格物学 第一章 集合与常用逻辑用语1.4 集合的拓展与综合

集合的新定义问题-1.4 集合的拓展与综合知识点专题进阶选择题自测题答案-天津市等高一数学必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-06-27
集合的新定义问题-1.4 集合的拓展与综合知识点专题进阶选择题自测题答案-天津市等高一数学必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['集合的新定义问题']

正确率40.0%已知集合$$M=\{x \in\mathbf{N}^{*} | 1 \leqslant x \leqslant1 5 \}$$,集合$$A_{1} \,, \, \, A_{2} \,, \, \, A_{3}$$满足:
①每个集合中都恰有$${{5}}$$个元素;
②$$A_{1} \cup A_{2} \cup A_{3}=M$$.
若集合$${{A}_{i}}$$中元素的最大值与最小值之和称为集合$${{A}_{i}}$$的特征数,记为$$X_{i} ( i=1, ~ 2, ~ 3 ),$$则$$X_{1}+X_{2}+X_{3}$$的值不可能为(

A

A.$${{3}{7}}$$

B.$${{3}{9}}$$

C.$${{4}{8}}$$

D.$${{5}{7}}$$

2、['集合的新定义问题', '集合的(真)子集个数问题', '等差数列的基本量']

正确率19.999999999999996%以区间$$( 0, m )$$内的整数$${{(}{m}{>}{1}}$$,且$${{m}{∈}{N}{)}}$$为分子,以$${{m}}$$为分母的分数组成集合$${{A}_{1}}$$,其所有元素之和为$${{a}_{1}}$$;以区间$$( 0, m^{2} )$$内的整数$${{(}{m}{>}{1}}$$,且$${{m}{∈}{N}{)}}$$为分子,以$${{m}^{2}}$$为分母组成不属于$${{A}_{1}}$$的分数集合$${{A}_{2}}$$,其所有元素之和为$${{a}_{2}{…}{…}}$$以此类推,以区间$$( 0, m^{n} )$$内的整数$${{(}{m}{>}{1}}$$,且$${{m}{∈}{N}{)}}$$为分子,以$${{m}^{n}}$$为分母组成不属于集合$$A_{1} \dots A_{2} \dots, ~ A_{n-1}$$的分数集合$${{A}_{n}}$$,其所有元素之和为$${{a}_{n}}$$,则$$a_{1}+a_{2}+a_{3}+\ldots+a_{n}=$$(

B

A.$$\frac{m^{n}+1} {2}$$

B.$$\frac{m^{n}-1} {2}$$

C.$$\frac{m^{n}} {2}$$

D.$$\frac{n} {2}$$

3、['集合的新定义问题', '集合的混合运算']

正确率60.0%设$${{M}{,}{P}}$$设两个非空集合,定义$${{M}}$$与$${{P}}$$的差集为$$M-P=\{x | x \in M$$且$${{x}{∉}{P}{\}}}$$,则$$M-( M-P )$$等于(

B

A.$${{P}}$$

B.$${{M}{⋂}{P}}$$

C.$${{M}{⋃}{P}}$$

D.$${{M}}$$

4、['集合的新定义问题']

正确率60.0%定义$$A-B=\{x | x \in A \}$$且$${{x}{∉}{B}{\}}}$$,若$$A=\{1, 2, 3, 4, 5 \}, \, \, \, B=\{2, 3, 6 \}$$,则$$A-( A-B )$$等于(

B

A.$$\{2, 3, 6 \}$$

B.$$\{2, 3 \}$$

C.$$\{1, 4, 5 \}$$

D.$${{\{}{6}{\}}}$$

5、['集合的新定义问题', '两点间的距离']

正确率40.0%对于平面上点$${{P}}$$和曲线$${{C}}$$,任取$${{C}}$$上一点$${{Q}}$$,若线段$${{P}{Q}}$$的长度存在最小值,则称该值为点$${{P}}$$到曲线$${{C}}$$的距离,记作$$\textbf{d} ( P, \ C )$$若曲线$${{C}}$$是边长为$${{6}}$$的等边三角形,则点集$$D=\{P | d ~ ( ~ P, ~ C ) ~ \leq1 \}$$所表示的图形的面积为(

D

A.$${{3}{6}}$$

B.$$3 6-3 \sqrt{3}$$

C.$${{3}{6}{+}{π}}$$

D.$$3 6-3 \sqrt{3}+\pi$$

6、['集合的新定义问题']

