资源描述
2016-2017学年上海市复旦大学附中高一(上)期中数学试卷
一.填空题
1.集合{1,2,3,…,2015,2016}的子集个数为 .
2.已知全集U=R,集合A={x|x≤1},集合B={x|x≥2},则∁U(A∪B)= .
3.已知集合A={x|1≤x≤2},集合B={x|x≤a},若A∩B≠∅,则实数a的取值范围是 .
4.己知集合U={a,b,c,d,e,f},集合A={a,b,c,d},A∩B={b},∁U(A∪B)={f},求集合B.
5.已知a2>a1>0,b2>b1>0,且a1+a2=b1+b2=1,记A=a1b1+a2b2,B=a1b2+a2b1,C=,则按A、B、C从小到大的顺序排列是 .
6.已知Rt△ABC的周长为定值2,则它的面积最大值为 .
7.我们将b﹣a称为集合M={x|a≤x≤b}的“长度”,若集合M={x|m≤x≤m+},N={x|n﹣0.5≤x≤n},且集合M和集合N都是集合{x|0≤x≤1}的子集,则集合M∩N的“长度”的最小值是 .
8.已知A={x|>x},B={x|x(x﹣3)(x+3)>0},则A∩B= .
9.对于任意集合X与Y,定义:①X﹣Y={x|x∈X且x∉Y},②X△Y=(X﹣Y)∪(Y﹣X),已知A={y|y=x2,x∈R},B={y|﹣2≤y≤2},则A△B= .
10.已知常数a是正整数,集合A={x||x﹣a|<a+,x∈Z},B={x||x|<2a,x∈Z},则集合A∪B中所有元素之和为 .
11.非空集合G关于运算⊕满足:
(1)对任意a,b∈G,都有a+b∈G;
(2)存在e∈G使得对于一切a∈G都有a⊕e=e⊕a=a,
则称G是关于运算⊕的融洽集,
现有下列集合与运算:
①G是非负整数集,⊕:实数的加法;
②G是偶数集,⊕:实数的乘法;
③G是所有二次三项式构成的集合,⊕:多项式的乘法;
④G={x|x=a+b,a,b∈Q},⊕:实数的乘法;
其中属于融洽集的是 (请填写编号)
12.集合A={(x,y)|y=a|x|,x∈R},B={(x,y)|y=x+a,x∈R},已知集合A∩B中有且仅有一个元素,则常数a的取值范围是 .
二.选择题
13.已知集合A={1,2,3,…,2105,2016},集合B={x|x=3k+1,k∈Z},则A∩B中的最大元素是( )
A.2014 B.2015
C.2016 D.以上答案都不对
14.已知全集U=A∪B中有m个元素,(∁UA)∪(∁UB)中有n个元素.若A∩B非空,则A∩B的元素个数为( )
A.mn B.m+n C.n﹣m D.m﹣n
15.命题“已知x,y∈R,如果x2+y2=0,那么x=0且y=0”的逆否命题是( )
A.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0且y≠0
B.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0或y≠0
C.已知x,y∈R,如果x≠0或y≠0,那么x2+y2≠0
D.已知x,y∈R,如果x≠0且y≠0,那么x2+y2≠0
16.对任意实数a,b,c,给出下列命题:
①“a=b”是“ac=bc”的充要条件;
②“a+5是无理数”是“a是无理数”的充要条件;
③“a>b”是“a2>b2”的充分条件;
④“a<4”是“a<3”的必要条件;
其中真命题的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
三.解答题
17.已知集合A={1,2,3},B={x|x2﹣(a+1)x+a=0,x∈R},若A∪B=A,求实数a.
18.已知a,b,c∈R+,求证:2(a3+b3+c3)≥ab2+a2b+bc2+b2c+ac2+a2c.
19.设正有理数a1是的一个近似值,令a2=1+,求证:
(1)介于a1与a2之间;
(2)a2比a1更接近于.
20.已知对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立或不等式mx>0成立,求实数m的取值范围.
