高中数学集合测试题(附答案和解析)一、单选题1.已知全集{}1,2,3,4,5U =,集合{}3,4,5A =,{}2,3,4B =,则()U AB =( )A .{}1,3,5B .{}1,2,5C .{}1,5D .{}2,5 2.设集合{}22M x Z x =∈-<,则集合M 的真子集个数为( )A .16B .15C .8D .7 3.如图,已知集合{A =1-,0,1,2},{|128}x B x N +=∈<≤,则图中的阴影部分表示的集合为( )A .{1,2}B .{1-,0,3}C .{1-,3}D .{0,1,2} 4.已知集合{}1,2,3A =,{}20B x x =-<,则A B =( )A .{}1B .{}1,2C .{}0,1,2D .{}1,2,3 5.设集合{}|3,A x x x R =<∈,{}1,2,3B =,则A B =( )A .{}1B .{}1,2,3C .{}1,2D .{}1,0,1-6.已知集合{}20A x x =-≤≤,{}21B x x =>,则A B ⋃=( ) A .[)2,1--B .[]()2,01,-⋃+∞C .(](),01,-∞⋃+∞D .[)2,1-7.已知集合{}21A x x =<,{}e 2x B x =<,则A B =( ) A .()1,1- B .()1,ln 2- C .()0,ln 2 D .()ln 2,1 8.已知集合(){}30A x x x =-<,{}0,1,2,3B =,则A B ( )A .{}0,1,2,3B .{}0,1,2C .{}1,2,3D .{}1,2 9.已知集合11A x x x ⎧⎫-=<⎨⎬+⎩⎭,{}log 4x y x =-,则A B =( ) A .{}41xx -<<∣ B .{}14x x -<< C .{}14x x << D .{}1x x ≥-10.已知集合{}21A x x =-<<,{}03B x x =≤≤,则A B ⋃=( )A .{}01x x ≤<B .{}23x x -<≤C .{}13x x <≤D .{}01x x <<11.已知集合1144A x x ⎧⎫=-<⎨⎬⎩⎭,12B x a x ⎧⎫=<<⎨⎬⎩⎭,若B A ⊆,则实数a 的取值范围是( )A .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭B .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦C .[)0,∞+D .[)1,+∞12.已知集合{}22280,03x A x x x B x x -⎧⎫=--≤=≤⎨⎬+⎩⎭,则A B ⋃=( ) A .{}42x x -≤≤B .{42x x -≤≤且3}x ≠-C .{}34x x -≤≤ D .{34}x x -<≤ 13.已知全集{}0,1,2,3,4,5U A B ==,(){}1,2,4U AB =,B =( ) A .{}0B .{}3,5C .{}0,3,5D .{}1,2,4 14.已知集合{|13}A x x =-<<,1,{}1,2B =-,则A B =( ) A .{}1,2B .{}1,1,2-C .{}0,1,2D .{}1,0,1,2,3- 15.下面给出的四类对象中,构成集合的是( ) A .某班视力较好的同学B .长寿的人C .π的近似值D .倒数等于它本身的数二、填空题16.已知(){}22,1,01M x y x y y =+=<≤,(){},,N x y y x b b R ==+∈,如果M N ≠∅,那么b 的取值范围是______.17.集合*83A x N N x ⎧⎫=∈∈⎨⎬-⎩⎭,用列举法可以表示为A =_________. 18.已知集合(){}(){},24,,5A x y x y B x y x y =-==+=∣∣,则A B 中元素个数为__________.19.某班有学生45人,参加了数学小组的学生有31人,参加了英语小组的学生有26人.已知该班每个学生都至少参加了这两个小组中的一个小组,则该班学生中既参加了数学小组,又参加了英语小组的学生有___________人.20.