高一数学集合练习题附答案一、单选题1.设全集{}1,2,3,4U =,{}1,3A =,{}4B =,则()U A B =( ) A .{}2,4B .{}4C .∅D .{}1,3,42.已知集合{}2,0,1M =-,{}220N x x ax =+-=,若N M ⊆,则实数a =( )A .2B .1C .0D .-13.已知全集{}{}1,2,3,,2,3U A U B =⊆=,若A B ⋂≠∅,且A B ⊆/则集合A 有( ) A .1个B .2个C .3个D .4个4.已知复数a 、b 满足0ab ≠,集合{}{}22,,a b a b =,则a b +的值为( )A .2B .1C .0D .-15.设集合{}22M x Z x =∈-<,则集合M 的真子集个数为( ) A .16B .15C .8D .76.设集合1|05x A x x -⎧⎫=>⎨⎬-⎩⎭,{}|13B x x =-≤≤,则()A B =R ( ) A .{}|35x x ≤< B .{}|15x x ≤< C .{}|15x x -≤<D .{}|13x x ≤≤7.设集合{}10M x x =-<,{}12,N y y x x M ==-∈,则M N =( )A .∅B .(,1)-∞-C .(,1)-∞D .(1,1)-8.已知集合{}27120A x x x =-+≤,{}20B x x m =+>,若A B ⊆,则m 的取值范围为( ) A .()6,-+∞B .[)6,-+∞C .(),6-∞-D .(],6∞--9.若集合2{|60}A x x x =--+>,5{|1}3B x x =≤--,则A B 等于( ) A .()3,3-B .[2,3)-C .(2,2)-D .[2,2)-10.设全集U =R ,集合{1,0,1,2,3}M =-,{R |1}N x x =∈>,则下面Venn 图中阴影部分表示的集合是( )A .(,1)-∞B .(,1]-∞C .{1,0}-D .{1,0,1}-11.已知集合{}20A x R x a =∈+>,且2A ∉,则实数a 的取值范围是( )A .{}4a a ≤B .{}4a a ≥C .{}4a a ≤-D .{}4a a ≥-12.已知全集{}U 1,0,1,3,6=-,{}0,6A =,则UA =( )A .{}1,3-B .{}1,1,3-C .{}0,1,3D .{}0,3,613.若集合{}{}22,3,|560,A B x x x ==-+=则A B =( )A .{2,3}B .∅C .2D .2,314.已知集合{}12,12x A y y x -==≤≤,|lg 2Bx y x,则下列结论正确的是( )A .AB ⊆B .[]0,2A B =C .(],2A B ⋃=-∞D .()R B A =⋃R15.已知集合{}220|A x x x =-<,{}|55B x x =-<<,则( )A .AB =∅ B .A B R =C .B A ⊆D .A B ⊆二、填空题16.若{}}{1020x ax x x +=⊆-=,则=a __________. 17.设集合{1,2,}A a =,{2,3}B =.若B A ⊆,则=a _______.18.设集合{}13A x x =<<,{}B x x a =<,若A B ⊆,则a 的取值范围是_________. 19.已知函数()()()2sin 0,0g x x ωϕωϕπ=+><<的部分图象如图所示,将函数()g x 的图象向右平移6π个单位长度,得到函数()f x 的图象,若集合()3512A x y f x f π⎧⎫⎪⎪⎛⎫==-⎨⎬⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭,集合{}0,1,2B =,则A B =______.20.已知集合121{|2}8x A x -=>,{|20}B x x a =-<.若A B A =,则实数a 的取值范围是________. 21.已知函数()94sin3264x x f x π-⋅+=,()21g x ax =-(0a >).若[]130,log 2x ∀∈,[]21,2x ∃∈,()()12f x g x =,则a 的取值范围是___________.22.若{}231,13a a ∈--,则=a ______.23.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.( )24.若全集{}0,1,2,3,4U =,{}012M =,,,{}2,3N =,则M N ⋂=______. 25.用符号“∈”或“∉”填空: (1)34______N ;(2)4-______Z ; (3)13______Q ;(4)2π-______R .三、解答题26.已知集合2{|23}A x a x a =≤≤+,{|14}B x x =-≤≤,全集U =R . (1)当1a =时,求U ()A B ;(2)当A =∅时,求实数a 的取值范围;(3)若“x A ∈”是“x B ∈”的充分条件,求实数a 的取值范围.27.