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第一章集合、常用逻辑用语、不等式§1.1集合【高考预测】预测2027年高考集合考向仍以集合的概念与表示、元素与集合关系、集合间的包含与相等、交集并集补集运算为基础主干,常结合一元二次不等式、分式不等式、绝对值不等式、函数定义域值域、简易逻辑综合命题,题型固定以选择题开篇为主,注重以不等式解集、离散数集、点集为载体考查集合运算与数形结合,强化与常用逻辑用语、函数不等式的交汇渗透,稳中求新、侧重基础运算与逻辑辨析,突出小考点综合性、易错点辨析及数学抽象与运算求解能力的考查。【双基自测●明考向】1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)(1)集合{x∈N|x3=x},用列举法表示为{-1,0,1}.()(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.()(3)若1∈{x2,x},则x=-1或x=1.()(4)对任意集合A,B,都有(A∩B)⊆(A∪B).()2.(2025·全国Ⅰ卷)已知集合U={x|x是小于9的正整数},A={1,3,5},则∁UA中元素的个数为()A.0 B.3 C.5 D.83.(2023·全国乙卷)设集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},则{x|x≥2}等于()A.∁U(M∪N) B.N∪∁UMC.∁U(M∩N) D.M∪∁UN4.已知集合M={x|-1<x<3},N={x|x≥a},若M∩N=M,则实数a的取值范围是.
【核心梳理●明考点】1.集合与元素(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法集合非负整数集(或自然数集)正整数集整数集有理数集实数集符号NN*(或N+)ZQR2.集合的基本关系(1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A).(2)真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作AB(或BA).(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.(4)空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3.集合的基本运算表示
运算集合语言图形语言记法并集{x|x∈A,或x∈B}A∪B交集{x|x∈A,且x∈B}A∩B补集{x|x∈U,且x∉A}∁UA1.掌握有限集子集个数的结论若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有(2n-1)个,非空子集有(2n-1)个,非空真子集有(2n-2)个.2.灵活应用两个常用性质(1)∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).(2)∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).3.牢记两个注意点(1)在应用条件A∪B=B⇔A∩B=A⇔A⊆B时要树立分类讨论的思想,将集合A是空集的情况优先进行讨论.(2)在解答集合问题时,要注意集合元素的特性,特别是互异性对集合元素的限制.【题型突破●明方向】题型一集合的含义与表示例1(1)(多选)下列各组中M,P表示不同集合的是()A.M={3,-1},P={(3,-1)}B.M={(3,1)},P={(1,3)}C.M={y|y=x2+1,x∈R},P={x|x=t2+1,t∈R}D.M={y|y=x2-1,x∈R},P={(x,y)|y=x2-1,x∈R}(2)已知集合A={-1,a2-2a+1,a-4},若4∈A,则a的值可能为()A.-1,3 B.-1 C.-1,3,8 D.-1,8【跟踪训练】1已知a,b∈R,若a,ba,1={a2,a+b,0},则a2026+b2026题型二集合间的基本关系例2(1)(2026·青岛模拟)已知全集U=R,集合A,B满足A⊆(A∩B),则下列关系一定正确的是()A.A=B B.B⊆AC.A∩(∁UB)=∅ D.(∁UA)∩B=∅(2)已知全集U=R,集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1≤x≤2m-1},若A⊆∁UB,则实数m的取值范围是.
