专题一集合、集合的关系、集合的运算核心素养练习一、核心素养聚焦考点一逻辑推理-集合元素的互异性例题8.已知集合A含有两个元素a和a2,若1∈A,求实数a的值。
【答案】a=-1【解析】若1∈A,则a=1或a2=1,即a=±1.当a=1时,集合A有重复元素,所以a≠1;当a=-1时,集合A含有两个元素1,-1,符合集合中元素的互异性,所以a=-1。
考点二数学抽象-子(真子)集个数例题9.已知集合M满足:{1,2}M⊆{1,2,3,4,5},写出集合M所有的可能情况.【解析】由题意可以确定集合M必含有元素1,2,且至少含有元素3,4,5中的一个,因此依据集合M 的元素个数分类如下:含有3个元素:{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5};含有4个元素:{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5};含有5个元素:{1,2,3,4,5}.故满足条件的集合M为{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}.考点三数学运算-集合运算例题10、设A={x|x2+ax+12=0},B={x|x2+3x+2b=0},A∩B={2},C={2,-3}.(1)求a,b的值及A,B;(2)求(A∪B)∩C.【答案】(1)a=-8,b=-5,A={2,6},B={2,-5}.(2)(A∪B)∩C={2}.【解析】(1)∵A∩B={2},∴4+2a+12=0,即a=-8,4+6+2b=0,即b=-5,∴A={x|x2-8x+12=0}={2,6},B={x|x2+3x-10=0}={2,-5}.(2)∵A∪B={-5,2,6},C={2,-3},∴(A∪B)∩C={2}.考点四直观想象-补集例题11.已知全集U={x|x≤5},集合A={x|-3≤x<5},则∁U A=________.【答案】∁U A={x|x<-3或x=5}.【解析】将集合U和集合A分别表示在数轴上,如图所示.由补集的定义可知∁U A={x|x<-3或x=5}.二、学业质量测评一、选择题1.(2019·全国高一单元测试)已知集合M={-1,0},则满足M∪N={-1,0,1}的集合N的个数是()A .2B .3C .4D .8【答案】C【解析】因为由M ∪N={-1,0,1},得到集合M ⊆M ∪N ,且集合N ⊆M ∪N ,又M={0,-1},所以元素1∈N ,则集合N 可以为{1}或{0,1}或{-1,1}或{0,-1,1},共4个.故选C2.(2019·全国高一单元测试)已知M ={x ∈R|x },a =π,有下列四个式子:(1)a ∈M ;(2){a }⊆M ;(3)a ⊆M ;(4){a }∩M =π.其中正确的是( )A.(1)(2)B.(1)(4)C.(2)(3)D.(1)(2)(4)【答案】A【解析】由题意,(1)中,根据元素与集合的关系,可知是正确的;(2)中,根据集合与集合的关系,可知是正确的; (3)是元素与集合的关系,应为a ∈M ,所以不正确;(4)应为{a}∩M ={π},所以不正确,故选A .3.(2019·全国高一单元测试)设集合{|32}M m m =∈-<<Z ,{|13}N n n M N =∈-≤≤⋂=Z ,则A .{}01,B .{}101-,,C .{}012,,D .{}1012-,,, 【答案】B 【解析】依题意{}{}2,1,0,1,1,0,1,2,3,M N =--=-∴{}1,0,1M N ⋂=-.故选B 。
4.(2019·北京市十一学校高一单元测试)已知集合2{1,2,3},{|20}A B x Z x x ==∈--<,则A B =()A .{1}B .{1,2}C .{0,1,2,3}D .{1,0,1,2,3}- 【答案】C【解析】由题可得,集合B 中的不等式()()22021012x x x x x --<⇒-+<⇒-<<,又x Z ∈,{}0,1B ∴=,A B ={0,1,2,3}答案选C5.(2019·全国高一单元测试)设M ,P 是两个非空集合,定义M 与P 的差集M -P ={x |x ∈M 且x ∉P },则M -(M -P )等于( )A .PB .MC .M ∩PD .M ∪P【答案】C 【解析】由题意,作出Venn 图,如图所示:可得M -(M -P )= M ∩P ,故选C.6.(2017·全国高一单元测试) 设全集U 是自然数集N ,集合A ={x |x 2>4,x ∈N},B ={0,2,3},则图中阴影部分所表示的集合是( )A.{x |x >2,x ∈N}B.{x |x ≤2,x ∈N}C.{0,2}D.{1,2}【答案】C【解析】 由题图可知,图中阴影部分所表示的集合是B ∩(∁U A ),∁U A ={x |x 2≤4,x ∈N}={x |-2≤x ≤2,x ∈N}={0,1,2},∵B ={0,2,3},∴B ∩(∁U A )={0,2},选C.7.