- 集合
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已知集合A={1,2,3},则B={x-y|x∈A,y∈A}中的元素个数为( )
正确答案
解析
解:∵A={1,2,3},B={x-y|x∈A,y∈A},
∴x=1,2,3,y=1,2,3.
当x=1时,x-y=0,-1,-2;
当x=2时,x-y=1,0,-1;
当x=3时,x-y=2,1,0.
即x-y=-2,-1,0,1,2.即B={-2,-1,0,1,2}共有5个元素.
故选:B.
若集合{x,y,x}={1,2,3},且下列三个关系:①x=1;②y≠1③z=2有且只有一个是正确的,求符合条件的有序数组(x,y,z)
正确答案
解:(1)若x=1正确,则y≠1正确,不符合只有一个正确;
(2)若y≠1正确,则x≠1,z≠2;
∴z=1,x=2,y=3,或z=1,x=3,y=2;
(3)若z=2正确,则x≠1,y=1;
∴x=3,y=1,z=2;
∴符合条件的有序数组(x,y,z)为:(2,3,1),(3,2,1),(3,1,2).
解析
解:(1)若x=1正确,则y≠1正确,不符合只有一个正确;
(2)若y≠1正确,则x≠1,z≠2;
∴z=1,x=2,y=3,或z=1,x=3,y=2;
(3)若z=2正确,则x≠1,y=1;
∴x=3,y=1,z=2;
∴符合条件的有序数组(x,y,z)为:(2,3,1),(3,2,1),(3,1,2).
已知集合Sn={X|X=(x1,x2,…,xn),xi∈{0,1},i=1,2,…,n}(n≥2).对于A=(a1,a2,…,an),B=(b1,b2,…,bn)∈Sn,定义A与B的差为A-B=(|a1-b1|,|a2-b2|,…,|an-bn|);A与B之间的距离为d(A,B)=,
(1)当n=5时,设A=(0,1,0,0,1),B=(1,1,1,0,0),求A-B,d(A,B);
(2)证明:A,B,C∈Sn,有A-B∈Sn,且(A-C,B-C)=d(A,B);
(3)证明:A,B,C∈Sn,d(A,B),d(A,C),d(B,C)三个数中至少有一个是偶数.
正确答案
解:(1)=(1,0,1,0,1),
d(A,B)=|0-1|+|1-1|+|0-1|+|0-0|+|1-0|=3。
(2)证明:设,
因为,
所以,
从而,
又,
由题意知∈{0,1}(i=1,2,…n),
当ci=0时,;
当ci=1时,,
所以。
(3)证明:设,
d(A,B)=k,d(A,C)=l,d(B,C)=h,
记O=(0,0,…,0)∈Sn,
由(2)可知,
,
,
所以(i=1,2,…,n)中1的个数为k,
(i=1,2,…,n)中1的个数为l,
设t是使成立的i的个数,则h=l+k-2t,
由此可知,k,l,h三个数不可能都是奇数,
即d(A,B),d(A,C),d(B,C)三个数中至少有一个是偶数。
设M是由满足下列条件的函数f(x)构成的集合:“①方程f(x)-x=0有实数根;②函数f(x)的导数f'(x)满足0<f'(x)<1.”
(1)判断函数f(x)=+
是否是集合M中的元素,并说明理由;
(2)集合M中的元素f(x)具有下面的性质:若f(x)的定义域为D,则对于任意[m,n]30D,都存在-15P[m,n],使得等式f(n)-f(m)=(n-m)f'(x0)成立”,试用这一性质证明:方程f(x)-x=0只有一个实数根;
(3)设是方程f(x)-x=0的实数根,求证:对于f(x)定义域中任意的x2,x3,当|x2-x1|<1,且|x3-x1|<1时,|f(x3)-f(x2)|<2.
正确答案
(I)因为f′(x)=-
,所以f′(x)∈[
,
],满足条件0<f′(x)<1,
又因为当x=0时,f(0)-0=1>0,f(π)-π=-1-π<0,
所以方程f(x)-x=0有实数根.