【跟踪训练】2(1)(2025·汕头模拟)若集合A={x|(m-2)x2+2mx-1=0}恰有两个子集,则实数m的值是()A.-2或1 B.2或1C.-2 D.±2或1(2)(多选)已知集合M={-1,1},N={x|mx=1},且N⊆M,则实数m的值可以为()A.-2 B.-1 C.0 D.1题型三集合的基本运算命题点1集合的运算例3(1)(2022·新高考全国Ⅰ卷)若集合M={x|x<4},N={x|3x≥1},则M∩N等于()A.{x|0≤x<2} B.xC.{x|3≤x<16} D.x(2)(2025·天津)已知集合U={1,2,3,4,5},A={1,3},B={2,3,5},则∁U(A∪B)等于()A.{1,2,3,4} B.{2,3,4}C.{2,4} D.{4}命题点2利用集合的运算求参数的值(范围)例4(2026·衡水模拟)已知集合A={x|y=ln(1-x2)},B={x|x≤a},若(∁RA)∪B=R,则实数a的取值范围为()A.(1,+∞) B.[1,+∞)C.(-∞,1) D.(-∞,1]命题点3集合的应用(链接教材,人教A版必修第一册P15阅读与思考)容斥原理是一种数学计数方法,用于处理在计数过程中出现的重叠问题.其基本思想是先不考虑重叠的情况,将所有对象数目计算出来,然后再将重复计算的数目排除出去.我们把含有限个元素的集合A叫做有限集,用card(A)来表示有限集合A中元素的个数.例如,A={a,b,c},则card(A)=3.容斥原理告诉我们,如果被计数的事物有A,B,C三类,那么,card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(A∩C)+card(A∩B∩C).例5某校初一(4)班有学生46人,寒假参加体育训练,其中足球队25人,排球队22人,游泳队24人,足球、排球都参加的有12人,足球、游泳都参加的有9人,排球、游泳都参加的有8人,则三项都参加的人数为 ()A.2 B.3 C.4 D.5【跟踪训练】3(1)(2025·广东八校联考)设集合A={x|1<x<2},B={x|x<a},若A∩B=A,则a的取值范围是()A.[1,+∞) B.[2,+∞)C.(-∞,1] D.(-∞,2](2)(多选)已知全集U=R,集合M={x|-3≤x<4},N={x|x2-2x-8≤0},则()A.M∪N={x|-3≤x<4}B.M∩N={x|-2≤x<4}C.(∁UM)∪N=(-∞,-3)∪[-2,+∞)D.M∩(∁UN)=(-3,-2)(3)某年级先后举行数理化三科竞赛,学生中至少参加一科的:数学203人,物理179人,化学165人;至少参加两科的:数学、物理143人,数学、化学116人,物理、化学97人;三科都参加的有90人.则参加竞赛的学生总人数是.
题型四集合的新定义问题例6(多选)设P是一个数集,且至少含有两个数,若对任意a,b∈P,都有a+b,a-b,ab,ab∈P(除数b≠0),则称P是一个数域.例如有理数集Q是一个数域;数集F={a+b2|a,b∈QA.0,1是任意数域中的元素B.若数集M,N都是数域,则M∪N是一个数域C.存在无穷多个数域D.若数集M,N都是数域,则有理数集Q⊆M∩N【跟踪训练】4(多选)(2025·渭南模拟)定义集合A与B的运算:A·B={x|x∈R,且x∉(A∪B)},A∘B={x|x∈R,且x∉(A∩B)}.已知A=(-1,4],B=[0,7),则()A.A·B=(-∞,-1]∪[7,+∞)B.A∘B=(-∞,0)∪(4,+∞)C.A·(∁RB)=[4,7]D.(∁RA)∘B=(-∞,4]∪[7,+∞)【限时训练】(60分钟)一、单项选择题(每小题5分,共40分)1.(2025·全国Ⅱ卷)已知集合A={-4,0,1,2,8},B={x|x3=x},则A∩B等于()A.{0,1,2} B.{1,2,8}C.{2,8} D.{0,1}2.(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},则∁U(M∪N)等于()A.{x|x=3k,k∈Z}B.{x|x=3k-1,k∈Z}C.{x|x=3k-2,k∈Z}D.∅3.