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1.1.2集合间的基本关系同步检测
1. 若P={x|x<1},Q={x|x>1},则( )
A、P Q B、Q P
C、CRP Q D、Q CRP
答案:D
解析:解答:∵P={x|x<1},
∴CRP={x|x≥1}
∵Q={x|x>1},
∴Q CRP
故选D.
分析:利用集合的补集的定义求出P的补集;利用子集的定义判断出Q CRP.
2. 设集合M=,N=,则( )
A、M=N B、M N
C、M N D、M∩N=Φ
答案:B
解析:解答:当k=2m(为偶数)时,N==
当k=2m﹣1(为奇数)时,N===M
∴M N
故选B
分析:从元素满足的公共属性的结构入手,首先对集合N中的k分奇数和偶数讨论,易得两集合的关系.
3. 已知集合P={(x,y)||x|+|y|=1},Q={(x,y)|x2+y2≤1},则( )
A、P Q B、P=Q
C、P Q D、P∩Q=Q
答案:A
解析:解答:集合P表示中心在坐标原点,四个顶点在坐标轴上,且边长为的正方形,集合Q表示圆心在坐标原点,半径为1的圆及其内部,作出它们的图形,可看出正方形在园内部,所以P Q.
故选A
分析: 由题意可知集合P正方形,集合Q表示圆面,作出它们的图形,根据图形关系判断即可.
4. 已知集合S={x||2x﹣1|<1},则使S∩T=S∪T的集合T=( )
A、{x|0<x<1} B、{x|0<x<}
C、{x|x<} D、{x|<x<1}
答案:A
解析:解答:S={x||2x﹣1|<1}={x|0<x<1},
因为S∩T=S∪T S=T,
故选A.
分析:先求出集合S,然后根据交集的定义、集合的并集的定义求出S∩T=S∪T的等价条件,最后求得集合T即可.
5.设函数,区间M=[a,b](a<b),集合N={y|y=f(x),x∈M},则使M=N成立的实数对(a,b)有( )
A、1个 B、2个
C、3个 D、无数多个
答案:C
解析:解答:∵x∈M,M=[a,b],
则对于集合N中的函数f(x)的定义域为[a,b],
对应的f(x)的值域为N=M=[a,b].
又∵,
故当x∈(﹣∞,+∞)时,函数f(x)是增函数.
故N=,
由N=M=[a,b]得或或,
故选C.
分析:由题设知对于集合N中的函数f(x)的定义域为[a,b],对应的f(x)的值域为N=M=[a,b].由函数,知f(x)是增函数.故N=,由此能导出使M=N成立的实数对(a,b)的个数.
6.下列各式中,正确的是( )
A、2 {x|x≤2} B、3∈{x|x>2且x<1}
C、{x|x=4k±1,k∈+1,k∈Z} D、{x|x=3k+1,k∈﹣2,k∈Z}
答案:D
解析:解答: 由于2∈{x|x≤2},故A不对;
由于{x|x>2且x<1}是空集,故3∈{x|x>2且x<1}不成立;
由于{x|x=4k±1,k∈+1,k∈Z},故C不对;
由于{x|x=3k﹣2,k∈﹣1)+1,k∈+1,k∈Z},故D正确
故选D
分析:A选项研究元素与集合的关系,其关系是属于与不属于,由此作出判断;
B选项研究元素与集合的关系,可通过研究集合是空集作出判断;
C选项研究两个集合之间相等与不等式的关系,由两个集合的属性对应研究即可;
D选项研究两个集合的相等关系,由此易判断出正确选项.
7.已知集合,若A∩R=Φ,则实数m的取值范围是( )
A、m<4 B、m>4
C、0<m<4 D、0≤m<4
答案:D
解析:解答: ∵
∴集合A表示方程的解集
∵A∩R=Φ
∴无解
∴△=m﹣4<0
∴m<4
∵m≥0
∴0≤m<4
故选D
分析:据集合的公共属性知集合A表示方程的解,据A∩R=Φ知方程无解,故判别式小于0.
8. 设集合A={x|y=x2﹣4},B={y|y=x2﹣4},C={(x,y)|y=x2﹣4},则下列关系:①A∩C=空集;②A=C;③A=B;④B=C.其中不正确的共有( )
A、1个 B、2个
C、3个 D、4个
答案:C
解析:解答:集合A是数集,它是二次函数y=x2﹣4的自变量组成的集合,即A=R,
集合B也是数集,它是二次函数y=x2﹣4的值域,即B={y|y≥﹣4};
而集合C是点集,是二次函数图象上所有点组成的集合.因此②、③、④都不正确.
故选C
分析: 区分点集与数集,点集与数集的交集是空集,不可能等.
