摘要:
**基本信息**
聚焦集合基本运算,以10类题型构建从基础运算到综合应用的训练体系,覆盖参数求解、容斥原理及新定义问题,强化逻辑推理与数学表达。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|并集运算|4题|直接计算集合合并结果|从基本概念到运算应用|
|并集求参数|4题|结合并集结果反求参数值|运算与方程思想结合|
|交集运算|4题|求解集合公共元素|概念深化与运算拓展|
|交集求参数|4题|利用交集条件确定参数范围|逻辑推理与集合关系|
|补集运算|4题|全集与补集的直接运算|补集概念及集合关系|
|补集求参数|4题|通过补集结果推导参数|逆向思维与集合性质|
|交并补混合|4题|多运算综合应用|运算顺序与关系转化|
|混合求参数|4题|复杂集合关系中的参数求解|综合思维与分类讨论|
|容斥原理与Venn图|4题|集合计数与图形表达|数形结合与实际应用|
|集合新定义|4题|抽象集合概念的理解应用|数学抽象与创新意识|
内容正文:
专题1.3 集合的基本运算-重难点题型精练
题型01 并集的运算
题型02 利用并集求参数
题型03 交集的运算
题型04 利用交集求参数
题型05 全集与补集的运算
题型06 利用全集与补集求参数
题型07 交并补混合运算
题型08 利用交并补求参数
题型09 容斥原理与Venn图的应用
题型10 集合新定义
题型01 并集的运算
1.(26-27高三上·甘肃庆阳·开学考试)已知集合,,则( ).
A. B.
C. D.
2.(26-27高三上·北京门头沟·开学考试)设集合,,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一下·云南大理·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二下·云南文山·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
题型02 利用并集求参数
5.(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)(多选)若集合,,且满足,则实数的值可以为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高一上·广西来宾·期中)已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数m的取值范围.
7.(25-26高一上·广东河源·阶段检测)(多选)已知集合,,若,则a的值可以是( )
A. B.0 C. D.
8.(25-26高一上·河南濮阳·阶段检测)已知集合,.
(1)若,且,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
题型03 交集的运算
9.(26-27高三上·新疆喀什·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
10.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
11.(26-27高三上·安徽·开学考试)若集合,,则( )
A. B. C. D.
12.(26-27高三上·江西南昌·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
题型04 利用交集求参数
13.(25-26高一上·云南文山·阶段检测)(多选)已知集合,,则使的实数的取值可以是( )
A.1 B.3 C.5 D.7
14.(25-26高二下·山西阳泉·期末)已知集合,集合.
(1)当时,求和;
(2)若,求实数的取值范围.
15.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)已知或
(1)若,⫋,求的取值范围;
(2)若或,求的取值范围.
16.(25-26高一上·重庆·期中)(多选)集合,,若,则实数m的值为( )
A. B.0 C. D.2
题型05 全集与补集的运算
17.(25-26高一下·陕西汉中·期中)已知集合,,全集.
(1)求,;
(2)求.
18.(25-26高一上·江西南昌·期中)已知集合,集合
(1)求
(2)求
(3)求
19.(25-26高一下·湖南永州·开学考试)已知全集,集合,则=( )
A. B. C. D.
20.(25-26高一上·广西河池·期中)已知集合,集合,求.
题型06 利用全集与补集求参数
21.(25-26高一上·四川宜宾·期中)已知全集,且则( )
A.2 B.4 C.5 D.6
22.(25-26高一上·全国·课后作业)设,,若,则( )
A.2 B. C. D.1
23.(25-26高一上·山西朔州·阶段检测)设全集,集合.
(1)求集合;
(2)若,求集合.
24.(25-26高一上·湖北孝感·开学考试)设全集,且,若,则m的值等于( )
A.4 B.6 C.4或6 D.不存在
题型07 交并补混合运算
25.(26-27高一上·全国·课后作业)设集合,,,求,,,.
26.(26-27高一上·全国·课后作业)全集,,,,,则________,________
27.(2026·湖北武汉·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B.
C.或 D.
