2011新课标高考数学(理)一轮复习讲义(带详细解析):第一编 集合与常用逻辑用语

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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一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2009·海南)已知集合A ={1,3,5,7,9},B ={0,3,6,9,12},则A ∩∁N B =____________. 解析 ∵A ={1,3,5,7,9},B ={0,3,6,9,12}, ∴∁N B ={1,2,4,5,7,8,…}. ∴A ∩∁N B ={1,5,7}. 答案 {1,5,7} 2.(2010·南京模拟)已知集合M ={x |y 2=x +1},P ={x |y 2=-2(x -3)},那么M ∩P =________. 解析 由M :x =y 2-1≥-1,即M ={x |x ≥-1},由P :x =-12y 2+3≤3,即P ={x |x ≤3},所以M ∩P ={x |-1≤x ≤3}. 答案 {x |-1≤x ≤3} 3.(2009·陕西改编)若不等式x 2-x ≤0的解集为M ,函数f (x )=ln(1-|x |)的定义域为N ,则M ∩N为________.解析 不等式x 2-x ≤0的解集M ={x |0≤x ≤1}, f (x )=ln(1-|x |)的定义域N ={x |-1<x <1}, 则M ∩N ={x |0≤x <1}. 答案 [0,1)4.(2010·苏州模拟)已知全集U =R ,M ={x |y =x -1},P ={x |y =log 12x ,y ∈M },则(∁U M )∩(∁U P )=________________.解析 ∵M 是y =x -1的定义域,即M ={x |x ≥1}, ∴∁U M ={x |x <1}.∵P 是值域为M 时,y =log 12x 的定义域,则P ={x |0<x ≤12},∴∁U P ={x |x ≤0或x >12},∴(∁U M )∩(∁U P )={x |x ≤0或12<x <1}.答案 {x |x ≤0或12<x <1}5.(2010·常州模拟)已知全集U =R ,集合M ={x |x ≥1},N ={x |x +1x -2≥0},则∁U (M ∩N )=________.解析 因为M ={x |x ≥1},N ={x |x >2或x ≤-1}, 则M ∩N ={x |x >2},所以∁U (M ∩N )={x |x ≤2}. 答案 {x |x ≤2}6.(2009·珠海模拟)已知集合A 中有10个元素,集合B 中有6个元素,全集U 中有18个元 素,且有A ∩B ≠∅,设集合∁U (A ∪B )中有x 个元素,则x 的取值范围是________.解析 因为当集合A ∩B 中仅有一个元素时,集合∁U (A ∪B )中有3个元素,当A ∩B 中有6个元素时,∁U (A ∪B )中有8个元素,即3≤x ≤8且x 为整数. 答案 3≤x ≤8且x 为整数 7.(2010·淮安模拟)对于任意两个集合M ,N ,定义:M -N ={x |x ∈M ,x ∉N },M *N =(M -N )∪(N-M ),设M ={y |y =x 2,x ∈R },N ={y |y =3sin x ,x ∈R },则M *N =____________. 解析 因为M =[0,+∞),N =[-3,3], 所以M -N =(3,+∞),N -M =[-3,0), 所以M *N =[-3,0)∪(3,+∞). 答案 [-3,0)∪(3,+∞) 8.(2010·南通模拟)已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2+2ny +n 2-4=0,x ,y ∈R },B ={(x ,y )|x 2+y 2-6mx -4ny +9m 2+4n 2-9=0,x ,y ∈R },若A ∩B 为单元素集,则点P (m ,n )构成的集合为________________.解析 因为A ∩B 为单元素集,即圆x 2+(y +n )2=4与圆(x -3m )2+(y -2n )2=9相切,此 (3m )2+(n +2n )2=3+2或(3m )2+(n +2n )2=3-2,即m 2+n 2=259或m 2+n 2=19.答案 {(m ,n )|m 2+n 2=259或m 2+n 2=19}9.(2010·盐城模拟)设全集U =R ,A ={x |x -1x +m>0},∁U A =[-1,-n ],则m 2+n 2=________.