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第1章 集合
一、单选题
1.(5分)下列判断正确的个数为( )
(1)所有的等腰三角形构成一个集合;
(2)倒数等于它自身的实数构成一个集合;
(3)质数的全体构成一个集合;
(4)由2,3,4,3,6,2构成含有6个元素的集合.
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(5分)设全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5,6},B={2,5,7},则A∩( UB)=( )
A.{5} B.{1,3,7} C.{1,3,6} D.{1,3,5,7}
3.(5分)设集合M={x|﹣1≤x<2},N={x|x﹣k≤0},若M N,则k的取值范围是( )
A.k≤2 B.k≥﹣1 C.k>﹣1 D.k≥2
4.(5分)已知集合U=R,则正确表示集合M={﹣1,0,1}和N={x∈Z|x2+x≤0}关系的韦恩(Venn)图是( )
A. B.
C. D.
5.(5分)非空集合X={x|a+1≤x≤3a﹣5},Y={x|1≤x≤16},使得X (X∩Y)成立的所有a的集合是( )
A.{a|3≤a≤7} B.{a|0≤a≤7} C.{a|3<a≤7} D.{a|a≤7}
6.(5分)如图,I为全集,M、P、S是I的三个子集,则阴影部分所表示的集合是( )
A.(M∩P)∩S B.(M∩P)∪S C.(M∩P)∩ IS D.(M∩P)∪ IS
7.(5分)已知全集U,有下列命题:
①若A∩B=U,则A=B=U;
②若A∪B= ,则A=B= ;
③若A∩B= ,则 UA∪ UB=U;
④若A∩B= ,则A=B= ;
⑤若A∪B=U,则 UA∩ UB= ;
⑥若A∪B=U,则A=B=U.
其中正确的命题是( )
A.没有 B.①②③⑤ C.仅有②和⑤ D.仅有①和③
8.(5分)已知非空集合A,B满足以下两个条件:
(ⅰ)A∪B={1,2,3,4,5,6},A∩B= ;
(ⅱ)A的元素个数不是A中的元素,B的元素个数不是B中的元素,则有序集合对(A,B)的个数为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
二、多选题
(多选)9.(5分)下列与集合M={(x,y)|}表示同一个集合的有( )
A.{(2,﹣1)} B.{2,﹣1}
C.{(x,y)|x=2,y=﹣1} D.{x=2,y=﹣1}
E.{(﹣1,2)}
(多选)10.(5分)下列命题,错误的是( )
A.空集没有子集
B.任何集合至少有两个子集
C.空集是任何集合的真子集
D.若 A,则A≠
(多选)11.(5分)已知集合A={x|1<x<2},B={x|2a﹣3<x<a﹣2},下列命题正确的是( )
A.不存在实数a使得A=B B.存在实数a使得A B
C.当a=4时,A B D.当0≤a≤4时,B A
E.存在实数a使得B A
(多选)12.(5分)设非空集合S R.若x,y∈S,都有x+y,x﹣y,xy∈S,则称S是封闭集.下列结论正确的是( )
A.有理数集Q是封闭集
B.若S是封闭集,则S一定是无限集
C.一定是封闭集
D.若S1,S2是封闭集,则S1∪S2一定是封闭集
三、填空题
13.(5分)由大于﹣3且小于11的偶数组成的集合用描述法表示为 .
14.(5分)已知集合A={x|x2﹣3x﹣4=0},B={x|ax﹣1=0},且B A,则实数a= .
15.(5分)设集合A={1,2,3,4,5,6},B={4,5,6,7,8},则满足S A且S∩B≠ 的集合S有 个.
16.(5分)设集合A={1,2,3,4,5,6},集合B有k个元素,且B A,若所有可能的B的各个元素之和是210,则k的所有可能值为 .
四、解答题
17.(12分)已知集合A中有三个元素:a﹣3,2a﹣1,a2+1,集合B中也有三个元素:0,1,x.
(1)若﹣3∈A,求a的值;
(2)若x2∈B,求实数x的值;
(3)是否存在实数a,x,使A=B?