9. 已知集合A={x||2x+1|>3},B={x|x2+x﹣6≤0},则A∩B=( )
A、[﹣3,﹣2)∪(1,2] B、(﹣3,﹣2]∪(1,+∞)
C、(﹣3,﹣2]∪[1,2) D、(﹣∞,﹣3)∪(1,2]
答案:A
解析:解答:A={x|x<﹣2或x>1},B={x|﹣3≤x≤2},
画数轴得A∩B=[﹣3,﹣2)∪(1,2],
故选A.
分析:先通过解不等式化简集合A,B,再先它们的公共部分即得,求解两个集合的交集时往往可以通过画数轴解决,数形结合有助于解题.
10. 已知全集U=R,集合M={x|﹣2≤x﹣1≤2}和N={x|x=2k﹣1,k=1,2,…}的关系的韦恩(Venn)图如图所示,则阴影部分所示的集合的元素共有( )
A、3个 B、2个
C、1个 D、无穷多个
答案:B
解析:解答:根据题意,分析可得阴影部分所示的集合为M∩N,
又由M={x|﹣2≤x﹣1≤2}得﹣1≤x≤3,
即M={x|﹣1≤x≤3},
在此范围内的奇数有1和3.
所以集合M∩N={1,3}共有2个元素,
故选B.
分析:根据题意,分析可得阴影部分所示的集合为M∩N,进而可得M与N的元素特征,分析可得答案.
11. 已知集合M={x∈Z|﹣3<x<0},N={x∈Z|﹣1≤x≤1},则图中阴影部分表示的集合为( )
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A、{﹣2} B、{﹣2,﹣1}
C、{﹣2,﹣1,0} D、{﹣2,﹣1,0,1}
答案:A
解析:解答: M={﹣2,﹣1},N={﹣1,0,1},
阴影部分是属于集合A不属于集合B的元素构成
∴阴影部分表示的集合为{﹣2}.
故选A
分析: 化简集合M,N;判断出阴影部分是由属于集合A不属于集合B的元素构成,求出阴影部分表示的集合.
12.集合A={﹣1,0,1},A的子集中,含有元素0的子集共有( )
A、2个 B、4个
C、6个 D、8个
答案:B
解析:解答:根据题意,在集合A的子集中,
含有元素0的子集有{0}、{0,1}、{0,﹣1}、{﹣1,0,1},四个;
故选B.
分析: 根据题意,列举出A的子集中,含有元素0的子集,进而可得答案
13. 若集合P={x|x<4},Q={x|x2<4},则{x|x<4}=( )
A、Q∪P B、P∩Q
C、P∪CRQ D、Q∪CRP
答案:A
解析:解答:对Q有,Q=(﹣2,2),
对于P,有P=(﹣∞,4);
则Q∪P={x|x<4}
所以A正确,
故选择A.
分析:根据题意,对于Q,求出x2<4的解集,化为区间的形式,进而与P进行集合之间的运算:求交集,求并集,求补集等,最后与选项进行比较,即可得答案..
14.已知a为不等于零的实数,那么集合M={x|x2﹣2(a+1)x+1=0,x∈R}的子集的个数为( )
A、1个 B、2个
C、4个 D、1个或2个或4个
答案:D
解析:解答:当△=4(a+1)2﹣4>0时,一元二次方程x2﹣2(a+1)x+1=0有两个不相等的实数根,所以集合M的元素有两个,
则集合M子集的个数为22=4个;
当△=4(a+1)2﹣4=0即a=﹣2时,一元二次方程x2﹣2(a+1)x+1=0有两个相等的实数根,所以集合M的元素有一个,
则集合M子集的个数为21=2个;
当△=4(a+1)2﹣4<0时,一元二次方程x2﹣2(a+1)x+1=0没有实数根,所以集合M为空集,则集合M的子集的个数为1个.
综上,集合M的子集个数为:1个或2个或4个.
故选D
分析: 集合M中的方程x2﹣2(a+1)x+1=0,当根的判别式大于0时,方程有两个不相等的实数解,即可得到集合有2个元素;当根的判别式等于0时,方程有两个相等的实数根,即可得到集合有1个元素;当根的判别式小于0时,方程无解,得到集合为空集.分别求出各自子集的个数即可..
15.下列集合中,是空集的是( )
A、{x|x2+3=3} B、{(x,y)|y=﹣x2,x,y∈R}
C、{x|﹣x2≥0} D、{x|x2﹣x+1=0,x∈R}
答案:D
解析:解答:对于A,集合中含有0,故错;
对于B,集合中含有无数个点,故也错.
对于C,集合中含0,是非空的,故错;
对于D,所对应的方程无解,集合中不含有元素,故正确;
故选D.