28.(2026·山东德州·三模)已知全集,集合,,则( )
A. B.
C. D.
题型08 利用交并补求参数
29.(25-26高一上·云南文山·阶段检测)已知全集,,,且.
(1)求实数,的值;
(2)求.
30.(25-26高一上·新疆昌吉·阶段检测)已知集合,集合,全集为.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
31.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知全集,若,则实数的值为( )
A.1 B.3 C.-1或-3 D.1或3
32.(25-26高一上·广东珠海·期中)已知集合,.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
题型09 容斥原理与Venn图的应用
33.(25-26高三·全国·三轮复习)某社区需要招募志愿者进行连续天的志愿工作,第一天有人参加,第二天有人参加,第三天有人参加,其中,前两天都参加的有人,后两天都参加的有人,则这三天参加的人数最少为( )
A. B. C. D.
34.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)为了丰富学生的课余生活,促进学生全面发展,某校开设了劳动实践、研学参观、AI技术培训3类拓展课程.高一某班学生共有32人报名参加拓展课程,其中有10人报名参加劳动实践,有18人报名参加研学参观,有14人报名参加AI技术培训,同时报名参加劳动实践和研学参观的有4人,同时报名参加研学参观和AI技术培训的有5人,只参加AI技术培训的人数为________.
35.(25-26高一上·湖南衡阳·期中)(多选)如图矩形表示集合,两个椭圆分别表示集合,,则图中的阴影部分可以表示为( )
A. B.
C. D.
36.(25-26高一上·江苏南京·期中)已知全集,,,则图中阴影部分表示的集合为________________.
题型10 集合新定义
37.(25-26高一上·陕西·阶段检测)在数学漫长的发展过程中,数学家发现在数学中存在着许多有趣的数.定义:若一个位正整数的所有数位上数字的次方的和等于这个数本身,则称这个数是自恋数.已知所有一位正整数中的自恋数组成集合,集合,则的非空子集个数为______.
38.(25-26高一上·四川凉山·期末)(多选)对于集合,我们把集合且叫做集合与集合的差集,记作.已知集合.则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
39.(25-26高一上·北京西城·期末)设整数集合,其中,且对,,若,则有.
(1)直接写出一个满足条件的集合A;
(2)证明:,;
(3)求满足条件的集合A的个数.
40.(25-26高一上·四川·阶段检测)若集合具有①,,②若,,则,且时,这两条性质,则称集合是“好集”.
(1)判断集合是否是“好集”,并说明理由.
(2)设集合是“好集”,求证:若,,则.
(3)对任意的一个“好集”,判断命题“若,,则”的真假,并说明理由.
1.(25-26高二下·北京·学业考试真题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二下·陕西汉中·期中)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
4.(2026·山东·模拟预测)已知集合,若 ,则 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
5.(25-26高一上·广东中山·阶段检测)集合,,集合,若,则以下的取值不满足题意的是( )
A. B. C. D.
6.(2026·湖南邵阳·模拟预测)已知全集,,则集合( )
A. B. C. D.
7.(25-26高一上·四川巴中·阶段检测)《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》位列2025年我国暑期档票房前三名.高一(1)班共有30名同学,有15人观看了《南京照相馆》,有8人观看了《浪浪山小妖怪》,有14人观看了《长安的荔枝》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《浪浪山小妖怪》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《长安的荔枝》,没有人同时观看三部电影.只观看了《长安的荔枝》的人数为( )
A.7人 B.8人 C.9人 D.10人
8.(26-27高三上·山东聊城·开学考试)已知表示集合中的元素个数,若,,,则( )
A.5 B.6 C.3 D.4
9.(26-27高一上·辽宁沈阳·开学考试)(多选)已知全集,集合,,且,则( )
A.
B.
C.中元素个数为1
D.