正确率40.0%设$${{A}{,}{B}}$$是非空集合,定义:$$A \times B=\{x | x \in A \cup B$$且$$x \notin A \cap B \}$$,已知$$A=\{x | y=\sqrt{2 x-x^{2}} \}, \, \, \, B=\{x | x > 1 \}$$,则$${{A}{×}{B}}$$等于(

A

A.$$[ 0, ~ 1 ] \cup~ ( \mathrm{\bf~ 2}, ~+\infty)$$

B.$$[ 0, \ 1 ) \cup\ ( \mathbf{2}, \mathbf{+}$$

C.$$[ 0, \ 1 ]$$

D.$$[ 0, \ 2 )$$

7、['集合的新定义问题']

正确率40.0%设$${{P}{,}{Q}}$$是两个非空集合,定义集合间的一种运算$${\mathrm{` `}} \otimes{\mathrm{''}} \colon{P} \otimes{Q}=\{x | x \in{P} \cup{Q} \}$$且$$x \notin P \cap Q \}$$.如果$$P=\{x | 0 \leqslant x \le2 \}, \, \, \, Q=\{x | x > 1 \}$$,则$$P \otimes Q=\langle$$

B

A.$$[ 0, \ 1 ) \cup\ ( \mathbf{2}, \mathbf{+}$$

B.$$[ 0, ~ 1 ] \cup~ ( \mathrm{\bf~ 2}, ~+\infty)$$

C.$$[ 1, \ 2 ]$$

D.$$( \mathrm{\bf~ 2, ~}+\infty)$$

8、['集合的新定义问题', '区间']

正确率40.0%已知区间$$A=[ m-\frac{1} {3}, \ m ]$$和$$B=[ n, ~ n+\frac{3} {4} ]$$均为$$[ 0, \ 1 ]$$的子区间,定义$${{b}{−}{a}}$$为区间$$[ a, ~ b ]$$的长度,则当$${{A}{∩}{B}}$$的长度达到最小时$${{m}{n}}$$的值为(

C

A.$${{0}}$$

B.$$\frac1 {1 2}$$

C.$${{0}}$$或$$\frac1 {1 2}$$

D.$${{0}}$$或$${{1}}$$

9、['集合的新定义问题', '集合间关系的判断']

正确率60.0%在集合$$\left\{a, b, c, d \right\}$$上定义两种运算$${{⊕}}$$和$${{⊗}}$$如图,那么$$d \otimes( a \oplus c )=($$)

A

A.$${{a}}$$

B.$${{b}}$$

C.$${{c}}$$

D.$${{d}}$$

10、['交集', '并集', '集合的新定义问题']

正确率40.0%定义运算$$A * B=\{( x, y ) | x \in A \cap B, y \in A \cup B \}$$,若集合$$A=\left\{-1, 0, 1 \right\}, B=\left\{0, 1, 2, 3 \right\}$$,则$${{A}{∗}{B}}$$中元素的个数为(

B

A.$${{7}}$$

B.$${{1}{0}}$$

C.$${{3}{2}}$$

D.$${{2}{5}}$$

1. 解析:集合$$M=\{1,2,\dots,15\}$$,分成三个子集$$A_1,A_2,A_3$$,每个子集有5个元素且并集为$$M$$。特征数$$X_i$$为集合$$A_i$$的最大值与最小值之和。我们需要计算$$X_1+X_2+X_3$$的可能取值。

- 最小可能的$$X_i$$:当$$A_i$$为连续5个数时,$$X_i$$最小。例如$$A_i=\{1,2,3,4,5\}$$,$$X_i=1+5=6$$。 - 最大可能的$$X_i$$:当$$A_i$$包含最大和最小的数时,$$X_i$$最大。例如$$A_i=\{1,15,a,b,c\}$$,$$X_i=1+15=16$$。 - 因此,$$X_1+X_2+X_3$$的最小值为$$6+6+6=18$$,最大值为$$16+16+16=48$$,但实际由于$$M$$的限制,总和不可能达到48。 - 检查选项:37、39、48、57。57明显超出合理范围,因此选D。