分析: 不含任何元素的集合称为空集,对于A,集合中含有0,对于B,集合中含有无数个点,对于C,集合中含0,是非空的,对于D,方程无解,则集合中不含有元素.
16. 下列关系①3 {x|x≤10};②∈Q;③{(1,2)}∈{(x,y)|x+y=3};④ {x|x≥π}中,一定成立的有 .
答案:④
解析:解答: ①中是元素和集合的关系,应该用∈,故错误;②是无理数,而Q表示有理数集,故错误;
③中是两个集合间的关系,应用 ,故错误;④ 是任何集合的子集,故正确.
故答案为:④
分析:①中是元素和集合的关系,应该用∈;②是无理数,而Q表示有理数集,应用 ;
③中是两个集合间的关系,应用 ;④ 是任何集合的子集,故正确.
17. 已知A={﹣1,3,m},集合B={3,4},若B A,则实数m= 4 .
答案: 4
解析:解答:已知A={﹣1,3,m},集合B={3,4},
若B A,即集合B是集合A的子集.
则实数m=4.
故填:4.
分析: 先由B A知,集合B是集合A的子集,然后利用集合子集的定义得集合A必定含有4求出m即可.
18.已知M={y|y=x2﹣1,x∈R},P={x|x=|a|﹣1,a∈R},则集合M与P的关系是 .
答案:M=P
解析:解答:M={y|y=x2﹣1,x∈R}={y|y≥﹣1}
P={x|x=|a|﹣1,a∈R}={x|x≥﹣1}
根据集合相等的定义可知M=P
故答案为:M=P
分析: 先分别化简集合M和集合P,然后根据集合相等的定义进行判定即可.
19. 不等式的解集不是空集,则实数a的取值范围是 .
答案:(﹣1,+∞)
解析:解答:根根据题意,x+a>0的解集为x>﹣a,
若这个不等式组的解集是空集,
则ax>﹣1,即ax+1>0的解集为{x|x≤﹣a}的子集,
分析可得,当a<﹣1,成立;
故当a>﹣1时,该不等式组的解集不是空集,
故答案为(﹣1,+∞).
分析:从反面分析,根据题意,x+a>0的解集为x>﹣a,若这个不等式组的解集是空集,则有ax>﹣1,即ax+1>0的解集为{x|x≤﹣a}的子集,分析可得a的范围,进而可得答案.
20. 某班有36名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组,已知参加数学、物理、化学小组的人数分别为26,15,13,同时参加数学和物理小组的有6人,同时参加物理和化学小组的有4人,则同时参加数学和化学小组的有 人.
答案:8
解析:解答:由条件知,每名同学至多参加两个小组,
故不可能出现一名同学同时参加数学、物理、化学课外探究小组,
设参加数学、物理、化学小组的人数构成的集合分别为A,B,C,
则card(A∩B∩C)=0.card(A∩B)=6,card(B∩C)=4,
由公式card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)﹣card(A∩B)﹣card(A∩C)﹣card(B∩C)
知36=26+15+13﹣6﹣4﹣card(A∩C)
故card(A∩C)=8即同时参加数学和化学小组的有8人.
故答案为:8.
分析: 画出表示参加数学、物理、化学课外探究小组集合的Venn图,结合图形进行分析求解即可.
21. 已知A={x|x3+3x2+2x>0},B={x|x2+ax+b≤0}且A∩B={x|0<x≤2},A∪B={x|x>﹣2},求a、b的值.
答案:A={x|﹣2<x<﹣1或x>0},
设B=[x1,x2],由A∩B={x|0<x≤2},
知x2=2,且﹣1≤x1≤0,①
由A∪B={x|x>﹣2},
知﹣2≤x1≤﹣1.②
由①②知x1=﹣1,x2=2,
∴a=﹣(x1+x2)=﹣1,b=x1x2=﹣2,
答:a=﹣1,b=﹣2.
解析:解答:A={x|﹣2<x<﹣1或x>0},
设B=[x1,x2],由A∩B={x|0<x≤2},
知x2=2,且﹣1≤x1≤0,①
由A∪B={x|x>﹣2},
知﹣2≤x1≤﹣1.②
由①②知x1=﹣1,x2=2,
∴a=﹣(x1+x2)=﹣1,b=x1x2=﹣2,
答,a=﹣1,b=﹣2.
分析:根据题意,设B=[x1,x2],由A∩B={x|0<x≤2},A∪B={x|x>﹣2},分析可得x1,x2的值,即B;进而可得a、b的值.
22.对于函数f(x),若f(x)=x,则称x为f(x)的“不动点”,若f(x)=ax2+(b+1)x+b﹣2(a≠0).