18.(12分)写出下列每组中集合之间的关系:
(1)A={x|﹣3≤x<5},B={x|﹣1<x<2};
(2)A={x|x=2n﹣1,n∈N*},B={x|x=2n+1,n∈N*};
(3)A={x|x是平行四边形},B={x|x是菱形},C={x|x是四边形},D={x|x是正方形};
(4)A={x|﹣1≤x<3,x∈Z},B={x|x=|y|,y∈A}.
19.(12分)已知集合A={x|﹣2≤x≤5}.
(1)若B A,B={x|m+1≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(2)若A B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(3)若A=B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围.
20.(12分)已知集合A={x|ax2+2x+1=0,a∈R}.
(1)若A只有一个元素,试求a的值,并求出这个元素;
(2)若A是空集,求a的取值范围;
(3)若A中至多有一个元素,求a的取值范围.
21.(12分)已知集合A={x|1<x<3},集合B={x|2m<x<1﹣m}.
(1)当m=﹣1时,求A∪B;
(2)若A B,求实数m的取值范围;
(3)若A∩B= ,求实数m的取值范围.
22.(10分)设集合A={x|﹣2<x<4},集合B={x|x2﹣3ax+2a2=0}.
(1)求使A∩B=B的实数a的取值范围;
(2)是否存在实数a,使A∩B≠ 成立?若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
23.已知S={1,2,…,n},A S,T={t1,t2} S,记Ai={x|x=a+ti,a∈A}(i=1,2),用|X|表示有限集合X的元素个数.
(Ⅰ)若n=5,A={1,2,5},A1∩A2= ,求T;
(Ⅱ)若n=7,|A|=4,则对于任意的A,是否都存在T,使得A1∩A2= ?说明理由;
(Ⅲ)若|A|=5,对于任意的A,都存在T,使得A1∩A2= ,求n的最小值.
第1章 集合
参考答案与试题解析
一、单选题
1.(5分)下列判断正确的个数为( )
(1)所有的等腰三角形构成一个集合;
(2)倒数等于它自身的实数构成一个集合;
(3)质数的全体构成一个集合;
(4)由2,3,4,3,6,2构成含有6个元素的集合.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】利用集合中元素的确定性、互异性直接求解.
【解答】解:在(1)中,所有的等腰三角形构成一个集合,故(1)正确;
在(2)中,若a,则a2=1,∴a=±1,构成的集合为{1,﹣1},故(2)正确;
在(3)中,质数的全体构成一个集合,任何一个质数都在此集合中,不是质数的都不在,故(3)正确;
在(4)中,集合中的元素具有互异性,构成的集合为{2,3,4,6},含4个元素,故(4)错误.
故选:C.
【点评】本题考查命题真假的判断,考查集合中元素的确定性、互异性等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.
2.(5分)设全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5,6},B={2,5,7},则A∩( UB)=( )
A.{5} B.{1,3,7} C.{1,3,6} D.{1,3,5,7}
【分析】进行补集和交集的运算即可.
【解答】解:U={1,2,3,4,5,6,7},A={1,3,5,6},B={2,5,7},
∴ UB={1,3,4,6},
∴A∩( UB)={1,3,6}.
故选:C.
【点评】本题考查了列举法的定义,交集和补集的运算,全集的定义,考查了计算能力,属于基础题.
3.(5分)设集合M={x|﹣1≤x<2},N={x|x﹣k≤0},若M N,则k的取值范围是( )
A.k≤2 B.k≥﹣1 C.k>﹣1 D.k≥2
【分析】集合M={x|﹣1≤x<2},N={x|x﹣k≤0}={x|x≤k},M N,利用子集定义能求出结果.
【解答】解:∵集合M={x|﹣1≤x<2},
N={x|x﹣k≤0}={x|x≤k},
M N,
∴k≥2.
故选:D.
【点评】本题考查集合的包含关系的判断及其应用,解题时要认真审题,注意集合思想的合理运用.
4.(5分)已知集合U=R,则正确表示集合M={﹣1,0,1}和N={x∈Z|x2+x≤0}关系的韦恩(Venn)图是( )
A. B.
C. D.
【分析】求出集合N的等价条件,判断两个集合的元素的关系即可得到结论.
【解答】解:N={x∈Z|x2+x≤0}={x∈Z|﹣1≤x≤0}={﹣1,0},
则N M,
故选:B.
