2022年高考数学第一轮基础知识点复习教案第一编集合与常用逻辑用语 .pdf
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1、第一编集合与常用逻辑用语1.1 集合的概念及其基本运算基础自测1. (2008山东 ,1)满足 M4321,aaaa, 且 M21321,aaaaa的集合 M的个数是 . 答案2 2. 设集合 A=2, 1,则满足 AB=3 ,2, 1的集合 B的个数是 . 答案 4 3. 设全集 U=1 ,3,5,7 ,集合 M =1 ,| a-5|,MU,UM= 5,7,则 a 的值为。答案2 或 84.(2008 四川理 ,1) 设集合 U=,5,4 ,3 ,2, 1A,3 ,2, 1B,4,3 ,2则U(AB )等于 . 答案5,4 ,15. (2009南通高三模拟)集合 A=R,2|2|xxx,B=
2、21,|2xxyy,R(AB)= . 答案(-,0 )(0, + ) 例 1若 a, bR, 集合,0,1bababa求 b- a 的值 . 解由bababa, 0, 1可知 a 0,则只能 a+b=0,则有以下对应关系:10baabba或10ababba由得,11ba符合题意;无解.所以 b-a=2. 例 2已知集合 A=510|axx,集合 B=.221|xx(1) 若 AB,求实数 a 的取值范围;(2) 若 BA,求实数 a 的取值范围;(3)A、B能否相等?若能,求出a 的值;若不能,试说明理由. 解A中不等式的解集应分三种情况讨论:若 a=0,则 A=R; 若 a0,则 A=;14
3、|axax精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页若 a0,则 A=,41|axax(1) 当 a=0 时,若 AB,此种情况不存在.当 a0 时,若 AB,如图,则,21214aa,218aaa-8. 当 a0 时,若 AB,如图,则,24211aa.22aa a 2.综上知,此时a 的取值范围是a-8 或 a 2. (2)当 a=0 时,显然 BA;当 a0 时,若 BA,如图,则,21214aa,218aa -;021a当 a0 时,若 BA,如图,则,24211aa,22aa 0a 2.综上知,当BA 时,-.2
4、21a0 (3)当且仅当A、B两个集合互相包含时,A=B. 由( 1) 、 (2)知, a=2. 例 3 (14 分)设集合A,023|2xxxB.0) 5()1(2|22axaxx(1)若 AB,2求实数 a 的值;(2)若 AB=A 求实数 a 的取值范围;(3)若 U=R,A(UB)=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=.2, 12 分(1) AB,2 2B,代入 B中的方程 ,得 a2+4a+3=0, a=-1 或 a=-3; 当 a=-1 时,B=,2 ,204|2xx满足条件;当 a=-3 时,B=,2044|2xxx满足
5、条件;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页综上, a 的值为 -1 或-3. 4 分(2)对于集合B,=4( a+1)2-4(a2-5)=8( a+3). AB=A BA, 当0,即 a -3 时, B=,满足条件;当=0,即 a=-3 时, B = 2 ,满足条件;当0,即 a-3 时, B=A=2, 1才能满足条件,6 分则由根与系数的关系得521) 1( 2212aa即,7252aa矛盾;综上, a 的取值范围是a -3. 9 分(3) A(UB )=A, AUB, AB=;10 分若 B=,则03a适合;若
6、B,则 a=-3 时, B= 2 ,AB= 2 ,不合题意;a-3,此时需 1B 且 2B.将 2 代入 B的方程得 a=-1 或 a=-3 (舍去);将 1 代入 B 的方程得 a2+2a-2=0.31a a -1 且 a -3 且 a -1.313 分综上, a 的取值范围是a-3 或-3a-1-3 或-1-3 a-1 或-1a-1+3 或 a-1+.314 分例 4若集合 A1、A2满足 A1=A2=A,则称( A1,A2)为集合 A 的一种分拆,并规定:当且仅当A1=A2时, (A1,A2)与( A2,A1)为集合 A的同一种分拆,则集合A=3 ,2, 1的不同分拆种数是 . 答案27
