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5} - {-2, 3} = {-3, -1, 0, 1, 2, 4, 5}。
UB = U - B = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5} - {-2, 2} = {-3, -1, 0, 1, 3, 4, 5}。
(3)先求A∩B = {-2, 3}∩{-2, 2} = {-2}。
U(A∩B) = U - {-2} = {-3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}。
再求(UA)∪(UB) = {-3, -1, 0, 1, 2, 4, 5}∪{-3, -1, 0, 1, 3, 4, 5}
= {-3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}。
比较得:U(A∩B) = (UA)∪(UB) = {-3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}。
这验证了德摩根定律的一个形式:U(A∩B) = (UA)∪(UB)。
12. 设全集U = R,A = {x | -2 ≤ x < 3},B = {x | 1 < x ≤ 5}。
(1)求UA和UB,并用区间表示;
(2)求(UA)∩B;
(3)求A∪(UB),并用区间表示。
【答案】(1)UA = (-∞, -2)∪[3, +∞),UB = (-∞, 1]∪(5, +∞);
(2)(UA)∩B = (3, 5];
(3)A∪(UB) = (-∞, 3)∪(5, +∞)。
【分析】(1)在实数集R中求补集,注意区间端点的开闭;(2)求两个集合的交集;(3)求两个集合的并集。可借助数轴辅助分析。
【详解】
(1)A = [-2, 3),所以UA = (-∞, -2)∪[3, +∞)。
注意:A包含-2(闭区间),所以补集不包含-2;A不包含3(开区间),所以补集包含3。
B = (1, 5],所以UB = (-∞, 1]∪(5, +∞)。
注意:B不包含1,所以补集包含1;B包含5,所以补集不包含5。
(2)(UA)∩B = [(-∞, -2)∪[3, +∞)] ∩ (1, 5]
= [(-∞, -2)∩(1, 5]] ∪ [[3, +∞)∩(1, 5]]
= ∪(3, 5]
= (3, 5]
(3)A∪(UB) = [-2, 3) ∪ [(-∞, 1]∪(5, +∞)]
= (-∞, 3) ∪ (5, +∞)。
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第一章 集合
第 6 练 补集
一、选择题
1.设全集U = {1, 2, 3, 4, 5},A = {1, 3, 5},则UA = ( )
A. {1, 3, 5} B. {2, 4} C. {1, 2, 3} D.
2. 设全集U = R,A = {x | x > 2},则UA = ( )
A. {x | x < 2} B. {x | x ≤ 2}
C. {x | x ≥ 2} D. {x | x > 2}
3. 设全集U = {x | -2 ≤ x ≤ 4, x∈Z},A = {x | x² - 2x - 3 = 0, x∈U},则UA中元素的个数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
4. 设全集U = {1, 2, 3, 4, 5, 6},A = {1, 3, 5},B = {2, 3, 4},则U(A∩B) = ( )
A. {3} B. {1, 2, 4, 5, 6}
C. {1, 5, 2, 4} D. {1, 2, 4, 5}
5. 设全集U = R,A = {x | -1 < x ≤ 3},B = {x | 0 ≤ x < 4},则U(A∪B) = ( )
A. {x | x ≤ -1或x ≥ 4} B. {x | x ≤ -1或x > 4}
C. {x | -1 < x < 4} D. {x | x < -1或x ≥ 4}
6. 设全集U = {1, 2, 3, 4, 5},若UA = {2, 5},A∪B = U,且A∩B = {3},则集合B = ( )
A. {2, 3, 5} B. {1, 2, 3}
C. {3, 4, 5} D. {1, 3, 5}
二、填空题
7.设全集U = {0, 1, 2, 3, 4, 5},A = {x | x是U中的偶数},则UA = ________。
8. 设全集U = R,A = {x | x < -1或x ≥ 3},则UA = ________。
9. 设全集U = {1, 2, 3, 4, 5, 6},A = {1, 2, 4},B = {2, 3, 5},则U(A∪B) = ________。
10. 设全集U = R,A = {x | a ≤ x ≤ a + 4},若UA = {x | x < 1或x > 5},则实数a = ________。
三、解答题
11.设全集U = {x | -3 ≤ x ≤ 5, x∈Z},A = {x | x² - x - 6 = 0, x∈U},B = {x | |x| = 2, x∈U}。
(1)用列举法表示全集U、集合A和集合B;
(2)求UA和UB;
(3)求U(A∩B)和(UA)∪(UB),并比较它们是否相等。
12. 设全集U = R,A = {x | -2 ≤ x < 3},B = {x | 1 < x ≤ 5}。
(1)求UA和UB,并用区间表示;
(2)求(UA)∩B;
(3)求A∪(UB),并用区间表示。
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