(2025·淄博模拟)已知集合A={e,log0.20.3,20.2},集合B={x|x(1-x)>0},则A∩B的子集的个数为()A.1 B.2 C.4 D.84.(2026·宝鸡模拟)若集合A={x∈R|ax2-2x+1=0}中只有一个元素,则实数a等于()A.1 B.0 C.2 D.0或15.(2023·新课标Ⅱ卷)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则a等于()A.2 B.1 C.23 6.(2026·保定模拟)如图,已知全集U={-2,-1,0,1,2,3},集合A={1,2,3},B={x∈Z|(x+2)(x-1)≤0},则图中阴影部分表示的集合为()A.{2} B.{3}C.{2,3} D.[2,3]7.(2020·新高考全国Ⅰ卷)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是()A.62% B.56% C.46% D.42%8.设集合I={1,3,5,7},若非空集合A同时满足:①A⊆I;②card(A)≤min(A)(其中card(A)表示A中元素的个数,min(A)表示集合A中最小的元素),称集合A为I的一个“好子集”,则I的所有“好子集”的个数为()A.7 B.8 C.9 D.10二、多项选择题(每小题6分,共18分)9.已知A,B是全集U的两个非空真子集,下列说法中一定正确的是()A.A∩B=∅B.A⊆(A∪B)C.(∁UA)∪A=UD.(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B)10.已知A={x|x2+px+1=0},M={x|x>0},若A∩M=∅,则实数p的可能取值为()A.0 B.-3 C.3 D.511.(2025·聊城模拟)已知[x]表示不超过x的最大整数,例如:[2.1]=2,[-3.5]=-4,[0]=0,A={y|y=[x],-1.1<x≤3.2},B={y|-10≤y≤m},下列说法正确的是()A.集合A={-1,0,1,2,3}B.集合A的非空真子集的个数是62C.若“y∈A”是“y∈B”的充分不必要条件,则m的取值范围是[3,+∞)D.若A∩B=∅,则m的取值范围是(-∞,-2)三、填空题(每小题5分,共15分)12.(2025·上海改编)已知全集U={x|2≤x≤5},集合A={x|2≤x<4},则∁UA=.
【答案】{x|4≤x≤5}【解析】根据补集的含义知∁UA={x|4≤x≤5}.13.(2025·南京模拟)已知非空集合A={x|a-1<x<2a+3},B={x|-2≤x≤4}.A∩(∁RB)=A,则实数a的取值范围为.
14.(2025·六盘水模拟)定义集合An={(a1,a2,…,an)|a1,a2,…,an∈A},比如:若A={1,2},则A2={(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)}.把集合An中满足条件a1+a2+…+an=p的元素组成的集合记为An(p),即An(p)={(a1,a2,…,an)|a1+a2+…+an=p,a1,a2,…,an∈A}.已知集合A={1,2,3,4,5,6},则(1)集合A2(6)中的元素个数为;
(2)若A6(p)中的元素个数为56,则p的值为.
[每小题5分,共10分]15.(2020·浙江)设集合S,T,S⊆N*,T⊆N*,S,T中至少有2个元素,且S,T满足:①对于任意的x,y∈S,若x≠y,都有xy∈T;②对于任意的x,y∈T,若x<y,则yx∈S下列命题正确的是()A.若S有4个元素,则S∪T有7个元素B.若S有4个元素,则S∪T有6个元素C.若S有3个元素,则S∪T有5个元素D.若S有3个元素,则S∪T有4个元素16.设全集U={1,2,3,4,5,6},用U的子集可表示由0,1组成的6位字符串,如{1,3}表示的是从左往右第1个字符为1,第3个字符为1,其余均为0的6位字符串101000,并规定空集表示的字符串为000000.(1)若N={2,3,6},则∁UN表示的6位字符串为;
(2)若B={5,6},集合A∪B表示的字符串为011011,则满足条件的集合A的个数为.