若集合{}2210A x x x =-+=,{}210B x x =-=,则A ______B .(用符号“⊂”“=”或“⊃”连接)21.若集合{}3cos23,x A x x x R π==∈,{}21,B y y y R ==∈,则A B ⋂=_______. 22.设α:()124R m x m m +≤≤+∈;β:13x ≤≤.若β是α的充分条件,则实数m 的取值范围为______.23.某学校开设校本课程,高一(2110)班确定了数学类、英语类、历史类三个类别校本课程供班上的40名学生选择参加,且40名学生全部参与选择.其中只选数学类的有8人,只选英语类的有8人,只选历史类的有8人,既选数学类又选英语类的有7人,既选数学类又选历史类的有11人,既选英语类又选历史类的有8人,则三类课程都选择参加的有___________人.24.若全集{}0,1,2,3,4U =,{}0,1,2,3A =,{}2,3,4B =,则A B ⋃=______.25.判断下列命题的真假:(1)集合{}1,2,3是集合{}1,2,3的真子集;( )(2){}1是集合{}1,2,3的元素;( )(3)2是集合{}1,2,3的子集;( )(4)满足{}{}00,1,2,3A 的集合A 的个数是322-个.( )三、解答题26.已知{}28200P x x x =--≤,非空集合{}11S x m x m =-≤≤+.若x P ∈是x S ∈的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.27.已知集合{}26A x x =-≤≤,{}11,0B x m x m m =-≤≤+>.(1)若A B A ⋃=,求实数m 的取值范围;(2)若x A ∈是x B ∈的充分条件,求m 的取值范围.28.已知函数2()327mx n h x x +=+为奇函数,||1)3x m k x ﹣()=( ,其中R m n ∈、 . (1)若函数h (x )的图象过点A (1,1),求实数m 和n 的值;(2)若m =3,试判断函数11()+()()f x h x k x =在[3x ∈+∞,)上的单调性并证明; (3)设函数()()(),39,3h x x g x k x x ⎧≥⎪=⎨<⎪⎩,若对每一个不小于3的实数1x ,都恰有一个小于3的实数2x ,使得12g x g x ()=() 成立,求实数m 的取值范围.29.已知集合{}3A x a x a =≤≤+,{1B x x =<-或5}x >.(1)若A B =∅,求a 的取值范围;(2)若A B A =,求a 的取值范围.30.已知U =R ,{}2=160A x x -<,{}2=3180B x x x -++>,求A B ,A B .【参考答案】一、单选题1.B【解析】【分析】根据给定条件,利用交集、补集的定义直接计算作答.【详解】集合{}3,4,5A =,{}2,3,4B =,则{3,4}A B =,而全集{}1,2,3,4,5U =,所以(){1,2,5}U A B ⋂=. 故选:B2.D【解析】【分析】求出集合M 中的元素,再由子集的定义求解.【详解】由题意{|04}{1,2,3}M x Z x =∈<<=,因此其真子集个数为3217-=.故选:D .3.B【解析】【分析】由题知{}1,2,3B =,进而得{}1,2A B =,再求阴影部分表示的集合即可.【详解】解:解不等式128x <≤得03x <≤,所以{}1,2,3B =,因为{A =1-,0,1,2},所以{}1,2A B =所以,图中的阴影部分表示的集合为{}1,0,3-.故选:B4.A【解析】【分析】根据集合交集的概念及运算,即可求解.【详解】 由题意,集合{}{}202B x x x x =-<=<,又由{}1,2,3A =,根据集合交集的概念及运算,可得{}1A B ⋂=.故选:A.5.C【解析】【分析】求出集合A 的解集,取交集运算即可.【详解】因为{}|33A x x =-<<,{}1,2,3B =,所以{}1,2A B =.故选:C.6.C【解析】【分析】解不等式求得集合B ,由此求得A B .