格物学

集合的新定义问题-集合的拓展与综合知识点专题进阶单选题自测题解析-广西壮族自治区等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-04-21
集合的新定义问题-集合的拓展与综合知识点专题进阶单选题自测题解析-广西壮族自治区等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '集合的新定义问题']

正确率60.0%若将函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的图象向右平移$${{1}}$$个单位长度后得到$${{g}{(}{x}{)}}$$的图象,则称$${{g}{(}{x}{)}}$$为$${{f}{(}{x}{)}}$$的单位间隔函数,那么函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{{s}{i}{n}}{{\frac^{{π}{x}}{2}}}}$$的单位间隔函数为(

D

A.$${{g}{(}{x}{)}{=}{{s}{i}{n}}{(}{{\frac^{{π}{x}}{2}}}{+}{1}{)}}$$

B.$${{g}{(}{x}{)}{=}{{c}{o}{s}}{{\frac^{{π}{x}}{2}}}}$$

C.$${{g}{(}{x}{)}{=}{{s}{i}{n}}{(}{{\frac^{{π}{x}}{2}}}{+}{{\frac{1}{2}}}{)}}$$

D.$${{g}{(}{x}{)}{=}{−}{{c}{o}{s}}{{\frac^{{π}{x}}{2}}}}$$

2、['集合的新定义问题', '分类加法计数原理']

正确率40.0%已知集合$${{A}{=}{{\{}{{(}{x}{,}{y}{)}}{|}{{x}^{2}}{+}{{y}^{2}}{⩽}{1}{,}{x}{,}{y}{∈}{Z}{\}}}{,}{B}{=}{{\{}{{(}{x}{,}{y}{)}}{|}{{|}{x}{|}}{⩽}{2}{,}{{|}{y}{|}}{⩽}{2}{,}{x}{,}{y}{∈}{Z}{\}}}}$$,定义集合$${{A}{⊕}{B}{=}{{\{}{{(}{{x}_{1}}{+}{{x}_{2}}{,}{{y}_{1}}{+}{{y}_{2}}{)}}{|}{{(}{{x}_{1}}{,}{{y}_{1}}{)}}{∈}{A}{,}{{(}{{x}_{2}}{,}{{y}_{2}}{∈}{B}{)}}{\}}}}$$,则$${{A}{⊕}{B}}$$中元素的个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{3}{0}}$$

B.$${{4}{5}}$$

C.$${{4}{9}}$$

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

3、['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$${{A}_{1}{,}{{A}_{2}}{,}{…}{,}{{A}{{n}{−}{1}}}}$$的分数集合$${{A}_{n}}$$,其所有元素之和为$${{a}_{n}}$$,则$${{a}_{1}{+}{{a}_{2}}{+}{{a}_{3}}{+}{…}{+}{{a}_{n}}{=}}$$(

B

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

B.$${{\frac^{{m}^{n}{−}{1}}{2}}}$$

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

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

4、['有理数指数幂的运算性质', '集合的新定义问题', '集合的(真)子集个数问题', '集合的混合运算']

正确率19.999999999999996%对于任何集合$${{S}}$$,用$${{|}{S}{|}}$$表示集合$${{S}}$$中的元素个数,用$${{n}{(}{S}{)}}$$表示集合$${{S}}$$的子集个数.若集合$${{A}{,}{B}}$$满足条件:$${{|}{A}{|}{=}{{2}{0}{1}{7}}}$$,且$${{n}{(}{A}{)}{+}{n}{(}{B}{)}{=}{n}{(}{A}{∪}{B}{)}}$$,则$${{|}{A}{∩}{B}{|}}$$等于(

B

A.$${{2}{0}{1}{7}}$$

B.$${{2}{0}{1}{6}}$$

C.$${{2}{0}{1}{5}}$$

D.$${{2}{0}{1}{4}}$$

5、['集合的新定义问题', '判断元素与集合的关系']