21.已知关于x的不等式(4kx﹣k2﹣12k﹣9)(2x﹣11)>0,其中k∈R;
(1)试求不等式的解集A;
(2)对于不等式的解集A,记B=A∩Z(其中Z为整数集),若集合B为有限集,求实数k的取值范围,使得集合B中元素个数最少,并用列举法表示集合B.
2016-2017学年上海市复旦大学附中高一(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一.填空题
1.(2016秋•杨浦区校级期中)集合{1,2,3,…,2015,2016}的子集个数为 22016 .
【考点】子集与真子集.
【专题】集合思想;集合.
【分析】对于有限集合,我们有以下结论:若一个集合中有n个元素,则它有2n个子集.
【解答】解:∵集合{1,2,3,…,2015,2016}中有2016个元素,
∴集合M{1,2,3,…,2015,2016}的子集的个数为22016;
故答案为:22016.
【点评】本题考查了集合的子集个数,若一个集合中有n个元素,则它有2n个子集,有(2n﹣1)个真子集,属于基础题.
2.(2016秋•杨浦区校级期中)已知全集U=R,集合A={x|x≤1},集合B={x|x≥2},则∁U(A∪B)= {x|1<x<2} .
【考点】交、并、补集的混合运算.
【专题】集合思想;定义法;集合.
【分析】根据并集与补集的定义,进行计算即可.
【解答】解:全集U=R,集合A={x|x≤1},集合B={x|x≥2},
所以A∪B={x|x≤1或x≥2},
所以∁U(A∪B)={x|1<x<2}.
故答案为:{x|1<x<2}.
【点评】本题考查了并集与补集的定义与应用问题,是基础题目.
3.(2016秋•杨浦区校级期中)已知集合A={x|1≤x≤2},集合B={x|x≤a},若A∩B≠∅,则实数a的取值范围是 [1,+∞) .
【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;集合思想;定义法;集合.
【分析】题中条件:“A∩B≠∅,”表示两个集合的交集的结果不是空集,即可求解实数a的取值范围.
【解答】解:集合A={x|1≤x≤2},集合B={x|x≤a},
因为A∩B≠∅,
所以a≥1
故答案为:[1,+∞)
【点评】本题考查集合的关系、一元二次不等式的解法,考查运算能力,是基础题.
4.(2016秋•杨浦区校级期中)己知集合U={a,b,c,d,e,f},集合A={a,b,c,d},A∩B={b},∁U(A∪B)={f},求集合B.
【考点】交、并、补集的混合运算.
【专题】集合思想;综合法;集合.
【分析】根据全集U,以及A与B并集的补集确定出A与B的并集,再根据A与B的交集及A,确定出B即可.
【解答】解:∵U={a,b,c,d,e,f},∁U(A∪B)={f},
∴A∪B={a,b,c,d,e},
∵A∩B={b};A={a,b,c,d},
∴b∈B,e∈B,b∉B,c∉B,d∉B,
∴B={b,e}.
【点评】此题考查了交、并、补集的混合运算,熟练掌握各自的定义是解本题的关键.
5.(2016秋•杨浦区校级期中)已知a2>a1>0,b2>b1>0,且a1+a2=b1+b2=1,记A=a1b1+a2b2,B=a1b2+a2b1,C=,则按A、B、C从小到大的顺序排列是 B<C<A .
【考点】不等式比较大小.
【专题】计算题;转化思想;转化法;不等式.
【分析】不妨令a1=,a2=,b1=,b2=,分别求出A,B,比较即可
【解答】解:∵a2>a1>0,b2>b1>0,且a1+a2=b1+b2=1,
不妨令a1=,a2=,b1=,b2=,
A=a1b1+a2b2=+=,B=a1b2+a2b1=+=,
∵C==
∴B<C<A
故答案为:B<C<A.
【点评】本题主要考查不等式与不等关系,利用特殊值代入法比较几个式子在限定条件下的大小关系,是一种简单有效的方法,属于基础题.
