双基限时练(一) 集合的概念
基 础 强 化
1.下列说法正确的是( )
A.2014年上半年发生的大事能构成一个集合
B.小于100的整数构成的集合是无限集
C.空集中含有元素0
D.自然数集中不含有元素0
解析 “大事”是不确定的对象,故A错;空集中不含有任何一个元素,故C错误;自然数集中含有元素0,故D错误.
答案 B
2.若元素a∈Q,但a?Z,则a的值可以是( )
A. B.-5
C. 0 D.
解析 由题意可知,元素a是有理数,但a不是整数,所以a是分数.
答案 D
3.已知集合S中三个元素a,b,c是△ABC的三边长,那么△ABC一定不是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
解析 根据集合中元素的互异性,知a,b,c都不相等,故选D.
答案 D
4.下列描述的对象组成的集合是无限集的是( )
A.方程x2-6x+5=0的根
B.大于0且小于2的实数
C.小于20的质数
D.倒数等于它本身的实数
解析 A中描述的集合中只有1,5两个元素;B中大于0且小于2的实数有无限多个;C中小于20的质数有8个;D中描述的对象只有±1.故B中所描述的集合是无限集.
答案 B
5.由实数x,-x,|x|,,-所组成的集合中,最多含有元素的个数为( )
A.5 B.4
C.3 D.2
解析 当x≠0时,x,-x,|x|,,-表示x与-x两个元素;
当x=0时,它们都等于0,故只能表示1个元素,所以它们最多表示两个元素,故选D.
答案 D
6.已知a,b为非零实数,代数式++的值组成集合A,则下列判断正确的是( )
A.-3∈A B.-1∈A
C.1∈A D.2∈A
解析 ∵a,b为非零实数,
∴代数式++的取值为-1和3,
∴-1∈A,3∈A.
答案 B
7.已知集合A为双元素集合,且只含有元素2a+3和7-4a,则实数a的取值范围为________.
解析 令2a+3≠7-4a,∴6a≠4,∴a≠.
答案 a≠
8.集合A中的元素为2,3,a2+2a-3,集合B中的元素为a+3,2.若5∈A,且5?B,则a=________.
解析 ∵5∈A,∴a2+2a-3=5,则a=2,或a=-4.
当a=2时,集合B中的元素为5,2,
不满足5?B,故a=2舍去.
当a=-4时,集合B中的元素为-1,2,
满足5?B,故a=-4成立.
综上所述,a=-4.
答案 -4
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9.方程x2-2x-3=0的解集与集合A相等,若集合A中的元素是a,b,则a+b=________.
解析 由题意知,方程x2-2x-3=0的两个根为a,b,由韦达定理知,a+b=2.
答案 2
10.判断下列说法是否正确,并说明理由.
(1)某个单位里的年轻人组成一个集合;
(2)1,,,,这些数组成的集合有5个元素;
(3)由a,b,c组成的集合与由b,a,c组成的集合是同一个集合.
解 (1)不正确.因为“年轻人”没有明确的标准,不具有确定性,不能作为元素来组成集合.
(2)不正确.对于一个给定的集合,它的元素必须是互异的,即集合中的任何两个元素都是不同的,故这个集合是由3个元素组成的.
(3)正确.集合中的元素相同,只是次序不同,它们都表示同一个集合.
11.已知集合A中的元素为a+2,(a+1)2,a2+3a+3,若1∈A,求a的值.
解 (1)若a+2=1,则a=-1.
则(a+1)2=0,a2+3a+3=1,A中的元素为1,0,1.
不满足集合中元素的互异性,∴a=-1舍去.
(2)若(a+1)2=1,则a=0,或a=-2.
当a=0时,a+2=2,a2+3a+3=3,
A中的元素为2,1,3,满足题意条件.
当a=-2时,a+2=0,a2+3a+3=1,
A中的元素为0,1,1,不满足集合中元素的互异性,
∴a=-2舍去.
(3)若a2+3a+3=1,即(a+1)(a+2)=0,
∴a=-1,或a=-2.