正确率40.0%设$${{A}}$$是由所有分量为$${{1}}$$或$${{0}}$$的$${{n}}$$元有数组构成的集合,即$${{A}{=}{\{}{(}{{x}_{1}}{,}{{x}_{2}}{,}{…}{,}{{x}_{n}}{)}{|}{{x}_{i}}{=}{1}}$$或$${{0}{,}{i}{=}{1}{,}{2}{,}{…}{n}{\}}}$$,对$${{A}}$$中元素$${{p}{=}{(}{{p}_{1}}{,}{{p}_{2}}{,}{…}{,}{{p}_{n}}{)}}$$与$${{q}{=}{(}{{q}_{1}}{,}{{q}_{2}}{,}{…}{,}{{q}_{n}}{)}}$$,定义:$${{p}{⊗}{q}{=}{{\frac{1}{2}}}{[}{(}{(}{{p}_{1}}{+}{{q}_{1}}{)}{−}{|}{{p}_{1}}{−}{{q}_{1}}{|}{)}{+}{(}{(}{{p}_{2}}{+}{{q}_{2}}{)}{−}{|}{{p}_{2}}{−}{{q}_{2}}{|}{)}{+}{…}{+}{(}{(}{{p}_{n}}{+}{{q}_{n}}{)}{−}{|}{{p}_{n}}{−}{{q}_{n}}{|}{)}{]}}$$,
如:$${{n}{=}{2}}$$时,$${{A}{=}{\{}{(}{1}{,}{1}{)}{,}{(}{1}{,}{0}{)}{,}{(}{0}{,}{1}{)}{,}{(}{0}{,}{0}{)}{\}}}$$,取$${{A}}$$中元素$${{p}{=}{(}{1}{,}{0}{)}{,}{q}{=}{(}{1}{,}{1}{)}}$$,则$${{p}{⊗}{q}{=}{1}}$$,则当$${{n}{=}{5}}$$时,要使得$${{A}}$$的一个子集$${{B}}$$中任两个不同元素$${{p}{、}{q}}$$,均满足$${{p}{⊗}{q}{=}{0}}$$,则$${{B}}$$中元素最多有(

D

A.$${{1}{0}}$$个

B.$${{5}}$$个

C.$${{8}}$$个

D.$${{6}}$$个

6、['集合的新定义问题']

正确率40.0%已知集合$${{M}{=}{\{}{x}{∈}{N}{∗}{|}{1}{⩽}{x}{⩽}{{1}{5}}{\}}}$$,集合$${{A}_{1}{,}{{A}_{2}}{,}{{A}_{3}}}$$满足
$${①}$$每个集合都恰有$${{5}}$$个元素
$${②{{A}_{1}}{∪}{{A}_{2}}{∪}{{A}_{3}}{=}{M}}$$,
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.$${{5}{7}}$$

7、['集合的新定义问题', '集合的混合运算']

正确率60.0%设$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$为全集$${{R}}$$的子集,定义$${{A}{−}{B}{=}{A}{⋂}{(}{{∁}_{R}}{B}{)}}$$,则下列说法中正确的是(

D

A.若$${{A}{−}{B}{⊆}{A}{−}{C}}$$,则$${{B}{⊇}{C}}$$

B.若$${{A}{−}{B}{⊆}{A}{−}{C}}$$,则$${{A}{∩}{(}{B}{−}{C}{)}{=}{∅}}$$

C.若$${{A}{∩}{B}{⊆}{A}{∩}{C}}$$,则$${{B}{⊆}{C}}$$

D.若$${{A}{∩}{B}{⊆}{A}{∩}{C}}$$,则$${{A}{∩}{(}{B}{−}{C}{)}{=}{∅}}$$

9、['集合的新定义问题', '集合的(真)子集个数问题']

正确率60.0%设集合$${{P}{=}{\{}{2}{,}{3}{\}}{,}{Q}{=}{\{}{4}{,}{5}{,}{6}{,}{7}{\}}}$$,定义$${{P}{⊗}{Q}{=}{\{}{(}{a}{,}{b}{)}{|}{a}{∈}{P}{,}{b}{∈}{Q}{\}}}$$,则$${{P}{⊗}{Q}}$$中元素的个数为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{5}}$$个

B.$${{6}}$$个

C.$${{8}}$$个

D.$${{1}{6}}$$个

10、['集合的新定义问题', '元素与集合的关系']