6.(2016秋•杨浦区校级期中)已知Rt△ABC的周长为定值2,则它的面积最大值为 3﹣2 .
【考点】正弦定理.
【专题】计算题;转化思想;综合法;解三角形;不等式的解法及应用.
【分析】设直角边长为a,b,则斜边长为,利用直角三角形ABC的三边之和为2,可得a+b+=2,利用基本不等式,即可求△ABC的面积的最大值.
【解答】解:设直角边长为a,b,则斜边长为,
∵直角三角形ABC的三边之和为2,
∴a+b+=2,
∴2≥2+,
∴≤=2﹣,
∴ab≤6﹣4,
∴S=ba≤3﹣2,
∴△ABC的面积的最大值为3﹣2.
故答案为:3﹣2.
【点评】本题考查基本不等式的运用,考查学生的计算能力,正确运用基本不等式是关键,属于中档题.
7.(2016秋•杨浦区校级期中)我们将b﹣a称为集合M={x|a≤x≤b}的“长度”,若集合M={x|m≤x≤m+},N={x|n﹣0.5≤x≤n},且集合M和集合N都是集合{x|0≤x≤1}的子集,则集合M∩N的“长度”的最小值是 .
【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;新定义;转化思想;转化法;集合.
【分析】当集合M∩N的长度的最小值时,M与N应分别在区间[0,1]的左右两端,由此能求出M∩N的长度的最小值.
【解答】解:根据题意,M的长度为,N的长度为,
当集合M∩N的长度的最小值时,
M与N应分别在区间[0,1]的左右两端,
故M∩N的长度的最小值是=.
故答案为:.
【点评】本题考查交集的“长度”的最小值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意新定义的合理运用.
8.(2016秋•杨浦区校级期中)已知A={x|>x},B={x|x(x﹣3)(x+3)>0},则A∩B= {x|﹣3<x<0} .
【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;方程思想;定义法;集合.
【分析】先利用不等式的性质分别求出集合A和B,由此利用交集的性质能求出A∩B.
【解答】解:∵A={x|>x}={x|﹣2≤x≤1,或x<0},
B={x|x(x﹣3)(x+3)>0}={x|﹣3<x<0或x>3},
∴A∩B={x|﹣3<x<0}.
故答案为:{x|﹣3<x<0}.
【点评】本题考查交集的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意无理不等式和高次不等式性质的合理运用.
9.(2016秋•杨浦区校级期中)对于任意集合X与Y,定义:①X﹣Y={x|x∈X且x∉Y},②X△Y=(X﹣Y)∪(Y﹣X),已知A={y|y=x2,x∈R},B={y|﹣2≤y≤2},则A△B= [﹣3,0)∪(3,+∞) .
【考点】子集与交集、并集运算的转换.
【专题】综合题;方程思想;演绎法;集合.
【分析】由A={y|y=x2,x∈R}={y|y≥0},B={y|﹣2≤y≤2},先求出A﹣B={y|y>2},B﹣A={y|﹣2≤y<0},再求A△B的值.
【解答】解:∵A={y|y=x2,x∈R}={y|y≥0},
B={y|﹣2≤y≤2},
∴A﹣B={y|y>2},
B﹣A={y|﹣2≤y<0},
∴A△B={y|y>2}∪{y|﹣2≤y<0},
故答案为:[﹣3,0)∪(3,+∞).
【点评】本题考查集合的交、并、补集的运算,解题时要认真审题,仔细解答,注意正确理解X﹣Y={x|x∈X且x∉Y}、X△Y=(X﹣Y)∪(Y﹣X).
10.(2016秋•杨浦区校级期中)已知常数a是正整数,集合A={x||x﹣a|<a+,x∈Z},B={x||x|<2a,x∈Z},则集合A∪B中所有元素之和为 2a .
【考点】并集及其运算.
【专题】集合思想;转化法;集合.
【分析】分别求出集合A、B中的元素,从而求出A、B的并集,求和即可.
