第一章 集合与常用逻辑用语(单元测试)(含解析)-2025-2026学年人教A版(2019)高一数学必修第一册

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第一章 集合与常用逻辑用语(单元测试)(含解析)-2025-2026学年人教A版(2019)高一数学必修第一册

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第一章 集合与常用逻辑用语
一.选择题(共8小题)
1.(2025 广东模拟)用C(A)表示非空集合A中元素个数,定义A*B,若A={1,2},B={x|(x2+ax)(x2+ax+2)=0}且A*B=1,则实数a的所有取值为(  )
A.0 B.0,
C.0,2 D.﹣2,0,2
2.(2025春 水城区校级期末)已知集合M={x|(x﹣2)2≤1},非空集合N={x|1≤x≤a},若N M,则实数a的取值范围为(  )
A.(1,+∞) B.[3,+∞) C.[0,3] D.[1,3]
3.(2025春 秦淮区校级月考)在整数集Z中,被4除所得余数为k的所有整数组成一个“类”,记为[k],即[k]={4n+k|n∈Z},k=0,1,2,3,下列结论正确的是(  )
A.﹣3∈[2]
B.Z=[1]∪[2]∪[3]
C.整数a,b属于同一“类”的充分不必要条件是“a﹣b∈[0]”
D.若a∈[3],b∈[2],则ab∈[2]
4.(2025春 兰山区校级月考)下列四个命题正确的个数是(  )
①{0}是空集;
②若a∈N,则﹣a N;
③集合{x∈R|x2﹣2x+1=0}有两个元素;
④集合是有限集.
A.1 B.2 C.3 D.0
5.(2025 东城区一模)已知集合,B={(x,y)|y=a|x+a|}.如果A∩B有且只有两个元素,则实数a的取值范围为(  )
A.(﹣∞,1) B.(1,+∞)
C.[0,1] D.[0,1)∪(1,+∞)
6.(2025春 湖北月考)若命题“ x∈[0,2],x2≥m”是真命题,则(  )
A.m≤0 B.m≤4 C.m>0 D.m>4
7.(2025春 张掖月考)已知集合A={﹣2,1,3,4},B={x||x﹣2|<m,x∈R},若A∩ RB= ,则实数m取值范围为(  )
A.m>4 B.m≥4 C.m≤2 D.m>2
8.(2024秋 石景山区期末)已知集合A={a1,a2,a3,a4} {1,2,3,4,5,6,7,8},若存在ai,aj∈A,使得|ai﹣aj|=1,则集合A的个数为(  )
A.70 B.65 C.60 D.50
二.多选题(共4小题)
9.(2025 郫都区校级模拟)对于集合S,若存在集合S的两两不同的子集A1,A2,…,Ak,k≥1满足A1 A2 … Ak,则称其为集合S的一条“链”,称k为这条“链”的长度.当集合S的元素个数|S|=n时,下列说法正确的是(  )
A.集合S的最长“链”的长度为n+1
B.任意两个集合都可以出现在同一个“链”中
C.当|S|=4时,该集合的任意两条长为4的“链”中一定具有相同集合
D.集合S的最长“链”的总数为n!
10.(2025春 安徽月考)对任意集合A,B U,记A*B={x|x∈A∪B,且x A∩B},并称A*B为集合A,B的相异集,则(  )
A.A*B=B*A
B.若A A*B,则A∩B≠
C.命题“若A*B=A,则B= ”为假命题
D.若p:A*B A,q:B A,则p是q成立的充分必要条件
11.(2025春 莆田期末)已知集合U={1,2,3,4,5,6},U的4个不同三元子集(含有三个元素的子集)组成集合B,且B满足:
①{1,2,3}∈B;
②B中任意两个元素的并集是U的真子集,任意三个元素的并集是U.
任取一个集合B,记事件D1=“{1,4,5}∈B”,事件D2=“{2,4,6}∈B”,则(  )
A.集合B中任意两个元素的交集非空
B.
C.取到的集合B的所有可能结果有4种
D.
12.(2025春 贵阳期末)一个古典概型的样本空间Ω和事件A,B关系用图表示,如图所示,其中n(Ω)=24,n(A)=12,n(B)=8,n(A∪B)=16,则下列结论中正确的是(  )
A.n(AB)=4 B.
C. D.A与B相互独立
三.填空题(共4小题)
13.(2025 浦东新区校级模拟)设集合A中的元素均为无重复数字的三位正整数,且从中任取两个相乘所得均为5的倍数,则A的元素个数最多为    .
14.(2025 宝丰县三模)已知p: x∈R,mx2+2>0;q: x∈R,x2﹣2mx+1≤0.若p,q都是真命题,则实数m的取值范围是    .
15.(2025春 沙坪坝区校级期中)已知A {1,2,…,2625},且A中任意两个数的差的绝对值不等于4,也不等于9,则|A|的最大值为     .
16.(2025春 南京月考)已知M={x|1≤x≤16,x∈N},A={x1,x2,x3} M,且,则满足条件的集合A共有     个.
四.解答题(共4小题)
17.(2025春 北京期中)已知数集A={a1,a2,a3 ,an}(1=a1<a2<a3< <an,n≥2)具有性质P:对任意的k(2≤k≤n), i,j(1≤i≤j≤n),使得ak=ai+aj成立.
(1)分别判断数集{1,2,3,5}与{1,2,5,7}是否具有性质P,并说明理由;
(2)求证:an﹣an﹣1﹣an﹣2﹣ ﹣a2≤2.
