第1讲 集合与简易逻辑 学案-2022届高三数学(理科)一轮复习(Word含答案解析)

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名称 第1讲 集合与简易逻辑 学案-2022届高三数学(理科)一轮复习(Word含答案解析)
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2021-09-25 19:42:48

文档简介

集合与简易逻辑
自我诊断
知己知彼
已知集合,则=
A.
B.
C.
D.
已知集合,则中元素的个数为
A.9
B.8
C.5
D.4
设,则“”是“”的
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
设命题:,,则为
A.
B.
C.
D.
已知命题:,;命题:若,则,下列命题为真命题的是
A.
B.
C.
D.
二、温故知新
夯实基础
1.集合的有关概念
(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.
(2)集合与元素的关系:若属于集合,记作;若不属于集合,记作.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
2.常用数集及记法
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
记法

 表示
关系  
文字语言
记法
集合间的基本关系
子集
集合中任意一个元素都是集合中的元素

真子集
集合是集合的子集,并且中至少有一个元素不属于
AB
相等
集合A的每一个元素都是集合B的元素,集合B的每一个元素也都是集合A的元素
且?
空集
空集是任何集合的子集
空集是任何非空集合的真子集
B且
3.集合的三种基本运算
符号表示
图形表示
符号语言
集合的并集
集合的交集

集合的补集
若全集为,则集合的补集为

4.
集合的三种基本运算的常见性质
(1)
(2)
(3)
5.
命题的定义
命题的定义:用语言、符号和式子表达的,可以判断正误的陈述语句称为命题。
6.
充分条件与必要条件
判断充要条件的常用方法有三种:定义法、集合法以及等价转化法.
(1)定义法:
若,则是的充分条件;
若,则是的必要条件;
若且,则是的充要条件;
若且,则是的充分不必要条件;
若且,则是的必要不充分条件;
若且,则是的既不充分也不必要条件.
(2)集合法适用于“所有判断的命题与方程的根、不等式的解集相关,或所描述的对象可以用集合表示”的情况.
(3)等价转化法适用于条件和结论带有否定性词语的命题或是直接判断不方便的情况,具体做法是通过判断原命题的逆否命题的真假间接的判断原命题的真假.
6.
简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
(1)简单的逻辑联结词p真假的判断








(2)全称量词和存在量词
全称量词有:所有的,任意一个,任给,用符号“”表示;
存在量词有:存在一个,至少有一个,有些,用符号“”表示.
含有全称量词的命题,叫做全称命题.“对中任意一个,有成立”用符号简记为:.
含有存在量词的命题,叫做特称命题.“存在中元素,使成立”用符号简记为:.
(3)含有一个量词的命题的否定
命题
命题的否定
三、典例剖析
举一反三
考点一
集合的表示法及其运算
典例剖析
例1设集合,,则
A.
B.
C.
D.
例2已知集合,,则中元素的个数为
A.2
B.3
C.4
D.6
例3设集合A={x|x2–4≤0},B={x|2x+a≤0},且A∩B={x|–2≤x≤1},则a=(

A.
–4
B.
–2
C.
2
D.
4
(二)举一反三
1.
已知集合,,则(
).
A.
B.
C.
D.
已知集合U={?2,?1,0,1,2,3},A={?1,0,1},B={1,2},则(

A.
{?2,3}
B.
{?2,2,3}
C.
{?2,?1,0,3}
D.
{?2,?1,0,2,3}
3.
设集合A={x|1≤x≤3},B={x|2<x<4},则A∪B=(

A.
{x|2<x≤3}
B.
{x|2≤x≤3}
C.
{x|1≤x<4}
D.
{x|1<x<4}
4.
已知集合,,定义集合,则中元素的个数为
A.77
B.49
C.45
D.30
考点二
命题及其关系、充分条件和必要条件
(一)典例剖析
例1设,则“”是“”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
例2设有下列四个命题:
p1:两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.
p2:过空间中任意三点有且仅有一个平面.
p3:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.
p4:若直线l平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l.
则下述命题中所有真命题的序号是__________.
①②③④
(二)举一反三
1.已知空间中不过同一点的三条直线m,n,l,则“m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的(

