高一数学寒假作业01 集合及其运算(教师版)

高一数学寒假作业专题01集合及其运算
1．给出下列表述：①联合国常任理事国；②充分接近√2的实数的全体；③方程x2+x−1=0的实数根④全国著名的高等院校.以上能构成集合的是（）
A．①③B．①②C．①②③D．①②③④
【答案】A
【解析】
①联合国的常任理事国有：中国、法国、美国、俄罗斯、英国.所以可以构成集合.
②中的元素是不确定的，不满足集合确定性的条件，不能构成集合.
③方程x2+x−1=0的实数根是确定，所以能构成集合.
④全国著名的高等院校.不满足集合确定性的条件，不构成集合.
故选：A
2．设集合U={1,2,3,4,5}，M={1,2}，N={2,3}，则∁U(M⋃N)=（）
A．{4,5}B．{1,2}
C．{2,3}D．{1,3,4,5}
【答案】A
【解析】
根据题意，易得M⋃N={1,2,3}，故∁U(M∪N)={4,5}．
故选：A.
3．若集合A={x|−1<x<1},B={x|0≤x≤2}，则A⋂B=（）
A．{x|−1<x<1}B．{x|−1<x<2}C．{x|0≤x<1}D．{x|−1<x<0}【答案】C
【解析】
因为A={x|−1<x<1},B={x|0≤x≤2}，
所以A⋂B={x|0≤x<1}.
故选：C.
4．已知集合A满足{1}⊆A⫋{1,2,3,4}，这样的集合A有（）个
A．5B．6C．7D．8
【答案】C
【解析】
由题得集合A={1},{1,2},{1,3},{1,4},{1,2,3},{1,2,4},{1,3,4}.
故选：C
5．已知集合A={x|y=log2(x+1)}，B={x∈Z||x−1|≤1}，则A⋂B=（）A．{x|−1<x<2}B．{x∈Z|0≤x≤2}
C．{x|0≤x<2}D．{0,1}
【答案】B
【解析】
因为A={x|x>−1},B={x∈Z|0≤x≤2}，
所以A∩B={x∈Z|0≤x≤2}
故选：B.
6．60名学生参加甲、乙两项体育活动，每人至少参加了一项，参加甲项的学生有40名，参加乙项的学生有35名，则仅参加了一项活动的学生人数为（）
A．50B．35C．40D．45
【答案】D
【解析】
用集合A表示参加甲项体育活动的学生，用集合B表示参加乙项体育活动的学生，
用card(A)来表示有限集合A中的元素个数，
于是有：card(A∪B)=card(A)+card(B)−card(A∩B)，
即：60=40+35−card(A⋂B)⇒card(A⋂B)=15，
因此仅参加了一项活动的学生人数为：60−15=45，
故选：D
7．已知全集U=R，集合A={x|0≤x≤2}，B={x|x2−x>0}，则图中的阴影部分表示的集合为（）
A．{x|x≤1或x>2}B．{x|x<0或1<x<2}
C．{x|1≤x<2}D．{x|1<x≤2}
【答案】A
【解析】
解不等式可得B={x|x<0或x>1}，
由题意可知阴影部分表示的集合为∁U(A⋂B)⋂(A⋃B)，
且A⋂B={x|1<x≤2}，A⋃B=R，
∴∁U(A⋂B)={x|x≤1或x>2}，
所以∁U(A⋂B)⋂(A⋃B)={x|x≤1或x>2}，
故选：A.
8．若函数f(x)=√x2−5x+6的定义域是F，g(x)=√x−2+√x−3的定义域是G，则F 和G的关系是（）
A ．G ⊂F
B ．F ⊂G
C ．F =G
D ．F ∩G =∅
【答案】A
【解析】
由题设，x 2−5x +6=(x −2)(x −3)≥0，可得F ={x|x ≤2或x ≥3}，
又{x −2≥0x −3≥0，可得G ={x|x ≥3}，
∴G ⊂F .
故选：A.
9．设P ={x|x ≤3}，a =2√2，则下列关系中正确的是（ ）
A ．a ⊆P
B ．a ∈P
C ．{a }⊆P
D ．{a }∈P
【答案】BC
【解析】
因为2√2≤3，
所以2√2∈{x|x ≤3}，
即a ∈P ，{a }⊆P
故选：BC
10．如图所示的阴影部分表示的集合是（ ）
A ．M ∩(N ∩P)
B ．(
C U M )∩(N ∩P)
C ．P ∩[C U (M ∪N)]
D ．P ∩(C U M )∩(C U N )
【答案】CD
【解析】
A 选项表示的是图1的部分，不合题意，
B选项表示的是图2的部分，不合题意
CD选项表示的是题干中的阴影部分
故选：CD
11．已知集合M={2,4}，集合M⊆N {1,2,3,4,5}，则集合N可以是（）A．{2,4}B．{2,3,4}
C．{1,2,3,4}D．{1,2,3,4,5}
【答案】ABC
【解析】
因为集合M={2,4}，
对于A：N={2,4}满足M⊆N {1,2,3,4,5}，所以选项A符合题意；
对于B：N={2,3,4}满足M⊆N {1,2,3,4,5}，所以选项B符合题意；
对于C：N={1,2,3,4}满足M⊆N {1,2,3,4,5}，所以选项C符合题意；
对于D：N={1,2,3,4,5}不是{1,2,3,4,5}的真子集，故选项D不符合题意，故选：ABC.
