最新-创新设计2018高考数学一轮复习第一章集合训练理新人教A版 精品

【创新设计】2018高考数学一轮复习第一章集合训练理新人教A版[备考方向要明了][归纳·知识整合]1．元素与集合(1)集合元素的特性：确定性、互异性、无序性．(2)集合与元素的关系：若a属于A，记作a∈A；若b不属于A，记作b∉A.(3)集合的表示方法：列举法、描述法、图示法．(4)常见数集及其符号表示[探究] 1.集合A＝{x|x2＝0}，B＝{x|y＝x2}，C＝{y|y＝x2}，D＝{(x，y)|y＝x2}相同吗？它们的元素分别是什么？提示：这4个集合互不相同，A是以方程x2＝0的解为元素的集合，即A＝{0}；B是函数y＝x2的定义域，即B＝R；C是函数y＝x2的值域，即C＝{y|y≥0}；D是抛物线y＝x2上的点组成的集合．2．0与集合{0}是什么关系？∅与集合{∅}呢？提示：0∈{0}，∅∈{∅}或∅⊆{∅}．2．集合间的基本关系A B或B A∅⊆A∅B(B≠∅)[探究] 3.对于集合A，B，若A∩B＝A∪B，则A，B有什么关系？提示：A＝B.假设A≠B，则A∩B A∪B，与A∩B＝A∪B矛盾，故A＝B.3．集合的基本运算[探究] 4.同一个集合在不同全集中的补集相同吗？提示：一般情况下不相同，如A＝{0,1}在全集B＝{0,1,2}中的补集为∁B A＝{2}，在全集D＝{0,1,3}中的补集为∁D A＝{3}．[自测·牛刀小试]1．(2018·山东高考)已知全集U＝{0,1,2,3,4}，集合A＝{1,2,3}，B＝{2,4}，则(∁U A)∪B为( )A．{1,2,4} B．{2,3,4}C．{0,2,4} D．{0,2,3,4}解析：选C 由题意知∁U A＝{0,4}，又B＝{2,4}，所以(∁U A)∪B＝{0,2,4}．2．(教材改编题)已知集合A＝{x|2x－3<3x}，B＝{x|x≥2}，则( )A．A⊆B B．B⊆AC．A⊆∁R B D．B⊇∁R A解析：选B ∵A＝{x|2x－3<3x}＝{x|x>－3}，B＝{x|x≥2}，∴B⊆A.3．已知集合M＝{1，m＋2，m2＋4}，且5∈M，则m的值为( )A．1或－1 B．1或3C．－1或3 D．1，－1或3解析：选B ∵5∈{1，m＋2，m2＋4}，∴m＋2＝5或m2＋4＝5，即m＝3或m＝±1.当m＝3时，M＝{1,5,13}；当m＝1时，M＝{1,3,5}；当m＝－1时M＝{1,1,5}不满足互异性．∴m的值为3或1.4．(教材改编题)已知集合A＝{1,2}，若A∪B＝{1,2}，则集合B有________个．解析：∵A＝{1,2}，A∪B＝{1,2}，∴B⊆A，∴B＝∅，{1}，{2}，{1,2}．答案：45．已知集合A＝{x|a－1≤x≤a＋1}，B＝{x|x2－5x＋4≥0}，若A∩B＝∅，则实数a的取值范围是________．解析：∵B＝{x|x2－5x＋4≥0}＝{x|x≥4，或x≤1}，且A∩B＝∅，∴⎩⎪⎨⎪⎧a －1>1，a ＋1<4，∴⎩⎪⎨⎪⎧a >2，a <3.即2<a <3.答案：(2,3)[例1] (1)(2018·新课标全国卷)已知集合A ＝{1,2,3,4,5}，B ＝{(x ，y )|x ∈A ，y ∈A ，x －y ∈A }，则B 中所含元素的个数为( )A ．3B ．6C ．8D ．10(2)已知集合A ＝{－4,2a －1，a 2}，B ＝{a －5,1－a,9}，若9∈(A ∩B )，则实数a 的值为________．[自主解答] (1)法一：由x －y ∈A ，及A ＝{1,2,3,4,5}得x >y ，当y ＝1时，x 可取2,3,4,5，有4个；y ＝2时，x 可取3,4,5，有3个；y ＝3时，x 可取4,5，有2个；y ＝4时，x 可取5，有1个．故共有1＋2＋3＋4＝10(个)．法二：因为A 中元素均为正整数，所以从A 中任取两个元素作为x ，y ，满足x >y 的(x ，y )即为集合B 中的元素，故共有C 25＝10个．(2)∵9∈(A ∩B )，∴9∈A 且9∈B ， ∴2a －1＝9或a 2＝9.∴a ＝5或a ＝±3.当a ＝5时，A ＝{－4,9,25}，B ＝{0，－4，9}，符合题意；当a ＝3时，A ＝{－4,5,9}，B 不满足集合中元素的互异性，故a ≠3；当a ＝－3时，A ＝{－4，－7,9}，B ＝{－8,4,9}，符合题意．∴a ＝5或a ＝－3. [答案] (1)D (2)5或－3本例(2)中，将“9∈(A ∩B )”改为“A ∩B ＝{9}”，其他条件不变，则实数a 为何值？ 解：∵A ∩B ＝{9}，∴9∈A 且9∈B ， ∴2a －1＝9或a 2＝9， 即a ＝5或a ＝±3.当a ＝5时，A ＝{－4，9，25}，B ＝{0，－4，9}， ∴A ∩B ＝{－4，9}，不满足题意， ∴a ≠5.当a ＝3时，A ＝{－4，5，9}，B ＝{－2，－2，9}，不满足集合中元素的互异性，∴a ≠3.当a ＝－3时，A ＝{－4，－7，9}，B ＝{－8，4，9}， ∴A ∩B ＝{9}，符合题意， 综上a ＝－3. ———————————————————解决集合问题的一般思路(1)研究一个集合，首先要看集合中的代表元素，然后再看元素的限制条件，当集合用描述法表示时，注意弄清其元素表示的意义是什么．(2)对于含有字母的集合，在求出字母的值后，要注意检验集合是否满足互异性．1．(1)已知非空集合A ＝{x ∈R |x 2＝a －1}，则实数a 的取值范围是________． (2)已知集合A ＝{x |x 2－2x ＋a >0}，且1∉A ，则实数a 的取值范围是________． 解析：(1)∵集合A ＝{x ∈R |x 2＝a －1}为非空集合， ∴a －1≥0，即a ≥1.(2)∵1∉{x |x 2－2x ＋a >0}，∴1∈{x |x 2－2x ＋a ≤0}， 即1－2＋a ≤0，∴a ≤1.