【点评】本题主要考查集合关系的判断,根据Venn图表示集合关系是解决本题的关键.
5.(5分)非空集合X={x|a+1≤x≤3a﹣5},Y={x|1≤x≤16},使得X (X∩Y)成立的所有a的集合是( )
A.{a|3≤a≤7} B.{a|0≤a≤7} C.{a|3<a≤7} D.{a|a≤7}
【分析】由条件X (X∩Y)可知X Y,然后根据集合关系求解a的取值范围即可.
【解答】解:∵X (X∩Y)成立,
∴X Y成立.
∵X≠ ,要使X Y,
则,
即,
∴3≤a≤7,
故选:A.
【点评】本题主要考查集合关系的判断,将条件X (X∩Y)转化为X Y是解决本题的关键,利用数轴是解决集合关系的基本方法.
6.(5分)如图,I为全集,M、P、S是I的三个子集,则阴影部分所表示的集合是( )
A.(M∩P)∩S B.(M∩P)∪S C.(M∩P)∩ IS D.(M∩P)∪ IS
【分析】先根据图中的阴影部分是M∩P的子集,但不属于集合S,属于集合S的补集,然后用关系式表示出来即可.
【解答】解:图中的阴影部分是:
M∩P的子集,
不属于集合S,属于集合S的补集
即是 IS的子集则阴影部分所表示的集合是(M∩P)∩ IS
故选:C.
【点评】本题主要考查了Venn图表达集合的关系及运算,同时考查了识图能力,属于基础题.
7.(5分)已知全集U,有下列命题:
①若A∩B=U,则A=B=U;
②若A∪B= ,则A=B= ;
③若A∩B= ,则 UA∪ UB=U;
④若A∩B= ,则A=B= ;
⑤若A∪B=U,则 UA∩ UB= ;
⑥若A∪B=U,则A=B=U.
其中正确的命题是( )
A.没有 B.①②③⑤ C.仅有②和⑤ D.仅有①和③
【分析】由交集与并集的运算说明①②正确;画图说明③④;由集合的运算性质判断⑤;举例说明⑥错误.
【解答】解:已知全集为U,
①若A∩B=U,则A=B=U,故①正确;
②若A∪B= ,则A=B= ,故②正确;
③④若A∩B= ,如图,
则 UA∪ UB=U,故③正确;④A=B= 错误;
⑤若A∪B=U,则 UA∩ UB= U(A∪B)= ,故⑤正确;
⑥取U={1,2,3,4,5},A={1,2,3},B={4,5},满足A∪B=U,A=B=U不成立,故⑥错误.
∴正确的命题是①②③⑤.
故选:B.
【点评】本题考查命题的真假判断与应用,考查集合的有关运算,是基础题.
8.(5分)已知非空集合A,B满足以下两个条件:
(ⅰ)A∪B={1,2,3,4,5,6},A∩B= ;
(ⅱ)A的元素个数不是A中的元素,B的元素个数不是B中的元素,则有序集合对(A,B)的个数为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
【分析】分别讨论集合A,B元素个数,即可得到结论.
【解答】解:若集合A中只有1个元素,则集合B中只有5个元素,则1 A,5 B,
此时(A,B)有1个,
若集合A中只有2个元素,则集合B中只有4个元素,则2 A,4 B,
此时有4,
若集合A中只有3个元素,则集合B中只有3个元素,则3 A,3 B,不满足题意,
若集合A中只有4个元素,则集合B中只有2个元素,则4 A,2 B,
即2∈A,4∈B,此时有4,
若集合A中只有5个元素,则集合B中只有1个元素,则5 A,1 B,
即1∈A,5∈B,此时有1,
故有序集合对(A,B)的个数是1+4+4+1=10,
故选:A.
【点评】本题主要考查排列组合的应用,根据元素关系分别进行讨论是解决本题的关键.
二、多选题
(多选)9.(5分)下列与集合M={(x,y)|}表示同一个集合的有( )
A.{(2,﹣1)} B.{2,﹣1}
C.{(x,y)|x=2,y=﹣1} D.{x=2,y=﹣1}
E.{(﹣1,2)}
【分析】根据已知条件,结合集合相等的定义,即可求解.
