新教材必修1每课讲与练第2讲集合的关系(训练篇)A组
一、选择题
1. 设集合M={x∣x>?2},则下列选项正确的是( )
A. {0}?M
B. {0}∈M
C. ?∈M
D. 0?M
2. 下列四个说法中,正确的有( )
①空集没有子集;②空集是任何集合的真子集;③若??A,则A=?;④
任何集合至少有两个子集.
A. 0个
B. 1个
C. 2个
D. 3个
3. 已知集合A={1,2,3},则下列可以作为A的子集的是( )
A. 1,2
B. {1,2,4}
C. {1,4}
D. {1,2}
4. 下列各式:①1∈{0,1,2};②??{0,1,2};③{1}∈{0,1,2};④{0,1,2}={2,0,1},
其中错误的个数是( )
A. 1个
B. 2个
C. 3个
D. 4个
5. 已知集合A={0,a},B={x∣ ?1 ( ) A. ?1 B. 0 C. 1 D. 2 6. 满足{1,2}?P?{1,2,3,4}的集合P的个数是( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 7. 设S={x∣ x=2n,n∈Z},P={x∣ x=4n+2,n∈Z},则下列关系正确的是 ( ) A. S?P B. S=P C. S?P D. S?P 8. 已知两个集合M={x∈R∣ y=1 x },N={y∈R∣ y=1 x },这两个集合的关系是 ( ) A. M=N B. M∈N C. M?N D. M?N 9. 已知集合A={x∣ ?1 为( ) A. (?∞,0] B. [0,+∞) C. (?∞,0) D. (0,+∞) 10. 已知集合M={x∣ x2=1},N={x∣ ax=1},若N?M,则实数a的取值集 合为( ) A. {1} B. {?1,1} C. {1,0} D. {?1,1,0} 二、填空题 1. 已知A?B,A?C,B={0,1,2,3,4},C={0,2,4,8},则满足上述条件的集合A 的个数是. 2. 已知集合A={1,x?1 2},B={0,1,2},若A?B,则x=. 3. 已知集合A={1,cosθ},B={1 2 ,1},若A=B,则锐角θ=.4. 若集合A=(?∞,m],B={x∣?2 是. 5. 设集合A={x∣ 1≤x<4},B={x∣ 2a≤x<3?a}.若B?A,则实数a的 取值范围. 6. 满足{1}?A?{1,2,3}的集合A的个数是. 7. 设集合M={x∣∣x=k 2+1 4 ,k∈Z},N={x∣∣x=k 4 +1 2 ,k∈Z},则集合M,N的 关系用符号表示为. 8. 已知集合A={a,b a ,1},B={a2,a+b,0},若A?B且B?A,则a=,b= 9. 满足条件{1,2}?M?{1,2,3,4,5}的集合M的个数是. 10. 若集合A={x∣ x=3m?2,m∈Z},B={x∣ x=3m+1,m∈Z},C= {x∣ x=6m+1,m∈Z},则集合A,B,C的关系是. 三、解答题 1. 已知M={x∣ x=a2+1,a∈N?},P={y∣ y=b2?6b+10,b∈N},试判断集 合M与P之间的关系. 2. 若集合A={?1,3},集合B={x∣ x2+ax+b=0},且A=B,求实数a,b. 3. 已知集合A={x∣ ?2 取值范围. 4. 设集合A={x∣ x2?3x+2=0},集合B={x∣ x2?4x+a=0}. 若B?A,求实数a的取值范围. 5. 设S是非空集合,且满足两个条件:①S?{1,2,3,4,5};②若a∈S,则6?a∈ S.那么S的个数是多少? 6. 已知M={a?3,2a?1,a2+1},N={?2,4a?3,3a?1},若M=N,求实数a的值. 新教材必修1每课讲与练第2讲集合的关系(训练篇)B组 一、选择题 1.下列四个命题中,正确的有( ) ①空集没有子集;②空集是任何集合的真子集;③若??A,则A=?;④任何集合至少有两个子集. A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 2. 满足关系{1,2}?B?{1,2,3,4,5,6,7}的集合B个数为( ) A. 10个 B. 30个 C. 31 D. 32个 3. 设集合P={立方后等于自身的数},那么集合P的真子集个数是() A. 3 B. 4 C. 7 D. 8 4. 