答案：(1)[1，＋∞) (2)(－∞，1][例2] 已知集合A ＝{x |0<ax ＋1≤5}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－12<x ≤2，若A ⊆B ，则实数a 的取值范围是________．[自主解答] A 中不等式的解集应分三种情况讨论： ①若a ＝0，则A ＝R ；②若a <0，则A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |4a≤x <－1a ；③若a >0，则A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |－1a<x ≤4a .当a ＝0时，若A ⊆B ，此种情况不存在． 当a <0时，若A ⊆B ，如图，则⎩⎪⎨⎪⎧4a >－12，－1a ≤2，即⎩⎪⎨⎪⎧a >0或a <－8，a >0或a ≤－12.又∵a <0，∴a <－8. 当a >0时，若A ⊆B ，如图，则⎩⎪⎨⎪⎧－1a ≥－12，4a ≤2，即⎩⎪⎨⎪⎧a ≥2或a <0，a ≥2或a <0.又∵a >0，∴a ≥2.综上知，当A ⊆B 时，a <－8或a ≥2. [答案] (－∞，－8)∪[2，＋∞)保持例题条件不变，当a 满足什么条件时，B ⊆A? 解：当a ＝0时，显然B ⊆A ； 当a <0时，若B ⊆A ，如图，则⎩⎪⎨⎪⎧4a ≤－12，－1a >2，即⎩⎪⎨⎪⎧－8≤a <0，－12<a <0.又∵a <0，∴－12<a <0.当a >0时，若B ⊆A ，如图，则⎩⎪⎨⎪⎧－1a ≤－12，4a ≥2，即⎩⎪⎨⎪⎧0<a ≤2，0<a ≤2.又∵a >0，∴0<a ≤2.综上知，当B ⊆A 时，－12<a ≤2.——————————————————— 根据两集合的关系求参数的方法已知两集合的关系求参数时，关键是将两集合的关系转化为元素间的关系，进而转化为参数满足的关系，解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn 图帮助分析，而且经常要对参数进行讨论．2．若集合A ＝{x |x 2＋ax ＋1＝0，x ∈R }，集合B ＝{1,2}，且A ⊆B ，则实数a 的取值范围是________．解析：(1)若A ＝∅，则Δ＝a 2－4<0，解得－2<a <2；(2)若1∈A ，则12＋a ＋1＝0，解得a ＝－2，此时A ＝{1}，符合题意；(3)若2∈A ，则22＋2a ＋1＝0，解得a ＝－52，此时A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫2，12，不合题意．综上所述，实数a 的取值范围为[－2,2)． 答案：[－2,2)[例3] (1)(2018·北京高考)已知集合A ＝{x ∈R |3x ＋2＞0}，B ＝{x ∈R |(x ＋1)(x －3)＞0}，则A ∩B ＝( )A ．(－∞，－1) B.⎝⎛⎭⎪⎫－1，－23 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫－23，3D ．(3，＋∞)(2)(2018·威海模拟)已知集合A ＝{1,2a}，B ＝{a ，b }，若A ∩B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫12，则A ∪B ＝( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫12，1，bB.⎩⎨⎧⎭⎬⎫12，－1 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫12，1 D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫12，1，－1 (3)(2018·武汉模拟)已知A ，B 均为集合U ＝{1,2,3,4,5,6}的子集，且A ∩B ＝{3}，(∁UB )∩A ＝{1}，(∁U A )∩(∁U B )＝{2,4}，则B ∩(∁U A )＝________.[自主解答] (1)∵A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >－23，B ＝{x |x <－1，或x >3}，∴A ∩B ＝{x |x >3}．(2)由A ∩B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫12得2a＝12，解得a ＝－1，则b ＝12.所以A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫1，12，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫－1，12，则A∪B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫1，－1，12.(3)依题意及韦恩图得，B ∩(∁U A )＝{5,6}．[答案] (1)D (2)D (3){5,6} ———————————————————1.集合的运算口诀集合运算的关键是明确概念.集合的交、并、补运算口诀如下：交集元素仔细找，属于A 且属于B ；并集元素勿遗漏，切记重复仅取一；全集U 是大范围，去掉U 中A 元素，剩余元素成补集.2.解决集合的混合运算的方法解决集合的混合运算时，一般先运算括号内的部分.当集合是用列举法表示的数集时，可以通过列举集合的元素进行运算；当集合是用不等式形式表示时，可运用数轴求解.3．(2018·南昌模拟)已知全集U ＝R ，函数y ＝1x 2－4的定义域为M ，N ＝{x |log 2(x －1)<1}，则如图所示阴影部分所表示的集合是( )A ．