7、 1. 设含有三个实数的集合可表示为,2,dadaa也可表示为,2aqaqa其中 a, d, qR, 求常数 q. 解依元素的互异性可知,a 0,d 0,q 0,q 1 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页由两集合相等,有(1)22,aqdaaqda或( 2).2,2aqdaaqda由( 1)得 a+2a(q-1)=aq2, a 0, q2-2q+1=0, q=1( 舍去 ). 由( 2)得 a+2a(q2-1)= aq, a 0, 2q2-q-1=0, q=1 或 q=-.21 q 1, q=-,21综上所述
8、,q=-.212. (1)若集合 P=,06|2xxxS,01| axx且 SP, 求 a 的可取值组成的集合;(2)若集合 A=,52|xxB,121|mxmx且 BA,求由 m的可取值组成的集合. 解 (1)P=.2, 3当 a=0 时, S=,满足 SP;当 a 0 时,方程 ax+1=0 的解为 x=-,1a为满足 SP,可使31a或,21a即 a=31或 a=-.21故所求集合为.21,31,0(2)当 m +12m -1,即 m 2 时, B=,满足 BA;若 B,且满足BA,如图所示,则,51221, 121mmmm即3, 32mmm 2 m 3. 综上所述, m的取值范围为m
9、2 或 2 m 3,即所求集合为.3|mm3. 已知集合 A=,R,01)2(|2xxaxxB0|R xx,试问是否存在实数a,使得 AB=?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由. 解方法 一假设存在实数a 满足条件 AB=,则有(1)当 A时,由 AB,B=0|Rxx,知集合 A中的元素为非正数,设方程 x2+(2+ a)x+1=0 的两根为 x1,x2,则由根与系数的关系,得01;0,0)2(04)2(21212xxaaxxa解得(2)当 A=时,则有=(2+ a)2-40,解得 -4a0. 综上( 1) 、 (2) ,知存在满足条件AB=的实数 a,其取值范围是( -4,+) .
10、方法二假设存在实数a 满足条件 AB,则方程 x2+(2+ a)x+1=0 的两实数根x1,x2至少有一个为正,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页因为 x1 x2=10,所以两根x1,x2均为正数 . 则由根与系数的关系,得,0)2(04)2(212axxa解得. 4,240aaaa即或又集合4|aa的补集为,4| aa存在满足条件 AB=的实数 a,其取值范围是( -4,+) . 4.(2007 陕西理, 12) 设集合 S=3210,AAAA,在 S上定义运算为: AiAj=Ak, 其中 k 为 i +j 被
11、4 除的余数,i , j =0,1,2,3, 则满足关系式 ( xx)A2=A0的 x( xS) 的个数为 . 答案2 一、填空题1.(2008 江西理 ,2) 定义集合运算: A* B =.B,A,|yxxyzz设 A=,2, 1B,2,0则集合 A*B的所有元素之和为 . 答案6 2.已知全集U=0 ,1,3,5, 7,9 , A UB =1 ,B=3,5,7,那么(UA) (UB)= .答案0 ,9 3. 设全集 U =R, 集合 M =x| x1 或 x3, 集合 P=R, 1|kkxkx,且UMP,则实数 k 的取值范围是 . 答案0k3 4.集合 A= yR|y=lgx,x1,B=
12、-2 ,-1,1,2,则 (RA)B= . 答案 -2,-1 5. 已知集合 P=(x,y)| x|+| y|=1 ,Q =(x,y)| x2+y21,则 P 与 Q的关系为 . 答案P Q 6. (2009徐州模拟)设A,B是非空集合,定义AB=BAxBAxx且|,已知 A=22|xxyx, B=0,2|xyyx,则 AB= . 答案),2(1 ,07. 集合 A = x| x-3| a,a0 ,B= x| x2-3 x+20 ,且 BA,则实数 a 的取值范围是 . 答案2,+8.(2008 福建理 ,16) 设 P 是一个数集,且至少含有两个数,若对任意a、bP,都有 a+b、a- b、