10.(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)(多选)已知集合U是全集,集合M,N的关系如图所示,则( )
A. B.
C. D.
11.(25-26高一上·重庆·阶段检测)(多选)已知集合 ,则( )
A.若,则实数的取值范围是
B.若,则实数的取值范围是
C.若,则实数的取值范围是
D.若,则实数的取值范围是
12.(26-27高三上·山西临汾·阶段检测)为完成一项实地测量任务,夏令营的同学们成立了一支“测绘队”,需要24人参加测量,20人参加计算,16人参加绘图.测绘队的成员中很多同学是多面手,有8人既参加了测量又参加了计算,有6人既参加了测量又参加了绘图,有4人既参加了计算又参加了绘图,另有2人三项工作都参加了.这支测绘队有____________人.
13.(26-27高一上·全国·课堂例题)若集合或,则 ______,______.
14.(2026·安徽合肥·一模)已知集合,,同时满足,,则___________.
15.(25-26高一上·天津武清·阶段检测)设全集,已知集合,.
(1)当时,求
①;
②;
(2)若满足,求实数m的取值范围.
16.(25-26高一上·河北·阶段检测)设是一个非空有限集合,定义其加权密度函数为,其中表示集合中的元素个数,表示集合中所有元素的和.进一步地,若集合可以划分为两个非空子集和(即且)且满足,则称为可平衡集合.
(1)计算集合的加权密度函数;
(2)判断集合是否为可平衡集合,并说明理由;
(3)已知集合(其中,为正整数,且)是可平衡集合,且划分后的两个非空子集的加权密度函数均为3,求,的值.
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专题1.3 集合的基本运算-重难点题型精练
题型01 并集的运算
题型02 利用并集求参数
题型03 交集的运算
题型04 利用交集求参数
题型05 全集与补集的运算
题型06 利用全集与补集求参数
题型07 交并补混合运算
题型08 利用交并补求参数
题型09 容斥原理与Venn图的应用
题型10 集合新定义
题型01 并集的运算
1.(26-27高三上·甘肃庆阳·开学考试)已知集合,,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由,,
得.
2.(26-27高三上·北京门头沟·开学考试)设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,,所以.
3.(25-26高一下·云南大理·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由集合,,
得.
4.(25-26高二下·云南文山·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据并集的定义,.
题型02 利用并集求参数
5.(25-26高一上·江苏镇江·阶段检测)(多选)若集合,,且满足,则实数的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据集合的并集性质转化为子集关系,再分情况讨论的可能取值,结合元素互异性验证结果即可得解.
【详解】由已知,则,所以的值可能为,或.
由元素互异性可知,,
当时,解得,此时
或,满足题意.
当时,解得,若,
则集合中会出现重复元素,不满足集合中元素的互异性,故舍去;
若,则,满足题意.
当时,解得或1,若,
则集合和集合中均会出现重复元素,不满足集合中元素的互异性,故舍去;
若,则,满足题意.
因此,实数的值可以为.
故选:ACD.
6.(25-26高一上·广西来宾·期中)已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据集合并集的定义进行求解即可;
(2)根据集合并集的运算性质进行求解即可.
【详解】(1)当时,,
所以;
(2)因为,
所以,
而,所以,
于是有,
所以实数m的取值范围为.
7.(25-26高一上·广东河源·阶段检测)(多选)已知集合,,若,则a的值可以是( )
A. B.0 C. D.
【答案】ABC
【分析】利用给定条件建立不等式组,求解参数范围即可.
【详解】∵,则,解得,
由选项可知,的值可以是或或.
故选:ABC
8.(25-26高一上·河南濮阳·阶段检测)已知集合,.
(1)若,且,求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)0或;
(2)或.
【分析】(1)求出,时,满足要求,再分与两种情况,求出答案;
(2),分和,结合根的判别式和韦达定理得到不等式或方程,求出答案.
【详解】(1),
,,
若,则,满足要求;
若,则无解,不合要求;
若,则,解得,
综上,实数的值为0或;
(2),,
若,则,解得,满足要求;
若,当时,,,满足要求;
当时,,要想满足,需满足,
即是方程的两个根,
由于,求出;
综上,或.
题型03 交集的运算
9.(26-27高三上·新疆喀什·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】表示集合和集合的交集,是由既属于集合又属于集合的所有元素构成的集合,
又因为集合,,所以.