{x |－2≤x <1}B ．{x |－2≤x ≤2}C ．{x |1<x ≤2}D ．{x |x <2}解析：选C 集合M ＝(－∞，－2)∪(2，＋∞)，∁U M ＝[－2,2]，集合N ＝(1,3)，所以∁U M ∩N ＝(1,2].[例4] 非空集合G 关于运算⊕满足：(1)对任意a 、b ∈G ，都有a ⊕b ∈G ；(2)存在c ∈G ，使得对一切a ∈G ，都有a ⊕c ＝c ⊕a ＝a ，则称集合G 关于运算⊕为“融洽集”．现给出下列集合和运算：①G ＝{非负整数}，⊕为整数的加法； ②G ＝{偶数}，⊕为整数的乘法； ③G ＝{平面向量}，⊕为平面向量的加法； ④G ＝{二次三项式}，⊕为多项式的加法． 其中G 关于运算⊕为“融洽集”的是( )A ．①②B ．①③C ．②③D ．②④[自主解答] ②错，因为不满足条件(2)；④错，因为不满足条件(1)． [答案] B ——————————————————— 解决新定义问题应注意以下几点(1)遇到新定义问题，应耐心读题，分析新定义的特点，弄清新定义的性质． (2)按新定义的要求，“照章办事”逐步分析、验证、运算，使问题得以解决． (3)对于选择题，可以结合选项通过验证，排除、对比、特值等方法解诀．4．若x ∈A ，且11－x∈A ，则称集合A 为“和谐集”．已知集合M ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫－2，－1，－12，0，1，12，23，2，3，则集合M 的子集中，“和谐集”的个数为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选C 当x ＝－2时，11－x ＝13∉M ，故－2不是“和谐集”中的元素； 当x ＝－1时，11－x ＝12∈M ；当x ＝12时，11－x ＝2∈M ；当x ＝2时，11－x＝－1∈M .所以－1，12，2可以作为“和谐集”中的一组元素；当x ＝－12时，11－x ＝23∈M ；当x ＝23时，11－x ＝3∈M ；当x ＝3时，11－x ＝－12∈M .所以－12，23，3可以作为“和谐集”中的一组元素；当x ＝0时，11－x ＝1∈M ，但x ＝1时，11－x 无意义，所以0,1不是“和谐集”中的元素．所以集合M 的子集为“和谐集”，其元素只能从两组元素：－1，12，2与－12，23，3中选取一组或两组，故“和谐集”有⎩⎨⎧⎭⎬⎫－1，12，2，⎩⎨⎧⎭⎬⎫－12，23，3，－1，12，2，－12，23，3三个．1组转化——两个集合的运算与包含关系之间的转化在集合的运算关系和两个集合的包含关系之间往往存在一定的联系，在一定的情况下，集合的运算关系和包含关系之间可以相互转化，如A ⊆B ⇔A ∩B ＝A ⇔A ∪B ＝B ⇔∁U A ⊇∁U B ⇔A ∩(∁UB )＝∅，在解题中运用这种转化能有效简化解题过程．3种技巧——集合的运算技巧(1)对连续数集间的运算，借助数轴的直观性，进行合理转化；对已知连续数集间的关系，求其中参数的取值范围时，要注意单独考察等号．(2)对离散的数集间的运算，或抽象集合间的运算，可借助Venn 图．这是数形结合思想的又一体现．(3)两个有限集合相等，可以从两个集合中的元素相同求解，如果是两个无限集合相等，从两个集合中元素相同求解就不方便，这时就根据两个集合相等的定义求解，即如果A ⊆B ，B ⊆A ，则A ＝B .5个注意——解答集合题目应注意的问题(1)认清集合元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解的两个先决条件．(2)要注意区分元素与集合的从属关系；以及集合与集合的包含关系． (3)要注意空集的特殊性，在写集合的子集时不要忘了空集和它本身． (4)运用数轴图示法要特别注意端点是实心还是空心．(5)在解决含参数的集合问题时，要注意检验集合中元素的互异性，否则很可能会因为不满足“互异性”而导致解题错误.创新交汇——与集合运算有关的交汇问题1．集合的运算是高考的常考内容，以两个集合的交集和补集运算为主，且常与函数、不等式、三角函数、向量等内容相结合，以创新交汇问题的形式出现在高考中．2．解决集合的创新问题常分三步： (1)信息提取，确定化归的方向；(2)对所提取的信息进行加工，探求解决方法；(3)将涉及到的知识进行转换，有效地输出，其中信息的提取和转化与化归是解题的关键，也是解题的难点．[典例] (2018·重庆高考)设平面点集A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ，y |y －x ⎝ ⎛⎭⎪⎫y －1x ≥0，B ＝{(x ，y )|(x －1)2＋(y －1)2≤1}，则A ∩B 所表示的平面图形的面积为( )A.34π B.35π C.47π D.π2[解析] 不等式(y －x )⎝⎛⎭⎪⎫y －1x ≥0可化为⎩⎪⎨⎪⎧y －x ≥0，y －1x≥0，或⎩⎪⎨⎪⎧y －x ≤0，y －1x≤0.集合B 表示圆(x －1)2＋(y －1)2＝1上以及圆内部的点所构成的集合，A ∩B 所表示的平面区域如图所示．曲线y ＝1x，圆(x －1)2＋(y －1)2＝1均关于直线y ＝x 对称，所以阴影部分占圆面积的一半．[答案] D [名师点评]1．本题具有以下创新点(1)命题方式的创新：题目并不是直接求解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y －x ⎝ ⎛⎭⎪⎫y －1x ≥0，x －2＋y －2≤1所表示的平面区域的面积，而是以求集合交集的形式考查．(2)考查内容的创新：本题通过集合A ，B 考查了一元一次函数y ＝x 、反比例函数y ＝1x的图象和圆的方程(x －1)2＋(y －1)2＝1，以及圆和函数y ＝1x的图象的对称性、不等式所表示的平面区域等内容．2．