18.(2025春 广东月考)已知m,n∈N*,n≥2.设集合C={x|x=3k﹣2或x=3k﹣1,k∈N*,且k≤m},集合A={α|α=(x1,x2,…,xn),xi∈C,i=1,2,3,…,n}.若集合A中的元素α=(x1,x2,…,xn),β=(y1,y2,…,yn)满足|x1﹣y1|+|x2﹣y2|+…+|xn﹣yn|=1,则称β为α的“相邻元”.对于整数H,若集合A存在一个子集B满足:(i)集合B中的元素个数为H;(ii) α∈B,在集合B中都至少有n﹣1个“相邻元”,则称H是“好数”.
(1)当m=2,n=3时,直接写出α=(1,4,1)的“相邻元”;
(2)当m=2,n=9时,求证:49﹣47是“好数”;
(3)当n=2025时,若整数d1,d2,d3满足0<d1<d2<d3≤2022,且d3﹣d2≥3,d2﹣d1≥3,求证:是“好数”.
19.(2024秋 宜春期末)已知全集U=R,集合A={x|x2+2x<3},B={x|﹣3<3x﹣a<6}.
(1)若a=3,求A∪( UB);
(2)若“x∈B”是“x∈A”的充分不必要条件,求a的取值范围.
20.(2025春 埇桥区校级期末)已知全集U=R,集合A={x|﹣x2﹣x+6≤0},B={x|1<x<6},C={x|m+1<x<2m}.
(Ⅰ)求( UA)∩B;
(Ⅱ)若B∪C=B,求实数m的取值范围.
第一章 集合与常用逻辑用语
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025 广东模拟)用C(A)表示非空集合A中元素个数,定义A*B,若A={1,2},B={x|(x2+ax)(x2+ax+2)=0}且A*B=1,则实数a的所有取值为(  )
A.0 B.0,
C.0,2 D.﹣2,0,2
【考点】元素与集合关系的判断;集合的包含关系判断及应用.
【专题】计算题;集合.
【答案】D
【分析】根据A={1,2},B={x|(x2+ax)(x2+ax+2)=0},且A*B=1,可知集合B要么是单元素集合,要么是三元素集合,进而可得x2+ax=0或x2+ax+2=0,求解即可得a的所有可能值.
【解答】解:由于(x2+ax)(x2+ax+2)=0等价于x2+ax=0①或x2+ax+2=0②,
又由A={1,2},且A*B=1,
∴集合B要么是单元素集合,要么是三元素集合,
1°集合B是单元素集合,则方程①有两相等实根,②无实数根,
∴a=0;
2°集合B是三元素集合,则方程①有两不相等实根,②有两个相等且异于①的实数根,
即,
解得a=±2,
综上所述a=0或a=±2,
故选:D.
【点评】此题是中档题.考查元素与集合关系的判断,以及学生的阅读能力和对新定义的理解与应用.
2.(2025春 水城区校级期末)已知集合M={x|(x﹣2)2≤1},非空集合N={x|1≤x≤a},若N M,则实数a的取值范围为(  )
A.(1,+∞) B.[3,+∞) C.[0,3] D.[1,3]
【考点】集合的包含关系的应用.
【答案】D
【分析】通过解不等式得到集合M,再依据集合包含关系(N中元素都在M中 )和N非空的条件来限制a的取值.
【解答】解:集合M,由(x﹣2)2≤1,得﹣1≤x﹣2≤1.
即1≤x≤3,所以M={x|1≤x≤3}.
因为N是非空集合且N M,N={x|1≤x≤a},
所以1≤a≤3.
故选:D.
【点评】解题关键在于先求解出集合M,再结合非空集合N以及N M的条件,确定实数a的取值范围.
3.(2025春 秦淮区校级月考)在整数集Z中,被4除所得余数为k的所有整数组成一个“类”,记为[k],即[k]={4n+k|n∈Z},k=0,1,2,3,下列结论正确的是(  )
A.﹣3∈[2]
B.Z=[1]∪[2]∪[3]
C.整数a,b属于同一“类”的充分不必要条件是“a﹣b∈[0]”
D.若a∈[3],b∈[2],则ab∈[2]
【考点】判断元素与集合的属于关系.
【专题】整体思想;综合法;集合;运算求解;新定义类.
【答案】D
【分析】由“类”的定义代入计算可判断A、B、D,分别验证C选项的充分性和必要性可判断C.
【解答】解:整数集Z中,被4除所得余数为k的所有整数组成一个“类”,记为[k],即[k]={4n+k|n∈Z},
对于A,因为﹣3=﹣1×4+1,所以﹣3∈[1],A错误.
对于B,每个整数除以4所得的余数只有0,1,2,3,没有其他余数,所以Z [0]∪[1]∪[2]∪[3],又[0]∪[1]∪[2]∪[3] Z,
所以Z=[0]∪[1]∪[2]∪[3],B错误.
对于C,若a,b∈[m],m=0,1,2,3,则a=4n1+m,n1∈Z,b=4n2+m,n2∈Z,
所以a﹣b=4(n1﹣n2)∈[0];
若a﹣b∈[0],则a﹣b=4p,p∈Z,不妨设a∈[t],t=0,1,2,3,
则a=4n3+t,n3∈Z,所以b=4(n3﹣p)+t,n3﹣p∈Z,
所以a,b除以4所得的余数相同,即a,b属于同一“类”.
故整数a,b属于同一“类”的充要条件是“a﹣b∈[0]”,C错误.
对于D,由题意可设a=4k1+3,k1∈Z,b=4k2+2,k2∈Z,
则ab=16k1k2+8k1+12k2+6=4(4k1k2+2k1+3k2+1)+2,
因为4k1k2+2k1+3k2+1∈Z,所以ab∈[2],D正确.