12．集合A ，B 是实数集R 的子集，定义A −B ={x|x ∈A,x ∉B }，A ∗B =(A −B )∪(B −A )叫做集合的对称差．若集合A ={y|y =(x −1)2+1,0≤x ≤3}，B ={y|y =x 2+1,1≤x ≤3}，则以下说法正确的是（ ）
A ．A ={y|−1≤y ≤5}
B ．A −B ={y|1≤y <2}
C ．B −A ={y|5<y ≤10}
D ．A ∗B ={y|1<y ≤2}∪{y|5<y ≤10}
【答案】BC
【解析】
A ={y|y =(x −1)2+1,0≤x ≤3}={y |1≤y ≤5}，A 错误；
B ={y|y =x 2+1,1≤x ≤3}={y |2≤y ≤10}，A −B ={x |1≤x <2}，B 正确； B −A ={y|5<y ≤10}，
C 正确；
A ∗
B =(A −B )∪(B −A )={y|1≤y <2}∪{y|5<y ≤10}，D 错误.
故选：BC.
三、填空题
13．已知集合M ={y |y =x,x ≥0}，N ={x |y =lg (2x −x 2)}，则M⋂N =______．
【答案】(0,2)
【解析】
M ={y |y =x,x ≥0}={y|y ≥0}，
N ={x |y =lg (2x −x 2)}={x |2x −x 2⟩0}={x|x 2−2x <0}={x|0<x <2}， 所以M ∩N ={x|0<x <2}=(0,2)，
故答案为：(0,2).
14．若集合A ={x ∈R |ax 2−2x +1=0}中只有一个元素，则a =_________.
【答案】0或1或0
【解析】
因集合A ={x ∈R |ax 2−2x +1=0}中只有一个元素，
则当a =0时，方程为−2x +1=0，解得x =12，即集合A ={12}，则a =0，
当a ≠0时，由Δ=22−4a =0，解得a =1，集合A ={1}，则a =1，
所以a =0或a =1.
故答案为：0或1
15．我们将b −a 称为集合{x |a ≤x ≤b }的“长度”．若集合M ={x |m ≤x ≤m +2022}，N ={x |n −2023≤x ≤n }，且M ，N 都是集合{x |0≤x ≤2024}的子集，则集合M ∩N 的“长度”的最小值为______．
【答案】2021
【解析】
由题意得，M的“长度”为2022，N的“长度”为2023，
要使M∩N的“长度”最小，则M，N分别在{x|0≤x≤2024}的两端．
当m=0，n=2024时，得M={x|0≤x≤2022}，N={x|1≤x≤2024}，
则M∩N={x|1≤x≤2022}，此时集合M∩N的“长度”为2022−1=2021；
当m=2，n=2023时，M={x|2≤x≤2024}，N={x|0≤x≤2023}，
则M∩N={x|2≤x≤2023}，此时集合M∩N的“长度”为2023−2=2021．
故M∩N的“长度”的最小值为2021．
故答案为：2021
16．当两个集合中有一个集合为另一集合的子集时称这两个集合之间构成“全食”，当两个集
合有公共元素，但互不为对方子集时称两集合之间构成“偏食”.对于集合A={−1
2，1
2
,1}，B
={x|ax2+1=0,a≤0}，若A与B构成“全食”，或构成“偏食”，则a的取值集合为__________ _.
【答案】{0,−1,−4}
【解析】
当A与B构成“全食”即B⊆A时，
当a=0时，B=∅；
当a≠0时，B={√−1
a ,−√−1
a
}，
又∵B⊆A，
∴a=−4；
当A与B构成构成“偏食”时，A⋂B≠∅且B⊈A，
∴a=−1．
故a的取值为：0，−1，−4，
故答案为：{0,−1,−4}
17．已知集合A={x|1≤x≤4},B={x|2<x<5},C={x|a−1≤x≤a+1}，且B∪C= B.
（1）求实数a的取值范围；
（2）若全集U=A⋃(B⋃C)，求∁U B.
【答案】
（1）(3,4)；
（2）∁U B={x|1≤x≤2}.
【解析】
（1）由B∪C=B，可知C⊆B，
又∵B={x|2<x<5},C={x|a−1≤x≤a+1}，
∴2<a−1<a+1<5，解得：3<a<4，
∴实数a的取值范围是(3,4).