10.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题,集合,,则
11.(26-27高三上·安徽·开学考试)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】集合,又,所以.
12.(26-27高三上·江西南昌·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题.
题型04 利用交集求参数
13.(25-26高一上·云南文山·阶段检测)(多选)已知集合,,则使的实数的取值可以是( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【答案】AB
【详解】由,得.
①当时,可得,解得;
②当时,可得,解得,
综上,故选项AB正确.
14.(25-26高二下·山西阳泉·期末)已知集合,集合.
(1)当时,求和;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)先求出集合,再根据并集、交集的定义求解即可;
(2)分、两种情况讨论求解即可.
【详解】(1)当时,,又,
,.
(2)由,
若,则,解得;
若,则或,解得.
综上所述,实数的取值范围为.
15.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)已知或
(1)若,⫋,求的取值范围;
(2)若或,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据集合的包含关系,分类讨论建立不等式即可解出结果;
(2)根据集合交集得包含关系,建立不等式即可解出结果.
【详解】(1),或,且是的真子集,
当时,则,即时,符合题意;
当时,则或,解得,
综上,的取值范围是;
(2)由,可得,
因为或,若或,
当,即时,,满足;
当,即时,或,不满足;
当,即时,
要使,需使,解得.
综上,的取值范围为或.
16.(25-26高一上·重庆·期中)(多选)集合,,若,则实数m的值为( )
A. B.0 C. D.2
【答案】ABC
【分析】先求出,根据交集结果得到,分,和三种情况,得到方程,求出答案.
【详解】,
,则,若,则,满足要求;
若,则,解得,
若,则,解得,
综上,实数m的值为或0或
故选:ABC
题型05 全集与补集的运算
17.(25-26高一下·陕西汉中·期中)已知集合,,全集.
(1)求,;
(2)求.
【答案】(1),.
(2)或
【分析】(1)利用集合的交并运算即可求解;
(2)利用集合的交并补运算即可求解;
【详解】(1)易知,又,
所以,.
(2)已知全集,易知或,,
因此或.
18.(25-26高一上·江西南昌·期中)已知集合,集合
(1)求
(2)求
(3)求
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为,,
所以.
(2)因为,,
所以.
(3)因为,
所以或
19.(25-26高一下·湖南永州·开学考试)已知全集,集合,则=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】依题意,,则,
所以.
20.(25-26高一上·广西河池·期中)已知集合,集合,求.
【答案】,,或.
【分析】根据交集、并集及补集的定义求解即可.
【详解】
;
或.
题型06 利用全集与补集求参数
21.(25-26高一上·四川宜宾·期中)已知全集,且则( )
A.2 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【详解】由全集,且,故,从而.
22.(25-26高一上·全国·课后作业)设,,若,则( )
A.2 B. C. D.1
【答案】C
【分析】由,可得,,故,从而求出的值即可.
【详解】由可得,,故,
,解得,
故选:C.
23.(25-26高一上·山西朔州·阶段检测)设全集,集合.
(1)求集合;
(2)若,求集合.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)解一元二次方程可得答案;.
(2)根据可得代入可得答案.
【详解】(1).
(2),,
,∴解得,
.
24.(25-26高一上·湖北孝感·开学考试)设全集,且,若,则m的值等于( )
A.4 B.6 C.4或6 D.不存在
【答案】A
【分析】根据给定条件,求出集合,再借助韦达定理求解作答.
【详解】由全集,,得,
即1,4是方程的两个根,于是,解得,
所以m的值等于4.
故选:A
题型07 交并补混合运算
25.(26-27高一上·全国·课后作业)设集合,,,求,,,.
【答案】,,,
.
【详解】,,,
,
,
,,
,
.
26.(26-27高一上·全国·课后作业)全集,,,,,则________,________
【答案】
【详解】法一:根据题意作出Venn图如图所示:
由图可知,.
法二:∵,
∴.
又,
∴.
∵,,
∴.
27.(2026·湖北武汉·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B.
C.或 D.
【答案】D
【详解】因为,,
所以,
所以.
28.(2026·山东德州·三模)已知全集,集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为,,
所以,
所以.
