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【考前最后一练】集合-2025年高考数学专题突破
一.选择题(共8小题)
1.(2025 重庆校级模拟)已知集合A={a,0,1},B={x∈R|x2≤1},则“a=﹣1”是“A B”的( )
A.充要条件
B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件
D.必要不充分条件
2.(2025 天津一模)已知集合U={﹣2,0,1,2,3},M={﹣2,2},N={x|﹣1≤x≤2,x∈N},则( UM)∩N=( )
A.{﹣1,0,1} B.{﹣1,0,3} C.{0,1} D.{0,1,2}
3.(2025 邢台二模)已知集合A={﹣2,2,﹣2i3},B={x∈C|x2+4=0}(其中i为虚数单位,C为复数集),则A∩B=( )
A.{﹣2i} B.{﹣2} C.{2i} D.{﹣2,2}
4.(2025 重庆模拟)下列集合之间关系正确的是( )
A.{x|x2=1}={x|x3=x}
B.{x∈R|x2+1=0} {x∈R|x2﹣1=0}
C.{1,2} {(x,y)|x+y=3}
D.{(x,y)|x+y=3} {(x,y)|}
5.(2025 江岸区校级模拟)设集合A={y|y=x2+3,x∈R},B={x∈N*|x2﹣2x﹣8≤0},则A∩B=( )
A.[3,4] B.{3,4} C.[3,+∞) D.[﹣2,4]
6.(2025 中山区校级模拟)已知集合A={x||x|>1},B={x|x2﹣2x<0},则A∪B=( )
A.(﹣∞,0)∪(2,+∞) B.(1,2)
C.(﹣∞,﹣1)∪(0,+∞) D.(﹣1,1)
7.(2025 和平区三模)设全集U=Z,集合A={x|x=3k,k∈Z},B={x|x=3k﹣1,k∈Z}, U(A∪B)=( )
A. B.{x|x=3k+1,k∈Z}
C.{x|x=3k+2,k∈Z} D.{x|x=3k+3,k∈Z}
8.(2025 武功县校级模拟)已知{a,b} {﹣1,0,1,2,3,4},(a,b)∈{(x,y)|x2+y2≤4},则(a,b)可能的取值的个数为( )
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
二.多选题(共3小题)
(多选)9.(2025 新乡三模)已知非空数集M具有如下性质:
①若x,y∈M,则;
②若x,y∈M,则x+y∈M.
下列说法中正确的有( )
A.﹣1∈M B.2025∈M
C.若x,y∈M,则xy∈M D.若x,y∈M,则x﹣y∈M
(多选)10.(2025 河南模拟)已知全集U={x||x|<4,x∈Z},集合M={﹣1,2,a2},N={﹣1,1,2,a},P={﹣3,﹣1,2,3},若M N,则( )
A.a的取值有3个
B.M∩P={﹣1,2}
C.P∪N={﹣3,﹣1,0,1,2,3}
D.( UM)∩( UP)所有子集的个数为4
(多选)11.(2025 郑州模拟)群论,是代数学的分支学科,群的定义如下:设G是一个非空集合,“ ”是G上的一个代数运算,如果该运算满足以下条件:①对任意的a,b∈G,有a b∈G;②对任意的a,b,c∈G,有(a b) c=a (b c);③存在e∈G,使得对任意的a∈G,有e a=a e=a,e称为单位元;④对任意的a∈G,存在b∈G,使a b=b a=e,称a与b互为逆元.则称G关于“ ”新构成一个群.则下列说法正确的有( )
A.G={﹣1,1,﹣i,i}(i为虚数单位)关于数的乘法构成群
B.有理数集Q关于数的加法构成群
C.关于数的除法构成群
D.正实数集R+关于数的乘法构成群
三.填空题(共3小题)
12.(2025 河北模拟)已知集合M={x|x<﹣1或x>2},N={x|ax2﹣bx﹣2 0},若M= RN,则a﹣b= .