13、ab、baP(除数 b0), 则称 P是一个数域 . 例如有理数集Q是数域 ; 数集 F=a+b2 | a, bQ 也是数域 .有下列命题 : 整数集是数域 ;若有理数集QM , 则数集 M必为数域 ;数域必为无限集;存在无穷多个数域.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)答案二、解答题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页9. 已知集合 A=x| mx2-2x+3=0,m R.(1)若 A 是空集,求 m(2)若 A 中只有一个元素,求m(3)若 A 中至多只有一个元素,求m的取值范围 .解集合
14、 A 是方程 mx2-2x+3=0 在实数范围内的解集.(1) A是空集,方程 mx2-2x+3=0 无解 . =4-12 m 0,即 m 31.(2) A中只有一个元素,方程mx2-2x+3=0 只有一个解 .若 m =0,方程为 -2x+3=0 ,只有一解x=23;若 m 0,则=0,即 4-12 m =0,m =31. m =0 或 m =31.(3)A 中至多只有一个元素包含A 中只有一个元素和A是空集两种含义,根据(1) 、 (2)的结果,得m =0 或 m 31. 10. (1)已知 A= a+2, (a+1)2,a2+3a+3 且 1A,求实数 a 的值;(2)已知 M =2 ,
15、a,b ,N=2a,2,b2 且 M =N,求 a,b 的值 .解(1)由题意知: a+2=1 或(a+1)2=1 或 a2+3a+3=1 , a=-1 或-2 或 0,根据元素的互异性排除-1,-2, a=0 即为所求 .(2)由题意知 ,214100102222bababaabbabbaa或或或根据元素的互异性得214110baba或即为所求 . 11.已知集合 A=,R, 116|xxxB=,02|2mxxx(1)当 m =3 时,求 A(RB) ;(2)若 AB41|xx,求实数 m的值 . 解由, 116x得.015xx -1x 5, A=51|xx. (1)当 m =3 时, B=
16、31|xx,则RB=31|xxx或, A(RB)=53|xx. (2) A=,41|,51|xxBAxx有42-2 4-m =0,解得 m =8. 此时 B=42|xx,符合题意,故实数m的值为 8. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页12. 设集合 A =(x, y) | y=2x-1, xN*, B=( x, y)| y=ax2- ax+a,xN* , 问是否存在非零整数a, 使 AB?若存在,请求出 a 的值;若不存在,说明理由.解假设 A B,则方程组aaxaxyxy212有正整数解,消去y, 得 ax2-
17、(a+2) x+a+1=0. (*)由 0,有( a+2)2-4a(a+1) 0,-332332a.因 a 为非零整数, a= 1当 a=-1 时,代入( *x=0 或 x=-1,x N*.故 a -1.a=1 时,代入( *),解得 x=1 或 x=2,符合题意 .故存在 a=1,使得 A B,此时 A B =(1,1) , (2,3). 1.2 命题及其关系、充分条件与必要条件基础自测1.(2009 成化高级中学高三期中考试) 若命题“对xR, x2+4cx+10”是真命题,则实数 c 的取值范围是 . 答案)21,21(2. (2008湖北理 ,2)若非空集合A、B、C 满足 AB =C
18、,且 B不是 A 的子集,则下列说法中正确的是 .(填序号 ) “ xC”是“ xA”的充分条件但不是必要条件 “xC”是“ xA ”的必要条件但不是充分条件 “xC”是“ xA ”的充要条件“ xC”既不是“ xA”的充分条件也不是“xA”的必要条件答案3. 若命题 p 的否命题为r ,命题 r 的逆命题为 s,则 s 是 p 的逆命题 t 的命题. 答案否4. (2008浙江理 ,3)已知 a,b 都是实数 , 那么“ a2b2”是“ ab”的条件 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页答案既不充分也不必要5.