第一章集合、常用逻辑用语、不等式§1.1集合【高考预测】预测2027年高考集合考向仍以集合的概念与表示、元素与集合关系、集合间的包含与相等、交集并集补集运算为基础主干,常结合一元二次不等式、分式不等式、绝对值不等式、函数定义域值域、简易逻辑综合命题,题型固定以选择题开篇为主,注重以不等式解集、离散数集、点集为载体考查集合运算与数形结合,强化与常用逻辑用语、函数不等式的交汇渗透,稳中求新、侧重基础运算与逻辑辨析,突出小考点综合性、易错点辨析及数学抽象与运算求解能力的考查。【双基自测●明考向】1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)(1)集合{x∈N|x3=x},用列举法表示为{-1,0,1}.()(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.()(3)若1∈{x2,x},则x=-1或x=1.()(4)对任意集合A,B,都有(A∩B)⊆(A∪B).()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√2.(2025·全国Ⅰ卷)已知集合U={x|x是小于9的正整数},A={1,3,5},则∁UA中元素的个数为()A.0 B.3 C.5 D.8【答案】C【解析】因为U={1,2,3,4,5,6,7,8},A={1,3,5},所以∁UA={2,4,6,7,8},故∁UA中元素的个数为5.3.(2023·全国乙卷)设集合U=R,集合M={x|x<1},N={x|-1<x<2},则{x|x≥2}等于()A.∁U(M∪N) B.N∪∁UMC.∁U(M∩N) D.M∪∁UN【答案】A【解析】由题意可得M∪N={x|x<2},则∁U(M∪N)={x|x≥2},故A正确;∁UM={x|x≥1},则N∪∁UM={x|x>-1},故B错误;M∩N={x|-1<x<1},则∁U(M∩N)={x|x≤-1或x≥1},故C错误;∁UN={x|x≤-1或x≥2},则M∪∁UN={x|x<1或x≥2},故D错误.4.已知集合M={x|-1<x<3},N={x|x≥a},若M∩N=M,则实数a的取值范围是.
【答案】(-∞,-1]【解析】因为M∩N=M,所以M⊆N,所以a≤-1.【核心梳理●明考点】1.集合与元素(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法集合非负整数集(或自然数集)正整数集整数集有理数集实数集符号NN*(或N+)ZQR2.集合的基本关系(1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A).(2)真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作AB(或BA).(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.(4)空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3.集合的基本运算表示
运算集合语言图形语言记法并集{x|x∈A,或x∈B}A∪B交集{x|x∈A,且x∈B}A∩B补集{x|x∈U,且x∉A}∁UA1.掌握有限集子集个数的结论若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有(2n-1)个,非空子集有(2n-1)个,非空真子集有(2n-2)个.2.灵活应用两个常用性质(1)∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).(2)∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).3.牢记两个注意点(1)在应用条件A∪B=B⇔A∩B=A⇔A⊆B时要树立分类讨论的思想,将集合A是空集的情况优先进行讨论.(2)在解答集合问题时,要注意集合元素的特性,特别是互异性对集合元素的限制.【题型突破●明方向】题型一集合的含义与表示例1(1)(多选)下列各组中M,P表示不同集合的是()A.M={3,-1},P={(3,-1)}B.M={(3,1)},P={(1,3)}C.M={y|y=x2+1,x∈R},P={x|x=t2+1,t∈R}D.M={y|y=x2-1,x∈R},P={(x,y)|y=x2-1,x∈R}【答案】ABD【解析】选项A中,M={3,-1}是数集,P={(3,-1)}是点集,二者不是同一集合,故M≠P;选项B中,(3,1)与(1,3)表示不同的点,故M≠P;选项C中,M={y|y=x2+1,x∈R}=[1,+∞),P={x|x=t2+1,t∈R}=[1,+∞),故M=P;选项D中,M是二次函数y=x2-1,x∈R的所有y组成的集合,而集合P是二次函数y=x2-1,x∈R图象上所有点组成的集合,故M≠P.(2)已知集合A={-1,a2-2a+1,a-4},若4∈A,则a的值可能为()A.-1,3 B.-1 C.-1,3,8 D.-1,8【答案】D【解析】由题意,若a2-2a+1=4,解得a=3或a=-1,若a-4=4,解得a=8,当a=-1时,A={-1,4,-5}满足题意;当a=3时,A={-1,4,-1}违背了集合中元素间的互异性;当a=8时,A={-1,4,49}满足题意,综上所述,a的值可能为-1,8.【思维升华】解决集合含义问题的关键点(1)确定集合中的代表元素.(2)确定元素的限制条件.(3)理解元素的互异性,在解决集合中含有字母的问题时,一定要返回代入验证,防止与集合中元素的互异性相矛盾.【跟踪训练】1已知a,b∈R,若a,ba,1={a2,a+b,0},则a2026+b2026【答案】1【解析】由已知得a≠0,则ba=0,所以b=0于是a2=1,即a=1或a=-1,又由集合中元素的互异性知,a=1应舍去,故a=-1,所以a2026+b2026=(-1)2026+02026=1.题型二集合间的基本关系例2(1)(2026·青岛模拟)已知全集U=R,集合A,B满足A⊆(A∩B),则下列关系一定正确的是()A.A=B B.B⊆AC.A∩(∁UB)=∅ D.(∁UA)∩B=∅【答案】C【解析】因为集合A,B满足A⊆(A∩B),故可得A⊆B,对A,当A为B的真子集时,不成立;对B,当A为B的真子集时,也不成立;对C,A∩(∁UB)=∅,恒成立;对D,当A为B的真子集时,不成立.(2)已知全集U=R,集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1≤x≤2m-1},若A⊆∁UB,则实数m的取值范围是.