题型08 利用交并补求参数
29.(25-26高一上·云南文山·阶段检测)已知全集,,,且.
(1)求实数,的值;
(2)求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用集合的混合运算集结果求得,进而得到关于的方程组,解之即可得解;
(2)利用(1)中结论,结合集合的交并补运算即可得解.
【详解】(1)因为全集,且,
所以,则,
又,,
所以,解得.
(2)由(1)可知,,
,
所以,故.
30.(25-26高一上·新疆昌吉·阶段检测)已知集合,集合,全集为.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用集合的交并补运算即可得解;
(2)利用集合混合运算的结果,得到关于的不等式,解之即可得解.
【详解】(1)因为,所以或,
又,
所以.
(2)因为,,
所以,
又,,
所以与有交集,
则,即实数的取值范围为.
31.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知全集,若,则实数的值为( )
A.1 B.3 C.-1或-3 D.1或3
【答案】D
【分析】求出A中方程的解确定A,再由A的补集与B的交集为空集,确定A与B的包含关系进行分类讨论,即可确定m的值.
【详解】因为方程的判别式,
所以,
根据题意得到集合,,
即,,
因为,所以,
所以或,
若,则,解得,
若,则,解得,
所以或.
故选:D.
32.(25-26高一上·广东珠海·期中)已知集合,.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用交集的定义求解;
(2)分类讨论,利用补集和并集的定义可求得结果.
【详解】(1)集合,,,
则由交集的定义可知,且,解得.
(2)当,即时,,符合题意;
当,即时,,符合题意;
当,即时,或,
若,则,解得,
综上,实数的取值范围是.
题型09 容斥原理与Venn图的应用
33.(25-26高三·全国·三轮复习)某社区需要招募志愿者进行连续天的志愿工作,第一天有人参加,第二天有人参加,第三天有人参加,其中,前两天都参加的有人,后两天都参加的有人,则这三天参加的人数最少为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】记第一天,第二天,第三天参加志愿者的人员分别构成集合,设三天都参加的志愿者人数为,第一天和第三天均参加的志愿者人数为,作出维恩图求解即可.
【详解】记第一天,第二天,第三天参加志愿者的人员分别构成集合,
设三天都参加的志愿者人数为,第一天和第三天均参加的志愿者人数为,
根据题意可作维恩图如图:
依题意必有均为自然数,
所以,
故这三天参加的志愿者总人数为:
当时,总人数最少,最少人数为.
故选:B.
34.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)为了丰富学生的课余生活,促进学生全面发展,某校开设了劳动实践、研学参观、AI技术培训3类拓展课程.高一某班学生共有32人报名参加拓展课程,其中有10人报名参加劳动实践,有18人报名参加研学参观,有14人报名参加AI技术培训,同时报名参加劳动实践和研学参观的有4人,同时报名参加研学参观和AI技术培训的有5人,只参加AI技术培训的人数为________.
【答案】8
【分析】利用韦恩图来求解即可.
【详解】设3类课程全参加的有人,同时只参加劳动实践和AI技术培训的有人,
列出韦恩图如下,则,
可得,则只参加AI技术培训的人数为人.
故答案为:8.
35.(25-26高一上·湖南衡阳·期中)(多选)如图矩形表示集合,两个椭圆分别表示集合,,则图中的阴影部分可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】阴影部分位于集合内,且不属于与的交集,即阴影部分为“中除去的部分”.
【详解】选项A:表示“的全部”与“中的补集”的并集,包含了外的部分区域,与阴影部分不符,故A错误;
选项B:表示“中的补集”,就等于阴影部分,故B正确;
选项C:表示“以为全集时,的补集”,就等于阴影部分,故C正确;
选项D:表示“中的补集”与的交集,就等于阴影部分,故D正确;
故选:BCD
36.(25-26高一上·江苏南京·期中)已知全集,,,则图中阴影部分表示的集合为________________.
【答案】
【分析】利用Venn图得出阴影部分表示的集合为,再利用交集、补集的概念和运算规则求解.
【详解】由Venn图可知,图中阴影部分区域表示为,
,,
或,
,
或,
故答案为:.