故选:D.
【点评】本题以新定义为载体,主要考查了集合知识的应用,属于中档题.
4.(2025春 兰山区校级月考)下列四个命题正确的个数是(  )
①{0}是空集;
②若a∈N,则﹣a N;
③集合{x∈R|x2﹣2x+1=0}有两个元素;
④集合是有限集.
A.1 B.2 C.3 D.0
【考点】判断元素与集合的属于关系.
【答案】D
【分析】可根据空集定义、自然数集性质、集合中元素个数判断及有限集概念进行分析.
【解答】解:对于①,{0}不是空集,{0}含有一个元素0,而空集中无任何元素,故①错;对于②,若a∈N,当a=0时,﹣a=0,﹣a∈N,故②错;对于③,集合{x∈R|x2﹣2x+1=0}={1},只有一个元素,故③错;
对于④,集合,是无限集,故④错;综上,正确的命题有0个.
故选:D.
【点评】这道题围绕集合的基本概念命题,是集合知识入门级考查,考点覆盖全面且基础:
1.概念辨析维度:聚焦空集定义、自然数集元素特性、集合中元素个数、有限集与无限集判断,从不同角度夯实集合核心概念;
2.能力考查角度:主要检验对基础概念的精准理解,需准确把握空集“无元素”、自然数集包含0、方程解的个数与集合元素的对应、有限集“元素可数”等细节,稍有概念模糊就易出错,是训练概念辨析能力的典型题;
3.教学价值方面:适合作为集合知识初次巩固练习,能暴露学生对空集、自然数集、集合元素互异性等概念的理解漏洞,助力教师针对性强化基础概念教学,帮学生构建清晰的集合知识框架.
5.(2025 东城区一模)已知集合,B={(x,y)|y=a|x+a|}.如果A∩B有且只有两个元素,则实数a的取值范围为(  )
A.(﹣∞,1) B.(1,+∞)
C.[0,1] D.[0,1)∪(1,+∞)
【考点】集合交集关系的应用.
【专题】集合思想;定义法;集合;逻辑思维.
【答案】D
【分析】先分析出曲线表示的是双曲线x2﹣y2=在x轴上及上方的所有点,再分情况讨论当a取不同值时,y=a|x+a|表示的不同曲线,及与曲线的交点个数情况即可得到结果.
【解答】解:因为A∩B有且只有两个元素,
所以曲线与y=a|x+a|有且只有两个交点,
对于曲线变形可得x2﹣y2=1(y≥0),
表示的是双曲线x2﹣y2=在x轴上及上方的所有点,
对于曲线y=a|x+a|,
(1)当a=0时,如图所示,y=a|x+a|表示的是一条直线y=0,
与x2﹣y2=1(y≥0)交于(1,0),(﹣1,0)两点,符合题意;
(2)当a<0时,y=a|x+a|≤0,与x2﹣y2=1(y≥0)至多有一个交点,不符合题意;
(3)当a>0时,y=a|x+a|表示的是两条射线,

①当a=1时,y=a|x+a|表示的是y=x+1(x≥﹣1)和y=﹣(x+1)(x<﹣1)两条射线,
与x2﹣y2=1(y≥0)仅有(﹣1,0)一个交点,如下图所示,所以a=1不符合题意;
②当0<a<1时,y=a|x+a|与x轴的交点为(﹣a,0),﹣a∈(﹣1,0),
且y=a(x+a)的斜率a∈(0,1),y=﹣a(x+a)的斜率﹣a∈(﹣1,0),
而双曲线x2﹣y2=1的两条渐近线为y=±x,斜率分别为1和﹣1,
所以y=a|x+a|与x2﹣y2=1(y≥0)的左右两支各有一个交点,
如下图所示,所以0<a<1符合题意;
③当a>1时,y=a|x+a|与x轴的交点为(﹣a,0),﹣a<﹣1,
且y=a(x+a)的斜率a>1,y=﹣a(x+a)的斜率﹣a<﹣1,
而双曲线x2﹣y2=1的两条渐近线为y=±x,斜率分别为1和﹣1,
所以y=a|x+a|与x2﹣y2=1(y≥0)的右支没有交点,与左支有两个交点,
如下图所示,所以a>1符合题意.
综上,实数a的取值范围为[0,1)∪(1,+∞).
故选:D.
【点评】本题考查集合的综合应用,属于难题.
6.(2025春 湖北月考)若命题“ x∈[0,2],x2≥m”是真命题,则(  )
A.m≤0 B.m≤4 C.m>0 D.m>4
【考点】存在量词命题真假的应用.
【专题】计算题;转化思想;综合法;简易逻辑;逻辑思维;运算求解.
【答案】B
【分析】根据命题为真命题得出m≤(x2)max即可求解.
【解答】解:命题“ x∈[0,2],x2≥m”是真命题,
故x∈[0,2]时,m≤[x2]max=4.
故选:B.
【点评】本题考查的知识点:命题真假的判定,二次函数的性质,主要考查学生的运算能力,属于中档题.
7.(2025春 张掖月考)已知集合A={﹣2,1,3,4},B={x||x﹣2|<m,x∈R},若A∩ RB= ,则实数m取值范围为(  )
A.m>4 B.m≥4 C.m≤2 D.m>2
【考点】集合的交并补混合运算.
【专题】转化思想;转化法;集合;运算求解.
【答案】A
【分析】根据集合B计算 RB,利用A∩ RB= 求参数的取值范围.