【解答】解:,解得x=2,y=﹣1,
故与集合M={(x,y)|}表示同一个集合的有{(2,﹣1)},{(x,y)|x=2,y=﹣1}.
故选:AC.
【点评】本题主要考查集合相等,属于基础题.
(多选)10.(5分)下列命题,错误的是( )
A.空集没有子集
B.任何集合至少有两个子集
C.空集是任何集合的真子集
D.若 A,则A≠
【分析】根据已知条件,结合空集,子集,真子集的定义,即可求解.
【解答】解:对于A,空集是其本身的子集,故A错误,
对于B,空集只有一个子集,故B错误,
对于C,空集是任何非空集合的真子集,故C错误,
对于D,若 A,空集是任何非空集合的真子集,
则A≠ ,故D正确.
故选:ABC.
【点评】本题主要考查空集,子集,真子集的定义,属于基础题.
(多选)11.(5分)已知集合A={x|1<x<2},B={x|2a﹣3<x<a﹣2},下列命题正确的是( )
A.不存在实数a使得A=B B.存在实数a使得A B
C.当a=4时,A B D.当0≤a≤4时,B A
E.存在实数a使得B A
【分析】直接利用集合间的关系,不等式组的解法的应用判断A、B、C、D、E的结论.
【解答】解:对于A选项,由相等集合的概念可得解得a=2且a=4,得此方程组无解,故不存在实数a使得集合A=B,因此A正确;
对于B选项,由A B,得 即,此不等式组无解,因此B错误;
对于C选项,当a=4时,得B={x|5<x<2}为空集,不满足A B,因此C错误;
对于D选项,当2a﹣3≥a﹣2,即a≥1时,B= A,符合B A;当a<1时,要使B A,需满足解得2≤a≤4,不满足a<1,
故这样的实数a不存在,则当0≤a≤4时B A不正确,因此D错误;
对于E选项,由D选项分析可得存在实数a使得B A,因此E正确.
综上AE选项正确.
故选:AE.
【点评】本题考查的知识要点:集合间的关系,不等式组的解法,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于基础题.
(多选)12.(5分)设非空集合S R.若x,y∈S,都有x+y,x﹣y,xy∈S,则称S是封闭集.下列结论正确的是( )
A.有理数集Q是封闭集
B.若S是封闭集,则S一定是无限集
C.一定是封闭集
D.若S1,S2是封闭集,则S1∪S2一定是封闭集
【分析】直接利用定义性问题和集合的运算的应用判断A、B、C、D的结论.
【解答】解:对于A:有理数集Q,相加,相减,相乘还为有理数,故A正确;
对于B:若S={0},则0±0=0,0×0=0,故S为封闭集,故B错误;
对于C:S,任取,,
所以,,
.,故C正确;
对于D:若a1,b1∈S1,a2,b2∈S2,
a1+b1∈S1,a1﹣b1∈S1,a1b1∈S1,
a2+b2∈S2,a2﹣b2∈S2,a2b2∈S2,
但是a1+a2,b1+b2,....不一丁属于S1∪S2不一定是封闭集,故D错误。
故选:AC.
【点评】本题考查的知识要点:定义性问题,集合的相关的运算,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.
三、填空题
13.(5分)由大于﹣3且小于11的偶数组成的集合用描述法表示为 {x|x=2n,﹣2<n<6,n∈Z} .
【分析】利用描述法的定义即可得到结论.
【解答】解:根据描述法的定义可知:大于﹣3且小于11的偶数组成的集合为:
{x|x=2n,﹣2<n<6,n∈Z},
故答案为:{x|x=2n,﹣2<n<6,n∈Z}
【点评】本题主要考查集合的表示方法,要求熟练掌握描述法和列举法表示集合,比较基础.
14.(5分)已知集合A={x|x2﹣3x﹣4=0},B={x|ax﹣1=0},且B A,则实数a= 或0或﹣1 .
【分析】求出集合A={﹣1,4},B={x|ax﹣1=0},且B A,当a=0时,B= ,成立;当a≠0时,B={},从而1或4,由此能求出实数a的值.