解决本题的关键有以下两点(1)正确识别集合A 与集合B 中元素的几何性质，并正确画出各自所表示的区域； (2)注意到圆(x －1)2＋(y －1)2＝1与函数y ＝1x(x >0)的图象都关于直线y ＝x 对称．3．在解决以集合为背景的创新交汇问题时，应重点关注以下两点(1)认真阅读，准确提取信息，是解决此类问题的前提．如本题应首先搞清集合A 与B 的性质，即不等式表示的点集．(2)剥去集合的外表，将陌生转化为熟悉是解决此类问题的关键，如本题去掉集合的外表，将问题转化为求解不等式组表示的平面区域问题．[变式训练]1．已知A ＝{(x ，y )|y ＝|ln x |}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ，y |x 29＋y 24＝1，则A ∩B 的子集个数为( )A ．3B ．4C ．2D ．8解析：选B A ∩B 中元素的个数就是函数y ＝|ln x |的图象与椭圆x 29＋y 24＝1的交点个数，如图所示．由图可知，函数图象和椭圆有两个交点，即A ∩B 中有两个元素，故A ∩B 的子集有22＝4个．2．设集合M ＝{y |y ＝|cos 2x －sin 2x |，x ∈R }，N ＝⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x || x －⎪⎪⎪1i < 2，i 为虚数单位，x ∈R ，则M ∩N 为( ) A ．(0,1) B ．(0,1] C ．[0,1)D ．[0,1]解析：选C ∵y ＝|cos 2x －sin 2x |＝|cos 2x |，且x ∈R ，∴y ∈[0,1]，∴M ＝[0,1]．在N 中，x ∈R 且⎪⎪⎪⎪⎪⎪x －1i < 2，∴|x ＋i|< 2，∴x 2＋1<2，解得－1<x <1， ∴N ＝(－1,1)． ∴M ∩N ＝[0,1)．3．设M ＝{a |a ＝(2,0)＋m (0,1)，m ∈R }和N ＝{b |b ＝(1,1)＋n (1，－1)，n ∈R }都是元素为向量的集合，则M ∩N ＝( )A ．{(1,0)}B ．{(－1,1)}C ．{(2,0)}D ．{(2,1)}解析：选C 设c ＝(x ，y )∈M ∩N ，则有(x ，y )＝(2,0)＋m (0,1)＝(1,1)＋n (1，－1)，即(2，m )＝(1＋n,1－n )，所以⎩⎪⎨⎪⎧2＝1＋n ，m ＝1－n ，由此解得n ＝1，m ＝0，(x ，y )＝(2,0)，即M ∩N ＝{(2,0)}．(限时：45分钟满分81分)一、选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)1．(2018·辽宁高考)已知全集U＝{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}，集合A＝{0,1,3,5,8}，集合B＝{2,4,5,6,8}，则(∁U A)∩(∁U B)＝( )A．{5,8} B．{7,9}C．{0,1,3} D．{2,4,6}解析：选B ∁U A＝{2,4,6,7,9}，∁U B＝{0,1,3,7,9}，则(∁U A)∩(∁U B)＝{7,9}．2．已知S＝{(x，y)|y＝1，x∈R}，T＝{(x，y)|x＝1，y∈R}，则S∩T＝( )A．空集B．{1}C．(1,1) D．{(1,1)}解析：选D 集合S表示直线y＝1上的点，集合T表示直线x＝1上的点，S∩T表示直线y＝1与直线x＝1的交点．3．已知集合A＝{1,3，m}，B＝{1，m}，A∪B＝A，则m＝( )A．0或 3 B．0或3C．1或 3 D．1或3解析：选B 由A∪B＝A得B⊆A，有m∈A，所以有m＝m或m＝3，即m＝3或m＝1或m＝0，又由集合中元素互异性知m≠1.4．设集合A＝{x|1<x<4}，集合B＝{x|x2－2x－3≤0}，则A∩(∁R B)＝( )A．(1,4) B．(3,4)C．(1,3) D．(1,2)∪(3,4)解析：选B B＝{x|－1≤x≤3}，A∩(∁R B)＝{x|3<x<4}．5．(2018·湖北高考)已知集合A＝{x|x2－3x＋2＝0，x∈R}，B＝{x|0<x<5，x∈N}，则满足条件A⊆C⊆B的集合C的个数为( )A．1 B．2C．3 D．4解析：选D A＝{1,2}，B＝{1,2,3,4}，A⊆C⊆B，则集合C的个数为24－2＝22＝4，即C＝{1,2}，{1,2,3}，{1,2,4}，{1,2,3,4}．6．(2018·厦门模拟)设函数f(x)＝lg(1－x2)，集合A＝{x|y＝f(x)}，B＝{y|y＝f(x)}，则图中阴影部分表示的集合为( )A ．[－1,0]B ．(－1,0)C ．(－∞，－1)∪[0,1)D ．(－∞，－1]∪(0,1)解析：选D 因为A ＝{x |y ＝f (x )}＝{x |1－x 2>0}＝{x |－1<x <1}，则u ＝1－x 2∈(0,1]，所以B ＝{y |y ＝f (x )}＝{y |y ≤0}，A ∪B ＝(－∞，1)，A ∩B ＝(－1,0]，故图中阴影部分表示的集合为(－∞，－1]∪(0,1)． 二、填空题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)7．若1∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫a －3，9a 2－1，a 2＋1，－1，则实数a 的值为________．解析：若a －3＝1，则a ＝4，此时9a 2－1＝a 2＋1＝17不符合集合中元素的互异性；若9a 2－1＝1，则a ＝49，符合条件；若a 2＋1＝1，则a ＝0，此时9a 2－1＝－1，不符合集合中元素的互异性．综上可知a ＝49.答案：498．