集合的基本运算
2023
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数学
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AB
12
集合
基本
运算
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高中数学
第二节 集合的根本运算
A组
1.(2023年高考浙江卷改编)设U=R,A={x|x>0},B={x|x>1},那么A∩∁UB=____.
解析:∁UB={x|x≤1},∴A∩∁UB={x|0<x≤1}.答案:{x|0<x≤1}
2.(2023年高考全国卷Ⅰ改编)设集合A={4,5,7,9},B={3,4,7,8,9},全集U=A∪B,那么集合∁U(A∩B)中的元素共有________个.
解析:A∩B={4,7,9},A∪B={3,4,5,7,8,9},∁U(A∩B)={3,5,8}.答案:3
3.集合M={0,1,2},N={x|x=2a,a∈M},那么集合M∩N=________.
解析:由题意知,N={0,2,4},故M∩N={0,2}.答案:{0,2}
4.(原创题)设A,B是非空集合,定义AⓐB={x|x∈A∪B且x∉A∩B},A={x|0≤x≤2},B={y|y≥0},那么AⓐB=________.
解析:A∪B=[0,+∞),A∩B=[0,2],所以AⓐB=(2,+∞).
答案:(2,+∞)
5.(2023年高考湖南卷)某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱乒乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,那么喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为________.
解析:设两项运动都喜欢的人数为x,画出韦恩图得到方程15-x+x+10-x+8=30x=3,∴喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为15-3=12(人).答案:12
6.(2023年浙江嘉兴质检)集合A={x|x>1},集合B={x|m≤x≤m+3}.
(1)当m=-1时,求A∩B,A∪B;
(2)假设B⊆A,求m的取值范围.
解:(1)当m=-1时,B={x|-1≤x≤2},∴A∩B={x|1<x≤2},A∪B={x|x≥-1}.(2)假设B⊆A,那么m>1,即m的取值范围为(1,+∞)
B组
1.假设集合M={x∈R|-3<x<1},N={x∈Z|-1≤x≤2},那么M∩N=________.
解析:因为集合N={-1,0,1,2},所以M∩N={-1,0}.答案:{-1,0}
2.全集U={-1,0,1,2},集合A={-1,2},B={0,2},那么(∁UA)∩B=________.
解析:∁UA={0,1},故(∁UA)∩B={0}.答案:{0}
3.(2023年济南市高三模拟)假设全集U=R,集合M={x|-2≤x≤2},N={x|x2-3x≤0},那么M∩(∁UN)=________.
解析:根据得M∩(∁UN)={x|-2≤x≤2}∩{x|x<0或x>3}={x|-2≤x<0}.答案:{x|-2≤x<0}
4.集合A={3,log2a},B={a,b},假设A∩B={2},那么A∪B=________.
解析:由A∩B={2}得log2a=2,∴a=4,从而b=2,∴A∪B={2,3,4}.
答案:{2,3,4}
5.(2023年高考江西卷改编)全集U=A∪B中有m个元素,(∁UA)∪(∁UB)中有n个元素.假设A∩B非空,那么A∩B的元素个数为________.
解析:U=A∪B中有m个元素,
∵(∁UA)∪(∁UB)=∁U(A∩B)中有n个元素,∴A∩B中有m-n个元素.答案:m-n
6.(2023年高考重庆卷)设U={n|n是小于9的正整数},A={n∈U|n是奇数},B={n∈U|n是3的倍数},那么∁U(A∪B)=________.
解析:U={1,2,3,4,5,6,7,8},A={1,3,5,7},B={3,6},∴A∪B={1,3,5,6,7},
得∁U(A∪B)={2,4,8}.答案:{2,4,8}
7.定义A⊗B={z|z=xy+,x∈A,y∈B}.设集合A={0,2},B={1,2},C={1},那么集合(A⊗B)⊗C的所有元素之和为________.
解析:由题意可求(A⊗B)中所含的元素有0,4,5,那么(A⊗B)⊗C中所含的元素有0,8,10,故所有元素之和为18.答案:18
8.假设集合{(x,y)|x+y-2=0且x-2y+4=0}{(x,y)|y=3x+b},那么b=________.
解析:由⇒点(0,2)在y=3x+b上,∴b=2.
9.设全集I={2,3,a2+2a-3},A={2,|a+1|},∁IA={5},M={x|x=log2|a|},那么集合M的所有子集是________.
解析:∵A∪(∁IA)=I,∴{2,3,a2+2a-3}={2,5,|a+1|},∴|a+1|=3,且a2+2a-3=5,解得a=-4或a=2,∴M={log22,log2|-4|}={1,2}.
答案:∅,{1},{2},{1,2}
10.设集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2+2(a+1)x+(a2-5)=0}.
(1)假设A∩B={2},求实数a的值;
(2)假设A∪B=A,求实数a的取值范围.
解:由x2-3x+2=0得x=1或x=2,故集合A={1,2}.
(1)∵A∩B={2},∴2∈B,代入B中的方程,得a2+4a+3=0⇒a=-1或a=-3;当a=-1时,B={x|x2-4=0}={-2,2},满足条件;当a=-3时,B={x|x2-4x+4=0}={2},满足条件;综上,a的值为-1或-3.
(2)对于集合B,Δ=4(a+1)2-4(a2-5)=8(a+3).∵A∪B=A,∴B⊆A,
①当Δ<0,即a<-3时,B=∅满足条件;②当Δ=0,即a=-3时,B={2}满足条件;③当Δ>0,即a>-3时,B=A={1,2}才能满足条件,那么由根与系数的关系得
⇒矛盾.综上,a的取值范围是a≤-3.
11.函数f(x)= 的定义域为集合A,函数g(x)=lg(-x2+2x+m)的定义域为集合B.
(1)当m=3时,求A∩(∁RB);
(2)假设A∩B={x|-1<x<4},求实数m的值.
解:A={x|-1<x≤5}.
(1)当m=3时,B={x|-1<x<3},那么∁RB={x|x≤-1或x≥3},
∴A∩(∁RB)={x|3≤x≤5}.
(2)∵A={x|-1<x≤5},A∩B={x|-1<x<4},
∴有-42+2×4+m=0,解得m=8,此时B={x|-2<x<4},符合题意.
12.集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}.
(1)假设A=∅,求实数a的取值范围;
(2)假设A是单元素集,求a的值及集合A;
(3)求集合M={a∈R|A≠∅}.
解:(1)A是空集,即方程ax2-3x+2=0无解.
假设a=0,方程有一解x=,不合题意.
假设a≠0,要方程ax2-3x+2=0无解,那么Δ=9-8a<0,那么a>.
综上可知,假设A=∅,那么a的取值范围应为a>.
(2)当a=0时,方程ax2-3x+2=0只有一根x=,A={}符合题意.
当a≠0时,那么Δ=9-8a=0,即a=时,
方程有两个相等的实数根x=,那么A={}.
综上可知,当a=0时,A={};当a=时,A={}.
(3)当a=0时,A={}≠∅.当a≠0时,要使方程有实数根,
那么Δ=9-8a≥0,即a≤.
综上可知,a的取值范围是a≤,即M={a∈R|A≠∅}={a|a≤}