1.1 集合的概念一、单选题1.已知3a =,{|2}A x x =≥,则( )A .a A ∈B .a A ∉C .{}a A =D .{}a a ∉答案:A解析:根据元素与集合的关系,即可求解.详解:由题意,集合{|2}A x x =≥,且3a =,因为32>,所以a A ∈.故选:A.2.设集合{1}A x Z x =∈-,则A .A ∅∉B .C .2A ∈D .{}2⊆A 答案:B详解:试题分析:集合A 表示大于1-的正数,因此B 项正确 考点:元素与集合的元素3.下列所给关系正确的个数是①π∈R 3Q ;③0∈*N ;④|−4|∉*N .A .1B .2C .3D .4 答案:B详解:由R(实数集)、Q(有理数集)、*N (正整数集)的含义知,①②正确,③④不正确.4.对于任意实数x x ,表示不小于x 的最小整数,如1.220.20=-=,.定义在R 上的函数()2f x x x =+,若集合(){}|10A y y f x x ==-,≤≤,则集合A 中所有元素的和为( )A .3-B .4-C .5-D .6-答案:B解析:根据x 的范围即可求出2x 的范围,根据x <>的定义即可求出2x x <>+<>的值,即得出集合A 的所有元素,从而得出集合A 的所有元素的和.详解:因为10x -,∴①1x =-时,22x =-,则:1x <>=-,22x <>=-;23x x ∴<>+<>=-;②10x -<时,220x -<,则:0x <>=,21x <>=-,或0; 21x x ∴<>+<>=-,或0;{3A ∴=-,1-,0};∴集合A 中所有元素和为4-.故选:B点睛:本题主要考查对x <>的定义的理解,以及不等式的性质,意在考查学生对这些.5.集合5793,,,,234⎧⎫⎨⎬⎩⎭用描述法可表示为( ) A .*21|,2n n x x n N +⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭ B .*23|,n x x n N n +⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭ C .*21|,n x x n N n -⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭ D .*21|,n x x n N n +⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭答案:D 解析:找出集合中元素的规律通式即可.详解: 由5793,,,,234,即3579,,,,1234,从中发现规律*21,n x n N n +=∈, 故可用描述法表示为*21|,n x x n N n +⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭. 故选:D.点睛:本题考查集合的描述法,属于基础题.6.已知集合A 中元素x 满足x x N *∈,则必有( )A .-1∈AB .0∈ACD .1∈A答案:D解析:利用列举法求解即可.详解:因为x ≤≤又x N *∈,所以x 的可能取值1,2.故选:D.点睛:本题主要考查了列举法.属于容易题.7.集合{1,2,3,5}A = ,当x A ∈时,若1,1x A x A -∉+∉,则称x 为A 的一个“孤立元素”,则A 中孤立元素的个数为( )A .1B .2C .3D .4答案:A解析:根据“孤立元素”的定义,依次研究各元素即可得答案.详解:解:对于元素1,112A +=∈,故不满足孤立元素的定义;对于元素2,213A +=∈,故不满足孤立元素的定义;对于元素3,312A -=∈,故不满足孤立元素的定义;对于元素5,514A -=∉,516A +=∉,故满足孤立元素的定义;故A 中孤立元素的个数为1个.故选:A.点睛:本题考查集合新定义问题,正确理解新定义是解题的关键,是基础题.8.已知集合{1,,1}A a a =-,若2A -∈,则实数a 的值为( )A .2-B .1-C .1-或2-D .2-或3-答案:C解析:由已知得2a =-或12a -=-,解之并代入集合中验证可得选项.详解:因为集合{1,,1}A a a =-,且2A -∈,所以2a =-或12a -=-,当2a =-时,{1,2,3}A =--,适合题意;当12a -=-时,1a =-,{1,1,2}A =--,也适合题意,所以实数a 的值为1-或2-.故选:C.点睛:本题考查元素与集合的关系,属于基础题.9.设集合222,3,3,7A a a a a⎧⎫=-++⎨⎬⎩⎭,{}|2|,0B a =-,已知4A ∈且4B ∉,则实数a 的取值集合为( )A .{}-1,-2B .{}-1,2C .{}-2,4D .{}4答案:D解析:由234a a -=或274a a ++=解出a 的值,再验证集合中元素的互异性.详解:当234a a -=时,可得4a =或1a =-,若1a =-,则274a a ++=,不合题意;若4a =,则2711.5a a ++=,|2|2a -=符合题意; 当274a a++=,可得1a =-或2a =-,若1a =-,则234a a -=,不合题意;若2a =-,则|2|0a -=,不合题意.