下列关系正确的是( ) A. 3∈{y∣ y=x2+π,x∈R} B. {(a,b)}={(b,a)} C. {(x,y)∣ x2?y2=1}?{(x,y)∣ (x2?y2)2=1} D. {x∈R∣ x2?2=0}=? 5. 设集合M={x∣ ∣x∣≤2,x∈R},N={x∣ x2≤4,x∈N},则( ) A. M=N B. M?N C. M?N D. M?N 6. S(A)表示集合A中所有元素的和,且A?{1,2,3,4,5},若S(A)能被3整除,则符合条件的非空集合A的个数是( ) A. 10 B. 11 C. 12 D. 13 7. 已知A={2,3,4},B={x∣ x?A},则集合A与集合B之间的关系为( ) A. A?B B. B?A C. A∈B D. B∈A 8. 已知集合A={x∈R∣ x2+x?6=0},B={x∈R∣ ax?1=0},若B?A,则 实数a的值为( ) A. 1 3或?1 2 B. ?1 3 或1 2 C. 1 3或?1 2 或0 D. ?1 3 或1 2 或0 9. “A是B的子集”可以用下列数学语言表达:“若对任意的x∈A?x∈B,则称A?B.”那么“A不是B的子集”可以用数学语言表达为( ) A. 若对任意的x∈A但x?B,则称A不是B的子集 B. 若存在x∈A但x?B,则称A不是B的子集 C. 若存在x?A但x∈B,则称A不是B的子集 D. 若对任意的x?A但x∈B,则称A不是B的子集 10. 已知集合M={x∣ x=m+1 6,m∈Z},N={x∣ x=n 2 ?1 3 ,n∈Z},P= {x∣ x=p 2+1 6 ,p∈Z},则M,N,P的关系( ) A. M=N?P B. M?N=P C. M?N?P D. N?P?M 二、填空题 1. 若A={x∣a?1≤x≤a+2},B={x∣3 的取值范围是. 2. 已知集合 A ={x∣ 0 数 m 满足的条件是 . 3. 若 {a,0,1}={c,1b ,?1},则 a = ,b = , c = . 4. 设集合 A ={0,?4},B ={x∣ x 2+2(a +1)x +a 2?1=0,x ∈R }.若 B ?A , 则实数 a 的取值范围是 . 5. 已知集合 A ?{1,2,3},且 A 中至少含有一个奇数,则这样的集合有 个. 6. 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 、 a b ∈P (除数 b ≠0),则称 P 是一个数域,例如有理数集 Q 是数域, 有下列命题: ①数域必含有 0,1 两个数; ②整数集是数域; ③若有理数集 Q ?M ,则数集 M 必为数域; ④数域必为无限集. 其中正确的命题的序号是 .(把你认为正确的命题的序号都填 上) 7. 设方程 ∣ax ?1∣=x 的解集为 A ,若 A ?[0,2],则实数 a 的取值范围 是 . 8. 已知A={0,1},B={x|x ?A},则B=____________,A 与B 之间的关系是_____ 9.设集合,.若,则实数的取值集合为________. 10. 已知集合 {a,b,c }={0,1,2},且下列三个关系:① a ≠2;② b =2;③ c ≠0 有且只有一个正确,则 100a +10b +c 等于 . 11.设集合A ={1,2,3,…,10},则集合A 的所有非空子集元素的和为____________. 三、解答题 1. 设集合{|32,}A a a n n Z 集合{|31,}B b b k k Z ,试证明集合A B . 2. 已知集合A={x||x-a|=4},集合B={1,2,b}. (1)是否存在实数a 的值,使得对于任意实数b 都有A ?B?若存在,求出对应的a 值;若不存在,试说明理由; (2)若A ?B 成立,求出对应的实数对(a,b ). 3. 已知集合{,,2}A x x y x y ,2{,,}B x xm xm 其中0x 且A B 求m 的值. 4. 已知集合 A ={0,1},B ={x∣ x ∈A },C ={x∣ x ?A },试判断 A 、 B 、 C 之间的关系. {} 28150A x x x =-+={}10B x ax =-=B A ?a 5. 