题型10 集合新定义
37.(25-26高一上·陕西·阶段检测)在数学漫长的发展过程中,数学家发现在数学中存在着许多有趣的数.定义:若一个位正整数的所有数位上数字的次方的和等于这个数本身,则称这个数是自恋数.已知所有一位正整数中的自恋数组成集合,集合,则的非空子集个数为______.
【答案】15
【分析】根据题中定义,结合集合交集的定义、非空子集个数公式进行求解即可.
【详解】依题意,,,
故,故的非空子集个数为.
故答案为:.
38.(25-26高一上·四川凉山·期末)(多选)对于集合,我们把集合且叫做集合与集合的差集,记作.已知集合.则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据差集定义计算可得AB正确,结合并集运算以及差集混合运算法则,可得C错误,D正确.
【详解】依题意可得且,
当时,可得,即A正确;
同时,所以B正确;
结合A选项可得,即C错误;
易知,又,
所以,即D正确.
故选:ABD
39.(25-26高一上·北京西城·期末)设整数集合,其中,且对,,若,则有.
(1)直接写出一个满足条件的集合A;
(2)证明:,;
(3)求满足条件的集合A的个数.
【答案】(1)(答案不唯一)
(2)
假设存在一个使得,
令,其中且,
由题意,由于,得,
由为正整数,得,这与为集合中的最大元素矛盾,
所以任意,.
(3)
【分析】(1)根据题目条件,令,即可写出一个集合;
(2)由反证法即可证明;
(3)因为,,所以集合中至多4个元素.设,先通过判断集合中前个元素的最大值可以推出,故集合的个数与集合的子集个数相同,即可求出.
【详解】(1)令,满足,
当,时,若满足,则成立,
即可写出一个满足条件的集合.
(2)略
(3)设集合中有个元素,,
由题意,得,,
由(2)知,.
假设,则.
因为,
由题设条件,得,
因为,
所以由(2)可得,
这与为中不超过的最大元素矛盾,
所以,
又因为,,
所以.
任给集合的元子集,令,
以下证明集合符合题意:
对于任意,则.
若,则有,
假设,因为,所以,
这与矛盾;
因此必有,
又因为,所以和都不大于,
根据集合的构造,所以,,从而.
故集合符合题意,
所以满足条件的集合的个数与集合的子集个数相同,
故满足条件的集合有个.
40.(25-26高一上·四川·阶段检测)若集合具有①,,②若,,则,且时,这两条性质,则称集合是“好集”.
(1)判断集合是否是“好集”,并说明理由.
(2)设集合是“好集”,求证:若,,则.
(3)对任意的一个“好集”,判断命题“若,,则”的真假,并说明理由.
【答案】(1)不是“好集”,理由为:
集合不是“好集”,理由如下:
因为,,,
所以集合B不是“好集”.
(2)
证明:因为集合A是“好集”,所以.
若,,则,即,
所以,即,命题得证.
(3)真命题,理由为:
命题“若,,则”为真命题,理由如下:
先证明:若,则.
对任意一个“好集”,任取,
若或时,显然.
且时,由定义可知:.
所以,即.所以.
由(2)可得:,即.同理.
根据性质②若,,则,可得.
所以命题“若,,则”为真命题.
【分析】(1)利用定义,判断集合B不是“好集”;
(2)由,若,,则,从而得出;
(3)先证:若,则,同理,最后根据性质②可得,即可判断命题为真.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
1.(25-26高二下·北京·学业考试真题)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,,
得.
2.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据集合的并集定义求解即可.
【详解】由并集的定义知.
3.(25-26高二下·陕西汉中·期中)设全集,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先用列举法表示全集,再利用补集的定义进行求解即可
【详解】,所以
4.(2026·山东·模拟预测)已知集合,若 ,则 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】由得,进而求得,再验证即可求解.
【详解】由,所以或,解得或,
当时,,所以,满足题意,
当时,,所以,不满足题意,
所以.