【解答】解:集合A={x|x2﹣3x﹣4=0}={﹣1,4},B={x|ax﹣1=0},且B A,
当a=0时,B= ,成立;
当a≠0时,B={},
∴1或4,
解得a=﹣1或a,
∴实数a的值为或0或﹣1.
故答案为或0或﹣1.
【点评】本题考查集合的包含关系,考查运算求解能力,属于基础题.
15.(5分)设集合A={1,2,3,4,5,6},B={4,5,6,7,8},则满足S A且S∩B≠ 的集合S有 56 个.
【分析】因为集合S为集合A的子集,而集合A的元素有6个,所以集合A的子集有26个,又集合S与集合B的交集不为空集,所以集合S中元素不能只有1,2,3,把不符合的情况舍去,即可得到满足题意的S的个数.
【解答】解:集合A的子集有:{1},{2},{3},{4},{5},{6},{1,2},{1,3},{1,4},{1,5},…,{1,2,3,4,5,6}, ,共64个;
又S∩B≠ ,B={4,5,6,7,8},
所以S不能为:{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}, 共8个,
则满足S A且S∩B≠ 的集合S的个数是64﹣8=56.
故答案为56;
【点评】此题考查学生掌握子集的计算方法,理解交集的意义,是一道基础题.
16.(5分)设集合A={1,2,3,4,5,6},集合B有k个元素,且B A,若所有可能的B的各个元素之和是210,则k的所有可能值为 3或4 .
【分析】分别考虑k=1,2,3,4,5,然后得出结论.
【解答】解:当k=1时,B={1},{2},{3},{4),{5},{6),元素和为:1+2+3+4+5+6=21,不符;
当k=2时,B={1,2},{1,3},{1,4},{1,5},{1,6},{2,3},{2,4},{2,5},{2,6},{3,4},{3,5},{3,6},{4,5},{4,6},{5,6},每个数字出现5次,元素和为:21×5=105,不符:
当k=3时,B={1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,6},{1,3,4},{1,3,5},{1,3,6},{1,4,5},{1,4,6},{1,5,6},{2,3,4},{2,3,5},{2,3,6},{2,4,5},{2,4,6},{2,5,6},{3,4,5},{3,4,6},{3,5,6},{4,5,6},每个数字出现10次,元素和为:21×10=210,符合;
当k=4时,B={1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,3,6},{1,2,4,5},{1,2,4,6},{1,2,5,6},{1,3,4,5},{1,3,4,6},{1,3,5,6},{1,4,5,6},{2,3,4,5},{2,3,4,6},{2,3,5,6},{2,4,5,6},{3,4,5,6},每个数字出现10次,元素和为:21×10=210,符合;
当k=5时,B={1,2,3,4,5},{1,2,3,4,6},{1,2,3,5,6},{1,2,4,5,6},{1,3,4,5,6},每个数字出现5次,元素和为:21×5=105,不符合.
故k的所有可能值为3或4.
故答案为:3或4.
【点评】本题考查集合间的关系的应用,采用列举法的时候,最好可以按照从小到大或者从大到小的顺序去列举,避免造成遗漏,属于基础题.
四、解答题
17.(12分)已知集合A中有三个元素:a﹣3,2a﹣1,a2+1,集合B中也有三个元素:0,1,x.
(1)若﹣3∈A,求a的值;
(2)若x2∈B,求实数x的值;
(3)是否存在实数a,x,使A=B?
【分析】(1)若﹣3∈A,则a﹣3=﹣3或2a﹣1=﹣3,再结合集合中元素的互异性,能求出a的值.
(2)当x取0,1,﹣1时,都有x2∈B,集合中的元素都有互异性,由此能求出实数x的值.
(3)a2+1≠0,若a﹣3=0,则a=3,A={0,5,10}≠B,若2a﹣1=0,则a,A={0,,}≠B,由此求出不存在实数a,x,使A=B.
【解答】解:(1)集合A中有三个元素:a﹣3,2a﹣1,a2+1,﹣3∈A,
∴a﹣3=﹣3或2a﹣1=﹣3,
解得a=0或a=﹣1,
当a=0时,A={﹣3,﹣1,1},成立;
当a=﹣1时,A={﹣4,﹣3,2},成立.
∴a的值为0或﹣1.