已知函数y= f (x )=x 2?4x +a +3,a ∈R ,当x 取x 0时的函数值记作f(x 0). (1)若函数 y =f (x ) 的图象与 x 轴无交点,求 a 的取值范围; (2)设函数 g (x )=bx +5?2b ,b ∈R .当 a =0 时,若对任意的 x 1∈[1,4],总存在 x 2∈[1,4],使得 f (x 1)=g (x 2),求 b 的取值范围. 新教材必修1每课讲与练 第2讲 集合的关系(训练篇)C 组 一、选择题 1.设集合 M ={1,2,3,4,5,6},S 1,S 2,?,S k 都是 M 的含两个元素的子集,且满足:对任意的 S i ={a i ,b i },S j ={a j ,b j },(i ≠j,i,j ∈{1,2,3,?,k }),都有 min {a i b i ,b i a i }≠min {a j b j ,b j a j }(min {x,y } 表示两个数 x,y 中的较小者),则 k 的最大值是 ( ) A. 10 B. 11 C. 12 D. 13 2.已知是由个正数组成的集合.若中存在三个不同的元素可构成三角形的三边,则称为“三角数集”.设有连续的正整数组成的集合,它的所有元子集都是三角数集,则的最大可能值是 ( ) A.1003 B.503 C.253 D.103 二、填空题 1.若规定E=的子集为E 的第k 个子集,其中k= ,则 (1)是E 的第 个子集; (2)E 的第211个子集是_______ 2.设有限集合{|,,,}i A x x a i n i n +==≤∈∈+N N ,则1n i i a =∑叫做集合A 的和,记作.A S 若集合 {|21,,4}P x x n n n +==-∈≤N ,集合P 的含有3个元素的全体子集分别为12k P P P 、、,则1i k p i S =∑= . 3.设集合 S n ={1,2,3,?,n },若 X ?S n ,把 X 的所有元素的乘积称为 X 的容量(若 X 中只有一个元素,则该元素的数值即为它的容量,规定空集的容量为 0).若 X 的容量为奇(偶)数,则称 X 为 S n 的奇(偶)子集.若 n =4,则 S n 的所有偶子集的容量之和为 . 三、解答题 1. 以集合U=的子集中选出4个不同的子集,需同时满足以下两个 条件: (1)a 、b 都要选出; S (3)n n ≥S S {}4,5, ,m 10m {}1,210...a a a {}12...,n k k k a a a 1211222n k k k --+++{}1,3,a a {}a b c d ,,, (2)对选出的任意两个子集A 和B ,必有. 求共有多少种不同的选法。 2.设f(x)=x 2+px+q,A={x|x=f(x)},B={x|f [f(x)]=x} (1)求证 A B; (2)如果A={-1,3},求B 。 3.设集合 A 2n ={1,2,3,?,2n }(n ∈N ?,n ≥2).如果对于 A 2n 的每一个含有 m (m ≥4) 个元素的子集 P ,P 中必有 4 个元素的和等于 4n +1,称正整数 m 为集合 A 2n 的一个“相关数”. (1)当 n =3 时,判断 5 和 6 是否为集合 A 6 的“相关数”,说明理由; (2)若 m 为集合 A 2n 的“相关数”,证明:m ?n ?3≥0。 4.已知集合 X ={x 1,x 2,?,x 8} 是集合 S ={2001,2002,2003,?,2016,2017} 的一 个含有 8 个元素的子集. (1)当 X ={2001,2002,2005,2007,2011,2013,2016,2017} 时,设 x i ,x j ∈ X (1≤i,j ≤8), (i )写出方程 x i ?x j =2 的解 (x i ,x j ); (ii )若方程 x i ?x j =k (k >0) 至少有三组不同的解,写出 k 的所有可能取值; (2)证明:对任意一个 X ,存在正整数 k ,使得方程 x i ?x j =k (1≤i,j ≤8) 至少有三组不同的解. 新教材必修1每课讲与练 第2讲 集合的关系(训练篇)A 组答案 一、选择题 AADAC BCA BD 二、填空题 1.8; 2. 14;3.π3;4.[2,+∞);5.a ≥1 2;6.3;7.M ?N ; 8. ?1,0;9.8;10.A =B ?C 三、解答题 1. 