【解答】解:A={x||x﹣a|<a+,x∈Z}={0,a,2a},
B={x||x|<2a,x∈Z}={﹣a,0,a},
则集合A∪B={﹣a,0,a,2a},
故集合A∪B中所有元素之和是2a,
故答案为:2a.
【点评】本题考查了集合的运算,考查解绝对值不等式问题,是一道基础题.
11.(2016秋•杨浦区校级期中)非空集合G关于运算⊕满足:
(1)对任意a,b∈G,都有a+b∈G;
(2)存在e∈G使得对于一切a∈G都有a⊕e=e⊕a=a,
则称G是关于运算⊕的融洽集,
现有下列集合与运算:
①G是非负整数集,⊕:实数的加法;
②G是偶数集,⊕:实数的乘法;
③G是所有二次三项式构成的集合,⊕:多项式的乘法;
④G={x|x=a+b,a,b∈Q},⊕:实数的乘法;
其中属于融洽集的是 ①④ (请填写编号)
【考点】元素与集合关系的判断.
【专题】新定义;集合思想;集合.
【分析】逐一验证几个选项是否分别满足“融洽集”的两个条件,若两个条件都满足,是“融洽集”,有一个不满足,则不是“融洽集”.
【解答】解:①对于任意非负整数a,b知道:a+b仍为非负整数,所以a⊕b∈G;取e=0,及任意非负整数a,则a+0=0+a=a,因此G对于⊕为整数的加法运算来说是“融洽集”;
②对于任意偶数a,b知道:a+b仍为偶数,故有a+b∈G;但是不存在e∈G,使对一切a∈G都有a⊕e=e⊕a=a,故②的G不是“融洽集”.
③对于G={二次三项式},若a、b∈G时,a,b的两个同类项系数,则其积不再为二次三项式,故G不是和谐集,故③不正确;
④G={x|x=a+b,a,b∈Q},设x1=a+b,x2=c+d,则设x1+x2=(a+c)+(b+d),属于集合G,
取e=1,a×1=1×a=a,因此G对于⊕实数的乘法运算来说是“融洽集”,故④中的G是“融洽集”.
故答案为①④.
【点评】本题考查了对新定义“融洽集”理解能力,及对有关知识的掌握情况.关键是看所给的数集是否满足“融洽集”的两个条件.
12.(2016秋•杨浦区校级期中)集合A={(x,y)|y=a|x|,x∈R},B={(x,y)|y=x+a,x∈R},已知集合A∩B中有且仅有一个元素,则常数a的取值范围是 [﹣1,1] .
【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;转化思想;转化法;集合.
【分析】由已知得a|x|=x+a有1个解,由此能求出常数a的取值范围.
【解答】解:∵集合A={(x,y)|y=a|x|,x∈R},B={(x,y)|y=x+a,x∈R},
集合A∩B中有且仅有一个元素,
∴a|x|=x+a有1个解,
若x≥0,ax=x+a,x=,
若x<0,﹣ax=x+a,x=﹣,
由已知得或或或,
解得﹣1≤a≤1.
∴常数a的取值范围是[﹣1,1].
故答案为:[﹣1,1].
【点评】本题考查常数的取值范围的求法,是基础题,解题时要认真审题,是基础题,解题时要认真审题,注意交集性质的合理运用.
二.选择题
13.(2016秋•杨浦区校级期中)已知集合A={1,2,3,…,2105,2016},集合B={x|x=3k+1,k∈Z},则A∩B中的最大元素是( )
A.2014 B.2015
C.2016 D.以上答案都不对
【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;集合思想;定义法;集合.
【分析】由题意求出A与B的交集,即可作出判断.
【解答】解:∵A={1,2,3,…,2105,2016},集合B={x|x=3k+1,k∈Z}
∴则A∩B中的最大元素是2014.
故选:A.
【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.
14.(2009•江西)已知全集U=A∪B中有m个元素,(∁UA)∪(∁UB)中有n个元素.若A∩B非空,则A∩B的元素个数为( )
A.mn B.m+n C.n﹣m D.m﹣n
【考点】Venn图表达集合的关系及运算.