【详解】()()21,110x x x >+->,解得1x <-或1x >,所以()(),11,B =-∞-⋃+∞,所以(](),01,A B ⋃=-∞⋃+∞.故选:C7.B【解析】【分析】由已知,分别求解出集合A 、集合B 的范围,然后直接求解交集即可.【详解】 由已知,集合{}21A x x =<,即集合{}11A x x =-<<, 集合{}2x B x e =<,即集合{}ln 2B x x =<, 因为11ln ln 21ln e e-=<<=,所以A B ={}1ln 2x x -<<.故选:B.8.D【解析】【分析】先化简集合A ,继而求出A B .【详解】解:(){}{}30=03A x x x x x =-<<<,{}0,1,2,3B =,则A B ={}1,2.故选:D.9.B【解析】【分析】先求出集合A ,B ,再求两集合的交集即可【详解】 解:由11x x -<+得2101x x x ++>+, 因为210x x ++>恒成立,所以1x >-,即{}1A x x =>-.由函数2log y =4x <,即{}4B x x =<. 所以{}14A B x x ⋂=-<<.故选:B10.B【解析】【分析】根据集合的并集计算即可.【详解】{}21A x x =-<<,{}03B x x =≤≤{}|23A B x x ∴=-<≤,故选:B11.C【解析】【分析】解不等式求得集合A ,对a 进行分类讨论,根据B 是A 的子集列不等式,从而求得a 的取值范围. 【详解】1111111,,0,0,4444422x x x A ⎛⎫-<-<-<<<= ⎪⎝⎭,当12a ≥时,B =∅,满足B A ⊆. 当12a <时,由于B A ⊆,所以102a ≤<. 综上所述,a 的取值范围是[)0,∞+.故选:C12.D【解析】【分析】分别解一元二次不等式以及分式不等式得集合A ,B ,再进行并集运算即可.【详解】 因为{}{}228024A x x x x x =--≤=-≤≤,{}20323x B x x x x -⎧⎫=≤=-<≤⎨⎬+⎩⎭, 所以{}34A B x x ⋃=-<≤,故选:D.13.C【解析】【分析】根据条件可得1,2,4∈U B ,则1,2,4B ∉,结合条件即可得答案. 【详解】因为(){}1,2,4U A B =,所以1,2,4∈U B ,则1,2,4B ∉,又{}0,1,2,3,4,5U A B ==,所以0,3,5B ∈,即{}0,3,5B =.故选:C14.A【解析】【分析】根据交集运算求A B【详解】{|13}A x x =-<<,1,{}1,2B =-,{1,2}A B ∴=,故选:A15.D【解析】【分析】根据集合的定义分析判断即可.【详解】对于A ,视力较好不是一个明确的定义,故不能构成集合;对于B ,长寿也不是一个明确的定义,故不能构成集合;对于C ,π 的近似值没有明确近似到小数点后面几位,不是明确的定义,故不能构成集合;对于D ,倒数等于自身的数很明确,只有1和-1,故可以构成集合;故选:D.二、填空题16.(1,2⎤-⎦【解析】【分析】数形结合,进行求解.【详解】M 是以原点为圆心,1为半径的圆位于x 轴上方部分上的点,N 为直线y x b =+上的点,如图,当直线过点()1,0时,此时11b =-,当直线与半圆相切时,此时圆心到直线距离111bd ==+,解得:22b =±,因为直线与y 轴交点在y 轴正半轴,故22b =,由图可知:b 的取值范围是(1,2⎤-⎦.故答案为:(2-17.{1,2}##{2,1}【解析】【分析】根据集合元素属性特征进行求解即可.【详解】因为83N x *∈-,所以31,2,4,8-=x ,可得2,1,1,5=--x ,因为x N ∈,所以1,2x =,集合{1,2}A =.故答案为:{1,2}18.1【分析】利用交集的定义直接求解.【详解】∵集合(){},24A x y x y =-=∣,(){},5B x y x y =+=∣, ∴()(){}24,3,25x y A B x y x y ⎧⎫-=⎧⎪⎪⋂==⎨⎨⎬+=⎩⎪⎪⎩⎭, ∴A B 中元素个数为1.