(2018·天津高考)已知集合A ＝{x ∈R ||x ＋2|<3}，集合B ＝{x ∈R |(x －m )(x －2)<0}，且A ∩B ＝(－1，n )，则m ＝________，n ＝________.解析：A ＝{x ∈R ||x ＋2|<3}＝{x ∈R |－5<x <1}， 由A ∩B ＝(－1，n )可知m <1，则B ＝{x |m <x <2}，画出数轴，可得m ＝－1，n ＝1.答案：－1 19．(2018·合肥模拟)对于任意的两个正数m ，n ，定义运算⊙：当m ，n 都为偶数或都为奇数时，m ⊙n ＝m ＋n2，当m ，n 为一奇一偶时，m ⊙n ＝mn ，设集合A ＝{(a ，b )|a ⊙b ＝6，a ，b ∈N *}，则集合A 中的元素个数为________．解析：(1)当a ，b 都为偶数或都为奇数时，a ＋b2＝6⇒a ＋b ＝12，即2＋10＝4＋8＝6＋6＝1＋11＝3＋9＝5＋7＝12，故符合题意的点(a ，b )有2×5＋1＝11个．(2)当a ，b 为一奇一偶时，ab ＝6⇒ab ＝36，即1×36＝3×12＝4×9＝36，故符合题意的点(a ，b )有2×3＝6个．综上可知，集合A 中的元素共有17个． 答案：17三、解答题(本大题共3小题，每小题12分，共36分)10．A ＝{x |－2<x <－1或x >1}，B ＝{x |a ≤x <b }，A ∪B ＝{x |x >－2}，A ∩B ＝{x |1<x <3}，求实数a ，b 的值．解：∵A ∩B ＝{x |1<x <3}，∴b ＝3， 又A ∪B ＝{x |x >－2}， ∴－2<a ≤－1， 又A ∩B ＝{x |1<x <3}， ∴－1≤a <1， ∴a ＝－1.11．已知集合A ＝{x |x 2－6x ＋8<0}，B ＝{x |(x －a )·(x －3a )<0}． (1)若A ⊆B ，求a 的取值范围； (2)若A ∩B ＝∅，求a 的取值范围； (3)若A ∩B ＝{x |3<x <4}，求a 的取值范围． 解：∵A ＝{x |x 2－6x ＋8<0}，∴A ＝{x |2<x <4}． (1)若A ⊆B ，当a ＝0时，B ＝∅，显然不成立； 当a >0时，B ＝{x |a <x <3a }， 应满足⎩⎪⎨⎪⎧a ≤2，3a ≥4⇒43≤a ≤2； 当a <0时，B ＝{x |3a <x <a }，应满足⎩⎪⎨⎪⎧3a ≤2，a ≥4，此时不等式组无解，∴当A ⊆B 时，43≤a ≤2.(2)∵要满足A ∩B ＝∅， 当a ＝0时，B ＝∅满足条件； 当a >0时，B ＝{x |a <x <3a }，a ≥4或3a ≤2.∴0<a ≤23或a ≥4；当a <0时，B ＝{x |3a <x <a }． ∴a <0时成立，综上所述，a ≤23或a ≥4时，A ∩B ＝∅.(3)要满足A ∩B ＝{x |3<x <4}，显然a ＝3.12．设集合A ＝{x |－1≤x ≤2}，B ＝{x |x 2－(2m ＋1)x ＋2m <0}．(1)当m <12时，化简集合B ；(2)若A ∪B ＝A ，求实数m 的取值范围；(3)若∁R A ∩B 中只有一个整数，求实数m 的取值范围． 解：∵不等式x 2－(2m ＋1)x ＋2m <0⇔ (x －1)(x －2m )<0. (1)当m <12时，2m <1，∴集合B ＝{x |2m <x <1}． (2)若A ∪B ＝A ，则B ⊆A ， ∵A ＝{x |－1≤x ≤2}， ①当m <12时，B ＝{x |2m <x <1}，此时－1≤2m <1⇒－12≤m <12；②当m ＝12时，B ＝∅，有B ⊆A 成立；③当m >12时，B ＝{x |1<x <2m }，此时1<2m ≤2⇒12<m ≤1；综上所述，m 的取值范围是－12≤m ≤1.(3)∵A ＝{x |－1≤x ≤2}， ∴∁R A ＝{x |x <－1，或x >2}，①当m <12时，B ＝{x |2m <x <1}，若∁R A ∩B 中只有一个整数，则－3≤2m <－2⇒－32≤m <－1；②当m ＝12时，不符合题意；③当m >12时，B ＝{x |1<x <2m }，若∁R A ∩B 中只有一个整数，则3<2m ≤4⇒32<m ≤2.综上所述，m 的取值范围是－32≤m <－1或32<m ≤2.1．已知集合M ＝{－1,0,1}，N ＝{x |x ＝ab ，a ，b ∈M ，且a ≠b }，则集合M 与集合N 的关系是( )A ．M ＝NB ．M ⊆NC．N⊆M D．M∩N＝∅解析：选C 由于M＝{－1,0,1}，所以x＝0，－1，故N＝{0，－1}，所以N⊆M.2．设全集U＝R，A＝{x|－x2－3x>0}，B＝{x|x<－1}，则图中阴影部分表示的集合为( )A．{x|x>0}B．{x|－3<x<－1}C．{x|－3<x<0}D．{x|x<－1}解析：选B 依题意得集合A＝{x|－3<x<0}，所求的集合即为A∩B，所以图中阴影部分表示的集合为{x|－3<x<－1}．3．若集合A＝{x|x≥1}，B＝{0,1,2}，则下列结论正确的是( )A．A∪B＝{x|x≥0} B．A∩B＝{1,2}C．(∁R A)∩B＝{0,1} D．A∪(∁R B)＝{x|x≥1}解析：选B 依题意得，A∪B＝{x|x≥1}∪{0}，A∩B＝{1,2}，(∁R A)∩B＝{0}，A∪(∁R B)＝(－∞，0)∪(0，＋∞)，因此结合各选项知，选B.4．已知集合A＝{x|log2x≤2}，B＝(－∞，a)，若A⊆B，则实数a的取值范围是(c，＋∞)，其中c＝________.解析：A＝{x|log2x≤2}＝{x|0<x≤4}，即A＝(0,4]，由A⊆B，B＝(－∞，a)，且a的取值范围是(c，＋∞)，可以结合数轴分析得c＝4.答案：4第二节命题及其关系、充分条件与必要条件[备考方向要明了][归纳·知识整合]1．命题在数学中，我们把用语言、符号或式子表达的，可以判断真假的陈述句叫做命题．其中判断为真的语句叫做真命题，判断为假的语句叫做假命题．