(2017·全国高一单元测试)若集合A ={x |kx 2+4x +4=0,x ∈R}中只有一个元素,则实数k 的值为( )A .1B .0C .0或1D .以上答案都不对【答案】C【解析】当k =0时,A ={-1};当k ≠0时,Δ=16-16k =0,k =1.故k =0或k =1.选C.二、填空题8.(2019·北京市十一学校高一单元测试)设集合{1,2,3,4,5,6},{4,5,6,7,8}A B ==,则满足S A ⊆且S B φ⋂≠的集合S 的个数是__________个【答案】56【解析】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,{4,5,6,7,8}S B B ⋂≠∅=,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64856-=.9.(2019·北京市十一学校高一单元测试)已知全集{}{}2{2,3,23},1,2,3U U a a A a C A a =+-=+=+,则a 的值为__________【答案】2【解析】由补集概念及集合中元素互异性知a 应满足()()()()22222233(1)323|1|23(2)|1|3232(3)232233(4)2123433a a a a a a a a A a a B a a a a a a ⎧+=+=+-⎪+=+-⎧⎪⎪⎨+=⎪⎨+-≠⎪⎪+-≠⎪⎪+-≠+-≠⎩⎩或 分两种情况进行讨论: 在A 中,由(1)得a=0依次代入(2)、(3)、(4)检验,不合②,故舍去。
在B 中,由(1)得a=-3,a=2,分别代入(2、(3)、(4)检验,a=-3不合②,故舍去,a=2能满足②③④,故a=2符合题意。
答案为:210.(2019·北京市十一学校高一单元测试)已知集合2{2},{|210}A B x x x a =-=++-=,且A B B =,则满足条件的实数a 组成的集合为__________ 【答案】{}2a a >【解析】若集合{}=2B -,将-2带入B 中,则应满足44+10a --=,1a =,反求得集合{}0,2B =-,与假设矛盾,排除1a =若B =∅,则∆<0,即()=4-410a ∆-<,2a >所以满足条件的a 组成的集合为{}2a a >11.(2018·江西高一单元测试)用列举法表示集合10|,1M m Z m Z m ⎧⎫=∈∈⎨⎬+⎩⎭=________. 【答案】{-11,-6,-3,-2,0,1,4,9}. 【解析】101Z m Z m ∈∈+,, 1m ∴+为10的因数则11251010521m +=----,,,,,,,014911632m ∴=----,,,,,,,则答案为{}116320149----,,,,,,, 三、解答题12.(2019·全国高一单元测试)已知A ={a −1,2a 2+5a +1,a 2+1}, −2∈A ,求实数a 的值.【答案】−32【解析】因为−2∈A ,所以有a −1=−2,或2a 2+5a +1=−2,显然a 2+1≠−2, 当a −1=−2时,a =−1,此时a −1=2a 2+5a +1=−2不符合集合元素的互异性,故舍去;当2a 2+5a +1=−2时,解得a =−32,a =−1由上可知不符合集合元素的互异性,舍去,故a =−32.13.(2017·全国高一单元测试) 已知A ={x |a -4<x <a +4},B ={x |x <-1或x >5}.(1)若a =1,求A ∩B ;(2)若A ∪B =R ,求实数a 的取值范围.【答案】(1) {x |-3<x <-1}. (2){a |1<a <3}.【解析】(1)当a =1时,A ={x |-3<x <5},B ={x |x <-1或x >5}.所以A ∩B ={x |-3<x <-1}.(2)因为A ={x |a -4<x <a +4},B ={x |x <-1或x >5},又A ∪B =R ,所以⇒1<a <3. 所以所求实数a 的取值范围是{a |1<a <3}.14.(2010·全国高一单元测试)设集合222{|40},{|2(1)10}A x x x B x x a x a =+==+++-=,若A∩B=B ,求a 的取值范围.【答案】a=1或a≤﹣1【解析】根据题意,集合A={x|x 2+4x=0}={0,﹣4},若A∩B=B ,则B 是A 的子集, 且B={x|x 2+2(a+1)x+a 2﹣1=0},为方程x 2+2(a+1)x+a 2﹣1=0的解集, 分4种情况讨论:①B=∅,△=[2(a+1)]2﹣4(a 2﹣1)=8a+8<0,即a <﹣1时,方程无解,满足题意; ②B={0},即x 2+2(a+1)x+a 2﹣1=0有两个相等的实根0,则有a+1=0且a 2﹣1=0,解可得a=﹣1,③B={﹣4},即x 2+2(a+1)x+a 2﹣1=0有两个相等的实根﹣4,则有a+1=4且a 2﹣1=16,此时无解,④B={0、﹣4},即x2+2(a+1)x+a2﹣1=0有两个的实根0或﹣4,则有a+1=2且a2﹣1=0,解可得a=1,综合可得:a=1或a≤﹣1.。