13.(2025 凉山州模拟)已知集合A,B {1,2,3,4,5,6},则满足A B的有序集组(A,B)的个数为 .(用数字作答)
14.(2025 芜湖二模)已知有限集合A={a1,a2,a3, ,an},定义集合中的元素的个数为集合A的“容量”,记为|A|.若集合A={x∈N*|1≤x≤n},且|A|=4047,则正整数n的值是 .
四.解答题(共5小题)
15.(2025春 东城区校级期中)已知集合A={x∈R|x(2x﹣1)<0},B={x∈R|ax﹣1>0}.
(1)当a=3时,求 RA及A∪B;
(2)若B RA,求实数a的取值范围.
16.(2025春 广东期中)已知集合A={x|1﹣a≤x≤1+a},B={x|x2﹣x﹣6≥0}.
(1)当a=2时,求A∪( RB);
(2)若a>0,且“x∈A”是“x∈ RB”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
17.(2024秋 苏州期末)已知全集U=R,集合A={x|2x2﹣x﹣1<0},B={x|﹣2a﹣1<x<a,a∈R}.
(1)若a=0,求 UA及A∪B;
(2)若A∩B=B,求a的取值范围.
18.(2025春 崂山区校级期中)已知S是全体复数集C的一个非空子集,如果 x,y∈S,总有x+y,x﹣y,x y∈S,则称S是数环.设F是数环,如果①F内含有一个非零复数;② x,y∈F且y≠0,有,则称F是数域.由定义知有理数集Q是数域.
(1)求元素个数最小的数环;
(2)记,证明:是数域;
(3)若F1,F2是数域,判断F1∪F2是否是数域,请说明理由.
19.(2025春 浙江期中)设集合U={a1,a2, ,an}为实数集,其中a1<a2< <an,对U的非空子集A,若满足:①若ai∈A,则an+1﹣i∈A,i=1,2, ,n;②A中所有元素之和的算术平均数与U中所有元素之和的算术平均数相等,则称A为U的“平衡子集”.
(1)若U1={1,2,3},U2={1,2,3,4},直接写出U1,U2的所有“平衡子集”;
(2)若U={1,2,3, ,2n}(n∈N*),
(ⅰ)求U的所有“平衡子集”的个数;
(ⅱ)用f(m)表示U的元素个数为m的“平衡子集”的个数,1≤m≤2n,m∈N*,用g(n)表示U的元素个数为n的子集个数,求[f(1)]2+[f(2)]2+ +[f(2n)]2﹣g(n)的值,并说明理由.
【考前最后一练】集合-2025年高考数学专题突破
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C C B B C B D
二.多选题(共3小题)
题号 9 10 11
答案 BC BCD ABD
一.选择题(共8小题)
1.(2025 重庆校级模拟)已知集合A={a,0,1},B={x∈R|x2≤1},则“a=﹣1”是“A B”的( )
A.充要条件
B.既不充分也不必要条件
C.充分不必要条件
D.必要不充分条件
【解答】解:B={x∈R|﹣1≤x≤1},
∴a=﹣1时,A B;
而A B时,得不出a=﹣1,比如a,仍满足A B,
∴“a=﹣1“是“A B“的充分不必要条件.
故选:C.
2.(2025 天津一模)已知集合U={﹣2,0,1,2,3},M={﹣2,2},N={x|﹣1≤x≤2,x∈N},则( UM)∩N=( )
A.{﹣1,0,1} B.{﹣1,0,3} C.{0,1} D.{0,1,2}
【解答】解:集合U={﹣2,0,1,2,3},M={﹣2,2},N={x|﹣1≤x≤2,x∈N}={0,1,2},
则( UM)∩N={0,1,3}∩{0,1,2}={0,1}.
故选:C.