【专题】数形结合.
【分析】要求A∩B的元素个数,可以根据已知绘制出满足条件的韦恩图,根据图来分析(如解法一),也可以利用德摩根定理解决(如解法二).
【解答】解法一:∵(CUA)∪(CUB)中有n个元素,如图所示阴影部分,又
∵U=A∪B中有m个元素,故A∩B中有m﹣n个元素.
解法二:∵(CUA)∪(CUB)=CU(A∩B)有n个元素,
又∵全集U=A∪B中有m个元素,
由card(A)+card(CUA)=card(U)得,
card(A∩B)+card(CU(A∩B))=card(U)得,
card(A∩B)=m﹣n,
故选D.
【点评】解答此类型题目时,要求对集合的性质及运算非常熟悉,除教材上的定义,性质,运算律外,还应熟练掌握:①(CUA)∪(CUB)=CU(A∩B)②(CUA)∩(CUB)=CU(A∪B)③card(A∪B)=card(A)+card(B)﹣card(A∩B)等.
15.(2016秋•杨浦区校级期中)命题“已知x,y∈R,如果x2+y2=0,那么x=0且y=0”的逆否命题是( )
A.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0且y≠0
B.已知x,y∈R,如果x2+y2≠0,那么x≠0或y≠0
C.已知x,y∈R,如果x≠0或y≠0,那么x2+y2≠0
D.已知x,y∈R,如果x≠0且y≠0,那么x2+y2≠0
【考点】四种命题间的逆否关系.
【专题】定义法;简易逻辑.
【分析】根据已知中原命题,写出逆否命题,可得答案.
【解答】解:命题“已知x,y∈R,如果x2+y2=0,那么x=0且y=0”的逆否命题是
“已知x,y∈R,如果x≠0或y≠0,那么x2+y2≠0”
故选:C
【点评】本题考查的知识点是四种命题,难度不大,属于基础题.
16.(2016秋•杨浦区校级期中)对任意实数a,b,c,给出下列命题:
①“a=b”是“ac=bc”的充要条件;
②“a+5是无理数”是“a是无理数”的充要条件;
③“a>b”是“a2>b2”的充分条件;
④“a<4”是“a<3”的必要条件;
其中真命题的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【考点】命题的真假判断与应用;必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【专题】综合法;简易逻辑.
【分析】逐项判断即可.①由ac=bc不能推出a=b;②由5是有理数易判断;③根据不等式的性质可得;④根据充分必要条件的定义易得.
【解答】解:①由“a=b“可得ac=bc,但当ac=bc时,不能得到a=b,故“a=b”是“ac=bc”的充分不必要条件,故①错误;
②因为5是有理数,所以当a+5是无理数时,a必为无理数,反之也成立,故②正确;
③取a=1,b=﹣2,此时a2<b2,故③错误;
④当a<4时,不能推出a<3;当a<3时,有a<4成立,故“a<4”是“a<3”的必要不充分条件,故④正确.
综上可得正确的命题有2个.
故选:B.
【点评】本题考查充分必要条件的判断,掌握充分必要条件的定义是关键.属于基础题.
三.解答题
17.(2016秋•杨浦区校级期中)已知集合A={1,2,3},B={x|x2﹣(a+1)x+a=0,x∈R},若A∪B=A,求实数a.
【考点】并集及其运算.
【专题】计算题;分类讨论;集合.
【分析】根据A∪B=A,得到B⊆A,然后分B为空集和不是空集讨论,A为空集时,只要二次方程的判别式小于0即可,不是空集时,分别把1和2代入二次方程求解a的范围,注意求出a后需要验证.
【解答】解:由A∪B=A,得B⊆A.
①若B=∅,则△=(a+1)2﹣4a<0,解得:a∈∅;
②若1∈B,△=(a+1)2﹣4a=0,此时a=1,满足12﹣a﹣1+a=0,此时B={1},符合题意;
③若2∈B,则22﹣2a﹣2+a=0,解得:a=2,此时A={2,1},满足题意.