【答案】(-∞,2)∪(6,+∞)【解析】①当B≠∅时,m+1≤2m-1,即m≥2,因为集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1≤x≤2m-1},则∁UB={x|x<m+1或x>2m-1},又A⊆∁UB,则m+1>7或2m-1<-2,解得m>6或m<-12,又m≥2,所以m>6②当B=∅时,m+1>2m-1,即m<2,此时∁UB=R,符合题意.综上所述,实数m的取值范围为m<2或m>6.【思维升华】(1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系问题时,必须考虑空集的情况,否则易造成漏解.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、Venn图等来直观解决这类问题.【跟踪训练】2(1)(2025·汕头模拟)若集合A={x|(m-2)x2+2mx-1=0}恰有两个子集,则实数m的值是()A.-2或1 B.2或1C.-2 D.±2或1【答案】D【解析】因为集合A={x|(m-2)x2+2mx-1=0}恰有两个子集,则集合A只有一个元素,即关于x的方程(m-2)x2+2mx-1=0只有一个实数根,分以下两种情况讨论:当m-2=0,即m=2时,原方程为4x-1=0,解得x=14当m-2≠0,即m≠2时,则Δ=4m2+4(m-2)=4(m2+m-2)=0,解得m=1或m=-2.综上所述,m=±2或1.(2)(多选)已知集合M={-1,1},N={x|mx=1},且N⊆M,则实数m的值可以为()A.-2 B.-1 C.0 D.1【答案】BCD【解析】当N=∅时,满足N⊆M,此时m=0;当N≠∅时,m≠0,解mx=1可得,x=1m因为N⊆M,所以1m=-1或1当1m=-1时,m=-1当1m=1时,m综上所述,m=0或m=-1或m=1.题型三集合的基本运算命题点1集合的运算例3(1)(2022·新高考全国Ⅰ卷)若集合M={x|x<4},N={x|3x≥1},则M∩N等于()A.{x|0≤x<2} B.xC.{x|3≤x<16} D.x【答案】D【解析】因为M={x|x<4},所以M={x|0≤x<16};因为N={x|3x≥1},所以N=xx所以M∩N=x13(2)(2025·天津)已知集合U={1,2,3,4,5},A={1,3},B={2,3,5},则∁U(A∪B)等于()A.{1,2,3,4} B.{2,3,4}C.{2,4} D.{4}【答案】D【解析】由A={1,3},B={2,3,5},则A∪B={1,2,3,5},又集合U={1,2,3,4,5},故∁U(A∪B)={4}.命题点2利用集合的运算求参数的值(范围)例4(2026·衡水模拟)已知集合A={x|y=ln(1-x2)},B={x|x≤a},若(∁RA)∪B=R,则实数a的取值范围为()A.(1,+∞) B.[1,+∞)C.(-∞,1) D.(-∞,1]【答案】B【解析】由题可知A={x|y=ln(1-x2)}={x|-1<x<1},∁RA={x|x≤-1或x≥1},所以由(∁RA)∪B=R,得a≥1.