2．四种命题及其关系 (1)四种命题间的相互关系(2)四种命题的真假关系：①两个命题互为逆否命题，它们有相同的真假性；②两个命题为互逆命题或互否命题，它们的真假性没有关系．[探究] 1.在原命题及其逆命题、否命题、逆否命题这4个命题中，真命题的个数可能有几个？提示：由于原命题与逆否命题是等价命题；逆命题与否命题是等价命题，所以真命题的个数可能为0,2,4.3．充分条件与必要条件(1)如果p⇒q，则p是q的充分条件，q是p的必要条件．(2)如果p⇒q，q⇒p，则p是q的充分必要条件．记作p⇔q.[探究] 2.“p是q的充分不必要条件”与“p的一个充分不必要条件是q”两者的说法相同吗？提示：两者说法不相同．“p的一个充分不必要条件是q”等价于“q是p的充分不必要条件”，显然这与“p是q的充分不必要条件”是截然不同的．3．命题“若p，则q”的逆命题为真，逆否命题为假，则p是q的什么条件？提示：逆命题为真即q⇒p，逆否命题为假，即p⇒/ q，故p是q的必要不充分条件．[自测·牛刀小试]1．(教材改编题)给出命题：“若x2＋y2＝0，则x＝y＝0”，在它的逆命题、否命题、逆否命题中，真命题的个数是( )A．0个B．1个C．2个D．3个解析：选D 逆命题为：若x＝y＝0，则x2＋y2＝0，是真命题．否命题为：若x2＋y2≠0，则x≠0或y≠0，是真命题．逆否命题为：若x≠0或y≠0，则x2＋y2≠0，是真命题．2．下列命题：①“a>b”是“a2>b2”的必要条件；②“|a|>|b|”是“a2>b2”的充要条件；③“a>b”是“a＋c>b＋c”的充要条件．其中是真命题的是( )A．①②B．②③C．①③D．①②③解析：选B ①a>b⇒/ a2>b2，且a2>b2⇒/ a>b；故①不正确；②a2>b2⇔|a|>|b|，故②正确；③“a>b”⇒a＋c>b＋c，且a＋c>b＋c⇒a>b，故③正确．3．命题“若f(x)是奇函数，则f(－x)是奇函数”的否命题是( )A．若f(x)是偶函数，则f(－x)是偶函数B ．若f (x )不是奇函数，则f (－x )不是奇函数C ．若f (－x )是奇函数，则f (x )是奇函数D ．若f (－x )不是奇函数，则f (x )不是奇函数解析：选B 原命题的否命题是既否定题设又否定结论，故“若f (x )是奇函数，则f (－x )是奇函数”的否命题是B 选项．4．(2018·湖南高考)命题“若α＝π4，则tan α＝1”的逆否命题是( )A ．若α≠π4，则tan α≠1B ．若α＝π4，则tan α≠1C ．若tan α≠1，则α≠π4D ．若tan α≠1，则α＝π4解析：选 C 命题“若α＝π4，则tan α＝1”的逆否命题是“若tan α≠1，则α≠π4”．5．(2018·天津高考)设φ∈R ，则“φ＝0”是“f (x )＝cos (x ＋φ)(x ∈R )为偶函数”的( )A ．充分而不必要条件B ．必要而不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件 解析：选A 因为f (x )是偶函数⇔φ＝k π，k ∈Z ，所以“φ＝0”是“f (x )是偶函数”的充分而不必要条件．[例1] 在命题p 的四种形式(原命题、逆命题、否命题、逆否命题)中，真命题的个数记为f (p )，已知命题p ：“若两条直线l 1：a 1x ＋b 1y ＋c 1＝0，l 2：a 2x ＋b 2y ＋c 2＝0平行，则a 1b 2－a 2b 1＝0”．那么f (p )等于( )A ．1B ．2C ．3D ．4[自主解答] 原命题p 显然是真命题，故其逆否命题也是真命题．而其逆命题是：若a 1b 2－a 2b 1＝0，则两条直线l 1与l 2平行，这是假命题，因为当a 1b 2－a 2b 1＝0时，还有可能l 1与l 2重合，逆命题是假命题，从而否命题也为假命题，故f (p )＝2.[答案] B ———————————————————判断四种命题间的关系的方法(1)在判断四种命题之间的关系时，首先要注意分清命题的条件与结论，再比较每个命题的条件与结论之间的关系．要注意四种命题关系的相对性，一旦一个命题定为原命题，也就相应地有了它的“逆命题”“否命题”“逆否命题”．(2)当一个命题有大前提而要写出其他三种命题时，必须保留大前提，也就是大前提不动；对于由多个并列条件组成的命题，在写其他三种命题时，应把其中一个(或n 个)作为大前提．1．设原命题是“当c >0时，若a >b ，则ac >bc ”，写出它的逆命题、否命题与逆否命题，并分别判断它们的真假．解：“当c >0时”是大前提，写其他命题时应该保留，原命题的条件是a >b ，结论是ac >bc . 因此它的逆命题：当c >0时，若ac >bc ，则a >b .它是真命题；否命题：当c >0时，若a ≤b ，则ac ≤bc .它是真命题；逆否命题：当c >0时，若ac ≤bc ，则a ≤b .它是真命题.[例2] (1)(2018·浙江高考)设a ∈R ，则“a ＝1”是“直线l 1：ax ＋2y －1＝0与直线l 2：x ＋(a ＋1)y ＋4＝0平行”的( )A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件(2)下面四个条件中，使a >b 成立的充分不必要的条件是( ) A ．a >b ＋1 B ．a >b －1 C ．a 2>b 2D ．a 3>b 3[自主解答] (1)“直线l 1：ax ＋2y －1＝0与直线l 2：x ＋(a ＋1)y ＋4＝0平行”的充要条件是：由a 1＝2a ＋1≠－14，解得a ＝－2或1.故“a ＝1”是“直线l 1：ax ＋2y －1＝0与直线l 2：x ＋(a ＋1)y ＋4＝0平行”的充分不必要条件．(2)a >b ＋1⇒a －b >1>0⇒a >b ，但a ＝2，b ＝1满足a >b ，但a ＝b ＋1，故A 项正确．