（2）依题意得，U=A⋃(B⋃C)=A⋃B，
又A={x|1≤x≤4},B={x|2<x<5}，
∴U={x|1≤x<5}，
∴∁U B={x|1≤x≤2}.
18．设全集U=R，集合A={x|x−6
x+5
≤0}，B={x|x2+5x−6≥0}，求：（1）A∩∁U B；
（2）(∁U A)∪(∁U B).
【答案】
（1）A⋂∁U B={x|−5<x<1}；
（2）(∁U A)∪(∁U B)={x|x<1或x>6}.
【解析】
（1）由x−6
x+5≤0可得{(x−6)(x+5)≤0
x+5≠0，解得：−5<x≤6，
所以A={x|−5<x≤6}，
由x2+5x−6≥0，可得(x−1)(x+6)≥0，解得：x≤−6或x≥1，
所以B={x|x≤−6或x≥1}，所以∁U B={x|−6<x<1}，
所以A⋂∁U B={x|−5<x<1}.
（2）由（1）知A={x|−5<x≤6}，所以∁U A={x|x≤−5或x>6}，
所以(∁U A)∪(∁U B)={x|x<1或x>6}.
19．已知集合A={x|log2(x+1)<4}，B={x|4x>8}，C={x|a−1≤x≤2a+1}.（1）计算A⋂B；
（2）若C⊆(A∩B)，求实数a的取值范围.
【答案】
（1）{x∣3
2
<x<15}
（2）(−∞,−2)∪(5
2
,7)
【解析】
（1）由log2(x+1)<4得log2(x+1)<log224，
又函数y=log2x在(0,+∞)上单调递增，
则0<x+1<24即A={x∣−1<x<15}，
由4x>8，得x>3
2，即B={x∣x>3
2
}，
则A ∩B ={x ∣32<x <15}.
（2）因为C ⊆(A ∩B )，
当C =∅时，2a +1<a −1，即a <−2；
当C ≠∅时，由C ⊆(A ∩B )，可得
{2a +1⩾a −1,
a −1>32,2a +1<15,
即52<a <7，
综上，a 的取值范围是(−∞,−2)∪(52,7).
20．已知集合A ={x|a ≤x ≤a +3}，B ={x|x <−6或x >1}．
（1）若A⋂B =∅，求a 的取值范围；
（2）若A ∪B =B ，求a 的取值范围．
【答案】
（1）{a|−6≤a ≤−2}；
（2）{a|a <−9或a >1}.
【解析】
（1）因为A⋂B =∅，所以{a ≥−6a +3≤1
，解得：−6≤a ≤−2， 所以a 的取值范围是{a|−6≤a ≤−2}.
（2）因为A ∪B =B ，所以A ⊆B ，所以a +3<−6或a >1，解得：a <−9或a >1， 所以a 的取值范围是{a|a <−9或a >1}．
21．已知集合P ={x|x 2+4x =0}，Q ={x|x 2−4mx −m 2+1=0}.
（1）若1∈Q ，求实数m 的值；
（2）若P⋃Q =P ，求实数m 的取值范围.
【答案】
（1）m =−2±√6.
（2）−√55<m <√55或m =−1. 【解析】
（1）由1∈Q 得1−4m −m 2+1=0，即m 2+4m −2=0，
解得m =−2±√6；
（2）因为P⋃Q =P ，所以Q ⊆P ，
由P ={0,−4}知Q 可能为∅,{0},{−4},{0,−4}；
①当Q =∅，即x 2−4mx −m 2+1=0无解，所以Δ=16m 2+4m 2−4=20m 2−4<0， 解得−√55<m <√55；
②当Q={0}，即x2−4mx−m2+1=0有两个等根为0，所以依据韦达定理知{Δ=0,
0=4m,
0=1−m2
所以m无解；
③当Q={−4}，即x2−4mx−m2+1=0有两个等根为−4，所以依据韦达定理知
{Δ=0,
−8=4m,
16=1−m2
所以m无解；
③当Q={0,−4}，即x2−4mx−m2+1=0有两个根为0，−4，所以依据韦达定理知
{Δ>0,
−4=4m,
0=1−m2
解得m=−1；
综上，−√5
5<m<√5
5
或m=−1.
22．已知集合A={x|3−a≤x≤3+a}，B={x|x2−4x≥0}.
（1）当a=2时，求A⋂B；
（2）若a>0，且“x∈A”是“x∈∁R B”的充分不必要条件，求实数a的取值范围.【答案】
（1）[4,5]
（2）0<a<1
【解析】
（1）x2−4x=x(x−4)≥0，解得x≤0或x≥4，
所以B=(−∞,0]∪[4,+∞)
a=2时，A=[1,5]，
所以A∩B=[4,5].
（2）∁R B=(0,4)，
因为“x∈A”是“x∈∁R B”的充分不必要条件，所以A是∁R B的真子集，且A≠∅；∴{3−a>0
3+a<4
所以实数a的取值范围为：0<a<1.。