故答案为:1.19.12【解析】【分析】设该班学生中既参加了数学小组,又参加了英语小组的学生有x 人,列方程求解即可.【详解】设该班学生中既参加了数学小组,又参加了英语小组的学生有x 人,则31264512x =+-=. 故答案为:12.20.⊂【解析】【分析】先化简集合A 、B ,再去判断集合A 、B 间的关系即可解决.【详解】{}{}22101A x x x =-+==,{}{}2101,1B x x =-==-,则A B ⊂ 故答案为:⊂21.{}1【解析】【分析】易知{}1,1B =-,分别验证1,1-和集合A 的关系即可得结果.【详解】 因为{}{}21,1,1B y y y R ==∈=-,13cos 23π=,()13cos 23π--≠,即1A ∈,1A -∉, 所以{}1A B ⋂=,故答案为:{}1.22.102m -≤≤【解析】【分析】根据给定条件可得β所对集合包含于α所对集合,再利用集合的包含关系列式作答.令α所对集合为:{|124(R)}x m x m m +≤≤+∈,β所对集合为:{|13}x x ≤≤, 因β是α的充分条件,则必有{|13}{|124(R)}x x x m x m m ≤≤⊆+≤≤+∈,于是得11243m m +≤⎧⎨+≥⎩,解得102m -≤≤, 所以实数m 的取值范围为102m -≤≤. 故答案为:102m -≤≤ 23.5【解析】【分析】设三类课程都选择参加的学生有x 人,由题意得()()()83711840x x x x ⨯+-+-+-+=,解方程可求得结果【详解】设三类课程都选择参加的学生有x 人,由题意得()()()83711840x x x x ⨯+-+-+-+=,解得5x =.故答案为:524.{}0,1,4【解析】【分析】根据集合的运算法则计算.【详解】 由已知{4}A =,{0,1}B =,所以{0,1,4}A B =.故答案为:{0,1,4}.25. 假 假 假 真【解析】【分析】(1)利用真子集的定义即可判断.(2)由集合与集合的关系即可判断真假.(3)由元素与集合的关系即可判断真假.(4)由真子集的定义即可找到满足条件集合A 的个数.【详解】(1)因为{}1,2,3的真子集有{}{}{}{}{}{},1,2,3,1,2,1,3,2,3∅,所以{}1,2,3不是{}1,2,3真子集,命题为假命题.(2){}1是集合,因此不是{}1,2,3的元素,命题为假命题.(3)因为2是元素,因此不是{}1,2,3的子集,命题为假命题.(4)若{}0A ,所以集合A 中至少含有两个元素且其中一个必须为0,又因为{}0,1,2,3A ,所以集合A 可以从1,2,3中再选取一个元素、或者两个元素,所以满足条件的集合A 把∅和{}0,1,2,3去掉,所以满足条件集合A 的个数为322-个,命题为真命题. 故答案为:假;假;假;真三、解答题26.[]0,3.【解析】【分析】先解出集合P ,由x P ∈是x S ∈的必要不充分条件得出S P ,又S 为非空集合,解不等式求出m 的取值范围即可.【详解】由28200x x --≤,得210x -≤≤,∴{}210P x x =-≤≤.∵S 为非空集合,∴11m m -≤+,解得0m ≥. 又∵x P ∈是x S ∈的必要不充分条件,则S P , ∴12,110,m m -≥-⎧⎨+≤⎩且不能同时取等,解得3m ≤. 综上,m 的取值范围是[]0,3.27.(1)(0,3](2)[5,)+∞【解析】【分析】(1)根据A B A ⋃=,由B A 求解;(2)根据x A ∈是x B ∈的充分条件,由A B 求解.(1) 解:因为{}26A x x =-≤≤,{}11,0B x m x m m =-≤≤+>,且 A B A ⋃=,所以B A ,则01216m m m >⎧⎪-≥-⎨⎪+≤⎩, 解得03m <≤,所以实数m 的取值范围是(0,3];(2)因为x A ∈是x B ∈的充分条件,所以A B ,则01216m m m >⎧⎪-≤-⎨⎪+≥⎩, 解得5m ≥,所以m 的取值范围是 [5,)+∞.28.(1)30,0m n ==(2)单调递增,证明见解析(3)(0,6)【解析】【分析】(1)运用奇函数的定义可得0n =,再由()h x 图象经过点(1,1),解方程可得m ; (2)39()3x f x x x-=++在[3,)∞+递增.