或用排除法：对于B ，a >b －1不能推出a >b ，排除B ；而a 2>b 2不能推出a >b ，如a ＝－2，b ＝1，(－2)2>12，但－2<1，故C 项错误；a >b ⇔a 3>b 3，它们互为充要条件，排除D.[答案] (1)A (2)A ———————————————————充分条件、必要条件的判断方法判断p是q的什么条件，需要从两方面分析：一是由条件p能否推得条件q；二是由条件q能否推得条件p.2．已知命题p：函数f(x)＝|x－a|在(1，＋∞)上是增函数，命题q：f(x)＝a x(a>0且a≠1)是减函数，则p是q的( )A．必要不充分条件B．充分不必要条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件解析：选A 若命题p为真，则a≤1；若命题q为真，则0<a<1.∵由q能推出p但由p不能推出q，∴p是q的必要不充分条件．[例3] 已知P ＝{x |x 2－8x －20≤0}，S ＝{x |1－m ≤x ≤1＋m }．(1)是否存在实数m ，使x ∈P 是x ∈S 的充要条件，若存在，求出m 的范围； (2)是否存在实数m ，使x ∈P 是x ∈S 的必要条件，若存在，求出m 的范围． [自主解答] (1)由x 2－8x －20≤0得－2≤x ≤10， ∴P ＝{x |－2≤x ≤10}，∵x ∈P 是x ∈S 的充要条件，∴P ＝S ，∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1－m ＝－2，1＋m ＝10，∴⎩⎪⎨⎪⎧m ＝3，m ＝9，这样的m 不存在．(2)由题意x ∈P 是x ∈S 的必要条件，则S ⊆P .∴⎩⎪⎨⎪⎧1－m ≥－2，1＋m ≤10，∴m ≤3.综上，可知m ≤3时，x ∈P 是x ∈S 的必要条件．保持本例条件不变，若綈P 是綈S 的必要不充分条件，求实数m 的取值范围． 解：由例题知P ＝{x |－2≤x ≤10}， ∵綈P 是綈S 的必要不充分条件， ∴P ⇒S 且S ⇒/ P . ∴[－2,11－m,1＋m ]．∴⎩⎪⎨⎪⎧1－m ≤－2，1＋m >10或⎩⎪⎨⎪⎧1－m <－2，1＋m ≥10.∴m ≥9，即m 的取值范围是[9，＋∞)． ———————————————————1.解决与充要条件有关的参数问题的方法解决此类问题一般是把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系，然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式求解.2.利用转化的方法理解充分必要条件 若綈p 是綈q 的充分不必要必要不充分、充要条件，则p 是q 的必要不充分充分不必要、充要条件.3．已知不等式1x －1<1的解集为p ，不等式x 2＋(a －1)x －a >0的解集为q ，若p 是q 的充分不必要条件，则实数a 的取值范围是( )A ．(－2，－1]B ．[－2，－1]C ．[－3,1]D ．[－2，＋∞)解析：选A 不等式1x －1<1等价于1x －1－1<0，即x －2x －1>0，解得x >2或x <1，所以p 为(－∞，1)∪(2，＋∞)．不等式x 2＋(a －1)x －a >0可以化为(x －1)(x ＋a )>0，当－a ≤1时，解得x >1或x <－a ，即q 为(－∞，－a )∪(1，＋∞)，此时a ＝－1；当－a >1时，不等式(x －1)(x ＋a )>0的解集是(－∞，1)∪(－a ，＋∞)，此时－a <2，即－2<a <－1.综合知－2<a ≤－1.1个转化——正难则反的转化由于互为逆否命题的两个命题具有相同的真假性，因而当判断一个命题的真假比较困难时，可转化为判断它的逆否命题的真假．2个区别——“否命题”与“命题的否定”以及“充分条件”与“必要条件”的区别(1)否命题是既否定命题的条件，又否定命题的结论，而命题的否定是只否定命题的结论．要注意区别．(2)充分必要条件的判断应注意问题的设问方式，①A 是B 的充分不必要条件是指：A ⇒B 且B ⇒/ A ；②A 的充分不必要条件是B 是指：B ⇒A 且A ⇒/ B ，在解题中一定要弄清它们的区别，以免出现错误．3种方法——判断充分条件和必要条件的方法 (1)命题判断法．设“若p ，则q ”为原命题，那么：①原命题为真，逆命题为假时，p 是q 的充分不必要条件； ②原命题为假，逆命题为真时，p 是q 的必要不充分条件； ③原命题与逆命题都为真时，p 是q 的充要条件；④原命题与逆命题都为假时，p 是q 的既不充分也不必要条件． (2)集合判断法．从集合的观点看，建立命题p ，q 相应的集合：p ：A ＝{x |p (x )成立}，q ：B ＝{x |q (x )成立}，那么：①若A ⊆B ，则p 是q 的充分条件；若A B 时，则p 是q 的充分不必要条件；②若B ⊆A ，则p 是q 的必要条件；若B A 时，则p 是q 的必要不充分条件； ③若A ⊆B 且B ⊆A ，即A ＝B 时，则p 是q 的充要条件． (3)等价转化法．p 是q 的什么条件等价于綈q 是綈p 的什么条件.创新交汇——与充要条件有关的交汇问题1．充分条件、必要条件和充要条件的判断是每年高考的热点内容，多与函数、不等式、向量、立体几何、解析几何等交汇命题．2．突破此类问题的关键有以下四点： (1)要分清命题的条件与结论；(2)要善于将文字语言转化为符号语言进行推理； (3)要注意等价命题的运用；(4)当判断多个命题之间的关系时，常用图示法，它能使问题直观、易于判断． [典例] (2018·陕西高考)设n ∈N *，一元二次方程x 2－4x ＋n ＝0有整数根的充要条件是n ＝________.