④若3∈B,则32﹣3a﹣3+a=0,解得:a=3,此时A={3,1},满足题意.
综上所述,实数a的值为:1,2,3.
【点评】本题考查了并集及其运算,考查了分类讨论的数学思想,求出a值后的验证是解答此题的关键,是基础题.
18.(2016秋•杨浦区校级期中)已知a,b,c∈R+,求证:2(a3+b3+c3)≥ab2+a2b+bc2+b2c+ac2+a2c.
【考点】不等式的证明.
【专题】证明题;转化思想;演绎法;不等式的解法及应用.
【分析】作差,因式分解,即可得到结论.
【解答】证明:(a3+b3)﹣(a2b+ab2)=a2(a﹣b)+b2(b﹣a)
=(a﹣b)(a2﹣b2)=(a﹣b)2(a+b)
∵a>0,b>0,
∴(a3+b3)﹣(a2b+ab2)≥0
∴a3+b3≥a2b+ab2.
同理b3+c3≥bc2+b2c,a3+c3≥ac2+a2c,
三式相加,可得2(a3+b3+c3)≥ab2+a2b+bc2+b2c+ac2+a2c.
【点评】本题考查不等式的证明,考查作差法的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
19.(2016秋•杨浦区校级期中)设正有理数a1是的一个近似值,令a2=1+,求证:
(1)介于a1与a2之间;
(2)a2比a1更接近于.
【考点】二分法求方程的近似解.
【专题】证明题;转化思想;作差法;不等式.
【分析】(1)利用作差法,再因式分解,确定其符号,即可得到结论;
(2)利用作差法,判断|a2﹣|﹣|a1﹣|<0,即可得到结论
【解答】证明:(1)a2﹣=1+﹣=,
∵若a1>,∴a1﹣>0,而1﹣<0,
∴a2<
∵若a1<,∴a1﹣<0,而1﹣<0,
∴a2>,
故介于a1与a2之间;
(2)|a2﹣|﹣|a1﹣|=﹣|a1﹣|=|a1﹣|×,
∵a1>0,﹣2<0,|a1﹣|>0,
∴|a2﹣|﹣|a1﹣|<0
∴|a2﹣|<|a1﹣|
∴a2比a1更接近于.
【点评】本题考查不等式的证明,考查作差法的运用,确定差的符号是关键.
20.(2016秋•杨浦区校级期中)已知对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立或不等式mx>0成立,求实数m的取值范围.
【考点】一元二次不等式的解法.
【专题】分类讨论;转化思想;不等式的解法及应用.
【分析】①对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立,对m分类讨论,m=0时,易判断出.m≠0时,,解出即可得出.②对任意实数x,不等式mx>0成立,m∈∅.
【解答】解:①对任意实数x,不等式mx2﹣(3﹣m)x+1>0成立,
m=0时化为:﹣3x+1>0,不成立,舍去.
m≠0时,,解得.
②对任意实数x,不等式mx>0成立,m∈∅.
综上可得:.
∴实数m的取值范围是.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题.
21.(2016秋•杨浦区校级期中)已知关于x的不等式(4kx﹣k2﹣12k﹣9)(2x﹣11)>0,其中k∈R;
(1)试求不等式的解集A;
(2)对于不等式的解集A,记B=A∩Z(其中Z为整数集),若集合B为有限集,求实数k的取值范围,使得集合B中元素个数最少,并用列举法表示集合B.
【考点】一元二次不等式的解法.
【专题】分类讨论;不等式的解法及应用;不等式.
【分析】(1)对k分类讨论,利用一元二次不等式的解法即可得出.
(2)根据B=A∩Z(其中Z为整数集),集合B为有限集,即可得出.
【解答】解:(1)①当k<0,A={x|};
②当k=0,A={x|x};
③当0<k<1或k>9,A={x|x,或x>};
④当1≤k≤9,A={x|x<,或x>};
(2)B=A∩Z(其中Z为整数集),集合B为有限集,
只有k<0,B={2,3,4,5}.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题.
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