【思维升华】对于集合的交、并、补运算,如果集合中的元素是离散的,可用Venn图表示;如果集合中的元素是连续的,可用数轴表示,此时要注意端点的情况.命题点3集合的应用(链接教材,人教A版必修第一册P15阅读与思考)容斥原理是一种数学计数方法,用于处理在计数过程中出现的重叠问题.其基本思想是先不考虑重叠的情况,将所有对象数目计算出来,然后再将重复计算的数目排除出去.我们把含有限个元素的集合A叫做有限集,用card(A)来表示有限集合A中元素的个数.例如,A={a,b,c},则card(A)=3.容斥原理告诉我们,如果被计数的事物有A,B,C三类,那么,card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(A∩C)+card(A∩B∩C).例5某校初一(4)班有学生46人,寒假参加体育训练,其中足球队25人,排球队22人,游泳队24人,足球、排球都参加的有12人,足球、游泳都参加的有9人,排球、游泳都参加的有8人,则三项都参加的人数为 ()A.2 B.3 C.4 D.5【答案】C【解析】设集合A={x|x是参加足球队的学生},集合B={x|x是参加排球队的学生},集合C={x|x是参加游泳队的学生},则card(A)=25,card(B)=22,card(C)=24,card(A∩B)=12,card(B∩C)=8,card(A∩C)=9.设三项都参加的有m人,即card(A∩B∩C)=m,card(A∪B∪C)=46,所以由card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(A∩C)+card(A∩B∩C),即46=25+22+24-12-8-9+m,解得m=4,故三项都参加的有4人.【思维升华】在解决数量关系问题、阴影面积问题时,通过应用容斥原理,可以有效地解决涉及重叠或包含关系的问题,确保计算结果的准确性.【跟踪训练】3(1)(2025·广东八校联考)设集合A={x|1<x<2},B={x|x<a},若A∩B=A,则a的取值范围是()A.[1,+∞) B.[2,+∞)C.(-∞,1] D.(-∞,2]【答案】B【解析】由A∩B=A知A⊆B,又A={x|1<x<2},B={x|x<a},所以a≥2.(2)(多选)已知全集U=R,集合M={x|-3≤x<4},N={x|x2-2x-8≤0},则()A.M∪N={x|-3≤x<4}B.M∩N={x|-2≤x<4}C.(∁UM)∪N=(-∞,-3)∪[-2,+∞)D.M∩(∁UN)=(-3,-2)【答案】BC【解析】由x2-2x-8≤0,得-2≤x≤4,所以N={x|-2≤x≤4},对于选项A,M∪N={x|-3≤x≤4},故A错误;对于选项B,M∩N={x|-2≤x<4},故B正确;对于选项C,由于∁UM=(-∞,-3)∪[4,+∞),故(∁UM)∪N=(-∞,-3)∪[-2,+∞),故C正确;对于选项D,由于∁UN=(-∞,-2)∪(4,+∞),故M∩(∁UN)=[-3,-2),故D错误.(3)某年级先后举行数理化三科竞赛,学生中至少参加一科的:数学203人,物理179人,化学165人;至少参加两科的:数学、物理143人,数学、化学116人,物理、化学97人;三科都参加的有90人.则参加竞赛的学生总人数是.