3.(2025 邢台二模)已知集合A={﹣2,2,﹣2i3},B={x∈C|x2+4=0}(其中i为虚数单位,C为复数集),则A∩B=( )
A.{﹣2i} B.{﹣2} C.{2i} D.{﹣2,2}
【解答】解:∵集合A={﹣2,2,﹣2i3}={﹣2,2,2i},B={x∈C|x2+4=0}={﹣2i,2i},
∴A∩B={2i}.
故选:C.
4.(2025 重庆模拟)下列集合之间关系正确的是( )
A.{x|x2=1}={x|x3=x}
B.{x∈R|x2+1=0} {x∈R|x2﹣1=0}
C.{1,2} {(x,y)|x+y=3}
D.{(x,y)|x+y=3} {(x,y)|}
【解答】解:{x|x2=1}={﹣1,1},{x|x3=x}={0,﹣1,1},A错误;
{x∈R|x2+1=0}= ,B正确;
{1,2}是数集,{(x,y)|x+y=3}是点集,这两个集合没有关系,C错误;
{(x,y)|x+y=3}表示直线x+y=3上的点形成的集合,有无数个元素;{(x,y)|}表示直线x+y=3和直线2x﹣y=1交点形成的集合,只有一个元素,D错误.
故选:B.
5.(2025 江岸区校级模拟)设集合A={y|y=x2+3,x∈R},B={x∈N*|x2﹣2x﹣8≤0},则A∩B=( )
A.[3,4] B.{3,4} C.[3,+∞) D.[﹣2,4]
【解答】解:因为B={x∈N*|x2﹣2x﹣8≤0}={x∈N*|﹣2≤x≤4}={1,2,3,4},
A={y|y=x2+3,x∈R}={y|y≥3}=[3,+∞),
所以A∩B={3,4}.
故选:B.
6.(2025 中山区校级模拟)已知集合A={x||x|>1},B={x|x2﹣2x<0},则A∪B=( )
A.(﹣∞,0)∪(2,+∞) B.(1,2)
C.(﹣∞,﹣1)∪(0,+∞) D.(﹣1,1)
【解答】解:集合A={x||x|>1}={x|x>1或x<﹣1},B={x|x2﹣2x<0}={x|0<x<2},
则A∪B=(﹣∞,﹣1)∪(0,+∞).
故选:C.
7.(2025 和平区三模)设全集U=Z,集合A={x|x=3k,k∈Z},B={x|x=3k﹣1,k∈Z}, U(A∪B)=( )
A. B.{x|x=3k+1,k∈Z}
C.{x|x=3k+2,k∈Z} D.{x|x=3k+3,k∈Z}
【解答】解:A∪B={x|x=3k,或x=3k﹣1,k∈Z};
∵A U,B U;
∴ U(A∪B)={x|x=3k﹣2=3(k﹣1)+1,k∈Z}.
故选:B.
8.(2025 武功县校级模拟)已知{a,b} {﹣1,0,1,2,3,4},(a,b)∈{(x,y)|x2+y2≤4},则(a,b)可能的取值的个数为( )
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【解答】解:a=﹣1时,则b∈{0,1},
所以(a,b)为(﹣1,0)或(﹣1,1),
当a=0时,则b∈{﹣1,1,2},
所以(a,b)为(0,﹣1)或(0,1)或(0,2),
当a=1时,则b∈{﹣1,0},
所以(a,b)为(1,﹣1)或(1,0),
当a=2,则b=0,
所以(a,b)为(2,0),
综上所述,(a,b)可能的取值的个数为8个.
故选:D.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.(2025 新乡三模)已知非空数集M具有如下性质:
①若x,y∈M,则;
②若x,y∈M,则x+y∈M.
下列说法中正确的有( )
A.﹣1∈M B.2025∈M
C.若x,y∈M,则xy∈M D.若x,y∈M,则x﹣y∈M
【解答】解:A.若﹣1∈M,则,则1+(﹣1)=0∈M,显然0 M,A错误;
B.M是非空集合,若x∈M,,1+1=2∈M,1+2=3∈M,所以2025∈M,B正确;
C.因为1∈M,y∈M,所以,所以,C正确;
D.若x=1,y=2,则x﹣y=﹣1 M,D错误.