【解答】解:由B={x‖x﹣2|<m,x∈R}得,B={x|2﹣m<x<2+m},
∴ RB={x|x≤2﹣m或x≥2+m},
由A∩ RB= 得,B≠ ,m>0.
集合A={﹣2,1,3,4},
则,解得m>4.
故选:A.
【点评】本题主要考查集合的混合运算,属于中档题.
8.(2024秋 石景山区期末)已知集合A={a1,a2,a3,a4} {1,2,3,4,5,6,7,8},若存在ai,aj∈A,使得|ai﹣aj|=1,则集合A的个数为(  )
A.70 B.65 C.60 D.50
【考点】集合的包含关系的应用.
【专题】转化思想;转化法;集合;运算求解.
【答案】B
【分析】由题意可知,集合A有4个元素且包含于集合{1,2,3,4,5,6,7,8},求出没有特殊要求的集合A的个数,再求出不符合“存在ai,aj∈A,使得|ai﹣aj|=1”条件的集合的个数,从而得到本题答案.
【解答】解:∵A={a1,a2,a3,a4} {1,2,3,4,5,6,7,8},
即从集合{1,2,3,4,5,6,7,8}中8个元素任选4个组成集合A,共有个,
设 ai,aj∈A,使得|ai﹣aj|≠1,
则这样的集合有{1,3,5,7},{1,3,5,8},{1,3,6,8},{1,4,6,8},{2,4,6,8}共计5个,
∴若集合A存在ai,aj∈A,使得|ai﹣aj|=1时的个数有70﹣5=65个.
故选:B.
【点评】本题考查集合与排列的应用,属于中档题.
二.多选题(共4小题)
9.(2025 郫都区校级模拟)对于集合S,若存在集合S的两两不同的子集A1,A2,…,Ak,k≥1满足A1 A2 … Ak,则称其为集合S的一条“链”,称k为这条“链”的长度.当集合S的元素个数|S|=n时,下列说法正确的是(  )
A.集合S的最长“链”的长度为n+1
B.任意两个集合都可以出现在同一个“链”中
C.当|S|=4时,该集合的任意两条长为4的“链”中一定具有相同集合
D.集合S的最长“链”的总数为n!
【考点】元素与集合的属于关系的应用.
【专题】计算题;集合思想;集合;运算求解.
【答案】AD
【分析】通过集合的子集链概念,去推断子集包含关系、链的长度及计数.
【解答】解:A选项,设S={a1,a2, ,an},两两不同的子集A1,A2, ,Ak,k≥1,
满足A1 A2 Ak,故Ak+1中的元素要至少比Ak多一个元素,
要想集合S的一条“链”为最长“链”,需满足A1= ,
且Ak+1中元素比Ak中元素多1,所以A1= ,A2={ai},A3={ai,aj}, ,Ak=S,
故集合S的最长“链”的长度为n+1,A正确;
B选项,不妨设Am={1},Aw={2},
显然两个集合不存在包含关系,故不能都出现在同一个“链”中,B错误;
C选项,当|S|=4时,不妨设{1} {1,2} {1,2,3} {1,2,3,4},
{3} {1,3} {1,3,4},
上面两个均为两条长为4的“链”,不具有相同集合,C错误;
D选项,由A选项,S的最长“链”的长度为n+1,其中A2={ai}有n种选择,
A3={ai,aj}有(n﹣1)种选择,以此类推,
Ar={ai,aj, ,an}中共有(r﹣1)个元素,有(n﹣r+2)种选择,
综上,S的最长“链”的总数为n!,D正确.
故选:AD.
【点评】本题考查元素与集合的属于关系的应用,属于中档题.
10.(2025春 安徽月考)对任意集合A,B U,记A*B={x|x∈A∪B,且x A∩B},并称A*B为集合A,B的相异集,则(  )
A.A*B=B*A
B.若A A*B,则A∩B≠
C.命题“若A*B=A,则B= ”为假命题
D.若p:A*B A,q:B A,则p是q成立的充分必要条件
【考点】子集与真子集;集合并集关系的应用.
【专题】计算题;转化思想;综合法;集合;运算求解;新定义类.
【答案】AD
【分析】根据集合的新定义结合并集及子集定义分别计算判断各个选项即可.
【解答】解:对于选项A,A*B={x|x∈A∪B,且x A∩B}=B*A,故选项A正确;
对于选项B,若A A*B,当A= 时,B≠ ,A (A∪B),且A∩B= ,当A≠ 时,假设A∩B≠ ,
则A A*B,故A∩B= ,故选项B错误;
对于选项C,若A*B=A,则B= ,故选项C错误;
对于选项D,由A*B A得B A,反之也成立,故选项D正确.
故选:AD.
【点评】本题考查了集合的运算,集合与集合的关系,是中档题.
11.(2025春 莆田期末)已知集合U={1,2,3,4,5,6},U的4个不同三元子集(含有三个元素的子集)组成集合B,且B满足:
①{1,2,3}∈B;
②B中任意两个元素的并集是U的真子集,任意三个元素的并集是U.
任取一个集合B,记事件D1=“{1,4,5}∈B”,事件D2=“{2,4,6}∈B”,则(  )
A.集合B中任意两个元素的交集非空
B.
C.取到的集合B的所有可能结果有4种
D.
【考点】元素与集合的属于关系的应用.
【专题】集合思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】ABD
【分析】根据题意,写出满足题意的集合B所有可能情况,进而判断各选项即可.