所以函数f(x)=+
是的集合M中的元素.(3分)
(II)假设方程f(x)-x=0存在两个实数根α,β(α≠β),
则f(α)-α=0,f(β)-β=0不妨设α<β,根据题意存在数c⊆(α,β)
使得等式f(β)-f(α)=(β-α)f'(c)成立.
因为f(α)=α,f(β)=β,且α≠β,
所以f'(c)=1,
与已知0<f'(x)<1矛盾,
所以方程f(x)-x=0只有一个实数根;(8分)
(III)不妨设x2<x3,因为f'(x)>0,
所以f(x)为增函数,
所以f(x2)<f(x3),
又因为f'(x)-1<0,
所以函数f(x)-x为减函数,
所以f(x2)-x2>f(x3)-x3,
所以0<f(x3)-f(x2)<x3-x2,
即|f(x3)-f(x2)|<|x3-x2|,
所以|f(x3)-f(x2)|<|x3-x2|=|x3-x1-(x2-x1)|≤|x3-x1|+|x2-x1|<2(14分)
已知集合A={1,2,3,…,2n}(n∈N*),对于A的一个子集S,若存在不大于n的正整数m,使得对S中的任意一对元素s1,s2,都有|s1-s2|≠m,则称S具有性质P,
(1)当n=10时,试判断集合B={x∈A|x>9}和C={x∈A|x=3k-1,k∈N*}是否具有性质P?并说明理由;
(2)当n=1 000时,
①若集合S具有性质P,那么集合T={2001-x|x∈S}是否一定具有性质P?并说明理由;
②若集合S具有性质P,求集合S中元素个数的最大值。
正确答案
解:(1)当n=10时,集合A={1,2,3,…,19,20},
B={x∈A|x>9}={10,11,12,…,19,20}不具有性质P.
因为对任意不大于10的正整数m,都可以找到该集合中两个元素b1=10与b2=10+m,使得|b1-b2|=m成立。
集合C={x∈A|x=3k-1,k∈N*}具有性质P.
因为可取m=1<10,对于该集合中任意一对元素c1=3k1-1,c2=3k2-1,k1,k2∈N*,
都有|c1-c2|=3|k1-k2|≠1。
(2)当n=1000时,则A={1,2,3,…,1999,2 000},
①若集合S具有性质P,那么集合T={2001-x|x∈S}一定具有性质P.
首先因为T={2 001-x|x∈S},任取t=2001-x0∈T,其中x0∈S,
因为SA,所以x0∈{1,2,3,…,2 000},
从而1≤2 001-x0≤2000,即t∈A,所以TA.
由S具有性质P,可知存在不大于1000的正整数m,
使得对S中的任意一对元素s1,s2,都有|s1-s2|≠m,
对于上述正整数m,从集合T={2001-x|x∈S}中任取一对元素t1=2001-x1,t2=2001-x2,其中x1,x2∈S, 则有|t1-t2|=|x1-x2|≠m,所以集合T= {200-x|x∈S}具有性质P。
②设集合S有k个元素,由第①问知,若集合S具有性质P,那么集合T={2001-x|x∈S} 一定具有性质P.