A.
充分不必要条件
B.
必要不充分条件
C.
充分必要条件
D.
既不充分也不必要条件
2.已知条件p:x>1或x<-3,条件q:5x-6>x2,则是的(  )
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
3.设p:x<1,q:log2x<0,则p是q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
考点三
简易逻辑联结词、全程量词及存在量词
(一)典例剖析
例1命题p:若sin
x>sin
y,则x>y;命题q:x2+y2≥2xy.下列命题为假命题的是(  )
A.p或q
B.p且q
C.q
D.
例2
已知命题p:?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≥0,则是(  )
A.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
B.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
C.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
D.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
(二)举一反三
1.已知命题p:“?x0∈R,-x0-1≤0”,则为(  )
A.?x0∈R,-x0-1≥0
B.?x0∈R,-x0-1>0
C.?x∈R,ex-x-1>0
D.?x∈R,ex-x-1≥0
2.下列命题中的假命题是(  )
A.?x∈R,2x-1>0
B.?x∈N
,(x-1)2>0
C.?x0∈R,lg
x0<1
D.?x0∈R,tan
x0=2
3.已知命题p:?x0∈R,log2(+1)≤0,则(  )
A.p是假命题;:?x∈R,log2(3x+1)≤0
B.p是假命题;:?x∈R,log2(3x+1)>0
C.p是真命题;:?x∈R,log2(3x+1)≤0
D.p是真命题;:?x∈R,log2(3x+1)>0
四、分层训练
能力进阶
【基础】
1.已知集合A={0,1,2},则集合B={(x,y)|x≥y,x∈A,y∈A}中元素的个数是(  )
A.1
B.3
C.6
D.9
2.已知集合A=,则集合A中的元素个数为(  )
A.2
B.3
C.4
D.5
3.设x∈R,则“<”是“x3<1”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
4.命题“?x∈R,?n0∈N
,使得n0≤x2”的否定形式是(  )
A.?x∈R,?n0∈N
,使得n0>x2
B.?x∈R,?n∈N
,使得n>x2
C.?x0∈R,?n0∈N
,使得n0>x
D.?x0∈R,?n∈N
,使得n>x
【巩固】
1.已知集合,若,则实数的值是
.
2.已知集合P={x|y=,x∈N},Q={x|ln
x<1},则P∩Q=________.
3.设a,b∈R,则“(a-b)a2<0”是“aA.充分不必要条件
B.充要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
4.若实数a,b满足a>0,b>0,则“a>b”是“a+ln
a>b+ln
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
【拔高】
已知集合A={x|y=lg(x-x2)},B={x|x2-cx<0,c>0},若A?B,则实数c的取值范围是________.
2.已知集合A=,B={(x,y)|y=kx+m,k∈R,m∈R},若对任意实数k,A∩B≠?,则实数m的取值范围是____________.
3.已知集合A={x∈R||x+2|<3},集合B={x∈R|(x-m)(x-2)<0},且A∩B=(-1,n),则m=______,n=________.
4.已知p:x≥k,q:(x+1)(2-x)<0,如果p是q的充分不必要条件,则实数k的取值范围是(  )
A.[2,+∞)
B.(2,+∞)
C.[1,+∞)
D.(-∞,-1]
5.已知不等式|x-m|<1成立的充分不必要条件是6.下列命题中,真命题是(  )
A.?x0∈R,≤0
B.?x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是=-1
D.“a>1,b>1”是“ab>1”的充分条件集合与简易逻辑
自我诊断
知己知彼
已知集合,则=
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】依题意可得,
所以
故选C.
已知集合,则中元素的个数为
A.9
B.8
C.5
D.4
【答案】A
【解析】
通解
由知,,.又,,所以,,所以中元素的个数为,故选A.
优解
根据集合的元素特征及圆的方程在坐标系中作出图形,如图,
易知在圆中有9个整点,即为集合的元素个数,故选A.
设,则“”是“”的
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】由,可得,由,得,?
因为不能推出,?但可以推出,?
所以是的必要不充分条件,?即是的必要不充分条件.
故选B.
设命题:,,则为
A.
B.
C.
D.
【答案】
【解析】命题是一个特称命题,其否定是全称命题.
已知命题:,;命题:若,则,下列命题为真命题的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】,,所以,所以为真命题;若,则,若,则,所以,所以为假命题.所以为真命题
二、温故知新
夯实基础
1.集合的有关概念
(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.
(2)集合与元素的关系:若属于集合,记作;若不属于集合,记作.
(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.
2.常用数集及记法
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
记法