解析 由∁U A =[-1,-n ],知A =(-∞,-1)∪(-n ,+∞),即不等式x -1x +m>0的解集为(-∞,-1)∪(-n ,+∞),所以-n =1,-m =-1,因此m =1,n =-1,所以m 2+n 2= 2.答案 2二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2010·盐城模拟)已知集合A ={x |x 2+x -2≤0},B ={x |2<x +1≤4},设集合C ={x |x 2+bx +c >0},且满足(A ∪B )∩C =∅,(A ∪B )∪C =R ,求实数b ,c 的值. 解 因为A ={x |-2≤x ≤1},B ={x |1<x ≤3}, 所以A ∪B ={x |-2≤x ≤3},又因为(A ∪B )∩C =∅,(A ∪B )∪C =R , 所以C ={x |x >3或x <-2},则不等式x 2+bx +c >0的解集为{x |x >3或x <-2}, 即方程x 2+bx +c =0的两根分别为-2和3, 则b =-(3-2)=-1,c =3×(-2)=-6. 11.(16分)(2010·扬州模拟)设A ={x |x 2-ax +a 2-19=0},B ={x |x 2-5x +6=0},C ={x |x 2+2x -8=0}.(1)若A ∪B =A ∩B ,求实数a 的值;(2)若A ∩B ≠∅,且A ∩C =∅,求实数a 的值; (3)若A ∩B =A ∩C ≠∅,求实数a 的值.解 (1)因为A ∪B =A ∩B ,所以A =B ,又因为B ={2,3},则a =5且a 2-19=6同时成立,所以a =5.(2)因为B ={2,3},C ={-4,2},且A ∩B ≠∅,A ∩C =∅,则只有3∈A ,即a 2-3a -10=0, 即a =5或a =-2,由(1)可知,当a =5时,A =B ={2,3},此时A ∩C ≠∅,与已知矛盾, 所以a =5舍去,故a =-2.(3)因为B ={2,3},C ={-4,2},且A ∩B =A ∩C ≠∅, 此时只有2∈A ,即a 2-2a -15=0,得a =5或a =-3, 由(1)可知,当a =5时不合题意,故a =-3. 12.(16分)(2010·绍兴模拟)已知{a n }是等差数列,d 为公差且不为0,a 1和d 均为实数,它的前n 项和记作S n ,设集合A ={(a n ,S n n )|n ∈N *},B ={(x ,y )|14x 2-y 2=1,x ,y ∈R }.试问下列结论是否正确,如果正确,请给予证明;如果不正确,请举例说明: (1)若以集合A 中的元素作为点的坐标,则这些点都在同一条直线上; (2)A ∩B 至多有一个元素;(3)当a 1≠0时,一定有A ∩B ≠∅.解 (1)在等差数列{a n }中,对一切n ∈N *,有S n =n (a 1+a n )2,则S n n =n (a 1+a n )2n =12(a 1+a n ),这表明点(a n ,S n n )适合方程y =12(x +a 1),于是点(a n ,S n n )均在直线y =12x +12a 1上.(2)设(x ,y )∈A ∩B ,则x ,y 是方程组⎩⎨⎧y =12x +12a 114x 2-y 2=1的解,由方程组消去y 得2a 1x +a 21=-4,当a 1=0时,方程2a 1x +a 21=-4无解, 此时A ∩B =∅; 当a 1≠0时,方程2a 1x +a 21=-4只有一个解x =-4-a 212a 1,此时,方程组只有一解,故上述方程组至多有解⎩⎨⎧x =-4-a 212a 1y =a 21-44a1,所以A ∩B 至多有一个元素.(3)取a 1=1,d =1,对一切的n ∈N *,有a n =a 1+(n -1)d =n >0,S nn>0,这时集合A 中的元素作为点的坐标,其横、纵坐标均为正, 另外,由于a 1=1≠0,如果A ∩B ≠∅,那么根据(2)的结论,A ∩B 至多有一个元素(x 0,y 0),而x 0=-4-a 212a 1=-52<0,y 0=a 21-44a 1=-34<0,这样的(x 0,y 0)∉A ,产生矛盾,故a 1=1,d =1时,A ∩B =∅,所以,当a 1≠0时,一定有A ∩B ≠∅是不正确的.§1.2 命题及其关系、充分条件与必要条件一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2008·湖北理,2)若非空集合A 、B 、C 满足A ∪B =C ,且B 不是A 的子集,则下列说法 中正确的是________(填序号).