【答案】281【解析】由题意,用A,B,C分别表示参加数学竞赛、物理竞赛和化学竞赛的学生构成的集合,则card(A)=203,card(B)=179,card(C)=165,card(A∩B)=143,card(B∩C)=97,card(A∩C)=116,card(A∩B∩C)=90,因此card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(A∩C)+card(A∩B∩C)=203+179+165-143-97-116+90=281.所以参加竞赛的学生总人数是281.题型四集合的新定义问题例6(多选)设P是一个数集,且至少含有两个数,若对任意a,b∈P,都有a+b,a-b,ab,ab∈P(除数b≠0),则称P是一个数域.例如有理数集Q是一个数域;数集F={a+b2|a,b∈QA.0,1是任意数域中的元素B.若数集M,N都是数域,则M∪N是一个数域C.存在无穷多个数域D.若数集M,N都是数域,则有理数集Q⊆M∩N【答案】ACD【解析】对于A选项,由定义可知,对任意的数域P,至少含有两个数,则至少有一个非零元素a∈P,所以有a-a=0∈P,aa=1∈P,故A对于B选项,假设数域M={a+b2|a,b∈Q},N={a+b3|a,b∈Q},则当x=2∈M,y=3∈N时,x∈M∪N,y∈M∪N,x+y=2+3∉M且x+y=2+3∉N,故x+y=2+3∉M∪N,故B错误;对于C选项,可以利用题中的数域的例子进行构造,对于任意非完全平方数的正整数Z,集合P={a+bZ|a,b∈Q}都是数域,这样就有无穷多个数域,故C正确;对于D选项,在A选项的基础上进行证明:任意数域P,都有有理数集Q⊆P.因为0,1是任意数域中的元素,而且任意整数都可以看成有限个0或1的和或差,故所有整数都属于数域P,又任意有理数均能表示成两个整数的商,故所有有理数都属于数域P,即Q⊆P,所以Q⊆M,Q⊆N,即Q⊆M∩N,故D正确.【思维升华】此类题目常常以“问题”为核心,以“探究”为途径,以“发现”为目的,以集合为依托,考查学生理解问题、解决创新问题的能力.【跟踪训练】4(多选)(2025·渭南模拟)定义集合A与B的运算:A·B={x|x∈R,且x∉(A∪B)},A∘B={x|x∈R,且x∉(A∩B)}.已知A=(-1,4],B=[0,7),则()A.A·B=(-∞,-1]∪[7,+∞)B.A∘B=(-∞,0)∪(4,+∞)C.A·(∁RB)=[4,7]D.(∁RA)∘B=(-∞,4]∪[7,+∞)【答案】ABD【解析】∵A=(-1,4],B=[0,7),∴A∪B=(-1,7),A∩B=[0,4],∴A·B=(-∞,-1]∪[7,+∞),A∘B=(-∞,0)∪(4,+∞),选项A,B正确;∵∁RB=(-∞,0)∪[7,+∞),∴A∪(∁RB)=(-∞,4]∪[7,+∞),∴A·(∁RB)=(4,7),选项C错误;∵∁RA=(-∞,-1]∪(4,+∞),∴(∁RA)∩B=(4,7),∴(∁RA)∘B=(-∞,4]∪[7,+∞),选项D正确.【限时训练】(60分钟)一、单项选择题(每小题5分,共40分)1.(2025·全国Ⅱ卷)已知集合A={-4,0,1,2,8},B={x|x3=x},则A∩B等于()A.{0,1,2} B.{1,2,8}C.{2,8} D.{0,1}【答案】D【解析】B={x|x3=x}={x|x(x2-1)=0}={0,-1,1},故A∩B={0,1}.2.(2023·全国甲卷)设全集U=Z,集合M={x|x=3k+1,k∈Z},N={x|x=3k+2,k∈Z},则∁U(M∪N)等于()A.{x|x=3k,k∈Z}B.{x|x=3k-1,k∈Z}C.{x|x=3k-2,k∈Z}D.∅【答案】A【解析】方法一M={…,-2,1,4,7,10,…},N={…,-1,2,5,8,11,…},所以M∪N={…,-2,-1,1,2,4,5,7,8,10,11,…},所以∁U(M∪N)={…,-3,0,3,6,9,…},其元素都是3的倍数,即∁U(M∪N)={x|x=3k,k∈Z}.方法二集合M∪N表示被3除余1或2的整数集,则它在整数集中的补集是恰好被3整除的整数集.3.(2025·淄博模拟)已知集合A={e,log0.20.3,20.2},集合B={x|x(1-x)>0},则A∩B的子集的个数为()A.1 B.2 C.4 D.8【答案】B【解析】因为集合B={x|x(1-x)>0}={x|0<x<1},且e>1,0<log0.20.3<1,20.2>1,可得A∩B={log0.20.3},所以A∩B的子集的个数为2.4.