 表示
关系  
文字语言
记法
集合间的基本关系
子集
集合中任意一个元素都是集合中的元素

真子集
集合是集合的子集,并且中至少有一个元素不属于
AB
相等
集合A的每一个元素都是集合B的元素,集合B的每一个元素也都是集合A的元素
且?
空集
空集是任何集合的子集
空集是任何非空集合的真子集
B且
3.集合的三种基本运算
符号表示
图形表示
符号语言
集合的并集
集合的交集

集合的补集
若全集为,则集合的补集为

4.
集合的三种基本运算的常见性质
(1)
(2)
(3)
5.
命题的定义
命题的定义:用语言、符号和式子表达的,可以判断正误的陈述语句称为命题。
6.
充分条件与必要条件
判断充要条件的常用方法有三种:定义法、集合法以及等价转化法.
(1)定义法:
若,则是的充分条件;
若,则是的必要条件;
若且,则是的充要条件;
若且,则是的充分不必要条件;
若且,则是的必要不充分条件;
若且,则是的既不充分也不必要条件.
(2)集合法适用于“所有判断的命题与方程的根、不等式的解集相关,或所描述的对象可以用集合表示”的情况.
(3)等价转化法适用于条件和结论带有否定性词语的命题或是直接判断不方便的情况,具体做法是通过判断原命题的逆否命题的真假间接的判断原命题的真假.
6.
简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词
(1)简单的逻辑联结词p真假的判断








(2)全称量词和存在量词
全称量词有:所有的,任意一个,任给,用符号“”表示;
存在量词有:存在一个,至少有一个,有些,用符号“”表示.
含有全称量词的命题,叫做全称命题.“对中任意一个,有成立”用符号简记为:.
含有存在量词的命题,叫做特称命题.“存在中元素,使成立”用符号简记为:.
(3)含有一个量词的命题的否定
命题
命题的否定
三、典例剖析
举一反三
考点一
集合的表示法及其运算
典例剖析
例1
设集合,,则
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意得,,,则.
选D.
【易错点】一元二次不等式的解法不熟练,集合交、并、补集运算不熟悉;忘记等号.
【方法点拨】注意区分交集与并集的不同,交集取公共部分,并集包括二者所有的部分.
例2已知集合,,则中元素的个数为
A.2
B.3
C.4
D.6
【答案】
【解析】由题意,中的元素满足,且,
由,得,所以满足的有,
故中元素的个数为4.故选:C.
【易错点】审题不清;学生集合限制条件考虑不全;元素列举不全.
【方法点拨】按照一定的顺序列元素,防止漏列,多列.
例3设集合A={x|x2–4≤0},B={x|2x+a≤0},且A∩B={x|–2≤x≤1},则a=(

A.
–4
B.
–2
C.
2
D.
4
【答案】B
【解析】求解二次不等式可得:,
求解一次不等式可得:.
由于,故:,解得:.故选:B.
【易错点】含参问题无从下手,一元二次不等式解法不熟练.
【方法点拨】已知交集并集补集求参数时,注意出现的新数字,一般所求参数都跟新数字有关系.
(二)举一反三
1.已知集合,,则(
).
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】,故选:D.
2.已知集合U={?2,?1,0,1,2,3},A={?1,0,1},B={1,2},则(

