- 集合与函数的概念
- 共44150题
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,使得对于S中的任意一对元素s1,s2,都有|s1-s2|≠m,则称S具有性质P.
(Ⅰ)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.
(Ⅱ)若n=1000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:(Ⅰ)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.(1分)
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.(2分)
集合C={x∈A|x=3k-1,k∈N*}具有性质P.(3分)
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.(4分)
(Ⅱ)当n=1000时,则A={1,2,3,…,1999,2000}
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.(5分)
首先因为T={2001-x|x∈S},任取t=2001-x0∈T,其中x0∈S,
因为S⊆A,所以x0∈{1,2,3,…,2000},
从而1≤2001-x0≤2000,即t∈A,所以T⊆A.(6分)
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={2001-x|x∈S}具有性质P.(8分)
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≤2000,则x与2001-x中必有一个不超过1000,
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1000,
不妨设S中有t个元素b1,b2,…,bt不超过1000.
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+m∉S.
又bi+m≤1000+1000=2000,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k+t≤2000,所以
,得k≤1333,
当S={1,2,…,665,666,1334,…,1999,2000}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1333个元素.
因此集合S元素个数的最大值是1333.(14分)
解析
解:(Ⅰ)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.(1分)
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.(2分)
集合C={x∈A|x=3k-1,k∈N*}具有性质P.(3分)
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.(4分)
(Ⅱ)当n=1000时,则A={1,2,3,…,1999,2000}
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.(5分)
首先因为T={2001-x|x∈S},任取t=2001-x0∈T,其中x0∈S,
因为S⊆A,所以x0∈{1,2,3,…,2000},
从而1≤2001-x0≤2000,即t∈A,所以T⊆A.(6分)
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={2001-x|x∈S}具有性质P.(8分)
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≤2000,则x与2001-x中必有一个不超过1000,
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1000,
不妨设S中有t个元素b1,b2,…,bt不超过1000.
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+m∉S.
又bi+m≤1000+1000=2000,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k+t≤2000,所以
,得k≤1333,
当S={1,2,…,665,666,1334,…,1999,2000}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1333个元素.
因此集合S元素个数的最大值是1333.(14分)
已知集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1≤x≤2m-1},若A∪B=A,求实数m的取值范围.
正确答案
解:∵A∪B=A,∴B⊆A.
分两种情况考虑:
(i)若B不为空集,可得m+1≤2m-1,解得:m≥2,
∵B⊆A,A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1<x<2m-1},
∴m+1≥-2,且2m-1≤7,解得:-3≤m≤4,
此时m的范围为2≤m≤4;
(ii)若B为空集,符合题意,可得m+1>2m-1,解得:m<2,
综上,实数m的范围为m≤4.
解析
解:∵A∪B=A,∴B⊆A.
分两种情况考虑:
(i)若B不为空集,可得m+1≤2m-1,解得:m≥2,
∵B⊆A,A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1<x<2m-1},
∴m+1≥-2,且2m-1≤7,解得:-3≤m≤4,
此时m的范围为2≤m≤4;
(ii)若B为空集,符合题意,可得m+1>2m-1,解得:m<2,
综上,实数m的范围为m≤4.
已知A={x|x3+3x2+2x>0},B={x|x2+ax+b≤0}且A∩B={x|0<x≤2},A∪B={x|x>-2},求a、b的值.
正确答案
解:A={x|-2<x<-1或x>0},
设B=[x1,x2],由A∩B={x|0<x≤2},
知x2=2,且-1≤x1≤0,①
由A∪B={x|x>-2},
知-2≤x1≤-1.②
由①②知x1=-1,x2=2,
∴a=-(x1+x2)=-1,b=x1x2=-2,
答,a=-1,b=-2.
解析
解:A={x|-2<x<-1或x>0},
设B=[x1,x2],由A∩B={x|0<x≤2},
知x2=2,且-1≤x1≤0,①
由A∪B={x|x>-2},
知-2≤x1≤-1.②
由①②知x1=-1,x2=2,
∴a=-(x1+x2)=-1,b=x1x2=-2,
答,a=-1,b=-2.
设集合A={x||x-a|<1,x∈R},B={y|y=lg(x2+1),x∈R},若A⊆B,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:A={x||x-a|<1,x∈R}={x|a-1<x<a+1},B={y|y=lg(x2+1),x∈R}=[0,+∞),
∵A⊆B,
∴a-1≥0,
∴a≥1.
故选:B.
设集合A={x|x2+x-6>0},B={x|mx+1<0},若B⊊A,求m的取值范围.