故选:BC.
(多选)10.(2025 河南模拟)已知全集U={x||x|<4,x∈Z},集合M={﹣1,2,a2},N={﹣1,1,2,a},P={﹣3,﹣1,2,3},若M N,则( )
A.a的取值有3个
B.M∩P={﹣1,2}
C.P∪N={﹣3,﹣1,0,1,2,3}
D.( UM)∩( UP)所有子集的个数为4
【解答】解:对于A,若M N,则a2=1或a2=a,
解得a=0,1或﹣1,
当a=1或﹣1时,不满足元素的互异性,舍去,
所以a=0,故A错误;
对于B,由A可知,集合M={﹣1,2,0},N={﹣1,1,2,0},
又因为P={﹣3,﹣1,2,3},
所以M∩P={﹣1,2},故B正确;
对于C,由A可知,集合M={﹣1,2,0},N={﹣1,1,2,0},
又因为P={﹣3,﹣1,2,3},
所以P∪N={﹣3,﹣1,0,1,2,3},故C正确;
对于D,由A可知,集合M={﹣1,2,0},N={﹣1,1,2,0},
又全集U={x||x|<4,x∈Z}={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},因为P={﹣3,﹣1,2,3},
所以 UM={﹣3,﹣2,1,3},) UP={﹣2,0,1},
所以( UM)∩( UP)={﹣2,1},
所以( UM)∩( UP)所有子集的个数为22=4,故D正确.
故选:BCD.
(多选)11.(2025 郑州模拟)群论,是代数学的分支学科,群的定义如下:设G是一个非空集合,“ ”是G上的一个代数运算,如果该运算满足以下条件:①对任意的a,b∈G,有a b∈G;②对任意的a,b,c∈G,有(a b) c=a (b c);③存在e∈G,使得对任意的a∈G,有e a=a e=a,e称为单位元;④对任意的a∈G,存在b∈G,使a b=b a=e,称a与b互为逆元.则称G关于“ ”新构成一个群.则下列说法正确的有( )
A.G={﹣1,1,﹣i,i}(i为虚数单位)关于数的乘法构成群
B.有理数集Q关于数的加法构成群
C.关于数的除法构成群
D.正实数集R+关于数的乘法构成群
【解答】解:对A:
∵G={﹣1,1,﹣i,i},又任意两个元素的乘积结果都属于集合G,
∵数的乘法满足结合律,对于复数也不例外,
存在e=1∈G,对于 a∈G,当a=﹣1时,1×(﹣1)=(﹣1)×1=﹣1.
当a=i时,1×i=i×1=i;当a=﹣i时,1×(﹣i)=(﹣i)×1=﹣i.
集合G也满足逆元,关于数的乘法能够构成群,故A正确.
对B:
∵对于任意两个有理数,它们的和仍为有理数;有理数的加法也满足结合律.
存在e=0∈Q,对于 a∈Q,有0+a=a+0=a.
对于任意的a∈Q,存在b=﹣a∈Q,使得a+(﹣a)=(﹣a)+a=0.
∴有理数集Q关于数的加法构成群,故B正确.
对C:
取,无意义,不满足对任意的,
有,∴不满足封闭性,故C错误.
对D:
∵任意两个正实数的乘积仍然是正实数;实数的乘法满足结合律.
∴对于任意的a∈R+,存在,使得.
满足a b=b a=e.故D正确.
故选:ABD.
三.填空题(共3小题)
12.(2025 河北模拟)已知集合M={x|x<﹣1或x>2},N={x|ax2﹣bx﹣2 0},若M= RN,则a﹣b= 0 .
【解答】解:因为M= RN,所以 RM=N,
因为M={x|x<﹣1或x>2},所以 RM={x|﹣1≤x≤2},
所以﹣1和2是方程ax2﹣bx﹣2=0的两根,
所以,解得,所以a﹣b=0.