运用单调性的定义,结合因式分解和指数函数的单调性,即可得证;(3)求得当3x 时,2()()273273mx m g x h x x x x ===++;当3x <时,||1()9()9()3x m g x k x -==⋅;分别讨论0m ,03m <<,3m ,运用基本不等式和函数的单调性,求得m 的范围.(1) 函数2()327mx n h x x +=+为奇函数, 可得()()h x h x -=-,即22327327mx n mx n x x -++=-++,则0n =, 由()h x 的图象过(1,1)A ,可得h (1)1=,即130m n +=, 解得30m =,故30,0m n ==;(2)3m =,可得39()3x f x x x -=++,[3,)x ∈+∞,()f x 在[3,)+∞ 上递增.证明:设123x x <,则123312121299()()33x x f x f x x x x x ---=++--- 12331221129()33x x x x x x x x ---=-⋅+-, 由123x x <,可得210x x ->,129x x >,1233330x x ---<,则12())0(f x f x -<,即12()()f x f x <,可得()f x 在[3,)∞+递增;(3)当3x 时,2()()273273mx m g x h x x x x===++;当3x <时,||1()9()9()3x m g x k x -==⋅.①0m 时,13x ∀时,1111()()0273m g x h x x x ==+;23x ∀<时,2||221()9()9)30(x m g x k x -==>⋅不满足条件,舍去;②当03m <<时,13x ∀≥时,1111()()(0273mg x h x x x ==∈+,]18m , 23x ∀<时,2||0x m -≥,2||221()9()9()(03x m g x k x -==⋅∈,9], 由题意可得(0,](018m ⊆,9],可得918m ,即162m ; 综上可得03m <<; ③当3m 时,13x ∀≥时,1111()()(0273mg x h x x x ==∈+,]18m , 23x ∀<时,2||30x m m ->-,2||221()9()9()(03x m g x k x -==⋅∈,319())3m -⋅, 由题意可得(0,](018m ⊆,319())3m -⋅, 可得5318m m -<,可令5()318x x H x -=-,则()H x 在R 上递减,(6)0H =, 故由5318m m -<,可得6m <,即36m <, 综上可得06m <<,所以m 的取值范围是(0,6).【点睛】本题考查函数的奇偶性和单调性的定义和运用,考查分类讨论思想方法和化简整理的运算能力,属于难题.29.(1)[]1,2-(2)()(),45,-∞-+∞【解析】【分析】(1)根据交集的定义,列出关于a 的不等式组即可求解;(2)由题意,A B ⊆,根据集合的包含关系列出关于a 的不等式组即可求解;(1) 解:∵{}3,{1A x a x a B x x =≤≤+=<-或5}x >,且A B =∅, ∴135a a ≥-⎧⎨+≤⎩,解得12a -≤≤, ∴a 的取值范围为[]1,2-;(2) 解:∵{}3,{1A x a x a B x x =≤≤+=<-或5}x >,且A B A =,∴A B ⊆,∴31a +<-或5a >,即4a或5a >, ∴a 的取值范围是()(),45,-∞-+∞.30.{}=34A B x x ⋂-<<,{}=46A B x x ⋃-<<【解析】【分析】先化简集合A 、B ,再去求A B 、A B 即可解决.【详解】{}{}2=16044A x x x x -<=-<< {}{}2=318036B x x x x x -++>=-<< 则{}{}{}=443634A B x x x x x x ⋂-<<⋂-<<=-<< {}{}{}=443646A B x x x x x x ⋃-<<⋃-<<=-<<。