已知:20,:40p x q ax ->->其中R a ∈.(1)若p 是q 的充分不必要条件,求实数a 的取值范围; (2)若p 是q 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围.28.已知集合P ={x |a +1≤x ≤2a +1},Q ={x |-2≤x ≤5}. (1)若a =3,求()U P Q ⋂;(2)若“x ∈P ”是“x ∈Q ”充分不必要条件,求实数a 的取值范围.29.已知p :|m -1|>a (a >0),q :方程22152x y m m +=--表示双曲线.(1)若q 是真命题,求m 的取值范围;(2)若p 是q 的充分不必要条件,求a 的取值范围30.已知集合{}|13A x x =<<,集合{}|21B x m x m =<<-. (1)当1m =-时,求A B ;(2)若B A ⊆,求实数m 的取值范围;【参考答案】一、单选题 1.A 【解析】 【分析】根据补集的概念求出UA ,再根据并集运算即可求出结果.【详解】 由题意可知{}2,4UA =,又{}4B =,所以(){}2,4U A B =.故选:A. 2.B 【解析】 【分析】对于集合N ,元素x 对应的是一元二次方程的解,根据判别式得出必有两个不相等的实数根,又根据韦达定理以及N M ⊆,可确定出其中的元素,进而求解. 【详解】对于集合N ,因为280a ∆=+>, 所以N 中有两个元素,且乘积为-2, 又因为N M ⊆,所以{}2,1N =-, 所以211a -=-+=-.即a =1. 故选:B. 3.C 【解析】 【分析】根据题意,列举出符合题意的集合.【详解】因为全集{}{}1,2,3,,2,3U A U B =⊆=,若A B ⋂≠∅,且A B ⊆/, 所以{}1,2,3A =或{}1,2A =或{}1,3A =. 故选:C 4.D 【解析】 【分析】 由集合的性质可知a b ,22a a b b ⎧=⎨=⎩或22a b b a ⎧=⎨=⎩,且0ab ≠,进而求解即可. 【详解】由题意,22a a b b ⎧=⎨=⎩或22a b b a ⎧=⎨=⎩, 因为0ab ≠,解得1212a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩或1212b a ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, 所以1a b +=-, 故选:D. 5.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 . 6.D 【解析】 【分析】求解分式不等式的解集,再由补集的定义求解出A R,再由交集的定义去求解得答案.【详解】1015x x x ->⇒<-或5x >,所以{}15A x x =≤≤R , 所以得(){}13A B x x ⋂=≤≤R . 故选:D 7.D 【解析】 【分析】解一元一次不等式求集合M ,求一次函数值域求集合N ,再应用集合的交运算求M N ⋂. 【详解】由题设,{|1}M x x =<,{|1}N y y =>-, 所以(1,1)M N =-.故选:D 8.A 【解析】 【分析】先解出集合,A B ,再结合A B ⊆得到关于m 的不等式,求解即可. 【详解】因为{}34,,2m A xx B x A B ⎧⎫==>-⊆⎨⎬⎩⎭∣,所以32m -<,解得6m >-. 故选:A. 9.D 【解析】 【分析】解不等式化简集合A ,B ,再利用交集的定义直接求解作答. 【详解】不等式260x x --+>化为:260x x +-<,解得:32x -<<,则(3,2)A =-, 不等式513x ≤--,即203x x +≤-,整理得:(2)(3)030x x x +-≤⎧⎨-≠⎩,解得23x -≤<,则[2,3)B =-, 所以[2,2)A B ⋂=-. 故选:D 10.D 【解析】 【分析】根据Venn 图,明确阴影部分表示的集合的含义,即可求得答案. 【详解】由题意,可知Venn 图中阴影部分表示的集合是(){1,0,1}U M N =- ,故选:D 11.C 【解析】 【分析】结合元素与集合的关系得到220a +≤,解不等式即可求出结果. 【详解】由题意可得220a +≤,解得4a ≤-, 故选:C 12.B【解析】 【分析】根据集合补集的概念及运算,即可求解. 【详解】由题意,全集{}U 1,0,1,3,6=-,且{}0,6A =, 根据集合补集的概念及运算,可得{}U1,1,3A =-.故选:B. 13.A 【解析】 【分析】依据交集定义去求A B 即可. 【详解】{}{}2|560=2,3B x x x =-+=则{}{}{}2,32,32,3A B ⋂=⋂=, 故选:A . 