A.
{?2,3}
B.
{?2,2,3}
C.
{?2,?1,0,3}
D.
{?2,?1,0,2,3}
【答案】A
【解析】由题意可得:,则.故选:A
3.设集合A={x|1≤x≤3},B={x|2<x<4},则A∪B=(

A.
{x|2<x≤3}
B.
{x|2≤x≤3}
C.
{x|1≤x<4}
D.
{x|1<x<4}
【答案】C
【解析】,故选:C
4.已知集合,,定义集合,则中元素的个数为
A.77
B.49
C.45
D.30
【答案】C
【解析】因为集合,所以集合中有9个元素(即9个点),即图中圆中的整点,集合中有25个元素(即25个点):即图中正方形中的整点,集合的元素可看作正方形中的整点(除去四个顶点),即个.
考点二
命题及其关系、充分条件和必要条件
(一)典例剖析
例1设,则“”是“”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
【答案】A
【解析】求解二次不等式可得:或,据此可知:是的充分不必要条件.
故选:A.
【易错点】一是一元二次掌握不熟练,导致判断失误;二是必要与充分判定混淆.
【方法点拨】本题主要考查二次不等式的解法,充分性和必要性的判定,属于基础题.
例2设有下列四个命题:
p1:两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.
p2:过空间中任意三点有且仅有一个平面.
p3:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.
p4:若直线l平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l.
则下述命题中所有真命题的序号是__________.
①②③④
【答案】①③④
【解析】对于命题,可设与相交,这两条直线确定的平面为;
若与相交,则交点在平面内,同理,与的交点也在平面内,
所以,,即,命题为真命题;
对于命题,若三点共线,则过这三个点的平面有无数个,
命题为假命题;对于命题,空间中两条直线相交、平行或异面,
命题为假命题;对于命题,若直线平面,
则垂直于平面内所有直线,直线平面,直线直线,
命题为真命题.综上可知,,为真命题,,为假命题,
真命题,为假命题,为真命题,为真命题.
故答案为:①③④.
【易错点】
平行垂直的判定定理不熟悉,或且非混淆
【方法点拨】
本题考查复合命题的真假,同时也考查了空间中线面关系有关命题真假的判断,考查推理能力,属于中等题.
(二)举一反三
1.已知空间中不过同一点的三条直线m,n,l,则“m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的(