由(1)(2)可知a=-1和a=-2均不满足题意,
∴a=-1,或a=-2舍去.
综上(1)(2)(3),a=0.
12.设数集A是满足下列条件的集合:①1?A;②若a∈A,则∈A.求证:
(1)若2∈A,则A中还有其他两个元素;
(2)集合A不可能是单元素集合.
证明 (1)由2∈A,则=-1∈A,
由-1∈A,则=∈A.
由∈A,则=2∈A,又回到了开始,
故当2∈A时,集合A中必含有另两个元素-1,.
(2)不妨设集合A中只有1个元素a,
由题意可知∈A,由于集合A为单元素集合,
所以a=,即a2-a+1=0,
其Δ=1-4=-3<0,故方程a2-a+1=0无解.
所以集合A不可能是单元素集合.
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13.集合A由1,4,9,16,…构成,若m∈A,n∈A,则m⊕n∈A,“⊕”是一种运算,则“⊕”可以是( )
A.加法 B.减法
C.除法 D.乘法
解析 两个整数的平方的乘积一定是某一整数的平方,故⊕可以是乘法.
答案 D
双基限时练(二) 集合的表示方法
基 础 强 化
1.已知集合A={x|x∈N,且-≤x≤},则必有( )
A.-1∈A B.0∈A
C.∈A D.2∈A
解析 A={0,1},故0∈A.
答案 B
2.由大于-3且小于11的偶数所组成的集合是( )
A.{x|-3
B.{x|-3C.{x|-3D.{x|-3解析 偶数是整数,可以是正数、零或负数.
答案 D
3.下面给出四个论断:①{0}是空集;②若a∈N,则-a∈N;③集合A={x∈R|x2-2x+1=0}中有两个元素;④集合B=是有限集.其中正确的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析 {0}是表示含有1个元素0的集合,故它不是空集,故①错;②中当a≠0时不成立,③中A中只含有1个元素,故②③均错;④中B集合是无限集,故④错.
答案 A
4.下列集合中,不同于另外三个集合的是( )
A.{x|x=2014}
B.{y|(y-2014)2=0}
C.{x=2014}
D.{2014}
解析 选项A,B,D中都只有一个元素“2014”,故它们都是相同的集合;而选项C中虽然只有一个元素,但元素是等式x=2014,而不是实数2014,故此集合与其他三个集合不同.
答案 C
5.方程组的解构成的集合为( )
A.{(1,1)} B.{1,1}
C.(1,1) D.{1}
解析 方程组的解应该写成坐标的形式.
答案 A
6.坐标轴上的集合可以表示为( )
A.{(x,y)|x=0,y≠0,或x≠0,y=0}
B.{(x,y)| x2+y2=0}
C.{(x,y)|xy=0}
D.{(x,y)|x2+y2≠0}
解析 平面直角坐标系中,x轴上的点的纵坐标为0,y轴上的点的横坐标为0,故坐标轴上的点横坐标或纵坐标为0,即xy=0.
答案 C
7.定义集合A,B的一种运算:A*B={x|x=x1+x2,x1∈A,x2∈B},若A={1,2,3},B={1,2},则A*B=________.
解析 当x1=1,x2∈B时,x1+x2=2或3;
当x1=2,x2∈B时,x1+x2=3或4;
当x1=3, x2∈B时,x1+x2=4或5.
综上所述,A*B={2,3,4,5}.
答案 {2,3, 4,5}
8.若A={-2,2,3,4},B={x|x=t2,t∈A},用列举法表示集合B为________.
解析 ∵x=t2,t∈A,当t依次取-2,2,3,4时,x的值依次为4,4,9,16,故B={4,9,16}.
答案 {4,9,16}
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9.集合A={(x,y)|2x-y+m>0},B={(x,y)|x+y-n≤0},如果点P(2,3)∈A,且P(2,3)?B同时成立,则m,n满足的条件应为________.