解1 集合 P 中,y =b 2?6b +10=(b ?3)2+1.当 b =4,5,6,… 时,与集合 M 中 a =1,2,3,… 时的值相同,而当 b =3 时,y =1∈P ,1?M . 所以 M ?P . 解2 对任意的 x 0∈M ,有 x 0=a 02+1=(a 0+3)2?6(a 0+3)+10∈P (因为 a 0∈N ?,所以 a 0+3∈N ),所以 M ?P . 又因为 b =3 时,y =1,所以 1∈P ,而 1<1+a 02(a 0∈N ?),所以 1?M , 从而 M ?P . 2. 因为 A =B ,所以 B ={x∣ x 2+ax +b =0}={?1,3},即 ?1,3 是方程 x 2+ax +b =0 的两个根. 由韦达定理得 ?a =?1+3=2,b =?1×3=?3,所以 a =?2,b =?3. 3.数形结合可得 a ≥4. A B B A ??或? 4.考虑B 为空集和非空两种情况: a ≥4 5. 用列举法表示出符合题意的全部 S 为 {3},{1,5},{2,4},{1,3,5},{2,3,4}, {1,2,4,5},{1,2,3,4,5},共有 7 个. 6.因为 M =N ,所以 (a ?3)+(2a ?1)+(a 2+1)=?2+(4a ?3)+(3a ?1),即 a 2?4a +3=0,解得 a =1 或 a =3. 当 a =1 时,M ={?2,1,2},N ={?2,1,2},满足 M =N ; 当 a =3 时,M ={0,5,10},N ={?2,9,8},不满足 M =N ,舍去. 故所求实数 a 的值为 1. 新教材必修1每课讲与练 第2讲 集合的关系(训练篇)B 组答案 一、选择题 ACCCC BCDBB 二、填空题 1. [3,4];2 . m ≥1;3. ?1,1,0;4. (?∞,?1]∪{1};5.5;6. ①④;7. a =?1 或 ?12≤a ≤1 或 a ≥32;8. B={?,{0},{1},{0,1}}; A ∈B ;9.11{0,,}35 ;10.201;11. 28160. 4.因为 A ={0,?4},所以 B ?A 分以下三种情况: ① 当 B =A 时,B ={0,?4},由此知 0 和 ?4 是方程 x 2+2(a +1)x +a 2?1=0 的两个根, 由根与系数的关系,得 {Δ=4(a +1)2?4(a 2?1)>0, ?2(a +1)=?4,a 2?1=0, 解得 a =1; ② 当 B ≠? 且 B ?A 时,B ={0} 或 B ={?4},并且 Δ=4(a +1)2? 4(a 2?1)=0,解得 a =?1,此时 B ={0} 满足题意; ③ 当 B =? 时,Δ=4(a +1)2?4(a 2?1)<0,解得 a 1. 综上所述,所求实数 a 的取值范围是 (?∞,?1]∪{1}. 6.①④ 对于①,设 x ∈P (x ≠0),则 x ?x ∈P ,x x ∈P ,即 0∈P ,1∈P ;对于②,1,2∈Z ,但是 12?Z ,故②不正确;对于③,如果集合 M =Q ∪{√2},很明显 1+√2?M ,故数集 M 不为数域,所以③也不正确;对于④,设 x ∈P (x ≠0),则 x +x ∈P ,即 2x ∈P ,同理 3x ∈P ,4x ∈P ,?,所以数域中有无数个数. 9.当时,满足,此时;当时,,集合, 又,得或,解得或.综上,实数的取值集合为. B =?B A ?0a =B ≠?0a ≠1B a ??=????B A ?13a =15a =13a =15a 110,,35?????? 10.(1)若①正确,则②③不正确,由③不正确得 c =0,由①正确得 a =1,所以 b =2,与②不正确矛盾,故①不正确. (2)若②正确,则①③不正确,由①不正确得 a =2,与②正确矛盾,故②不正确. (3)若③正确,则①②不正确,由①不正确得 a =2,由②不正确及③正确得 b =0,c =1,故③正确. 则 100a +10b +c =100×2+10×0+1=201. 11. 含有1的子集有29个,含有2的子集有29个,含有3的子集有29个,…,含有10的子集有29个,∴ (1+2+3+…+10)×29=28160. 三、解答题 1.