19、 设集合 A、B,有下列四个命题:A B对任意 xA都有 xB;A BAB=; A BB A;A B存在 xA, 使得 xB. 其中真命题的序号是 .(把符合要求的命题序号都填上)答案例 1 把下列命题改写成“若p,则 q”的形式,并写出它们的逆命题、否命题、逆否命题.(1)正三角形的三内角相等;(2)全等三角形的面积相等;(3)已知 a,b,c,d 是实数,若a=b,c=d,则 a+c=b+d.解 (1)原命题即是“若一个三角形是正三角形,则它的三个内角相等”.逆命题:若一个三角形的三个内角相等,则这个三角形是正三角形(或写成:三个内角相等的三角形是正三角形) .否命题:若一个三角形不是正三
20、角形,则它的三个内角不全相等.逆否命题:若一个三角形的三个内角不全相等,那么这个三角形不是正三角形(或写成:三个内角不全相等的三角形不是正三角形).(2)原命题即是“若两个三角形全等,则它们的面积相等.”逆命题:若两个三角形面积相等,则这两个三角形全等(或写成:面积相等的三角形全等).否命题:若两个三角形不全等,则这两个三角形面积不相等(或写成:不全等的三角形面积不相等).逆否命题:若两个三角形面积不相等,则这两个三角形不全等.(3)原命题即是“已知 a,b,c,d 是实数,若 a=b,c=d,则 a+c=b+d” .其中“已知a,b,c,d 是实数”是大前提, “ a 与 b,c 与 d都相
21、等”是条件 p, “ a+c=b+d”是结论q,所以逆命题:已知a,b,c,d 是实数,若a+c=b+d,则 a 与 b,c 与 d 都相等 .否命题:已知a,b,c,d 是实数,若a 与 b,c 与 d 不都相等,则a+c b+d.逆否命题:已知a,b,c,d 是实数,若a+c b+d,则 a 与 b,c 与 d 不都相等 .例 2 指出下列命题中,p 是 q 的什么条件(在“充分不必要条件”、 “必要不充分条件” 、 “充要条件”、 “既不充分也不必要条件”中选出一种作答).精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页(
22、1)在 ABC 中, p: A=B,q:sin A=sin B(2)对于实数x、y,p:x+y8, q: x2 或 y6;(3)非空集合A、B中, p:xAB,q:xB;(4)已知 x、yR,p: (x-1 )2+(y-2)2=0,q: (x-1) (y-2 )=0.解 (1)在ABC中,A= BsinA=sin B,反之,若sinA =sin B,因为 A与 B 不可能互补(因为三角形三个内角和为 180 ),所以只有 A=B.故 p 是 q 的充要条件 .(2)易知 : p:x +y=8, q:x=2 且 y=6,显然qp.但pq,即q 是p 的充分不必要条件,根据原命题和逆否命题的等价性
23、知,p 是 q 的充分不必要条件.(3)显然 x A B 不一定有 x B,但 x B一定有 x A B,所以 p 是 q 的必要不充分条件.(4)条件 p:x=1 且 y=2,条件 q:x=1 或 y=2,所以 pq 但 qp,故 p 是 q 的充分不必要条件.例 3(14 分)已知 ab0求证: a+b=1 的充要条件是a3+b3+ab- a2- b2=0.证明a+b=1, a+b-1=0 ,2a3+b3+ab- a2- b2=(a+b) (a2- ab+b2)- (a2-ab+b2)5=(a+b-1) (a2- ab+b2)=0. 7(充分性)a3+b3+ab- a2- b2=0,即(a
24、+b-1) (a2- ab+b2)=0,9又 ab 0, a 0 且 b 0,a2-ab+b2=(a-43)22bb20,a+b-1=0, 即 a+b=1,12 分综上可知 ,当 ab0 时, a+b=1a3+b3+ab- a2- b2=0. 14 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页1.写出下列命题的否命题,并判断原命题及否命题的真假:(1)如果一个三角形的三条边都相等,那么这个三角形的三个角都相等;(2)矩形的对角线互相平分且相等;(3)相似三角形一定是全等三角形.解 (1)否命题是:“如果一个三角形的三条边不
25、都相等,那么这个三角形的三个角也不都相等”.原命题为真命题,否命题也为真命题.(2)否命题是:“如果四边形不是矩形,那么对角线不互相平分或不相等”原命题是真命题,否命题是假命题.(3)否命题是:“不相似的三角形一定不是全等三角形” .原命题是假命题,否命题是真命题. 2.( 2008湖南理 ,2) “|x-1|2 成立”是“ x(x-3)0 成立”的条件 . 答案必要不充分3.证明一元二次方程ax2+bx+c=0 有一正根和一负根的充要条件是ac0.证明充分性:若ac0,则 b2-4ac0,且ac0,方程ax2+bx+c=0 有两个相异实根,且两根异号,即方程有一正根和一负根.必要性:若一元二
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