解析 ∵点P(2,3)∈A,且P(2,3)?B同时成立,A={(x,y)|2x-y+m>0},B={(x,y)|x+y-n≤0},
∴有2×2-3+m>0成立且2+3-n≤0不成立,
即m>-1成立且n≥5不成立.
∴有m>-1成立且n<5成立.
答案 m>-1,n<5
10.用适当的方法描述下列集合,并且说明它们是有限集还是无限集.
(1)方程x2-9=0的解集;
(2)大于0且小于10的奇数构成的集合;
(3)不等式x-3>2的解集;
(4)抛物线y=x2上的点构成的集合;
(5)方程x2+x+1=0的解集.
解 (1)用列举法表示为{3,-3},用描述法表示为{x|x2-9=0}.集合中有2个元素,是有限集.
(2)用列举法表示为{1,3,5,7,9},用描述法表示为{x|x=2k-1,k∈N+且1≤k≤5}.集合中有5个元素,是有限集.
(3)用描述法表示为{x|x>5}.集合中有无数个元素,是无限集.
(4)用描述法表示为{(x,y)|y=x2}.抛物线上的点有无数个,因此该集合是无限集.
(5)方程x2+x+1=0无实数解,故该方程的解集为?,是有限集.
11.设集合A={n∈N*||n|≤3},集合B={y|y=x2-1,x∈A},集合C={(x,y)|y=x2-1,x∈A},试用列举法分别写出集合A,B,C.
解 集合A中的元素为绝对值小于等于3的正整数,
∴A={1,2,3};集合B中的元素为x=1,2,3时函数y=x2-1的取值,∴B={0,3,8};集合C中的元素是以集合A中的元素为横坐标,且在曲线y=x2-1上的点,∴C={(1,0),(2,3),(3,8)}.
12.在集合A={x|ax2-2x+1=0},B={x|x2-2x+a=0}中,已知A只有一个元素,求集合A与B.
解 (1)当a=0时,A={x|ax2-2x+1=0}=,此时B={x|x2-2x+a=0}={0,2}.
(2)当a≠0时,方程ax2-2x+1=0必有两个相等的实根,
∴Δ=4-4a=0,∴a=1,从而A={1}.
∴B={x|x2-2x+a=0}={1}.
综上所述,A=,B={0,2},或A=B={1}.
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13.设a、b∈R,集合{1,a+b,a}=,则b-a等于( )
A.1 B.-1
C.2 D.-2
解析 ∵{1,a+b,a}=,∴a≠0.
∴a+b=0.∴=-1.
∴a=-1,b=1.∴b-a=2.
答案 C
双基限时练(三) 集合之间的关系
基 础 强 化
1.若集合M={-2,0,2},N={0},则( )
A.M∈N B.N∈M
C.M?N D.N?M
解析 集合N是集合M的子集,故N?M.
答案 D
2.集合{x∈N|x=5-2n,n∈N}的子集的个数是( )
A.9 B.8
C.7 D.6
解析 ∵x∈N,n∈N,∴集合{x∈N|x=5-2n,n∈N}={1,3,5}.∴其子集的个数是23=8.
答案 B
3.已知集合A?{2,3,9},且A中至少有1个奇数,这样的集合有( )
A.2个 B.6个
C.5个 D.4个
解析 满足条件的集合A有{3},{9},{2,3},{2,9},{3,9},{2,3,9},共6个.
答案 B
4.设集合A={x|1A.a≥2 B.a≤1
C.a≥1 D.a≤2
解析 由于A?B,根据数形结合可知a≥2.
答案 A
5.下列正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+x=0}关系的Venn图是( )
解析 由N={-1,0},知N?M,故选B.
答案 B
6.已知集合M=,
N=,P=,则M,N,P的关系为( )
A.M=N?P B.M?N=P
C.M?N?P D.N?P?M
解析 m+=,-=,
+=,
∵m,n,p∈Z,∴M?N=P.
答案 B
7.已知集合A={-1,3,2m-1},集合B={3,m2},若B?A,则m=________.
解析 m2=2m-1,即(m-1)2=0,∴m=1.