先证A B 设任一元素a A , 则323(1)1a n n 。 n Z ,1n Z ,a B 故A B 。 再证B A , 设任一元素b B ,则313(1)2b k k , k Z ,1k Z ,b A .故B A ,由此可知A B . 2. (1)不能对于任意实数b 都有A ?B 。因为A 中两个元素相差8,B 中元素1,2,b ,要满足A ?B ,则b 只能取有限个数,此即第(2)题。 (2)由|x-a|=4得x=a+4,x=a-4. 若a+4,则 a-4=b,解得a=-3,b=-7,故实数对(A,B)为(-3,-7).同理可得其他:(5,9),(6,10),(-2,-6). 3. 依题意有22x y xm x y xm ①② , , 由②-①得(1)y xm m ③ 将③代入且① 整理得2210m m 解得1m 此时集B 合中的元素2x xm xm ,这与集合元素的互异性矛盾,故此种情况不成立. 于是只能有22x y xm x y xm , ,④⑤ 由⑤-④ 得(1)y xm m ⑥ 将⑥代入④且0x 化简可得2210m m 解得12m 或 1m (舍去) 经检验12 m 为所求. 4. 集合 B 中的代表元素是 x ,x 满足的条件是 x ∈A ,因此 x =0 或 x =1,即 B ={0,1}=A .集合 C 的代表元素虽然也是 x ,但是 x 代表的是集合,且 x ?A ,因此 x =? 或 x ={0} 或 x ={1} 或 x ={0,1},即 C ={?,{0},{1},{0,1}},故 A =B ,B ∈C ,A ∈C . 5.(1) 若函数 y =f (x ) 的图象与 x 轴无交点, 则方程 f (x )=0 的判别式 Δ<0,即 16?4(a +3)<0,解得 a >1. (2) 若对任意的 x 1∈[1,4],总存在 x 2∈[1,4],使得 f (x 1)=g (x 2),则只需函数 y =f (x ) 在 [1,4] 的值域为函数 y =g (x ) 在 [1,4] 的值域的子集.当 a =0 时,f (x )=x 2?4x +3 的图象的对称轴是直线 x =2,y =f (x ) 在 [1,4] 上的值域为 [?1,3]. 下面求 g (x )=bx +5?2b ,x ∈[1,4] 的值域. ①当 b =0 时,g (x )=5,不符合题意. ②当 b >0 时,g (x )=bx +5?2b 的值域为 [5?b,5+2b ],则只需 { 5?b ≤?1,5+2b ≥3. 解得 b ≥6. ③当 b <0 时,g (x )=bx +5?2b 的值域为 [5+2b,5?b ],则只需 { 5+2b ≤?1,5?b ≥3. 解得 b ≤?3. 综上,实数 b 的取值范围是 b ≥6 或 b ≤?3. 新教材必修1每课讲与练 第2讲 集合的关系(训练篇)C 组答案 一、选择题 BC 1. B 【解析】在 M 中任取两个元素的子集有 C 62=15 个.注意到 {1,2}、{2,4}、{3,6} 三选一,{1,3}、{2,6} 二选一,{2,3}、{4,6} 二选一,故符合条件的子集最多共有 C 62?2?1?1=11 个. 2. 设由三个正数123123,,()a a a a a a <<。 若123a a a +=,则这三个数不可能构成三角形的三边。为了使3a 最小,取123a a a +=。 使12312=45=+=9a a a a a =,,, 12i i i a a a --=+ 可得一个非三角形数集 {|1,2,3,}i A a i ==。 显然,A 的任意子集都不是 数集,A 中最小的10个元素组成的子集为 0{4,5,14,23,37,60,97,157,254}A =,所以254m <。 若讲 0A 中任意元素换成4到253中的非0A 中的任一其他正整数,由此得到的 的10元子集都是三角数。故选C 。 二、填空题 1.(1)由已知121,3k k ==,所以1131225k --=+=。 (2) 因为11315171812111+4+16+64+128=22222-----=++++,所以E 的第211个子集是13578{,,,,}a a a a a 。 2.因为 集合 P ={x∣ x =2n ?1 , n ∈N + , n ≤4},所以,其元素为 1,3,5,7.