A.
充分不必要条件
B.
必要不充分条件
C.
充分必要条件
D.
既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】依题意是空间不过同一点的三条直线,
当在同一平面时,可能,故不能得出两两相交.
当两两相交时,设,根据公理可知确定一个平面,而,根据公理可知,直线即,所以在同一平面.
综上所述,“在同一平面”是“两两相交”的必要不充分条件.故选:B
2.已知条件p:x>1或x<-3,条件q:5x-6>x2,则是的(  )
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
【答案】A
【解析】由5x-6>x2,得2所以是的充分不必要条件,故选A.
3.设p:x<1,q:log2x<0,则p是q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
【答案】B
【解析】由x<1知x>0,所以p对应的集合为(0,+∞),由log2x<0知0考点三
简易逻辑联结词、全程量词及存在量词
(一)典例剖析
例1命题p:若sin
x>sin
y,则x>y;命题q:x2+y2≥2xy.下列命题为假命题的是(  )
A.p或q
B.p且q
C.q
D.
【答案】B
【解析】取x=,y=,可知命题p是假命题;
由(x-y)2≥0恒成立,可知命题q是真命题,故綈p为真命题,p或q是真命题,p且q是假命题.
【易错点】三角函数知识不熟练;逻辑连接词混淆
【方法点拨】本题主要还是考察三角函数比较大小和基本不等式成立的条件.
例2
已知命题p:?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≥0,则p是(  )
A.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
B.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)≤0
C.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
D.?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0
【答案】C
【解析】已知全称命题p:?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)]·(x2-x1)≥0,则p:?x1,x2∈R,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0,故选C.
【易错点】忽略存在性命题与全称命题否定形式,只注意结论否定
【方法点拨】本题考查含有一个量词的命题的否定,全称命题的否定是特称命题,特称命题的否定是全称命题.
(二)举一反三
1.已知命题p:“?x0∈R,-x0-1≤0”,则为(  )
A.?x0∈R,-x0-1≥0
B.?x0∈R,-x0-1>0
C.?x∈R,ex-x-1>0
D.?x∈R,ex-x-1≥0
【答案】C
【解析】根据全称命题与特称命题的否定关系,可得为“?x∈R,ex-x-1>0”,故选C.
2.下列命题中的假命题是(  )
A.?x∈R,2x-1>0
B.?x∈N
,(x-1)2>0
C.?x0∈R,lg
x0<1
D.?x0∈R,tan
x0=2
【答案】B
【解析】当x∈N
时,x-1∈N,可得(x-1)2≥0,当且仅当x=1时取等号,故B不正确;易知A,C,D正确,故选B.
3.已知命题p:?x0∈R,log2(+1)≤0,则(  )
A.p是假命题;:?x∈R,log2(3x+1)≤0
B.p是假命题;:?x∈R,log2(3x+1)>0
C.p是真命题;:?x∈R,log2(3x+1)≤0
D.p是真命题;:?x∈R,log2(3x+1)>0
【答案】B
【解析】因为3x>0,所以3x+1>1,则log2(3x+1)>0,所以p是假命题;:?x∈R,log2(3x+1)>0.故选B
四、分层训练
能力进阶
【基础】
1.已知集合A={0,1,2},则集合B={(x,y)|x≥y,x∈A,y∈A}中元素的个数是(  )
A.1
B.3
C.6
D.9
【答案】C
【解析】当x=0时,y=0;当x=1时,y=0或y=1;
当x=2时,y=0,1,2.
故集合B={(0,0),(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(2,2)},即集合B中有6个元素.
2.已知集合A=,则集合A中的元素个数为(  )
A.2
B.3
C.4
D.5
【答案】C
【解析】因为∈Z,所以2-x的取值有-3,-1,1,3,又因为x∈Z,所以x的值分别为5,3,1,-1,故集合A中的元素个数为4.
3.设x∈R,则“<”是“x3<1”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
【答案】A
【解析】由<,得0由x3<1,得x<1,当x≤0时,≥,即“x3<1”?“<”.
所以“<”是“x3<1”的充分不必要条件.
故选A.
4.命题“?x∈R,?n0∈N
,使得n0≤x2”的否定形式是(  )
A.?x∈R,?n0∈N
,使得n0>x2
B.?x∈R,?n∈N
,使得n>x2
C.?x0∈R,?n0∈N
,使得n0>x
D.?x0∈R,?n∈N
,使得n>x
【答案】
【解析】?改写为?,?改写为?,n≤x2的否定是n>x2,则该命题的否定形式为“?x0∈R,?n∈N
,使得n>x”.故选D.
【巩固】
1.已知集合,若,则实数的值是
.
【答案】-1
【解析】由题意得,若,则,这时,不合题意.时,直接舍去,有且仅有.
2.已知集合P={x|y=,x∈N},Q={x|ln
x<1},则P∩Q=________.
【答案】{1,2}
【解析】由-x2+x+2≥0,得-1≤x≤2,因为x∈N,所以P={0,1,2}.因为ln
x<1,所以03.设a,b∈R,则“(a-b)a2<0”是“aA.充分不必要条件
B.充要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由(a-b)a2<0可知a2≠0,则一定有a-b<0,即a4.若实数a,b满足a>0,b>0,则“a>b”是“a+ln
a>b+ln
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
【答案】C
【解析】设f(x)=x+ln
x,显然f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵a>b,∴f(a)>f(b),∴a+ln
a>b+ln
b,故充分性成立;
∵a+ln
a>b+ln
b,∴f(a)>f(b),∴a>b,故必要性成立,
故“a>b”是“a+ln
a>b+ln
b”的充要条件,故选C.
【拔高】
已知集合A={x|y=lg(x-x2)},B={x|x2-cx<0,c>0},若A?B,则实数c的取值范围是________.
【答案】[1,+∞)
【解析】由题意知,A={x|y=lg(x-x2)}={x|x-x2>0}=(0,1),B={x|x2-cx<0,c>0}=(0,c).由A?B,画出数轴,如图所示,得c≥1.
2.已知集合A=,B={(x,y)|y=kx+m,k∈R,m∈R},若对任意实数k,A∩B≠?,则实数m的取值范围是____________.
【答案】[-,]
【解析】由已知,无论k取何值,椭圆+=1和直线y=kx+m均有交点,故点(0,m)在椭圆+=1上或在其内部,∴m2≤2,∴-≤m≤.
3.已知集合A={x∈R||x+2|<3},集合B={x∈R|(x-m)(x-2)<0},且A∩B=(-1,n),则m=______,n=________.
【答案】-1 1
【解析】A={x∈R||x+2|<3}={x∈R|-5由A∩B=(-1,n),可知m<1,
则B={x|m4.已知p:x≥k,q:(x+1)(2-x)<0,如果p是q的充分不必要条件,则实数k的取值范围是(  )
A.[2,+∞)
B.(2,+∞)
C.[1,+∞)
D.(-∞,-1]
【答案】B
【解析】由q:(x+1)(2-x)<0,得x<-1或x>2,又p是q的充分不必要条件,所以k>2,即实数k的取值范围是(2,+∞),故选B..
5.已知不等式|x-m|<1成立的充分不必要条件是【答案】 
【解析】解不等式|x-m|<1,得m-16.下列命题中,真命题是(  )
A.?x0∈R,≤0
B.?x∈R,2x>x2
C.a+b=0的充要条件是=-1
D.“a>1,b>1”是“ab>1”的充分条件
【答案】D
【解析】因为y=ex>0,x∈R恒成立,所以A不正确;
因为当x=-5时,2-5<(-5)2,所以B不正确;
“=-1”是“a+b=0”的充分不必要条件,C不正确;
当a>1,b>1时,显然ab>1,D正确
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