答案 1
8.设集合M={1,2,5},则集合M所有子集的元素之和为________.
解析 集合M的子集有:?,{1},{2},{5},{1,2},{1,5},{2,5}, {1,2,5}.故集合M的所有子集的元素之和为(1+2+5)×4=32.
答案 32
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9.已知集合A={x|x2-5x+6=0},B={x|(m-1)x-1=0},且B?A,则以实数m为元素所构成的集合M为________.
解析 A={x|x2-5x+6=0}={2,3}.
∵B?A,∴B=?或B≠?.
当B=?时, ??A,满足题意,则m-1=0,即m=1.
当B≠?时,B={2}或{3}.
若B={2},有=2,得m=;
若B={3},有=3,得m=.
所以M=.
答案
10.已知集合A={x|x=1+a2,a∈R},B={y|y=a2-4a+5,a∈R},判断这两个集合之间的关系,并判断它们的特征性质之间的关系.
解 因为x=1+a2,a∈R,所以x≥1.
因为y=a2-4a+5=(a-2)2+1,a∈R,
所以y≥1,
故A={x|x≥1},B={y|y≥1},
所以A=B.
故它们的特征性质之间的关系为:
x=1+a2,a∈R?y=a2-4a+5,a∈R.
11.已知集合A={x|x<-1,或x≥1},B={x|2a解 (1)当B=?时,2a≥a+1,即a≥1.
(2)当B≠?时,画数轴分析,如图所示.
由图可知,或
∴a≤-2或≤a<1.
由(1)(2)可得,实数a的取值范围为a≤-2,或a≥.
12.已知三个集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+(a-1)=0},C={x|x2-bx+2=0},则同时满足B?A,C?A的实数a,b是否存在?若存在,求出a,b的值;若不存在,请说明理由.
解 A={1,2},由于B?A,所以B=?或B={1}或B={2}.
若B=?,则Δ=a2-4(a-1)=(a-2)2<0,a的值不存在.
若B={1},则a=2.
若B={2},则a的值不存在.
综上所述,a的值为2.
由于C?A,所以C=?,或C={1},或C={2},或C={1,2}.
若C=?,则Δ=b2-8<0,-2若C={1},则b的值不存在.
若C={2},则b的值不存在.
若C={1,2},则b=3.
综上所述,b=3,或-2所以存在a,b的值,当a=2,b=3,或-2品 味 高 考
13.集合A={x|x2+x-6=0},B={x|ax+1=0},则B?A,则实数a的集合为________.
解析 A={-3,2},①当B=?时,a=0;
②当B≠?时,x=-=-3或-=2,
∴a=或a=-.
综上所述:a=0或或-,
即实数a的集合为.
答案
双基限时练(四) 集合的交集和并集
基 础 强 化
1.若集合M={x∈N+|x<8},N={-1,4,5,7},则M∪N等于( )
A.{4,5,7} B.{1,2,3,4,5,6,7}
C.{1,2,3,4,5,6,7,-1,4,5,7} D.{-1,1,2,3,4,5,6,7}
解析 M={1,2,3,4,5,6,7},则集合M与N的所有元素组成的集合是M∪N={-1,1,2,3,4,5,6,7}.
答案 D
2.已知集合A={-1,0,1},B={x|-1≤x<1},则A∩B=( )
A.{0} B.{-1,0}
C.{0,1} D.{-1,0,1}
解析 集合B含有整数-1,0,故A∩B={-1,0}.
答案 B
3.集合A={0,2,a},B={1,a2},若A∪B={0,1,2,4,16},则a的值为( )
A.0 B.1
C.2 D.4
解析 由A∪B={0,1,2,4,16}可知,a=4,且a2=16,
∴a=4.
答案 D
4.已知集合A={x|1≤x<2},集合B={x|2≤x<3},则下列关系中正确的是( )
A.A∩B=?
B.A∩B={2}
C.A∪B={x|1D.A∪B={x|1解析 A∩B=?,A∪B={x|1≤x<3}.