①“x ∈C ”是“x ∈A ”的充分条件但不是必要条件 ②“x ∈C ”是“x ∈A ”的必要条件但不是充分条件 ③“x ∈C ”是“x ∈A ”的充要条件④“x ∈C ”既不是“x ∈A ”的充分条件也不是“x ∈A ”的必要条件解析 由题意知,A 、B 、C 的关系用图来表示. 若x ∈C ,不一定有x ∈A ,而x ∈A ,则必有x ∈C , 因此“x ∈C ”是“x ∈A ”的必要条件但不是充分条件. 答案 ② 2.(2009·重庆改编)命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是 ________________.解析 原命题的逆命题是:若一个数的平方是正数,则它是负数. 答案 若一个数的平方是正数,则它是负数 3.(2009·苏州调研)命题“若a >b ,则ac 2>bc 2 (a ,b ∈R )”与它的逆命题、否命题、逆否命题中,真命题的个数为________个.解析 若a >b ,c 2=0,则ac 2=bc 2.∴原命题为假. 若ac 2>bc 2,则c 2≠0且c 2>0,则a >b .∴逆命题为真. 又∵逆命题与否命题等价,∴否命题也为真. 又∵逆否命题与原命题等价,∴逆否命题为假. 答案 2 4.(2009·天津改编)设x ∈R ,则“x =1”是“x 3=x ”的____________条件. 解析 当x =1时,x 3=x 成立.若x 3=x ,x (x 2-1)=0,得x =-1,0,1;不一定得到x =1. 答案 充分不必要 5.(2010·徐州模拟)已知命题p :关于x 的方程x 2-ax +4=0有实根;命题q :关于x 的函数 y =2x 2+ax +4在[3,+∞)上是增函数.若p 或q 是真命题,p 且q 是假命题,则实数a 的取值范围是__________________.解析 命题p 等价于Δ=a 2-16≥0,∴a ≤-4或a ≥4;命题q 等价于-a4≤3,∴a ≥-12.p 或q 是真命题,p 且q 是假命题,则命题p 和q 一真一假. ∴实数a 的取值范围为(-4,4)∪(-∞,-12). 答案 (-4,4)∪(-∞,-12) 6.(2009·安徽改编)“a +c >b +d ”是“a >b 且c >d ”的____________条件. 解析 由于a >b ,且c >d ⇒a +c >b +d , 而a +c >b +dD ⇒/a >b 且c >d ,所以“a +c >b +d ”是“a >b 且c >d ”的必要不充分条件. 答案 必要不充分 7.(2010·青岛模拟)“a <0”是方程“ax 2+2x +1=0至少有一个负数根”的____________条 件.解析 当a <0时,Δ=4-4a >0,由韦达定理知x 1·x 2=1a<0,故此一元二次方程有一个正根和一个负根,符合题意;当ax 2+2x +1=0至少有一个负数根时,a 可以为0,因为当a =0时,该方程仅有一根为-12,所以a 不一定小于0.由上述推理可知,“a <0”是方程“ax 2+2x +1=0至少有一个负数根”的充分不必要条件. 答案 充分不必要 8.(2009·广东汕头二模)已知命题p :方程a 2x 2+ax -2=0在[-1,1]上有解;命题q :只有一 个实数x 满足不等式x 2+2ax +2a ≤0.若命题“p 或q ”是假命题,则a 的取值范围是 ______________________.解析 由a 2x 2+ax -2=0,得(ax +2)(ax -1)=0,显然a ≠0,∴x =-2a 或x =1a .∵x ∈[-1,1],故|-2a |≤1或|1a|≤1,∴|a |≥1.只有一个实数x 满足不等式x 2+2ax +2a ≤0, 即抛物线y =x 2+2ax +2a 与x 轴只有一个交点, ∴Δ=4a 2-8a =0,∴a =0或a =2.∴命题“p 或q ”为真命题时,|a |≥1或a =0. ∵命题“p 或q ”为假命题,∴a 的取值范围为{a |-1<a <0或0<a <1}. 答案 -1<a <0或0<a <1 9.(2010·山东聊城模拟)设f (x )=x 3+log 3(x +x 2+1),则对任意实数a 、b ,“a +b ≥0”是“f (a )+f (b )≥0”的__________条件.解析 显然f (x )=x 3+log 3(x +x 2+1)为奇函数,且单调递增.于是若a +b ≥0,则a ≥-b ,有f (a )≥f (-b ),即f (a )≥-f (b ),从而有f (a )+f (b )≥0.反之,若f (a )+f (b )≥0,则f (a )≥-f (b )=f (-b ), 则a ≥-b ,即a +b ≥0.故为充要条件. 