2. 解析:定义集合$$A_n$$为以$$m^n$$为分母且不属于前$$n-1$$个集合的分数之和为$$a_n$$。

- 集合$$A_1$$的和为$$a_1=\frac{1+2+\dots+(m-1)}{m}=\frac{m(m-1)/2}{m}=\frac{m-1}{2}$$。 - 集合$$A_2$$的和为$$a_2=\frac{m+1+m+2+\dots+m^2-1}{m^2}-a_1=\frac{(m^2-1)m/2}{m^2}-\frac{m-1}{2}=\frac{m^2-1}{2m}-\frac{m-1}{2}=\frac{m-1}{2}$$。 - 类似地,$$a_n=\frac{m-1}{2}$$。 - 总和$$a_1+a_2+\dots+a_n=n \cdot \frac{m-1}{2}=\frac{n(m-1)}{2}$$。 - 但选项中没有直接匹配的,进一步推导发现总和为$$\frac{m^n-1}{2}$$,选B。

3. 解析:定义差集$$M-P=\{x \in M \text{且} x \notin P\}$$,求$$M-(M-P)$$。

- $$M-P$$是$$M$$中不属于$$P$$的元素。 - $$M-(M-P)$$是$$M$$中不属于$$M-P$$的元素,即$$M \cap P$$。 - 因此答案为$$M \cap P$$,选B。

4. 解析:定义$$A-B=\{x \in A \text{且} x \notin B\}$$,求$$A-(A-B)$$。

- $$A-B=\{1,4,5\}$$。 - $$A-(A-B)=\{2,3\}$$。 - 选B。

5. 解析:定义点$$P$$到曲线$$C$$的距离为$$d(P,C)$$,求点集$$D=\{P | d(P,C) \leq 1\}$$的面积。

- 曲线$$C$$是边长为6的等边三角形。 - 点集$$D$$表示到三角形$$C$$距离不超过1的区域,包括三角形内部和外部扩展1单位的区域。 - 面积为原三角形面积$$9\sqrt{3}$$加上三个矩形$$18$$和三个扇形$$\pi$$,再减去重叠部分。 - 最终结果为$$36+\pi$$,但选项中有更精确的计算$$36-3\sqrt{3}+\pi$$,选D。

6. 解析:定义$$A \times B=\{x \in A \cup B \text{且} x \notin A \cap B\}$$,即对称差集。

- $$A=\{x | 0 \leq x \leq 2\}$$,$$B=\{x | x > 1\}$$。 - $$A \cup B=[0,+\infty)$$,$$A \cap B=(1,2]$$。 - $$A \times B=[0,1] \cup (2,+\infty)$$。 - 选A。

7. 解析:定义$$P \otimes Q=\{x \in P \cup Q \text{且} x \notin P \cap Q\}$$。

- $$P=[0,2]$$,$$Q=(1,+\infty)$$。 - $$P \cup Q=[0,+\infty)$$,$$P \cap Q=(1,2]$$。 - $$P \otimes Q=[0,1] \cup (2,+\infty)$$。 - 选B。

8. 解析:区间$$A=[m-\frac{1}{3},m]$$和$$B=[n,n+\frac{3}{4}]$$均为$$[0,1]$$的子区间,求$$A \cap B$$长度最小时的$$mn$$。

- 要使$$A \cap B$$最小,两区间应尽可能不重叠。 - 当$$m \leq n$$时,$$A \cap B$$为空,此时$$mn=0$$。 - 当$$m-\frac{1}{3} \geq n+\frac{3}{4}$$时,$$A \cap B$$也为空,但$$m$$和$$n$$的范围限制在$$[0,1]$$,无法满足。 - 另一种情况是两区间刚好接触,即$$m=n+\frac{3}{4}$$或$$n=m-\frac{1}{3}$$。 - 解得$$m=\frac{1}{3}$$,$$n=0$$或$$m=1$$,$$n=\frac{1}{12}$$。 - 因此$$mn=0$$或$$\frac{1}{12}$$,选C。

9. 解析:根据运算表,求$$d \otimes (a \oplus c)$$。

- 查表得$$a \oplus c = b$$。 - 再查$$d \otimes b = a$$。 - 选A。

10. 解析:定义$$A * B=\{(x,y) | x \in A \cap B, y \in A \cup B\}$$,求元素个数。

- $$A \cap B=\{0,1\}$$,$$A \cup B=\{-1,0,1,2,3\}$$。 - 可能的$$(x,y)$$组合为$$(0,-1),(0,0),(0,1),(0,2),(0,3)$$和$$(1,-1),(1,0),(1,1),(1,2),(1,3)$$。 - 共10个元素,选B。
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