答案 A
5.已知集合A={(x,y)|x+y=3},B={ (x,y)|x-y=1},则A∩B=( )
A.{2,1} B.{x=2,y=1}
C.{(2,1)} D.(2,1)
解析 由可得
∴A∩B={(2,1)}.
答案 C
6.下列表示图形中的阴影部分的是( )
A.(A∪C)∩(B∪C)
B.(A∪B)∩(A∪C)
C.(A∪B)∩(B∪C)
D.(A∪B)∩C
解析 图中阴影部分表示的集合为(A∩B)∪C,即(A∪C)∩(B∪C).
答案 A
7.已知集合A={1,3,m},B={3,4},A∪B={1,2,3,4},则m=________.
解析 ∵A∪B={1,2,3,4},2?B,∴2∈A,∴m=2.
答案 2
8.设集合A={-1,1,3},B={a+2,a2+4},A∩B={3},则a=________.
解析 ∵A∩B={3},∴3∈B.
∵a2+4≠3,∴a+2=3,∴a=1.
答案 1
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9.已知集合A={(x,y)|y=x2,x∈R},B={(x,y)|y=x,x∈R},则A∩B中的元素个数为________.
解析 由得或
答案 2
10.集合A={a2,a+1,-3},B={a-3,2a-1,a2+1},若A∩B={-3},求实数a的值及A∪B.
解 ∵A∩B={-3},且集合B中a2+1≥1,
∴只有a-3=-3,或2a-1=-3,
∴a=0或a=-1.
(1)当a=0时, A={0,1,-3},B={-3,-1,1},不满足题意舍去.
(2)当a=-1时,A={1,0,-3},B={-4,-3,2},满足题意.
综上所述:a=-1,A∪B={-4,-3,0,1,2}.
11.已知方程x2+px+q=0的两个不相等实根分别为α,β,集合A={α,β},B={2,4,5,6},C={1,2,3,4},A∩C=A,A∩B=?.求p,q的值.
解 由A∩C=A,A∩B=?,可得:A={1,3},
即方程x2+px+q=0的两个实根为1,3.
∴∴
12.设集合A={x|x≤-1,或x≥4},B={x|2a≤x≤a+2}.
(1)若A∩B≠?,求实数a的取值范围;
(2)若A∪B=A,求实数a的取值范围.
解 (1)∵A∩B≠?,
∴或
即a=2,或a≤-.
(2)∵A∪B=A,∴B?A.
①B=?时,2a>a+2,∴a>2.
②B≠?时,或
∴a≤-3,或a=2.
综上①②所述,a≤-3,或a≥2.
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13.设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N=( )
A.{0} B.{0,2}
C.{-2,0} D.{-2,0,2}
解析 M={x|x(x+2)=0,x∈R}={0,-2},N={x|x(x-2)=0,x∈R}={0,2},所以M∪N={-2,0,2}.
答案 D
双基限时练(五) 集合的补集
基 础 强 化
1.设U=R,A={x|x>0},B={x|x>1},则A∩?UB=( )
A.{x|0≤x<1} B.{x|0C.{x|x<0} D.{x|x>1}
解析 ?UB={x|x≤1},∴A∩(?UB)={x|0答案 B
2.设全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合S={1,3,5},T={3,6},则?U(S∪T)=( )
A.? B.{1,3,5,6}
C.{2,4,7,8} D.{2,4,6,8}
解析 S∪T={1,3,5,6},∴?U(S∪T)={2,4,7,8}.
答案 C
3.设全集I是实数集R,A={x|x2>4}且B={x|x≥1}都是I的子集,则图中的阴影部分所表示的集合为( )
A.{x|x<2} B.{x|-2≤x<1}
C.{x|1≤x≤2} D.{x|-2≤x<2}
解析 图中阴影部分表示B∩(?IA),
A={x|x>2,或x<-2},?IA={x|-2≤x≤2},
∴B∩(?IA)={x|1≤x≤2}.