答案 充要二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2010·镇江模拟)分别写出下列命题的逆命题、否命题、逆否命题,并判断真假. (1)当c <0时,若ac >bc ,则a <b ; (2)若ab =0,则a =0或b =0.解 (1)逆命题 当c <0时,若a <b ,则ac >bc 真命题 否命题 当c <0时,若ac ≤bc ,则a ≥b 真命题 逆否命题 当c <0时,若a ≥b ,则ac ≤bc 真命题. (2)逆命题 若a =0或b =0,则ab =0真命题 否命题 若ab ≠0,则a ≠0且b ≠0真命题 逆否命题 若a ≠0且b ≠0,则ab ≠0真命题. 11.(16分)(2009·江苏省华罗庚中学第一次教学质量检测)已知a >0,a ≠1,设p :函数y =log a (x +1)在(0,+∞)上单调递减;q :曲线y =x 2+(2a -3)x +1与x 轴交于不同的两点.如果p 且q 为假命题,p 或q 为真命题,求a 的取值范围. 解 若p 为真,则0<a <1.若q 为真,则Δ>0即(2a -3)2-4>0解得a <12或a >52.∵p 且q 为假,p 或q 为真,∴p 与q 中有且只有一个为真命题.(a >0且a ≠1)(1)⎩⎪⎨⎪⎧ p 真q 假⇒⎩⎪⎨⎪⎧0<a <112≤a <1或1<a ≤52⇒12≤a <1 (2)⎩⎪⎨⎪⎧p 假q 真⇒⎩⎪⎨⎪⎧a >10<a <12或a >52⇒a >52综上所述,a 的取值范围为[12,1)∪(52,+∞).12.(16分)(2009·江苏省徐州六县一区联考)已知m ∈R ,设p :不等式|m 2-5m -3|≥3;q :函数f (x )=x 3+mx 2+(m +43)x +6在(-∞,+∞)上有极值.求使p 且q 为真命题的m 的取值范围.解 由已知不等式得 m 2-5m -3≤-3① 或m 2-5m -3≥3②不等式①的解为0≤m ≤5;不等式②的解为m ≤-1或m ≥6.所以,当m ≤-1或0≤m ≤5或m ≥6时,p 为真命题.对函数f (x )=x 3+mx 2+(m +43)x +6求导得,f ′(x )=3x 2+2mx +m +43,令f ′(x )=0,即3x 2+2mx +m +43=0,当且仅当Δ>0时,函数f (x )在(-∞,+∞)上有极值. 由Δ=4m 2-12m -16>0得m <-1或m >4, 所以,当m <-1或m >4时,q 为真命题.综上所述,使p 且q 为真命题时,实数m 的取值范围为 (-∞,-1)∪(4,5]∪[6,+∞).§1.3 单的逻辑联结词、全称量词与存在量词一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分) 1.(2009·天津改编)命题“存在x 0∈R,2x 0≤0”的否定是________________________. 解析 命题的否定是“对任意的x ∈R,2x >0”. 答案 对任意的x ∈R,2x >0 2.(2010·镇江模拟)“△ABC 中,若∠C =90°,则∠A ,∠B 都是锐角”的否命题是 __ __________________. 答案 △ABC 中,若∠C ≠90°,则∠A 、∠B 不都是锐角 3.(2009·苏南四市模拟)命题“∃x ∈R ,x ≤1或x 2>4”的否定是__________________. 解析 已知命题为存在性命题,故其否定应是全称命题. 答案 ∀x ∈R ,x >1且x 2≤4 4.(2010·石家庄模拟)已知m 、n 是不同的直线,α、β是不重合的平面. 命题p :若α∥β,m ⊂α,n ⊂β,则m ∥n ; 命题q :若m ⊥α,n ⊥β,m ∥n ,则α∥β.下面的命题中,①p ∨q ;②p ∧q ;③p ∨綈p ;④綈p ∧q . 真命题的序号是________(写出所有真命题的序号). 解析 ∵命题p 是假命题,命题q 是真命题. ∴綈p 是真命题,綈q 是假命题,∴p ∨q 是真命题,p ∧q 是假命题,p ∨綈q 是假命题, 綈p ∧q 是真命题. 答案 ①④5.(2009·济宁模拟)已知命题p :∃x ∈R ,使sin x =52;命题q :∀x ∈R ,都有x 2+x +1>0.给出下列结论:①命题“p ∧q ”是真命题;②命题“p ∧綈q ”是假命题;③命题“綈p ∨q ”是真命题;④命题“綈p ∨綈q ”是假命题.其中正确的是_______________________. 解析 因p 为假命题,q 为真命题,故綈p 是真命题,綈q 是假命题;所以p ∧q 是假命题,p ∧綈q 是假命题,綈p ∨q 是真命题. 答案 ②③ 6.