任给x∈S,1≤x≤2 000,则x与2001-x中必有一个不超过1 000,
所以集合S与T中必有一个集合中至少存在一半元素不超过1 000,
不妨设S中有个元素b1,b2,…,bt不超过1 000,
由集合S具有性质P,可知存在正整数m≤1000,使得对S中任意两个元素s1,s2,都有|s1-s2|≠m,
所以一定有b1+m,b2+m,…,bt+mS,
又bi+m≤1 000 +1 000=2 000,故b1+m,b2+m,…,bt+m∈A,
即集合A中至少有t个元素不在子集S中,
因此,所以
,得k≤1 333,
当S={1,2,…,665 ,666,1 334,…,1 999,2 000}时,
取m=667,则易知对集合S中任意两个元素y1,y2,都有|y1-y2|≠667,即集合S具有性质P,
而此时集合S中有1 333个元素,
因此集合S的元素个数的最大值是1 333。
已知集合A={a1,a2,…,ak(k≥2)},其中ai∈Z(i=1,2,…,k),由A中的元素构成两个相应的集合:S={(a,b)|a∈A,b∈A,a+b∈A},T={(a,b)|a∈A,b∈A,a-b∈A},其中(a,b)是有序数对,集合S和T中的元素个数分别为m和n,若对于任意的a∈A,总有-aA,则称集合A具有性质P。
(1)检验集合{0,1,2,3}与{-1,2,3}是否具有性质P并对其中具有性质P的集合,写出相应的集合S和T;
(2)对任何具有性质P的集合A,证明: n≤;
(3)判断m和n的大小关系,并证明你的结论。
正确答案
解:(1)解:集合{0,1,2,3}不具有性质P
集合{-1,2,3}具有性质P,
其相应的集合S和T是
S={(-1,3),(3,-1)},
T={(2,-1),(2,3)}。
(2)首先,由A中元素构成的有序数对共有
个
因为,
所以;又
因为当时,
,
所以当时,
从而,集合T中元素的个数最多为,
即。
(3),证明如下:
(i)对于,根据定义
,
,且
,
从而
如果与
是S的不同元素,那么
与
中至少有一个不成立,
从而与
中也至少有一个不成立
故与
也是T的不同元素
可见,S中元素的个数不多于中元素的个数,即,
(ii)对于,根据定义,
,
,且
,
从而
如果与
是T的不同元素,那么
与
中至少有一个不成立,
从而与
中也不至少有一个不成立,
故与
也是S的不同元素
可见,T中元素的个数不多于S中元素的个数,即,
由(i)(ii)可知,。
已知平面上的线段l及点P,任取l上一点Q,线段PQ长度的最小值称为点P到线段l的距离,记作d(P,l),
(1)求点P(1,1)到线段l:x-y-3=0(3≤x≤5)的距离d(P,l);
(2)设l是长为2的线段,求点的集合D={P|d(P,l)≤1}所表示的图形面积;
(3)写出到两条线段l1,l2距离相等的点的集合Ω={P|d(P,l1)=d(P,l2)},其中l1=AB,l2=CD,A,B,C,D是下列三组点中的一组.对于下列三种情形,只需选做一种.
①A(1,3),B(1,0),C(-1,3),D(-1,0)
②A(1,3),B(1,0),C(-1,3),D(-1,-2)
③A(0,1),B(0,0),C(0,0),D(2,0)
正确答案
解:(1)设是线段
上一点,则
当时,
;
(2)设线段l的端点分别为,以直线
为x轴,
的中点为原点建立直角坐标系,则
,点集D由如下曲线围成
其面积为:
(3)① 选择,
② 选择
③ 选择
。
已知集合A={x∈R|ax2+2x+1=0},其中a∈R.若1是集合A中的一个元素,请用列举法表示集合A.
正确答案
∵1是集合A中的一个元素,
∴1是关于x的方程ax2+2x+1=0的一个根,
∴a•12+2×1+1=0,即a=-3.
方程即为-3x2+2x+1=0,
解这个方程,得x1=1,x2=-,
∴集合A={-,1}.
已知集合A的元素全为实数,且满足:若a∈A,则∈A
(1)若a=2,求出A中其他所有元素;
(2)0是不是集合A中的元素?请你设计一个实数a∈A,再求出A中所有元素.
正确答案
(1)由2∈A,则=-3∈A,又由-3∈A,得
=-
∈A,
再由-∈A,得
=
∈A,
而∈A,得
=2∈A,
故A中元素为2,-3,-,
.
(2)0不是A的元素.若0∈A,则=1∈A,
而当1∈A时,不存在,故0不是A的元素.
取a=3,可得A={3,-2,-,
}.
下列所给关系正确的个数是( )
①π∈R;
②∉Q;
③0∈N*;
④|-4|∉N*.
正确答案
由于①π∈R;②∉Q;
③0∉N*;④|-4|∈N*.故①②正确,③④错误
故答案为 B
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