5.(25-26高一上·广东中山·阶段检测)集合,,集合,若,则以下的取值不满足题意的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,求得,利用,列出不等式,求得的取值范围,结合选项,即可求解.
【详解】由集合,,
可得,则,
因为,则满足,解得,
结合选项,可得选项D不满足题意.
故选:D.
6.(2026·湖南邵阳·模拟预测)已知全集,,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先确定全集,再根据集合的运算,确定集合.
【详解】由条件可知,,且,
所以.
故选:B
7.(25-26高一上·四川巴中·阶段检测)《南京照相馆》、《浪浪山小妖怪》、《长安的荔枝》位列2025年我国暑期档票房前三名.高一(1)班共有30名同学,有15人观看了《南京照相馆》,有8人观看了《浪浪山小妖怪》,有14人观看了《长安的荔枝》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《浪浪山小妖怪》,有3人同时观看了《南京照相馆》和《长安的荔枝》,没有人同时观看三部电影.只观看了《长安的荔枝》的人数为( )
A.7人 B.8人 C.9人 D.10人
【答案】D
【分析】利用容斥原理,结合维恩图来进行个数计算即可.
【详解】设三个电影分别为:记观看《南京照相馆》的同学为集合,记观看《浪浪山小妖怪》的同学为集合,记观看《长安的荔枝》的同学为集合,
则根据题意:有15人观看了《南京照相馆》,记,
有8人观看了《浪浪山小妖怪》,记,
有14人观看了《长安的荔枝》,记,
有3人同时观看了《南京照相馆》和《浪浪山小妖怪》,记,
有3人同时观看了《南京照相馆》和《长安的荔枝》,记,
没有人同时观看三部电影.记,
设同时观看和的人数为(因无人看三部,就是只同时看、的人数),
只看的人数:,
只看的人数:
要求的只看的人数:
由所有不重叠部分加和等于总人数30,
可得: ,解得,
因此只看的人数为人.
8.(26-27高三上·山东聊城·开学考试)已知表示集合中的元素个数,若,,,则( )
A.5 B.6 C.3 D.4
【答案】D
【分析】利用容斥原理求解.
【详解】根据容斥原理得:,
所以:,所以
9.(26-27高一上·辽宁沈阳·开学考试)(多选)已知全集,集合,,且,则( )
A.
B.
C.中元素个数为1
D.
【答案】BCD
【分析】首先根据韦达定理判断集合中的元素,再通过分类讨论进行判断
【详解】对于A:方程,因为,
所以方程有两个不同的实数根,由韦达定理可得,
又因为,所以或者.
若,将代入方程得
解得,
若,将代入方程得
解得,
故存在满足条件,与不符,选项A错误;
对于B:,
若,则,即;
若,则,即,选项B正确;
对于C:
若,则,只有一个元素;
若则,只有一个元素,选项C正确;
对于D:全集,,
所以,
若,则,不为;
若,则,不为,选项D正确.
10.(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)(多选)已知集合U是全集,集合M,N的关系如图所示,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由图知集合是集合的真子集,结合图形由集合的交并补运算逐一判断即可.
【详解】选项A:因为集合 是集合 的真子集,所以 ,故A正确;
选项B:因为集合 是集合 的真子集,所以 ,故B正确;
选项C: 因为集合 是集合 的真子集,所以集合 在全集 中的补集与集合 的交集非空,
例如 ,而,则,故C错误;
选项D:由图知,集合是集合的真子集,则是的真子集,而,故,即D正确.
11.(25-26高一上·重庆·阶段检测)(多选)已知集合 ,则( )
A.若,则实数的取值范围是
B.若,则实数的取值范围是
C.若,则实数的取值范围是
D.若,则实数的取值范围是
【答案】ABC
【分析】A解即可;B根据列不等式组;C根据,再分类讨论即可;D假设可得,再根据以及即可求出.