(2026·宝鸡模拟)若集合A={x∈R|ax2-2x+1=0}中只有一个元素,则实数a等于()A.1 B.0 C.2 D.0或1【答案】D【解析】当a=0时,由ax2-2x+1=0可得x=12当a≠0时,则ax2-2x+1=0满足Δ=(-2)2-4a=0,解得a=1.综上,实数a的值为0或1.5.(2023·新课标Ⅱ卷)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则a等于()A.2 B.1 C.23 【答案】B【解析】若a-2=0,解得a=2,此时A={0,-2},B={1,0,2},不符合题意;若2a-2=0,解得a=1,此时A={0,-1},B={1,-1,0},符合题意.综上所述,a=1.6.(2026·保定模拟)如图,已知全集U={-2,-1,0,1,2,3},集合A={1,2,3},B={x∈Z|(x+2)(x-1)≤0},则图中阴影部分表示的集合为()A.{2} B.{3}C.{2,3} D.[2,3]【答案】C【解析】由(x+2)(x-1)≤0,解得-2≤x≤1,所以B={-2,-1,0,1},又全集U={-2,-1,0,1,2,3},A={1,2,3},所以图中阴影部分表示的集合为A∩(∁UB)={2,3}.7.(2020·新高考全国Ⅰ卷)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是()A.62% B.56% C.46% D.42%【答案】C【解析】用Venn图表示该中学喜欢足球和游泳的学生所占的比例之间的关系如图,设既喜欢足球又喜欢游泳的学生占该中学学生总数的比例为x,则(60%-x)+(82%-x)+x=96%,解得x=46%.8.设集合I={1,3,5,7},若非空集合A同时满足:①A⊆I;②card(A)≤min(A)(其中card(A)表示A中元素的个数,min(A)表示集合A中最小的元素),称集合A为I的一个“好子集”,则I的所有“好子集”的个数为()A.7 B.8 C.9 D.10【答案】B【解析】当card(A)=1,即集合A中元素的个数为1时,A的可能情况为{1},{3},{5},{7};当card(A)=2,即集合A中元素的个数为2时,A的可能情况为{3,5},{3,7},{5,7};当card(A)=3,即集合A中元素的个数为3时,A的可能情况为{3,5,7},综上所述,I的所有“好子集”的个数为8.二、多项选择题(每小题6分,共18分)9.已知A,B是全集U的两个非空真子集,下列说法中一定正确的是()A.A∩B=∅B.A⊆(A∪B)C.(∁UA)∪A=UD.(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B)【答案】BCD【解析】如图所示,A∩B≠∅,A选项错误;A⊆(A∪B),(∁UA)∪A=U,(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B),BCD选项正确.10.已知A={x|x2+px+1=0},M={x|x>0},若A∩M=∅,则实数p的可能取值为()A.0 B.-3 C.3 D.5【答案】ACD【解析】当A=∅时,Δ=p2-4<0,解得-2<p<2;当A≠∅,即p≤-2或p≥2时,此时方程x2+px+1=0的两个根x1,x2需满足小于等于0,则x1x2=1>0,x1+x2=-p<0,得p>0,∴p≥2,综上,p>-2.11.(2025·聊城模拟)已知[x]表示不超过x的最大整数,例如:[2.1]=2,[-3.5]=-4,[0]=0,A={y|y=[x],-1.1<x≤3.2},B={y|-10≤y≤m},下列说法正确的是()A.集合A={-1,0,1,2,3}B.集合A的非空真子集的个数是62C.若“y∈A”是“y∈B”的充分不必要条件,则m的取值范围是[3,+∞)D.若A∩B=∅,则m的取值范围是(-∞,-2)【答案】BCD【解析】当-1.1<x<-1时,y=[x]=-2,当-1≤x<0时,y=[x]=-1,当0≤x<1时,y=[x]=0,当1≤x<2时,y=[x]=1,当2≤x<3时,y=[x]=2,当3≤x≤3.2时,y=[x]=3,所以A={-2,-1,0,1,2,3},集合A的非空真子集有26-2=62(个),故A错误,B正确;若“y∈A”是“y∈B”的充分不必要条件,则A是B的真子集,所以m≥3,C正确;若A∩B=∅,当B=∅时,m<-10;当B≠∅时,m≥−10,m<−2,解得综上,m<-2,故D正确.三、填空题(每小题5分,共15分)12.(2025·上海改编)已
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