【解答】解:设集合B={A1,A2,A3,A4},其中A1={1,2,3},且{4,5,6} B,
由题意,满足题意的集合B所有可能情况为:
{A1,{1,4,5},{2,4,6},{3,5,6}},{A1,{1,4,5},{2,5,6},{3,4,6}}
{A1,{1,4,6},{2,4,5},{3,5,6}},{A1,{1,4,6},{2,5,6},{3,4,5}},
{A1,{1,5,6},{2,4,6},{3,4,5}},{A1,{1,5,6},{2,4,5},{3,4,6}},故C选项错误;
显然,集合B中任意两个元素的交集非空,故A选项正确;
对于B,,,
则,故B,D选项正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查元素与集合的关系,古典概型、条件概率公式等,属于中档题.
12.(2025春 贵阳期末)一个古典概型的样本空间Ω和事件A,B关系用图表示,如图所示,其中n(Ω)=24,n(A)=12,n(B)=8,n(A∪B)=16,则下列结论中正确的是(  )
A.n(AB)=4 B.
C. D.A与B相互独立
【考点】Venn图表集合的包含关系.
【专题】计算题;转化思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】ACD
【分析】由图易求得n(AB)可判断A,求得,利用古典概型概率公式计算即可判断B;求得,利用古典概型概率公式计算即可判断C;分别求出事件求得P(A),P(B),P(AB),.进而计算判断即可.
【解答】解:对于选项A,由题意n(Ω)=24,n(A)=12,n(B)=8,n(A∪B)=16,
结合Venn图可知,n(AB)=n(A)+n(B)﹣n(A∪B)=12+8﹣16=4,故选项A正确;
对于选项B,因为n(A∪B)=16,n(Ω)=24,所以,
所以,故选项B不正确;
对于选项C,因为,所以,故选项C正确;
对于选项D,因为,又,
,P(AB)=P(A)P(B),所以A与B相互独立,故选项D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查了集合的运算,是中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2025 浦东新区校级模拟)设集合A中的元素均为无重复数字的三位正整数,且从中任取两个相乘所得均为5的倍数,则A的元素个数最多为 137  .
【考点】元素与集合的属于关系的应用.
【专题】计算题;转化思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】137.
【分析】三位数中的5的倍数分个位是0和个位是5讨论即可.
【解答】解:由题意集合A中的元素均为无重复数字的三位正整数,且从中任取两个相乘所得均为5的倍数,
可得集合中且至多只有一个不是5的倍数,其余均是5的倍数.
首先讨论三位数中的5的倍数,
①当个位为0时,则百位和十位在剩余的9个数字中选择两个进行排列,则这样的偶数有个;
②当个位为5时,则百位有个数字可选,十位有个数字可选,
根据分步乘法计数原理这样的5的倍数共有个,
最后再加上单独的不是5的倍数的数,所以集合中元素个数的最大值为72+64+1=137个.
故答案为:137.
【点评】本题考查了集合元素个数问题,是中档题.
14.(2025 宝丰县三模)已知p: x∈R,mx2+2>0;q: x∈R,x2﹣2mx+1≤0.若p,q都是真命题,则实数m的取值范围是 [1,+∞)  .
【考点】存在量词命题的真假判断;全称量词命题的真假判断.
【专题】计算题;转化思想;综合法;简易逻辑;逻辑思维;运算求解.
【答案】[1,+∞).
【分析】根据特称量词与全称量词命题,进一步利用一元二次不等式的计算求出结果即可.
【解答】解:对应q为真命题,则Δ=4m2﹣4≥0,整理得m≥1或m≤﹣1,
对于p为真命题,则m≥0,
能满足两个命题m的取值范围是m≥1.
故答案为:[1,+∞).
【点评】本题考查的知识点:命题真假的判定,恒成立和存在性问题,主要考查学生的运算能力,属于中档题.
15.(2025春 沙坪坝区校级期中)已知A {1,2,…,2625},且A中任意两个数的差的绝对值不等于4,也不等于9,则|A|的最大值为  1212  .
【考点】元素与集合的属于关系的应用.
【专题】计算题;转化思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】1212.
【分析】根据2625=13×201+12,取A={x|x=13t+k,0≤t≤201,t∈Z,k=1,4,6,9,11,12},即可满足A中任何两个数的差的绝对值不等于4,也不等于9,然后证明在1,2,…13中,最多有6个数作为余数k入选A,故|A|≤6×202=1212.
【解答】解:因为2625=13×201+12,取A={x|x=13t+k,0≤t≤201,t∈Z,k=1,4,6,9,11,12},
即可满足A中任何两个数的差的绝对值不等于4,也不等于9.
下面证明以上满足题设条件.
若|13(t﹣r)+(b﹣a)|=4或9,a,b∈{1,4,6,9,11,12},并且0≤r≤t≤201,
(1)当t﹣r=0时,为使|13(t﹣r)+(b﹣a)|=4或9,应使得|b﹣a|=4或9,
进而使得b﹣a=±4或±9,但a,b∈{1,4,6,9,11,12},故满足不了,
因此|13(t﹣r)+(b﹣a)|≠4,9;
(2)当t﹣r=1时,为使|13(t﹣r)+(b﹣a)|=4或9,应使得|13+(b﹣a)|=4或9,
进而使得b﹣a=﹣4或﹣9,但a,b∈{1,4,6,9,11,12},故满足不了,
因此|13(t﹣r)+(b﹣a)|≠4,9;
(3)当t﹣r≥2时,有13(t﹣r)≥26,而﹣11≤b﹣a≤11,
因此|13(t﹣r)+(b﹣a)|≠4,9;
综上所述,|13(t﹣r)+(b﹣a)|≠4,9,这里a,b∈{1,4,6,9,11,12},并且0≤r≤t≤201.