(2)集合B中也有三个元素:0,1,x.x2∈B,
当x取0,1,﹣1时,都有x2∈B,
∵集合中的元素都有互异性,∴x≠0,x≠﹣1,
∴x=﹣1.
∴实数x的值为﹣1.
(3)∵集合中的元素都有互异性,∴x≠0且x≠1,
a2+1≠0,
若a﹣3=0,则a=3,A={0,5,10}≠B,
若2a﹣1=0,则a,A={0,,}≠B,
∴不存在实数a,x,使A=B.
【点评】本题考查实数值的求法,考查元素与集合的关系、集合相等的定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
18.(12分)写出下列每组中集合之间的关系:
(1)A={x|﹣3≤x<5},B={x|﹣1<x<2};
(2)A={x|x=2n﹣1,n∈N*},B={x|x=2n+1,n∈N*};
(3)A={x|x是平行四边形},B={x|x是菱形},C={x|x是四边形},D={x|x是正方形};
(4)A={x|﹣1≤x<3,x∈Z},B={x|x=|y|,y∈A}.
【分析】(1)将两个集合在数轴上表示出来,看得到答案;
(2)当n∈N*时,由列举法可得答案;
(3)由图形的特点可画出Venn图,可得答案;
(4)依题意可得答案.
【解答】解:(1)将两个集合在数轴上表示出来,如图所示,显然有B A;
(2)当n∈N*时,由x=2n﹣1知x=1,3,5,7,9,…
由x=2n+1知x=3,5,7,9,…
故A={1,3,5,7,9,…},B={3,5,7,9,…},因此B A;
(3)由图形的特点可画出Venn图,如图所示,从而可得D B A C;
(4)依题意可得:A={﹣1,0,1,2},B={0,1,2},所以B A.
【点评】本题考查集合之间的关系,属于基础题.
19.(12分)已知集合A={x|﹣2≤x≤5}.
(1)若B A,B={x|m+1≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(2)若A B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(3)若A=B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围.
【分析】(1)根据B A得出B= 或B≠ 时B是A的子集进行解答即可.
(2)化简后的基础上,借助于子集概念得到两集合端点值的关系,求解不等式得到m的范围.
(2)两个集合相等,则x的取值范围相等.
【解答】解:(1)集合A={x|﹣2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m﹣1},
由B A得:,或B= 即m+1>2m﹣1
解得:2≤m≤3,或m<2.
所以实数m的取值范围是(﹣∞,3];
(2)集合A={x|﹣2≤x≤5},B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},
由A B得:,
解得:3≤m≤4,
所以实数m的取值范围是[3,4];
(3)集合A={x|﹣2≤x≤5},B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},
由A=B得:,
无解,
所以实数m∈ .
【点评】本题考查了集合的包含关系判断及应用,考查了不等式的解法,是基础题.
20.(12分)已知集合A={x|ax2+2x+1=0,a∈R}.
(1)若A只有一个元素,试求a的值,并求出这个元素;
(2)若A是空集,求a的取值范围;
(3)若A中至多有一个元素,求a的取值范围.
【分析】(1)若A中只有一个元素,表示方程ax2+2x+1=0为一次方程,或有两个等根的二次方程,分别构造关于a的方程,即可求出满足条件的a值,
(2)A为空集,表示方程ax2+2x+1=0无解,根据一元二次方程根的个数与△的关系,我们易得到一个关于a的不等式,解不等式即可得到答案.
(3)若A中至多只有一个元素,则集合A为空集或A中只有一个元素,由(1)(2)的结论,将(1)(2)中a的取值并进来即可得到答案.
【解答】解:(1)若A中只有一个元素,则方程ax2+2x+1=0有且只有一个实根,
当a=0时方程为一元一次方程,满足条件,此时x
当a≠0,此时Δ=4﹣4a=0,解得:a=1,此时x=﹣1
(2)若A是空集,
则方程ax2+2x+1=0无解
此时Δ=4﹣4a<0,解得:a>1
(3)若A中至多只有一个元素,
则A为空集,或有且只有一个元素
由(1),(2)得满足条件的a的取值范围是:a=0或a≥1
【点评】本题考查的知识点是元素与集合关系的判断,根据题目要求确定集合中方程ax2+2x+1=0根的情况,是解答本题的关键.