答案 C
4.已知集合A={x|xA.{a|a≤1} B.{a|a<1}
C.{a|a≥2} D.{a|a>2}
解析 ?RB={x|x≤1,或x≥2},
∵A∪(?RB)=R,∴B?A,∴a≥2,即{a|a≥2}.
答案 C
5.全集U={1,2,3,4,5},A∩B={2},(?UA)∩B={4},(?UA)∩(?UB)={1,5},下列各选项中正确的是( )
A.3?A,3?B B.3?A,3∈B
C.3∈A,3?B D.3∈A,3∈B
解析 若3∈A,则由A∩B={2}可知3?B,
此时A={2,3},B={2,4},满足题意条件.
若3∈B,则由A∩B={2}知3?A,
此时A={2},B={2,3,4},不满足(?UA)∩B={4},故舍去.
若3?A且3?B,此时不满足(?UA)∩(?UB)={1,5},故舍去.
综上所述,3∈A且3?B.
答案 C
6.已知集合P={x|x2+2ax+a<0},若2?P,则实数a的取值范围是( )
A.a>- B.a≥-
C.a<- D.a≤-
解析 由2?P知2∈?RP,即2∈{x|x2+2ax+a≥0},
因此2满足不等式x2+2ax+a≥0,
于是22+4a+a≥0,解得a≥-.
答案 B
7.设U=R,集合A={x|-43},则集合A∩?U(A∩B)=________.
解析 A∩B={x|-4∴?U(A∩B)={x|x≤-4,或1≤x≤3,或x≥4},
∴A∩?U(A∩B)={x|1≤x≤3}.
答案 {x|1≤x≤3}
8.已知全集U={2,0,3-a2},子集P={2,a2-a-2},且?UP={-1},则实数a=________.
解析 ∵?UP={-1},∴
∴a=2.
答案 2
能 力 提 升
9.设U=R,A={x|a≤x≤b},?UA={x|x<3,或x>4},则a+b=________.
解析 ∵U=R,A={x|a≤x≤b},
∴?UA={x|xb}.
又?UA={x|x<3或x>4},
∴a=3,b=4,a+b=7.
答案 7
10.已知全集U={x∈N|0求:(1)A∩B;
(2)(A)∪B;
(3)(A)∩(B).
解 U={1,2,3,4,5,6},A={2,3,4},B={3,4,5}.
(1)A∩B={3,4}.
(2)A={1,5,6},(A)∪B={1,3,4,5,6}.
(3)B={1,2,6},(A)∩(B)={1,6}.
11.设全集U=R,A={x∈R|a≤x≤2},B={x∈R|2x+1≤x+3,且3x≥2}.
(1)若B?A,求实数a的取值范围;
(2)若a=1,求A∪B,(?UA)∩B.
解 (1)B={x|x≤2,且x≥}={x|≤x≤2},
又∵B?A,∴a≤.
(2)若a=1,则A={x|1≤x≤2},
此时A∪B={x|1≤x≤2}∪{x|≤x≤2}
={x|≤x≤2}.
∵?UA={x|x<1,或x>2},
∴(?UA)∩B={x|x<1,或x>2}∩{x|≤x≤2}={x|≤x<1}.
12.设全集U={1,2,3,4,5},集合A={x|x2+ax+b=0},B={x|x2+cx+6=0},若?U(A∪B)={1,4,5},A∩B={2},求a,b,c的值.
解 ∵?U(A∪B)={1,4,5},∴A∪B={2,3}.
∵A∩B={2},∴2∈A,且2∈B,
∴22+2c+6=0,∴c=-5,此时B={2,3},
∴A={2},由韦达定理可知a=-4,b=4.
综上可知,a=-4,b=4,c=-5.
品 味 高 考
13.已知全集U={1,2,3,4},集合A={1,2},B={2,3},则?U(A∪B)=( )
A.{1,3,4} B.{3,4}
C.{3} D.{4}
解析 由题意A∪B={1,2,3},且全集U={1,2,3,4},所以?U(A∪B)={4}.
答案 D