14.C 【解析】 【分析】求函数的值域求得集合A ,求函数的定义域求得集合B ,由此对选项进行分析,从而确定正确答案. 【详解】112,011,122x x x -≤≤≤-≤≤≤,所以[]1,2A =,20,2x x -><,所以(),2B =-∞. ∵2A ∈,2B ∈/,故A 错,B 错; ∵R2A ∈/,2B ∈/,∴()R 2A B ∈/,D 错.(],2A B ⋃=-∞,C 正确.故选:C 15.D 【解析】 【分析】先求出集合{}|02A x x =<<,再按照集合间的基本关系和运算判断即可. 【详解】{}|02A x x =<<,{}|02A B x x ⋂=<<,A 错误;{|A x x B =<,B 错误;A B ⊆,C 错误,D 正确.故选:D.二、填空题16.0或12-##12-或0【解析】 【分析】由题,先求出}{20x x -=所代表集合,再分别讨论{}10x ax +=作为子集的可能情况即可. 【详解】由}{20x x -=得集合为{}2,故{}10x ax +=为空集或{}2,当{}10x ax +=为{}2时,可得12a =-;当{}10x ax +=为空集时,可得0a =, 故答案为:0或12-17.3【解析】 【分析】由题意可知集合B 是集合A 的子集,进而求出答案. 【详解】由B A ⊆知集合B 是集合A 的子集, 所以33A a ∈⇒=, 故答案为:3.18.[)3,+∞【解析】 【分析】根据A B ⊆列出不等式即可求解. 【详解】因为{}13A x x =<<,{}B x x a =<,A B ⊆,故只需3a ≥即可满足题意. 故答案为:[)3,+∞.19.{}0【解析】 【分析】根据图像求出g (x )的解析式,再求出f (x )解析式,求出A 集合,根据集合交集运算法则计算即可. 【详解】由图可知()g x 周期52=1212T πππ⎛⎫=⨯+⎪⎝⎭,∴22T πω==.由212πg ⎛⎫-= ⎪⎝⎭得22122k ππϕπ⎛⎫⨯-+=+ ⎪⎝⎭,∴223k πϕπ=+,k ∈Z ,∵0ϕπ<<,∴k 取0,23ϕπ=, ∴()22sin 23g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭, ∴()22sin 22sin 2633f x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, ∴35352sin 22sin 611212363f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+=-+=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. ∴()35150sin 22221232636f x f x k x k πππππππ⎛⎫⎛⎫-≥⇔+≥⇔+≤+≤+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,k ∈Z , ∴,124A x k x k k ππππ⎧⎫=-≤≤+∈⎨⎬⎩⎭Z ,∴{}0A B ⋂=.故答案为:{}0﹒20.[4,)+∞【解析】 【分析】结合指数不等式化简集合A ,由A B A A B ⋂=⇒⊆,建立不等式即可求解a 的取值范围. 【详解】1212312228x x --->⇒>,即123x ->-,解得2x <,故{}|2A x x =<,|2a B x x ⎧⎫=<⎨⎬⎩⎭,由A B A A B ⋂=⇒⊆,即22a≤,4a ≥. 故答案为:[4,)+∞ 21.35,88⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】由题意,()f x 的值域为()g x 的值域子集,先求得两个函数的值域,再利用包含关系求得a 的取值范围. 【详解】 因为()()294sin32311644x x xf x π-⋅+-+==, 又当[]30,log 2x ∈时,0311x ≤-≤,()f x 的值域为11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦.因为0a >,所以()g x 在[]1,2上单调递增,其值域为[]21,41a a --. 依题意得[]11,21,4142a a ⎡⎤⊆--⎢⎥⎣⎦,则12141412a a ⎧-≤⎪⎪⎨⎪-≥⎪⎩,解得3588a ≤≤.故答案为:35,88⎡⎤⎢⎥⎣⎦22.4-【解析】 【分析】结合元素与集合的关系,利用集合的互异性分类讨论即可求解. 【详解】若13a -=,则4a =,此时,2113a a -=-,不合题意,舍去; 若2133a -=,则4a =-或4a =,因为4a =不合题意,舍去. 故4a =-. 故答案为:4-. 23. 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24.