正确答案
解:∵B={x|mx+1<0},
①m=0时,B=∅,满足B⊆A;
②m>0时,B={x|x<-},满足B⊆A,
∴-≤-3,故0<m≤
;
③m<0时,B={x|x>-},满足B⊆A,
∴-≥2,故-
≤m<0.
综上所述,实数m的取值范围:-≤m≤
.
解析
解:∵B={x|mx+1<0},
①m=0时,B=∅,满足B⊆A;
②m>0时,B={x|x<-},满足B⊆A,
∴-≤-3,故0<m≤
;
③m<0时,B={x|x>-},满足B⊆A,
∴-≥2,故-
≤m<0.
综上所述,实数m的取值范围:-≤m≤
.
设集合A={x|x2+4x=0},B={x|x2+2(m+1)x+m2-1=0,m∈R},若B⊆A(B≠ϕ),求实数m的取值集合.
正确答案
解:因为A={0,-4}…(2分)
由B⊆A,且B≠ϕ
故B={0}或B={-4}或B={0,-4}…(4分)
①若B={0},则,解得m=-1,…(7分)
此时B={0},成立
②若B={-4},则,解得m∈ϕ,…(10分)
③若B={0,-4},则B=A,所以,解得m=1,…(13分)
综上所述:实数m的取值集合为{1,-1}…(14分)
解析
解:因为A={0,-4}…(2分)
由B⊆A,且B≠ϕ
故B={0}或B={-4}或B={0,-4}…(4分)
①若B={0},则,解得m=-1,…(7分)
此时B={0},成立
②若B={-4},则,解得m∈ϕ,…(10分)
③若B={0,-4},则B=A,所以,解得m=1,…(13分)
综上所述:实数m的取值集合为{1,-1}…(14分)
设集合A={x|x(x+4)(x-)=0,x∈Z},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0},若B⊆A,求实数a的值.
正确答案
解:A={x|x(x+4)(x-)=0,x∈Z}={0,-4},
B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,x∈R},
若B⊆A,
则B=∅或B={0}或B={-4}或B={0,-4},
①B=∅时,方程x2+2(a+1)x+a2-1=0无解,
△=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得:a<-1,
②B={0}时,x=0,a2-1=0,解得:a=±1,
a=1时,B={0,-4},符合题意,
a=-1时,B={0},符合题意;
③B={-4}时,x=-4,a2+8a+7=0,a=-1或-7,不符合,
④B={0,-4}时,x=0,-4是方程的根,代入方程得到矛盾;
∴a≤-1或a=1时,B⊆A.
解析
解:A={x|x(x+4)(x-)=0,x∈Z}={0,-4},
B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,x∈R},
若B⊆A,
则B=∅或B={0}或B={-4}或B={0,-4},
①B=∅时,方程x2+2(a+1)x+a2-1=0无解,
△=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得:a<-1,
②B={0}时,x=0,a2-1=0,解得:a=±1,
a=1时,B={0,-4},符合题意,
a=-1时,B={0},符合题意;
③B={-4}时,x=-4,a2+8a+7=0,a=-1或-7,不符合,
④B={0,-4}时,x=0,-4是方程的根,代入方程得到矛盾;
∴a≤-1或a=1时,B⊆A.
已知集合A={x|x2+2x<0},B={x|y=}
(1)求A∪B,(∁RA)∩B
(2)若集合C={x|2a<x<a+1}且C⊆A,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)∵集合A={x|x2+2x<0}={x|-2<x<0},B={x|y=}={x|x≥-1},
∴A∪B={x|x≥-2}.
再根据∁RA={x|x≤-2,或 x≥0},可得(∁RA)∩B={x|x≥0}.
(2)∵集合C={x|2a<x<a+1}且C⊆A,
∴①当2a≥a+1,即当a≥1时,C=∅,满足C⊆A.
②当2a<a+1,即a<1时,则由2a≥-2,且a+1≤0,求得a=-1.
综上可得,a的范围为{a|a≥1,或a=-1}.
解析
解:(1)∵集合A={x|x2+2x<0}={x|-2<x<0},B={x|y=}={x|x≥-1},
∴A∪B={x|x≥-2}.
再根据∁RA={x|x≤-2,或 x≥0},可得(∁RA)∩B={x|x≥0}.
(2)∵集合C={x|2a<x<a+1}且C⊆A,
∴①当2a≥a+1,即当a≥1时,C=∅,满足C⊆A.
②当2a<a+1,即a<1时,则由2a≥-2,且a+1≤0,求得a=-1.
综上可得,a的范围为{a|a≥1,或a=-1}.
设A={x|-2≤x≤a},B={y|y=2x+3,x∈A},C={z|z=x2,x∈A},且C⊆B,求a的取值范围.