故A中任何两个数的差的绝对值不等于4,也不等于9,此时|A|=6×202=1212.
另一方面,在模13下考虑,将1,5,9,0,4,8,12,3,7,11,2,6,10排成一个首尾相连的圆圈(这里1和10首尾相连),
任意两个相邻的数的差的绝对值均为4或9,
那么从中任取7个数,其中必定会有两个数的差的绝对值均为4或9.
因此在1,2,…,13中,不可能同时有7个数作为余数k入选A,
则|A|≤6×202=1212.
所以|A|的最大值为1212.
故答案为:1212.
【点评】本题主要考查集合之间的关系,元素与集合的关系,考查运算求解能力,属于中档题.
16.(2025春 南京月考)已知M={x|1≤x≤16,x∈N},A={x1,x2,x3} M,且,则满足条件的集合A共有  410  个.
【考点】集合的包含关系的应用.
【专题】整体思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】410.
【分析】由题意x1,x2除以3的余数相同,按照x1,x2除以3的余数相同,x1,x2被3除余1,x1,x2被3除余2分类讨论,结合组合数的运算求解即可.
【解答】解:M={x|1≤x≤16,x∈N},A={x1,x2,x3} M,且,
∵,∴x1+2x2能被3整除,
∴x1,x2除以3的余数相同,
M={x|1≤x≤16,x∈N}={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16},
集合{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16}的元素中,
能被3整除的整数有3,6,9,12,15,
被3除余1的整数有1,4,7,10,13,16,
被3除余2的整数有2,5,8,11,14,
当x1,x2都被3整除时,则x1,x2,x3从被3整除的5个数中选取3个,
或x1,x2可从被3整除的5个数中选取2个,x3从其余11个数中选择,
∴A的个数为,
当x1,x2被3除余1时,则x1,x2,x3从被3除余1的6个数中选取3个,
或x1,x2可从被3除余1的6个数中选取2个,x3从其余10个数中选择,
∴A的个数为,
当x1,x2被3除余2时,则x1,x2,x3从被3除余2的5个数中选取3个,
或x1,x2可从被3除余2的5个数中选取2个,x3从其余11个数中选择,
∴A的个数为120,
∴满足条件的集合A共有120+170+120=410个.
故答案为:410.
【点评】本题主要考查了元素与集合关系的应用,属于中档题.
四.解答题(共4小题)
17.(2025春 北京期中)已知数集A={a1,a2,a3 ,an}(1=a1<a2<a3< <an,n≥2)具有性质P:对任意的k(2≤k≤n), i,j(1≤i≤j≤n),使得ak=ai+aj成立.
(1)分别判断数集{1,2,3,5}与{1,2,5,7}是否具有性质P,并说明理由;
(2)求证:an﹣an﹣1﹣an﹣2﹣ ﹣a2≤2.
【考点】元素与集合的属于关系的应用.
【专题】转化思想;集合思想;综合法;逻辑思维;运算求解.
【答案】(1)若数集{1,2,3,5}具有性质P,则2≤k≤4,1≤i≤j≤4,
∵2=1+1,即a2=a1+a1,
3=1+2,即a3=a1+a2,
5=2+3,即a4=a2+a3,
∴{1,2,3,5}具有性质P;
若数集{1,2,5,7}具有性质P,则2≤k≤4,1≤i≤j≤4,
∵5≠1+1,即a3≠a1+a1,5≠1+2,即a3≠a1+a2,
5≠2+2,即a3≠a2+a2,5≠1+7,即a3≠a1+a4,
5≠1+5,即a3≠a1+a3,5≠2+5,即a3≠a2+a3,
5≠2+7,即a3≠a2+a4,5≠5+5,即a3≠a3+a3,
5≠5+7,即a3≠a3+a4,5≠7+7,即a3≠a4+a4,
∴{1,2,5,7}不具有性质P.
(2)∵集合A={a1,a2,…,an}具有性质P:
即对任意的k(2≤k≤n), i,j(1≤i≤j≤n)使得ak=ai+aj成立,
∵1=a1<a2<…<an,n≥2,∴ai≤ak﹣1,aj≤ak﹣1,
∴ak=ai+aj≤2ak﹣1,
即an≤2an﹣1,an﹣1≤2an﹣2,an﹣2≤2an﹣3, ,a3≤2a2,a2≤2a1,
将上述不等式相加得:an+an﹣1+ +a2≤2an﹣1+2an﹣2+ +2a2+2a1,
∴an≤an﹣1+an﹣2+ +a2+2a1,
∵a1=1,∴an≤an﹣1+an﹣2+ +a2+2,
∴an﹣an﹣1﹣an﹣2﹣ ﹣a2≤2.
【分析】(1)明确每个数集对应的k,i,j的范围,用列举法验证对任意的k,是否存在i,j,使得ak=ai+aj成立;
(2)根据题意得到ai≤ak﹣1,aj≤ak﹣1,进而得到关于a1,a2,a3 ,an的不等关系,对不等式累加即可求证.