21.(12分)已知集合A={x|1<x<3},集合B={x|2m<x<1﹣m}.
(1)当m=﹣1时,求A∪B;
(2)若A B,求实数m的取值范围;
(3)若A∩B= ,求实数m的取值范围.
【分析】(1)m=﹣1时,求出B,计算A∪B;
(2)由A B列出关于m的不等式组,求出求得m的取值范围;
(3)讨论m的取值,使A∩B= 成立.
【解答】解:(1)当m=﹣1时,B={x|2m<x<1﹣m}={x|﹣2<x<2},且A={x|1<x<3},
∴A∪B={x|﹣2<x<3};
(2)∵A={x|1<x<3},集合B={x|2m<x<1﹣m}.
由A B知:,
解得m≤﹣2,
所以实数m的取值范围是(﹣∞,﹣2];
(3)由A∩B= 得:
①若2m≥1﹣m,则,此时B= ,符合题意,
②若2m<1﹣m,则,需,或;
解得,或 ,即;
综上知:m≥0;
即实数m的取值范围是[0,+∞).
【点评】本题考查了集合的运算以及分类讨论思想的应用问题,是易错题.
22.(10分)设集合A={x|﹣2<x<4},集合B={x|x2﹣3ax+2a2=0}.
(1)求使A∩B=B的实数a的取值范围;
(2)是否存在实数a,使A∩B≠ 成立?若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)解x2﹣3ax+2a2=0可得x=2a或x=a,从而由题意可得﹣2<2a<4,﹣2<a<4;从而解得;
(2)可得﹣2<2a<4或﹣2<a<4;从而解得.
【解答】解:(1)解x2﹣3ax+2a2=0得,
x=2a或x=a;
∵A∩B=B,
∴﹣2<2a<4,﹣2<a<4;
解得,﹣1<a<2;
(2)由(1)知,存在;
﹣2<2a<4或﹣2<a<4;
解得,﹣2<a<4.
【点评】本题考查了集合的化简与运算,同时考查了集合的包含关系的应用.
23.已知S={1,2,…,n},A S,T={t1,t2} S,记Ai={x|x=a+ti,a∈A}(i=1,2),用|X|表示有限集合X的元素个数.
(Ⅰ)若n=5,A={1,2,5},A1∩A2= ,求T;
(Ⅱ)若n=7,|A|=4,则对于任意的A,是否都存在T,使得A1∩A2= ?说明理由;
(Ⅲ)若|A|=5,对于任意的A,都存在T,使得A1∩A2= ,求n的最小值.
【分析】(Ⅰ)由已知可得t1﹣t2≠a﹣b,其中a,b∈A,t1,t2相差2,由此分析求解即可;
(Ⅱ)当A={1,2,5,7}时,t1,t2不可能相差1,2,3,4,5,6,即可判断得到答案;
(Ⅲ)因为,故集合A中的元素的差的绝对值至多由10种,分别研究n≥12,n=11,n=10,即可得到答案.
【解答】解:(Ⅰ)若A1∩A2= ,则t1﹣t2≠a﹣b,其中a,b∈A,否则t1+a=t2+b,A1∩A2≠ ,
又n=5,A={1,2,5},2﹣1=1,5﹣2=3,5﹣1=4,则t1,t2相差2,
所以T={1,3}或T={2,4}或T={3,5};
(Ⅱ)不一定存在.
当A={1,2,5,7}时,2﹣1=1,5﹣1=4,5﹣2=3,7﹣1=6,7﹣2=5,7﹣5=2,
则t1,t2不可能相差1,2,3,4,5,6,
这与T={t1,t2} {1,2,3,4,5,6}矛盾,故不都存在T;
(Ⅲ)因为,故集合A中的元素的差的绝对值至多有10种,
当n≥12时,结论都成立;
当n=11时,不存在A S,|A|=5,使得A中任意两个元素差不同,所以当n=11时,结论成立;
当n=10时,若A={1,3,6,9,10},则不存在T;
综上所述,n的最小值为11.
【点评】本题考查了新定义问题,涉及了最值问题的求解,解题的关键是正确理解题意,考查了逻辑推理能力,属于中档题.
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