正确答案
解:∵A={x|-2≤x≤a},
①当a<-2时,A=∅,故B=C=∅,满足C⊂B;
②当a=-2时,A={-2},故B={-1},C={1},不满足C⊂B;
③当-2<a≤0时,B={y|-1≤y≤2a+3},C={z|a2≤z≤4},只需满足2a+3≥4,即a≥,矛盾,舍去.
④当0<a≤2时,B={y|-1≤y≤2a+3},C={z|0≤z≤4},只需满足2a+3≥4,即≤a≤2,
⑤当a>2时,B={y|-1≤y≤2a+3},C={z|0≤z≤a2},只需满足a2≥2a+3,即a≥3.
综上所述,≤a≤2或a≥3或a<-2
解析
解:∵A={x|-2≤x≤a},
①当a<-2时,A=∅,故B=C=∅,满足C⊂B;
②当a=-2时,A={-2},故B={-1},C={1},不满足C⊂B;
③当-2<a≤0时,B={y|-1≤y≤2a+3},C={z|a2≤z≤4},只需满足2a+3≥4,即a≥,矛盾,舍去.
④当0<a≤2时,B={y|-1≤y≤2a+3},C={z|0≤z≤4},只需满足2a+3≥4,即≤a≤2,
⑤当a>2时,B={y|-1≤y≤2a+3},C={z|0≤z≤a2},只需满足a2≥2a+3,即a≥3.
综上所述,≤a≤2或a≥3或a<-2
集合A={(x,y)|y=x},集合B=之间的关系是( )
正确答案
解析
解:集合A表示直线y=x上所有点的集合,集合B=={(1,1)}
∵(1,1)满足方程y=x
∴B⊆A
故选D.
50名学生参加体能和智能测验,已知体能优秀的有40人,智能优秀的有31人,两项都不优秀的有4人.问这种测验都优秀的有几人?
正确答案
解:设测验都优秀的有x人
根据题意:
参加测验总人数为50,
体能优秀的有40人,
智能优秀的有31人,
两项都不优秀的有4人
∴50=40+31+4-x
解得x=25
故有25人测验都优秀.
解析
解:设测验都优秀的有x人
根据题意:
参加测验总人数为50,
体能优秀的有40人,
智能优秀的有31人,
两项都不优秀的有4人
∴50=40+31+4-x
解得x=25
故有25人测验都优秀.
下列各式:①1∈{0,1,2};②∅⊆{0,1,2};③{1}∈{0,1,2014};④{0,1,2}⊆{0,1,2};⑤{0,1,2}={2,0,1}.其中错误的个数是( )
正确答案
解析
解:①1∈{0,1,2},元素与集合之间用属于符号,故正确;
②∅⊆{0,1,2},空集是任何集合的子集,故正确;
③{1}∈{0,1,2 014},集合与集合之间不能用属于符号,故不正确;
④{0,1,2}⊆{0,1,2},集合本身是集合的子集,故正确;
⑤{0,1,2}={2,0,1},根据集合的无序性可知正确.
故选A.
已知集合M={x|x=1+a2,a∈N+},P={x|x=a2+4a+5,a∈N+},则M与P的关系最确切的是( )
正确答案
解析
解:P={x|x=a2+4a+5,a∈N+}={x|x=(a+2)2+1,a∈N+}
∵a∈N+,∴a+2≥2,且a+2∈Z,即a+2∈{2,3,…},而M={x|x=a2+1,a∈N+},
∴P⊊M.
故选:D.
设集合A={2,8,a},B={2,a2-3a+4},且A⊋B,求a的值.
正确答案
解:因为AB,所以a2-3a+4=8或a2-3a+4=a.
由a2-3a+4=8,得a=4或a=-1;
由a2-3a+4=a,得a=2.
经检验:当a=2时集合A、B中元素有重复,与集合元素的互异性矛盾,所以符合题意的a的值为-1、4.
解析
解:因为AB,所以a2-3a+4=8或a2-3a+4=a.
由a2-3a+4=8,得a=4或a=-1;
由a2-3a+4=a,得a=2.
经检验:当a=2时集合A、B中元素有重复,与集合元素的互异性矛盾,所以符合题意的a的值为-1、4.
如果集合M={x|x>-2},那么( )
正确答案
解析
解:∵0是元素,M是集合,故A中0⊆M错误;
∵0>-2,故0∈M={x|x>-2},故B中{0}⊆M正确;
∵{0}是集合,M是集合,故C中{0}∈M错误;
∵φ是集合,M是集合,故D中φ∈M错误;
故选B
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