故答案为:0.
13.(2025 凉山州模拟)已知集合A,B {1,2,3,4,5,6},则满足A B的有序集组(A,B)的个数为 729 .(用数字作答)
【解答】解:①当A空集时,B可以是空集,单元素集,2个元素的集合,…,6个元素的集合,共有...26=64个,
②当A为单元素集合时,B中必有A中的元素,可以是单元素集,2个元素的集合,…,5个元素的集合,共有25=192个,
③当A为2个元素集合时,同理可得,符合条件的集合B有 24=240个,
④当A为3个元素集合时,同理可得,符合条件的集合B有 23=160个,
⑤当A为4个元素集合时,同理可得,符合条件的集合B有 22=60个,
⑥当A为5个元素集合时,符合条件的集合B有 2=12个,
⑦当A为6个元素集合时,符合条件的集合B=A,有1个;
综上,符合条件的集合B共有64+192+240+160+60+12+1=729个.
故答案为:729.
14.(2025 芜湖二模)已知有限集合A={a1,a2,a3, ,an},定义集合中的元素的个数为集合A的“容量”,记为|A|.若集合A={x∈N*|1≤x≤n},且|A|=4047,则正整数n的值是 2025 .
【解答】解:因为A={x∈N*|1≤x≤n},所以B={3,4, ,2n﹣1},
故|A|=2n﹣1﹣2=2n﹣3=4047,解得n=2025.
故答案为:2025.
四.解答题(共5小题)
15.(2025春 东城区校级期中)已知集合A={x∈R|x(2x﹣1)<0},B={x∈R|ax﹣1>0}.
(1)当a=3时,求 RA及A∪B;
(2)若B RA,求实数a的取值范围.
【解答】解:(1)由x(2x﹣1)<0得,
即所以 ,
当a=3时,由3x﹣1>0得,即.
所以A∪B={x|x>0};
(2)因为,
若a>0,则,由B RA得: 0<a≤2;
若a=0,则B= ,B RA成立;
若a<0,则,由B RA得: a<0.
综上,实数a的取值范围是:(﹣∞,2].
16.(2025春 广东期中)已知集合A={x|1﹣a≤x≤1+a},B={x|x2﹣x﹣6≥0}.
(1)当a=2时,求A∪( RB);
(2)若a>0,且“x∈A”是“x∈ RB”的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
【解答】解:(1)当a=2时,A={x|﹣1≤x≤3},B={x|x2﹣x﹣6≥0}={x|x≤﹣2或x≥3},
则 RB={x|﹣2<x<3},故A∪( RB)={x|﹣2<x≤3};
(2)a>0,且“x∈A”是“x∈ RB”的充分不必要条件,
故A RB,
故,解得0<a<2,
即实数a的取值范围(0,2).
17.(2024秋 苏州期末)已知全集U=R,集合A={x|2x2﹣x﹣1<0},B={x|﹣2a﹣1<x<a,a∈R}.
(1)若a=0,求 UA及A∪B;
(2)若A∩B=B,求a的取值范围.
【解答】解:(1),且全集U=R,
那么补集.
由于a=0,因此B={x|﹣1<x<0},因此A∪B={x|﹣1<x<1}.
(2)由于A∩B=B,那么B A.
当﹣2a﹣1<a,即时,B≠ ,则,可得;
当﹣2a﹣1≥a,即时,B= ,合乎题意.
综上所述,实数a的取值范围是.
18.(2025春 崂山区校级期中)已知S是全体复数集C的一个非空子集,如果 x,y∈S,总有x+y,x﹣y,x y∈S,则称S是数环.设F是数环,如果①F内含有一个非零复数;② x,y∈F且y≠0,有,则称F是数域.由定义知有理数集Q是数域.
(1)求元素个数最小的数环;
(2)记,证明:是数域;
(3)若F1,F2是数域,判断F1∪F2是否是数域,请说明理由.