【详解】若,则,得,故A正确;
若,则,则,得,故B正确;
若,则,
若为空集,则,得;
若不为空集,则,,,得,
综上,,故C正确;
若,则,,且,由C选项可知,,
假设,则,得,故,
综上,,故D错误;
故选:ABC
12.(26-27高三上·山西临汾·阶段检测)为完成一项实地测量任务,夏令营的同学们成立了一支“测绘队”,需要24人参加测量,20人参加计算,16人参加绘图.测绘队的成员中很多同学是多面手,有8人既参加了测量又参加了计算,有6人既参加了测量又参加了绘图,有4人既参加了计算又参加了绘图,另有2人三项工作都参加了.这支测绘队有____________人.
【答案】
44
【分析】利用三集合容斥原理的计数公式,代入已知的各集合元素个数、两两交集元素个数、三者交集元素个数,即可计算得到总人数.
【详解】设集合,,,
根据三集合容斥原理,测绘队总人数为三个集合的并集的元素个数,
对应公式为:
由题意得:,,,,,,,
代入公式计算:
因此这支测绘队共有44人.
13.(26-27高一上·全国·课堂例题)若集合或,则 ______,______.
【答案】 R
【分析】利用集合的交集、并集定义,借助于数轴即可求解.
【详解】因或,
则,
14.(2026·安徽合肥·一模)已知集合,,同时满足,,则___________.
【答案】或
【分析】易知,则,即集合中的元素互为倒数,由题意可求出集合,进而确定集合,根据并集的运算即可求出答案.
【详解】设,若,又,故,此时,与已知矛盾,
故,所以,得,所以,
即集合中的元素互为倒数,
因为,
所以存在,使得且,解得,
又因为,
所以或,
若,则,则;
若,则,则.
综上所述,或.
15.(25-26高一上·天津武清·阶段检测)设全集,已知集合,.
(1)当时,求
①;
②;
(2)若满足,求实数m的取值范围.
【答案】(1)①;②或;
(2).
【分析】(1)把代入,①利用交集的定义求解;②利用补集、并集的定义求解.
(2)利用给定并集的结果,结合集合的包含关系列式求解.
【详解】(1)①当时,,而,所以.
②或,所以或.
(2)由,得,
当时,,解得;
当时,,解得,
所以实数m的取值范围是.
16.(25-26高一上·河北·阶段检测)设是一个非空有限集合,定义其加权密度函数为,其中表示集合中的元素个数,表示集合中所有元素的和.进一步地,若集合可以划分为两个非空子集和(即且)且满足,则称为可平衡集合.
(1)计算集合的加权密度函数;
(2)判断集合是否为可平衡集合,并说明理由;
(3)已知集合(其中,为正整数,且)是可平衡集合,且划分后的两个非空子集的加权密度函数均为3,求,的值.
【答案】(1)5
(2)集合是可平衡集合,理由如下:
假设集合是可平衡集合,则集合可划分为两个非空子集,(且)且,
尝试所有可能划分可知,当,时,,,满足条件.
所以集合是可平衡集合.
(3),.
【分析】(1)根据加权密度函数的定义进行求解即可;
(2)通过可平衡集合的定义进行尝试,可知:当,时满足条件;
(3)解法一:由题意知,可划分为两个非空子集和,通过可平衡集合与权密度函数的定义,逐一验证与的各种情况并验证那种情况符合题意;
解法二:设划分方式为和,设,则,,.进而得到,得,再根据及集合的互异性即可求解.
【详解】(1)已知:,则.
(2)集合是可平衡集合.
理由略;
(3)解法一:由题意知,可划分为两个非空子集和(即,),且每个子集的加权密度函数均为3.
若,,则需满足且,
此时不满足集合中元素的互异性;
若,,则需满足且.
此时不满足集合中元素的互异性;
若,,则需满足且,显然此时不满足;
若,,需满足且,即,又,为正整数,且,还需满足集合中元素的互异性,故,;
若,,则且,,此时不满足及集合中元素的互异性;
若,,则且,,此时满足,但不满足集合中元素的互异性;
若,,则,,显然此时不满足.
综上,,.
解法二:由题意,可划分为两个子集,且每个子集的加权密度函数均为3.
设划分方式为和.
设,则,,.
,
所以,得,
又,为正整数,且,还需满足集合中元素的互异性,
当,时,集合不满足集合的互异性,
故,.
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