综上所述:4a =.故选:D.点睛:本题考查了集合中元素的互异性,考查了分类讨论思想,属于基础题.二、填空题1.已知集合{}2|60A x x px =-+=,若3A ∈,则方程15x p -=的解为__________.答案:2x =解析:由题意可知,3是方程260x px -+=的根,解得5p =.方程15x p -=等价变形为155x -=,解得,即可.详解:3A ∈∴3是方程260x px -+=的根,即23360p -+=,解得5p =. 又方程155x p -==11x ∴-=,解得2x =.故答案为:2x =点睛:本题考查元素与集合的关系以及实数指数幂的运算,属于较易题.2.若-3∈x-2,2x 2-5x ,12},则x =________.答案:-1,32,1解析:由已知得x -2=-3或2x 2-5x =-3,解之再代入集合中检验集合的元素是否互异,可得答案.详解:由题意知,x -2=-3或2x 2-5x =-3.①当x -2=-3时,x =-1.把x =-1代入,得集合的三个元素为-3,7,12满足集合中元素的互异性;②当2x 2-5x =-3时,x =32或x =1,当x =32时,集合的三个元素为-12,-3,12,满足集合中元素的互异性;当x =1时,集合的三个元素为-1,-3,12,满足集合中元素的互异性,由①②知x =-1,32,1.故答案为:-1,32,1.点睛:本题考查由集合与元素的关系求参数的值,注意集合中的元素需互异,属于基础题.3.设集合{}2|20x x x a ++=有且只有两个子集,则a =______________.答案:1a =解析:本题先将条件“集合{}2|20x x x a ++=有且只有两个子集”转化为“方程220x x a ++=有且仅有1个解”,再建立方程求a 的值.详解:解:因为集合{}2|20x x x a ++=有且只有两个子集,所以集合{}2|20x x x a ++=有且只有一个元素,所以方程220x x a ++=有且仅有1个解,所以2240a ∆=-=,解得1a =.故答案为:1a =.点睛:本题考查根据集合中元素的个数求参数的值,是基础题.4.若集合2{|(2)20,A x x a x a =-++-<x ∈Z }中有且只有一个元素,则正实数a 的取值范围是________答案:12(,]23解析:由f (x )=x 2﹣(a+2)x+2﹣a <0可得x 2﹣2x+1<a (x+1)﹣1,即直线在二次函数图像的上方的点只有一个整数1,则满足题意,结合图象即可求出.详解:f (x )=x 2﹣(a+2)x+2﹣a <0,即x 2﹣2x+1<a (x+1)﹣1,分别令y =x 2﹣2x+1,y =a (x+1)﹣1,易知过定点(﹣1,﹣1),分别画出函数的图象,如图所示:∵集合A =x∈Z|f(x )<0}中有且只有一个元素,即点(0,0)和点(2,1)在直线上或者其直线上方,点(1,0)在直线下方,结合图象可得∴10{120 311a a a -≤--≤<,解得12<a 23≤故答案为(12,23]点睛:本题考查了二次函数的性质以及参数的取值范围,考查了转化思想和数形结合的思想,属于中档题5.设,a b ∈R ,集合{}{}2,0,a b a =,则b a -=_____________答案:1-解析:根据集合的互异性原则,可求得a 与b 的值,即可求得b a -的值.详解:因为集合{}{}2,0,a b a = 所以0a =或0b =当0a =时,集合20a =,因而元素重复,与集合的互异性原则相悖,所以舍去0a =当0b =时,可得2a a =,解得0a =(舍)或1a =综上可知, 1a =,0b =所以011b a -=-=-故答案为: 1-点睛:本题考查了集合的互异性原则及集合相等的应用,属于基础题.三、解答题1.写出集合2|,3n x x n ⎧⎫=∈⎨⎬⎩⎭N 中最小的3个元素.答案:240,,33解析:让n 取自然数集中最小3个数代入即可得.详解:0,1,2n =时,三个元素为24033,,. 点睛:根据集合中元素的性质,取n 为自然数集中最小3个数代入可求得集合A 中最小的三个元素.2.已知数集{}()1212,,,0,2n n A a a a a a a n =≤<<<≥具有性质P :对任意的i、()1j i j n ≤≤≤,i j a a +,与j i a a -两数中至少有一个属于A .(1)分别判断数集{}0,1,3,4与{}0,2,3,6是否具有性质P ,并说明理由;(2)证明:10a =,且()122n n na a a a =+++; (3)当5n =时,若22a =,求集合A .答案:(1)集合{}0,1,3,4具有性质P ,集合{}0,2,3,6不具有性质P .(2)证明见解析. (3){0,2,4,6,8}A =.解析:(1)利用i j a a +与j i a a -两数中至少有一个属于A .即可判断出结论.