故含有 3 个元素的全体子集分别为:{1,3,5},{1,3,7},{1,5,7},{3,5,7}. 1i k p i S =∑=(1+3+5)+(1+3+7)+(1+5+7)+(3+5+7)=48. 3.当 n =4 时,S 4={1,2,3,4},所以所有的偶子集为:? 、 {2} 、 {4} 、 {1,2} 、 {1,4} 、 {2,3} 、 {2,4} 、 {3,4} 、 {1,2,3} 、 {1,2,4} 、 {1,3,4} 、 {2,3,4} 、 {1,2,3,4}. 所以 S 4 的所有偶子集的容量之和为 0+2+4+2+4+6+8+12+6+8+12+24+24=112. 三、解答题 1.解因,?U 都要选出,且无论选?或U 都满足条件(2),所以还要再选出两个集合,使他们满足条件(2),这些不同的选法即为所求。 单元素有:,,,a b c d ,两个元素有:,,,,,ab ac ad bc bd cd ,三个元素:,,,abc abd acd bcd . 当A 、B 中有一个取单元素,比如a ,则另一个集合可取,,ab ac ad 和,,abc abd acd ,此时共有6个,所以,这类情形共有4×6=24个;当A 、B 中有一个取两个元素,比如取ab ,则另一个集合可取,abc abd ,有2个,共有6×2=12个,所以满足条件的选法有:24+12=36. 2.(1)任取0x A ∈,则00()f x x =,000[()]()f f x f x x ==,那么所以A B ?。 (2)因为A={-1,3},即-1,3是方程x 2+px+q=x 的根,由韦达定理p=-1,q=-3, f(x)=x 2-x -3,代入 f [f(x)]=x 得(x 2-x -3) 2-(x 2-x -3) -3=x,即(x 2-x -3) 2 =x 2,亦即x 2-x -3=x ,或x 2-x -3=-x ,解得x =。所以 B={x =。 3.(1) 当 n =3 时,A 6={1,2,3,4,5,6},4n +1=13. ① A 6 的含有 5 个元素的所以子集:{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},{2,3,4,5,6}。 对集合{2,3,4,5,6},因为最小的4个元素之和 2+3+4+5>13,所以 5 不是集合 A 6 的“相关数”. ② A 6 的含有 6 个元素的子集只有 {1,2,3,4,5,6},因为 1+3+4+5=13,所以 6 是集合 A 6 的“相关数”. (2) 由(1)知,若把A 中元素从大到小排列:2n,2n-1,2n-1,…n+1,n,n-1,此时最小的三个数之和(n ?1)+n +(n +1)+(n +2)=4n +2>4n +1. 即当B ={n ?1,n,n +1,?,2n }时,B 中有n+2个元素不满足条件,因此,若 m 为集合 A 2n 的“相关数”,必有 m ≥n +3,即m ?n ?3≥0. 4.(1)(i )方程 x i ?x j =2 的解有:(x i ,x j )=(2007,2005),(2013,2011). (ii )以下规定两数的差均为正,则:列出集合 X 的从小到大 8 个数中相邻两数的差:1,3,2,4,2,3,1; 中间隔一数的两数差(即上一列差数中相邻两数和):4,5,6,6,5,4; 中间相隔二数的两数差:6,9,8,9,6; 中间相隔三数的两数差:10,11,11,10; 中间相隔四数的两数差:12,14,12; 中间相隔五数的两数差:15,15; 中间相隔六数的两数差:16. 这 28 个差数中,只有 4 出现 3 次、 6 出现 4 次,其余都不超过 2 次, 所以 k 的可能取值有 4,6. (2)不妨设2001≤x1 记a i=x i+1?x i(i=1,2,?,7),b i=x i+2?x i(i=1,2,?,6),共13个差数.假设不存在满足条件的k,则这13个数中至多两个1、两个2、两个3、两个4、两个5、两个6,从而 (a1+a2+?+a7)+(b1+b2+?+b6)≥2(1+2+?+6)+7=49.??① 又 (a1+a2+?+a7)+(b1+b2+?+b6)=(x8?x1)+(x8+x7?x2?x1) =2(x8?x1)+(x7?x2) ≤2×16+14 =46, 这与①矛盾! 所以结论成立.