(2009·潍坊模拟)下列命题中真命题的个数为__________.①p :∀x ∈R ,x 2-x +14≥0;②q :所有的正方形都是矩形; ③r :∃x ∈R ,x 2+2x +2≤0;④s :至少有一个实数x ,使x 2+1=0.解析 x 2-x +14=(x -12)2≥0,故①是真命题;x 2+2x +2=(x +1)2+1>0,故③是假命题;易知②是真命题,④是假命题. 答案 2 7.(2010·江西三校联考)设函数f (x )的定义域为R ,有下列三个命题:①若存在常数M ,使得对任意x ∈R ,有f (x )≤M ,则M 是函数f (x )的最大值;②若存在x 0∈R ,使得对任意的x ∈R ,且x ≠x 0,有f (x )<f (x 0),则f (x 0)是函数f (x )的最大值;③若存在x 0∈R ,使得对任意的x ∈R ,有f (x )≤f (x 0),则f (x 0)是函数f (x )的最大值. 这些命题中,真命题的个数是________.解析 ②③符合最大值的定义,它们是正确的,而①是错误的. 答案 2 8.(2010·苏州模拟)已知命题p :∀x ∈[1,2],x 2-a ≥0;命题q :∃x ∈R ,x 2+2ax +2-a =0, 若命题“p 且q ”是真命题,则实数a 的取值范围为__________. 解析 因为“p 且q ”是真命题, 所以命题p 、q 均为真命题, 由于∀x ∈[1,2],x 2-a ≥0,所以a ≤1;又因为∃x ∈R ,x 2+2ax +2-a =0, 所以Δ=4a 2+4a -8≥0,即(a -1)(a +2)≥0,所以a ≤-2或a ≥1, 综上可知,a ≤-2或a =1. 答案 a ≤-2或a =1 9.(2009·姜堰中学高三综合练习)已知实数a 满足1<a <2,命题p :函数y =log a (2-ax )在[0,1] 上是减函数,命题q :“|x |<1”是“x <a ”的充分不必要条件,则下面说法正确的是 ________.①p 或q 为真命题; ②p 且q 为假命题;③綈p 且q 为真命题;④綈p 或綈q 为真命题.解析 ∵1<a <2,∴y =log a (2-ax )在[0,1]上是减函数,即p 为真.又由1<a <2,可得x <aD⇒/|x |<1,又|x |<1⇔-1<x <1⇒x <a ,即q 为真. 答案 ①二、解答题(本大题共3小题,共46分) 10.(14分)(2010·徐州模拟)写出下列命题的否命题及命题的否定形式,并判断真假: (1)若m >0,则关于x 的方程x 2+x -m =0有实数根; (2)若x 、y 都是奇数,则x +y 是奇数;(3)若abc =0,则a 、b 、c 中至少有一个为零.解 (1)否命题:若m ≤0,则关于x 的方程x 2+x -m =0 无实数根,是假命题.命题的否定:若m >0,则关于x 的方程x 2+x -m =0无实数根,是假命题. (2)否命题:若x 、y 不都是奇数,则x +y 不是奇数,是假命题. 命题的否定:若x 、y 都是奇数,则x +y 不是奇数,是真命题. (3)否命题:若abc ≠0,则a 、b 、c 全不为0,是真命题. 命题的否定:若abc =0,则a 、b 、c 全不为0,是假命题.11.(16分)(2009·江苏盐城模拟)已知命题p :“∀x ∈[1,2],12x 2-ln x -a ≥0”与命题q :“∃x ∈R ,x 2+2ax -8-6a =0”都是真命题,求实数a 的取值范围.解 ∵∀x ∈[1,2],12x 2-ln x -a ≥0,∴a ≤12x 2-ln x ,x ∈[1,2],令f (x )=12x 2-ln x ,x ∈[1,2],则f ′(x )=x -1x ,∵f ′(x )=x -1x>0(x ∈[1,2]),∴函数f (x )在[1,2]上是增函数.∴f (x )min =12,∴a ≤12.又由命题q 是真命题得Δ=4a 2+32+24a ≥0, 解得a ≥-2或a ≤-4.因为命题p 与q 均为真命题,所以a 的取值范围为(-∞,-4]∪[-2,12].12.(16分)(2010·镇江调研卷)已知命题p :lg(x 2-2x -2)≥0,命题q :|1-x2|<1.若p 是真命题,q 是假命题,求实数x 的取值范围.解 由lg(x 2-2x -2)≥0,得x 2-2x -2≥1, ∴x ≥3或x ≤-1;由|1-x 2|<1,得-1<1-x2<1,∴0<x <4.∵命题q 为假,∴x ≤0或x ≥4.则{x |x ≥3或x ≤-1}∩{x |x ≤0或x ≥4} ={x |x ≤-1或x ≥4}.∴满足条件的实数x 的取值范围为(-∞,-1]∪[4,+∞).。