(2)先由0n na a A =-∈,得出10a =,令“,1j n i =>,由“i j a a +与j i a a -两数中至少有一个属于A ”可得n i a a -属于A .令1i n =-,那么1n n a a --是集合A 中某项,1a 不符合不符合题意,2a 符合.同理可得:令1i n =-可以得到21n n a a a -=+,令2i n =-,3,....,2n -可以得到1n i n i a a a +-=+,倒序相加即可.(3)当5n =时,取5j =,当2i ≥时,55i a a a +>,由A 具有性质P,5i a a A -∈,又1i =时,51a a A -∈,可得51i a a Ai -∈=51525354550a a a a a a a a a a ->->->->-=,则515533524a a a a a a a a a -=-=-= ,又34245a a a a a +>+=,可得34a a A +∉,则43a a A -∈,则有43221a a a a a -==-.可得即12345,,,,a a a a a 是首项为0,公差为22a =等差数列是首项为0,公差为22a =等差数列.详解:解:(1)在集合{}0,1,3,4中,设{}0,1,3,4A =①011,101A A +=∈-=∈,具有性质P②033,303A A +=∈-=∈,具有性质P③044,404A A +=∈-=∈,具有性质P④134,312A A +=∈-=∉,具有性质P⑤145,413A A +=∉-=∈,具有性质P⑥347,431A A +=∉-=∈,具有性质P综上所述:集合{}0,1,3,4具有性质P ;在集合{}0,2,3,6中,设{}0,2,3,6B =,①022,202B B +=∈-=∈,具有性质P②033,303B B +=∈-=∈,具有性质P③066,606B B +=∈-=∈,具有性质P④235,321B B +=∉-=∉,不具有性质P⑤267,624B B +=∉-=∉,具有性质P⑥368,633B B +=∉-=∈,具有性质P综上所述:集合{}0,2,3,6不具有性质P .故集合{}0,1,3,4具有性质P ,集合{}0,2,3,6不具有性质P .(2)证明:令,1j n i =>由于120n a a a ≤<<<,则n n n a a a +>,故2n a A ∉ 则0n n a a A =-∈,即10a =i j a a +与j i a a -两数中至少有一个属于A ,i j a a ∴+不属于A ,n i a a ∴-属于A .令1i n =-,那么1n n a a --是集合A 中某项,10a =不符合题意,2a 可以.如果是3a 或者4a ,那么可知31n n a a a --=那么231n n n a a a a a -->-=,只能是等于n a ,矛盾.所以令1i n =-可以得到21n n a a a -=+,同理,令2i n =-,3,....,2n -可以得到1n i n i a a a +-=+,∴倒序相加即可得到1232n n n a a a a a +++⋯+= 即()122n n na a a a a =+++⋯+(3)当5n =时,取5j =,当2i ≥时,55i a a a +>,由A 具有性质P ,5i a a A -∈,又1i =时,51a a A -∈,51,2,3,4,5i a a Ai ∴-∈=123451234500a a a a a a a a a a =<<<<=<<<<,51525354550a a a a a a a a a a ∴->->->->-=,则515524a a a a a a -=-=,533a a a -=,从而可得245532a a a a a +==,故2432a a a +=,即433230a a a a a <-=-<,又3424534a a a a a a a A +>+=∴+∈/ ,则43a a A -∈,则有43221a a a a a -==-又54221a a a a a -==-544332212a a a a a a a a a ∴-=-=-=-=,即12345,,,,a a a a a 是首项为0,公差为22a =等差数列,{0,2,4,6,8}A ∴=点睛:(1)本问采用举反例的方法证明A 不具有P 性质;(2)采用极端值是证明这类问题的要点,一个数集满足某个性质,则数集中的特殊的元素(比如最大值、最小值)也满足这个性质;本问的第二个要点是集合的元素具有互异性,由互异性及题中给的性质P ,可得出等式;(3)利用在(2)中得到的结论得出12345,,,,a a a a a 之间的关系,再结合A 中元素所具有的P 性质即可得到结论.3.分别用列举法和描述法表示方程x 2+x –2=0的所有实数解的集合.答案:1,–2},x|x=1或x=–2}解析:根据列举法和描述法的定义分别进行表示即可. 详解:由220x x +-= 得1x = 或2x =- ,所以用列举法表示解集为}{1,2- ,用描述法表示为}{{}22012.x x x x x x +-===-=-或点睛:本题主要考查集合表示的两种方法:列举法和描述法,比较基础,要注意两者之间的区别.。