【解答】解:(1)数集A={a1,a2,a3 ,an}(1=a1<a2<a3< <an,n≥2)具有性质P:
对任意的k(2≤k≤n), i,j(1≤i≤j≤n),使得ak=ai+aj成立.对于数集{1,2,3,5},
若数集{1,2,3,5}具有性质P,则2≤k≤4,1≤i≤j≤4,
∵2=1+1,即a2=a1+a1,
3=1+2,即a3=a1+a2,
5=2+3,即a4=a2+a3,
∴{1,2,3,5}具有性质P;
若数集{1,2,5,7}具有性质P,则2≤k≤4,1≤i≤j≤4,
∵5≠1+1,即a3≠a1+a1,5≠1+2,即a3≠a1+a2,
5≠2+2,即a3≠a2+a2,5≠1+7,即a3≠a1+a4,
5≠1+5,即a3≠a1+a3,5≠2+5,即a3≠a2+a3,
5≠2+7,即a3≠a2+a4,5≠5+5,即a3≠a3+a3,
5≠5+7,即a3≠a3+a4,5≠7+7,即a3≠a4+a4,
∴{1,2,5,7}不具有性质P.
(2)证明:∵集合A={a1,a2,…,an}具有性质P:
即对任意的k(2≤k≤n), i,j(1≤i≤j≤n)使得ak=ai+aj成立,
∵1=a1<a2<…<an,n≥2,∴ai≤ak﹣1,aj≤ak﹣1,
∴ak=ai+aj≤2ak﹣1,
即an≤2an﹣1,an﹣1≤2an﹣2,an﹣2≤2an﹣3, ,a3≤2a2,a2≤2a1,
将上述不等式相加得:an+an﹣1+ +a2≤2an﹣1+2an﹣2+ +2a2+2a1,
∴an≤an﹣1+an﹣2+ +a2+2a1,
∵a1=1,∴an≤an﹣1+an﹣2+ +a2+2,
∴an﹣an﹣1﹣an﹣2﹣ ﹣a2≤2.
【点评】本题考查新定义、集合、不等式性质等基础知识,考查运算求解能力,是难题.
18.(2025春 广东月考)已知m,n∈N*,n≥2.设集合C={x|x=3k﹣2或x=3k﹣1,k∈N*,且k≤m},集合A={α|α=(x1,x2,…,xn),xi∈C,i=1,2,3,…,n}.若集合A中的元素α=(x1,x2,…,xn),β=(y1,y2,…,yn)满足|x1﹣y1|+|x2﹣y2|+…+|xn﹣yn|=1,则称β为α的“相邻元”.对于整数H,若集合A存在一个子集B满足:(i)集合B中的元素个数为H;(ii) α∈B,在集合B中都至少有n﹣1个“相邻元”,则称H是“好数”.
(1)当m=2,n=3时,直接写出α=(1,4,1)的“相邻元”;
(2)当m=2,n=9时,求证:49﹣47是“好数”;
(3)当n=2025时,若整数d1,d2,d3满足0<d1<d2<d3≤2022,且d3﹣d2≥3,d2﹣d1≥3,求证:是“好数”.
【考点】元素与集合的属于关系的应用.
【专题】计算题;转化思想;综合法;集合;运算求解;新定义类.
【答案】(1)(2,4,1),(1,5,1),(1,4,2);
(2)证明:因为m=2,所以C={1,2,4,5}.
设A={α|α=(x1,x2, ,x9),xi∈{1,2,4,5}},显然A中每一个元素恰有9个“相邻元”.
设U={u|u=(1,1,u3, ,u9),ui∈{1,2,4,5}},构造B= AU,
则集合B中的元素个数为49﹣47.
对集合B中的任意元素b=(b1,b2, ,b9),在集合U中至多存在一个u=(1,1,u3, ,u9),
满足|b1﹣1|+|b2﹣1|+|b3﹣u3|+ +|b9﹣u9|=1,
从而b=(b1,b2, ,bn)在集合B中至少有8个“相邻元”,所以49﹣47是“好数”.
(3)证明:当n=2025时,若整数d1,d2,d3满足0<d1<d2<d3≤2022,且d3﹣d2≥3,d2﹣d1≥3,可设,且,且k≤m}.
①当n=2025时,
集合A={α|α=(x1,x2, ,xn),xi∈C,i=1,2,3, ,2025}中的每一个元素均有2025个“相邻元”.
设,则中含有个元素.
设.
则中含有个元素,i=1,2.并且两两交集为空集,
设,则Q共有:

②对于c=(c1,c2,c3, ,c2025)∈Q,有c在每一个中,至多有一个“相邻元”.
下面证明该结论:设,且均是C的“相邻元”.
由于,则c与b1,b2不同元素在前2025﹣di位,且后di位相同,即b1,b2,后di位相同.
设c与b1不同位置为m,即sm≠cm;c与b2不同位置为t,即pt≠ct.
当m=t相同时,又C中与cm差为1的只有一个数,则b1=b2.
当m≠t时,|c1﹣s1|+|c2﹣s2|+ +|c2025﹣s2025|=|cm﹣sm|=1,
|c1﹣p1|+|c2﹣p2|+ +|c2025﹣p2025|=0或≥2.
所以c在每一个中,至多有一个“相邻元”.
③c不能在中均有“相邻元”,1≤i<j≤3.下面证明该结论:
元素中第2025﹣di+1+1,2025﹣di+1+2, ,2025﹣di都是C2中元素.
中第2025﹣dj+1+1, ,2025﹣dj都是C1中元素.
故中至少有3个元素属于不同的C1和C2.
所以不存在,均是c的“相邻元”.
由①②③知c在Q中至少有2024个“相邻元”,
故:
是“好数”.
【分析】(1)根据题干的定义即可求得结果.
(2)利用定义证明集合B中至少有8个“相邻元”,即可证明结论.
(3)先求出当n=2025时,Q共有:,其次证明对于c=(c1,c2,c3, ,c2025)∈Q,有c在每一个中,至多有一个“相邻元”,最后证明c不能在中均有“相邻元”,1≤i<j≤3.即可证明结论.