【解答】解:(1)因为为数环,可知不是空集,即中至少有一个元素,a∈C,
若a=0,则0+0=0﹣0=0×0=0∈S,可知{0}为数环;
若a≠0,则a﹣a=0,可知中不止一个元素,不是元素个数最少的数环;
综上所述:元素个数最少的数环为;
(2)证明:设,,a,b,c,d∈Q,可知,
则有:,
,
,
因为a,b,c,d∈Q,则a+c,b+d,a﹣c,b﹣d,ac+2bd,ad+bc∈Q,
可知x+y,x﹣y,xy∈Q(),所以是数环;
若c2+d2≠0,可知y≠0,满足,①
若y≠0,则,
因为a,b,c,d∈Q,则,,
可知,满足,②;
综上所述:是数域,
(3)不一定是数域,理由如下:①若F1=Q,F2=R,显然F1,F2均为数域,且F1∪F2=R是数域;
②设,,a,b,c,d∈Q,可知,
则有:,
,
,
因为a,b,c,d∈Q,则a+c,b+d,a﹣c,b﹣d,ac+3bd,ad+bc∈Q,
可知x+y,x﹣y,,所以是数环;
若c2+d2≠0,可知y≠0,满足①;
若y≠0,则,
因为a,b,c,d∈Q,则,
可知,满足②;
综上所述:是数域.
例如:,,例如,,
但,
所以F1∪F2不是数域;
综上所述:F1∪F2不一定是数域.
19.(2025春 浙江期中)设集合U={a1,a2, ,an}为实数集,其中a1<a2< <an,对U的非空子集A,若满足:①若ai∈A,则an+1﹣i∈A,i=1,2, ,n;②A中所有元素之和的算术平均数与U中所有元素之和的算术平均数相等,则称A为U的“平衡子集”.
(1)若U1={1,2,3},U2={1,2,3,4},直接写出U1,U2的所有“平衡子集”;
(2)若U={1,2,3, ,2n}(n∈N*),
(ⅰ)求U的所有“平衡子集”的个数;
(ⅱ)用f(m)表示U的元素个数为m的“平衡子集”的个数,1≤m≤2n,m∈N*,用g(n)表示U的元素个数为n的子集个数,求[f(1)]2+[f(2)]2+ +[f(2n)]2﹣g(n)的值,并说明理由.
【解答】解:若满足:①若ai∈A,则an+1﹣i∈A,i=1,2, ,n;②A中所有元素之和的算术平均数与U中所有元素之和的算术平均数相等,则称A为U的“平衡子集”,
(1)由题可得U1的平衡子集为:{1,2,3},{1,3},{2};
由题可得U2的平衡子集为:{1,4},{2,3},{1,2,3,4};
(2)(ⅰ)由题可得,U中所有元素之和的算术平均数为:
,又注意到1+2n=2+2n﹣1=3+2n﹣2= =n+n+1,
而这样的相加为1+2n的组合,U中有n组,
注意到这些组合的算术平均数及这些组合相加的算术平均数均为,
又U的所有“平衡子集”都由这些组合所组成.
则U的所有“平衡子集”的个数为:,
(ⅱ)由(ⅰ)可得U的所有元素的算术平均数为,
则“平衡子集”的元素个数应为偶数,则.
又注意到f(m)表示从(ⅰ)中涉及的相加为1+2n的n个组合中,选择个的个数,
则,
则.
又由题可得,
则[f(1)]2+[f(2)]2+ +[f(2n)]2﹣g(n).
因,则,
一方面从2n个元素中选n个元素,有种方法.
另一方面,可将2n个元素分为2组,每组n个元素,则从2n个元素中选n个元素,
可先从第一组取k个,再从第二组取n﹣k个,其中0≤k≤n,k∈N,则有种方法.
两种方法是等价的,则.
又,
则[f(1)]2+[f(2)]2+ +[f(2n)]2﹣g(n).
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