{}3【解析】 【分析】由交集、补集的定义计算. 【详解】由题意{4,3}M =,所以M N ⋂={3}. 故答案为:{3}. 25. ∉, ∈, ∈ ∈ 【解析】 【分析】(1)利用元素与集合的关系判断.(2)利用元素与集合的关系判断.(3)利用元素与集合的关系判断.(4)利用元素与集合的关系判断.【详解】 解:34∉N ; 4-∈Z ;13∈Q ; 2π-∈R .故答案为:∉,∈,∈,∈三、解答题26.(1)[)1,1-;(2)()(),13,∞∞--⋃+; (3)()1,3,2∞∞⎛⎤-⋃+ ⎥⎝⎦. 【解析】【分析】(1)根据集合的补运算和交运算,求解即可;(2)根据题意,求解关于a 的一元二次不等式,即可求得范围;(3)根据集合之间的关系,列出不等关系,求解即可.(1)当1a =时,{|15}A x x =≤≤,{|14}B x x =-≤≤,故U ()A B {|1x x =<或{}5}|14{|11}x x x x x >⋂-≤≤=-≤<. 即U ()A B [)1,1=-.(2)若A =∅,则223a a >+,即()()310a a -+>,解得1a <-或3a >,故实数a 的取值范围为:()(),13,∞∞--⋃+.(3)若“x A ∈”是“x B ∈”的充分条件,则A B ⊆,①A =∅时,1a <-或3a >满足题意; ②A ≠∅,则13234a a -≤≤⎧⎨+≤⎩,得1-12a ≤≤ 综上所述,实数a 的取值范围为()1,3,2∞∞⎛⎤-⋃+ ⎥⎝⎦. 27.(1)(2,)+∞(2)[0,2)【解析】【分析】(1)由题意可得A ⫋B ,所以0,42,a a>⎧⎪⎨<⎪⎩从而可求出实数a 的取值范围, (2)由题意可得B ⫋A ,然后分a =0,a >0和a <0三种情况求解即可(1)设命题p :A ={x |x -2>0},即p :A ={x |x >2},命题q :B ={x |ax -4>0},因为p 是q 的充分不必要条件,所以A ⫋B ,. 即0,42,a a>⎧⎪⎨<⎪⎩解得a >2 所以实数a 的取值范围为(2,)+∞(2)由(1)得p :A ={x |x >2},q :B ={x |ax -4>0},因为p 是q 的必要不充分条件,所以B ⫋A ,①当a =0时,B =∅,满足题意;②当a >0时,由B ⫋A ,得4a .>2,即0<a <2;.③当a <0时,显然不满足题意.综合①②③得,实数a 的取值范围为[0,2)28.(1)4{|}2x x -≤<(2)2a ≤【解析】【分析】(1)将a =3代入求出集合P ,Q ,再由补集及交集的意义即可计算得解. (2)由给定条件可得P Q ,再根据集合包含关系列式计算作答.(1)因a =3,则P ={x |4≤x ≤7},则有{|4U P x x =<或7}x >,又Q ={x |-2≤x ≤5}, 所以{|24)}(U P Q x x ⋂=-≤<.(2)“x ∈P ”是“x ∈Q ”充分不必要条件,于是得P Q ,当a +1>2a +1,即a <0时,P =∅,又Q ≠∅,即∅ Q ,满足P Q ,则a <0,当P ≠∅时,则有12112215a a a a +≤+⎧⎪+≥-⎨⎪+<⎩或12112215a a a a +≤+⎧⎪+>-⎨⎪+≤⎩,解得02a ≤<或02a ≤≤,即02a ≤≤,综上得:2a ≤,所以实数a 的取值范围是2a ≤.29.(1)(-∞,2)(5⋃,)∞+;(2)[4,)∞+.【解析】【分析】(1)解不等式(5)(2)0m m --<即得解;(2)由题意可得:1p m a >+或1m a <-+,解不等式组12150a a a -+⎧⎪+⎨⎪>⎩即得解. (1)解:由题意可得(5)(2)0m m --<,解得2m <或5m >.故m 的取值范围为(-∞,2)(5⋃,)∞+.(2)解:由题意可得:1p m a >+或1m a <-+.因为p 是q 的充分不必要条件,所以(-∞,1)(1a a -++⋃,)(+∞-∞,2)(5⋃,)∞+.所以12150a a a -+⎧⎪+⎨⎪>⎩,解得4a . 故a 的取值范围为[4,)∞+.30.(1){}23x x -<< (2)1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】(1)先分别求出,A B ,然后根据集合的并集的概念求解出A B 的结果;(2)根据B A ⊆,进而先讨论B =∅的情况,再讨论B ≠∅的情况,进而得答案;(1)解:当1m =-时,{}22B x x =-<<, ∴{}23A B x x ⋃=-<<;(2)解:因为B A ⊆,所以,当B =∅时, 21m m ,解得13m ≥,满足B A ⊆; 当B ≠∅时,若满足B A ⊆,则212113m m m m <-⎧⎪≥⎨⎪-≤⎩,该不等式无解;综上,若B A ⊆,实数m 的取值范围是1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。