【解答】解:(1)由题意集合A={α|α=(x1,x2,…,xn),xi∈C,i=1,2,3,…,n}.
若集合A中的元素α=(x1,x2,…,xn),β=(y1,y2,…,yn)满足|x1﹣y1|+|x2﹣y2|+…+|xn﹣yn|=1,则称β为α的“相邻元”.
可得α=(1,4,1)的“相邻元”为:(2,4,1),(1,5,1),(1,4,2).
(2)证明:因为m=2,所以C={1,2,4,5}.
设A={α|α=(x1,x2, ,x9),xi∈{1,2,4,5}},显然A中每一个元素恰有9个“相邻元”.
设U={u|u=(1,1,u3, ,u9),ui∈{1,2,4,5}},构造B= AU,
则集合B中的元素个数为49﹣47.
对集合B中的任意元素b=(b1,b2, ,b9),在集合U中至多存在一个u=(1,1,u3, ,u9),
满足|b1﹣1|+|b2﹣1|+|b3﹣u3|+ +|b9﹣u9|=1,
从而b=(b1,b2, ,bn)在集合B中至少有8个“相邻元”,所以49﹣47是“好数”.
(3)证明:由题意当n=2025时,若整数d1,d2,d3满足0<d1<d2<d3≤2022,且d3﹣d2≥3,d2﹣d1≥3,
可设,且,且k≤m}.
①当n=2025时,
集合A={α|α=(x1,x2, ,xn),xi∈C,i=1,2,3, ,2025}中的每一个元素均有2025个“相邻元”.
设,则中含有个元素.
设.
则中含有个元素,i=1,2.并且两两交集为空集,
设,则Q共有:

②对于c=(c1,c2,c3, ,c2025)∈Q,有c在每一个中,至多有一个“相邻元”.
下面证明该结论:设,且均是C的“相邻元”.
由于,则c与b1,b2不同元素在前2025﹣di位,且后di位相同,即b1,b2,后di位相同.
设c与b1不同位置为m,即sm≠cm;c与b2不同位置为t,即pt≠ct.
当m=t相同时,又C中与cm差为1的只有一个数,则b1=b2.
当m≠t时,|c1﹣s1|+|c2﹣s2|+ +|c2025﹣s2025|=|cm﹣sm|=1,
|c1﹣p1|+|c2﹣p2|+ +|c2025﹣p2025|=0或≥2.
所以c在每一个中,至多有一个“相邻元”.
③c不能在中均有“相邻元”,1≤i<j≤3.下面证明该结论:
元素中第2025﹣di+1+1,2025﹣di+1+2, ,2025﹣di都是C2中元素.
中第2025﹣dj+1+1, ,2025﹣dj都是C1中元素.
故中至少有3个元素属于不同的C1和C2.
所以不存在,均是c的“相邻元”.
由①②③知c在Q中至少有2024个“相邻元”,故:
是“好数”.
【点评】本题考查了集合新定义问题,是难题.
19.(2024秋 宜春期末)已知全集U=R,集合A={x|x2+2x<3},B={x|﹣3<3x﹣a<6}.
(1)若a=3,求A∪( UB);
(2)若“x∈B”是“x∈A”的充分不必要条件,求a的取值范围.
【考点】充分不必要条件的应用;解一元二次不等式;集合的交并补混合运算.
【专题】整体思想;综合法;集合;简易逻辑;运算求解.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)解二次与一次不等式化简集合A,B,代入a=3再次化简集合B,进而利用集合的交并补运算即可得解;
(2)根据题意得到B是A的真子集,从而利用集合的包含关系得到关于a的不等式组,解之即可得解.
【解答】解:(1)由题意知A={x|x2+2x<3}=(﹣3,1),
若a=3,B={x|﹣3<3x﹣3<6}={x|0<x<3},
所以 UB=(﹣∞,0]∪[3,+∞),
所以A∪( UB)=(﹣∞,1)∪[3,+∞).
(2)因为“x∈B”是“x∈A”的充分不必要条件,所以B A,
因为,所以,
所以且等号不同时成立,解得﹣6≤a≤﹣3,
则a的取值范围是[﹣6,﹣3].
【点评】本题主要考查了集合的基本运算,还考查了充分必要条件与集合包含关系的转化,属于中档题.
20.(2025春 埇桥区校级期末)已知全集U=R,集合A={x|﹣x2﹣x+6≤0},B={x|1<x<6},C={x|m+1<x<2m}.
(Ⅰ)求( UA)∩B;
(Ⅱ)若B∪C=B,求实数m的取值范围.
【考点】集合的包含关系的应用;集合的交并补混合运算.
【专题】计算题;运算求解.
【答案】(Ⅰ)( UA)∩B={x|1<x<2};(Ⅱ){m|m≤3}
【分析】(Ⅰ)解一元二次不等式得A,再由补集与交集的概念求解,
(Ⅱ)转化为集合间的关系,分类讨论求解.
【解答】解:(Ⅰ)∵A={x|﹣x2﹣x+6≤0}={x|x2+x﹣6≥0}={x|x≤﹣3或x≥2},
∴ UA={x|﹣3<x<2},
∴( UA)∩B={x|1<x<2}.
(Ⅱ)∵B∪C=B,
∴C B,
①当C= 时,则m+1≥2m,得m≤1.
②当C≠ 时,可得
,即1<m≤3,
综上,实数m的取值范围为{m|m≤3}.
【点评】本题考查集合的交并补运算和利用集合间的关系求解参数范围.
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