[解析] x ＝4±16－4n 2＝2±4－n ，因为x 是整数，即2±4－n 为整数，所以4－n为整数，且n ≤4，又因为n ∈N *，取n ＝1,2,3,4，验证可知n ＝3,4符合题意，所以n ＝3,4时可以推出一元二次方程x 2－4x ＋n ＝0有整数根．[答案] 3或4 [名师点评]1．本题有以下两个创新点(1)考查内容创新：本题以一元二次方程为背景，探求方程有整数根的充要条件． (2)命题方式创新：此题目的特点是给出结论，未给条件，由结论探求条件． 2．解决本题的关键有以下两点(1)从结论出发，正确求出使结论成立的必要条件；(2)要验证所得到的必要条件是否满足充分性，否则极易得出n ＝1,2,3,4的错误答案． [变式训练]1．已知向量a ＝(x －1,2)，b ＝(2,1)，则a ⊥b 的充要条件是( ) A ．x ＝－12B ．x ＝－1C ．x ＝5D ．x ＝0解析：选D a ⊥b ⇔a ·b ＝0，a ·b ＝(x －1,2)·(2,1)＝2(x －1)＋2×1＝2x ＝0，∴x＝0.2．对于常数m 、n ，“mn >0”是“方程mx 2＋ny 2＝1的曲线是椭圆”的( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件解析：选B 当m <0，n <0时，mn >0，但mx 2＋ny 2＝1没有意义，不是椭圆；反之，若mx 2＋ny 2＝1表示椭圆，则m >0，n >0，即mn >0.3．设集合A ＝{x ∈R |x －2>0}，B ＝{x ∈R |x <0}，C ＝{x ∈R |x (x －2)>0}，则“x ∈A ∪B ”是“x ∈C ”的( )A ．充分而不必要条件B ．必要而不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件解析：选C 化简得A ＝{x |x >2}，B ＝{x |x <0}，C ＝{x |x <0，或x >2}．∵A ∪B ＝C ，∴“x ∈A ∪B ”是“x ∈C ”的充要条件．一、选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)1．(2018·潍坊模拟)命题“若△ABC 有一内角为π3，则△ABC 的三内角成等差数列”的逆命题( )A ．与原命题同为假命题B ．与原命题的否命题同为假命题C ．与原命题的逆否命题同为假命题D ．与原命题同为真命题解析：选D 原命题显然为真，原命题的逆命题为“若△ABC 的三内角成等差数列，则△ABC 有一内角为π3”，它是真命题．2．设集合M ＝{x |0<x ≤3}，N ＝{x |0<x ≤2}，那么“a ∈M ”是“a ∈N ”的( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件解析：选B M ＝{x |0<x ≤3}，N ＝{x |0<x ≤2}，所以N M ，故a ∈M 是a ∈N 的必要不充分条件．3．(2018·日照模拟)已知直线l 1：x ＋ay ＋1＝0，直线l 2：ax ＋y ＋2＝0，则命题“若a ＝1或a ＝－1，则直线l 1与l 2平行”的否命题为( )A ．若a ≠1且a ≠－1，则直线l 1与l 2不平行B ．若a ≠1或a ≠－1，则直线l 1与l 2不平行C ．若a ＝1或a ＝－1，则直线l 1与l 2不平行D ．若a ≠1或a ≠－1，则直线l 1与l 2平行解析：选A 命题“若A ，则B ”的否命题为“若綈A ，则綈B ”，显然“a ＝1或a ＝－1”的否定为“a ≠1且a ≠－1”，“直线l 1与l 2平行”的否定为“直线l 1与l 2不平行”．4．已知a ，b 为非零向量，则“函数f (x )＝(a x ＋b )2为偶函数”是“a ⊥b ”的( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件D ．既不充分又不必要条件解析：选C 依题意得f (x )＝a 2x 2＋2(a ·b )x ＋b 2.由函数f (x )是偶函数，得a ·b ＝0，又a ·b 为非零向量，所以a ⊥b ；反过来，由a ⊥b 得，a ·b ＝0，f (x )＝a 2x 2＋b 2，函数f (x )是偶函数．综上所述，“函数f (x )＝(a x ＋b )2为偶函数”是“a ⊥b ”的充要条件．5．(2018·安徽高考)设平面α与平面β相交于直线m ，直线a 在平面α内，直线b 在平面β内，且b ⊥m ，则“α⊥β”是“a ⊥b ”的( )A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件解析：选A 若α⊥β，又α∩β＝m ，b ⊂β，b ⊥m ，根据两个平面垂直的性质定理可得b ⊥α，又因为a ⊂α，所以a ⊥b ；反过来，当a ∥m 时，因为b ⊥m ，一定有b ⊥a ，但不能保证b ⊥α，即不能推出α⊥β.6．设p ：f (x )＝x 3＋2x 2＋mx ＋1在(－∞，＋∞)内单调递增，q ：m ≥8xx ＋4对任意x >0恒成立，则p 是q 的( )A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件解析：选B f (x )在(－∞，＋∞)内单调递增，则f ′(x )≥0在(－∞，＋∞)上恒成立，即3x 2＋4x ＋m ≥0对任意x 恒成立，故Δ≤0，即m ≥43；m ≥8x x 2＋4对任意x >0恒成立，即x >0时，m ≥⎝⎛⎭⎪⎫8x x 2＋4max，而8x x 2＋4＝8x ＋4x≤824＝2，故m ≥2.当p 成立时q 不一定成立，即p 不是q 的充分条件，但如果p 不成立，即m <43时，q 一定不成立，即p 是q 的必要不充分条件．二、填空题(本大题共3小题，每小题5分，共15分) 7．(2018·南京模拟)有下列几个命题： ①“若a >b ，则a 2>b 2”的否命题；②“若x ＋y ＝0，则x ，y 互为相反数”的逆命题；。