(1)若a=2,b=﹣2,求f(x)的不动点;
答案:∵f(x)=ax2+(b+1)x+b﹣2(a≠0)
当a=2,b=﹣2时,f(x)=2x2﹣x﹣4
设x为其不动点,即2x2﹣x﹣4=x
则2x2﹣2x﹣4=0
∴x1=﹣1,x2=2,即f(x)的不动点是﹣1,2.
(2)若f(x)有两个不等的不等点,求实数a的取值范围.
答案:由f(x)=x得:ax2+bx+b﹣2(a≠0)
由已知,此方程有相异二实根,
△>0恒成立,即
即b2﹣4ab+8a>0恒成立.
∴16a2﹣32a<0
解得:0<a<2
解析:解答:∵f(x)=ax2+(b+1)x+b﹣2(a≠0)
(1)当a=2,b=﹣2时,f(x)=2x2﹣x﹣4
设x为其不动点,即2x2﹣x﹣4=x
则2x2﹣2x﹣4=0
∴x1=﹣1,x2=2,即f(x)的不动点是﹣1,2.
(2)由f(x)=x得:ax2+bx+b﹣2(a≠0)
由已知,此方程有相异二实根,
△>0恒成立,即
即b2﹣4ab+8a>0恒成立.
∴16a2﹣32a<0
解得:0<a<2
分析:(1)由函数f(x)不动点的定义,若f(x)=x,则称x为f(x)的“不动点”,结合f(x)=ax2+(b+1)x+b﹣2(a≠0),a=2,b=﹣2,我们可以构造一个关于x的一元二次方程,解方程,即可求出f(x)的不动点.
(2)若f(x)有两个不等的不等点,则方程f(x)=x有两个不等的实数根,由一元二次方程根的个数与△的关系,我们不难得到实数a的取值范围.
23. 已知A={x||2x﹣3|<a},B={x||x|≤10},且A不包含于B,求实数a的取值范围.
答案:根据题意,易得B={x|﹣10≤x≤10},
当a≤0时,A= ,此时满足题意;
当a>0时,,
∵A不包含于B,
∴,
综上可得,a的取值范围为(﹣∞,17].
解析:解答:根据题意,易得B={x|﹣10≤x≤10},
当a≤0时,A= ,此时满足题意;
当a>0时,,
∵A不包含于B,
∴,
综上可得,a的取值范围为(﹣∞,17].
分析:根据题意,可得B,又有A不包含于B,分a≤0与a>0两种情况讨论,分析可得答案.
24. 已知{x|x2+ax+b=x=a},M (b,a),求M
答案:由已知得x2+ax+b=x的两个根x1=x2=a,
即x2+(a﹣1)x+b=0的两个根x1=x2=a,
∴x1+x2=1﹣a=2a,得a=,x1x2=b=,
∴(b,a)=.∴M= 或.
解析:解答:由已知得x2+ax+b=x的两个根x1=x2=a,
即x2+(a﹣1)x+b=0的两个根x1=x2=a,
∴x1+x2=1﹣a=2a,得a=,x1x2=b=,
∴(b,a)=.∴M= 或.
分析:通过{x|x2+ax+b=x=a},求出a,b,然后求出M即可.
25. 已知集合A={﹣4,2a﹣1,a2},B={a﹣5,1﹣a,9},分别求适合下列条件的a的值.
(1)9∈(A∩B);
答案:∵9∈(A∩B),∴9∈B且9∈A,
∴2a﹣1=9或a2=9,∴a=5或a=±3.
检验知:a=5或a=﹣3.
(2){9}=A∩B.
答案:∵{9}=A∩B,∴9∈(A∩B),∴a=5或a=﹣3.
当a=5时,A={﹣4,9,25},B={0,﹣4,9},此时A∩B={﹣4,9}与A∩B={9}矛盾,
所以a=﹣3.
解析:解答:∵9∈(A∩B),∴9∈B且9∈A,
∴2a﹣1=9或a2=9,∴a=5或a=±3.
检验知:a=5或a=﹣3.
∵{9}=A∩B,∴9∈(A∩B),∴a=5或a=﹣3.
当a=5时,A={﹣4,9,25},B={0,﹣4,9},此时A∩B={﹣4,9}与A∩B={9}矛盾,
所以a=﹣3.
分析:(1)由交集的运算和题意知9∈A,根据集合A的元素有2a﹣1=9或a2=9,分别求值,需要把值代入集合验证是否满足题意和元素的互异性,把不符合的值舍去;
(2)由题意转化为9∈(A∩B),即(1)求出的结果,但是需要把a的值代入集合,验证是否满足条件{9}=(A∩B),把不符合的值舍去.
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