正确率60.0%设$${{P}{,}{Q}}$$是两个非空集合,定义$${{P}{×}{Q}{=}{\{}{(}{a}{,}{b}{)}{|}{a}{∈}{P}{,}{b}{∈}{Q}{\}}}$$,若$${{P}{=}{\{}{3}{,}{4}{,}{5}{\}}{,}{Q}{=}{\{}{4}{,}{5}{,}{6}{,}{7}{\}}}$$,则$${{P}{×}{Q}}$$中元素的个数是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{7}}$$

D.$${{1}{2}}$$

1. 将函数 $$f(x) = \sin\left(\frac{\pi x}{2}\right)$$ 向右平移 1 个单位长度后得到 $$g(x) = \sin\left(\frac{\pi (x-1)}{2}\right) = \sin\left(\frac{\pi x}{2} - \frac{\pi}{2}\right) = -\cos\left(\frac{\pi x}{2}\right)$$。因此,正确答案为 D。

2. 集合 $$A$$ 为圆内整数点:$$A = \{(0,0), (0,1), (1,0), (-1,0), (0,-1)\}$$,共 5 个元素。集合 $$B$$ 为矩形内整数点,共 $$5 \times 5 = 25$$ 个元素。$$A \oplus B$$ 为 $$A$$ 和 $$B$$ 中点的向量和,其元素个数为 $$5 \times 25 = 125$$,但需去重。通过对称性和范围分析,实际不重复的点数为 45 个。因此,正确答案为 B。

3. 集合 $$A_1$$ 的和为 $$a_1 = \frac{1 + 2 + \cdots + (m-1)}{m} = \frac{m-1}{2}$$。类似地,$$A_2$$ 的和为 $$a_2 = \frac{m^2 - 1}{2} - \frac{m - 1}{2} = \frac{m^2 - m}{2}$$。归纳可得 $$a_1 + a_2 + \cdots + a_n = \frac{m^n - 1}{2}$$。因此,正确答案为 B。

4. 子集个数公式为 $$n(S) = 2^{|S|}$$。由题意 $$2^{2017} + 2^{|B|} = 2^{|A \cup B|}$$。设 $$|A \cap B| = k$$,则 $$|A \cup B| = 2017 + |B| - k$$。代入得 $$2^{2017} + 2^{|B|} = 2^{2017 + |B| - k}$$。两边除以 $$2^{2017}$$ 得 $$1 + 2^{|B| - 2017} = 2^{|B| - k}$$。为使等式成立,需 $$|B| - 2017 = 0$$,即 $$|B| = 2017$$,此时 $$k = 2016$$。因此,正确答案为 B。

5. 定义 $$p \otimes q$$ 为 $$p$$ 和 $$q$$ 中相同分量的个数。要使 $$p \otimes q = 0$$,需 $$p$$ 和 $$q$$ 在所有分量上不同。对于 $$n = 5$$,最多有 2 个互补的向量(如全 1 和全 0),但更一般地,可以构造 5 个向量,每两个在至少一个分量上相同。实际上,最大独立集为 2。但题目描述可能有误,重新理解定义:$$p \otimes q$$ 计算的是 $$p$$ 和 $$q$$ 中同为 1 的分量数。要使 $$p \otimes q = 0$$,需 $$p$$ 和 $$q$$ 无共同为 1 的分量。对于 $$n = 5$$,最多有 5 个向量,每个向量只有一个分量为 1。因此,正确答案为 B。

6. 集合 $$M$$ 有 15 个元素,分成 3 个 5 元子集 $$A_1, A_2, A_3$$。特征数 $$X_i$$ 为每个子集的最小值与最大值之和。总和 $$X_1 + X_2 + X_3$$ 的最小值为 $$1 + 2 + 3 + 13 + 14 + 15 = 48$$,最大值为 $$1 + 2 + 3 + 14 + 15 + 16 = 51$$。选项中 37 和 39 不可能。因此,正确答案为 A 或 B。进一步分析,37 不可能,选 A。

7. 定义 $$A - B = A \cap \complement_R B$$。选项分析:

- A:若 $$A - B \subseteq A - C$$,则 $$A \cap \complement_R B \subseteq A \cap \complement_R C$$,即 $$\complement_R B \subseteq \complement_R C$$,故 $$B \supseteq C$$,A 正确。 - B:由 A 知 $$B \supseteq C$$,则 $$B - C = \emptyset$$,故 $$A \cap (B - C) = \emptyset$$,B 正确。 - C:若 $$A \cap B \subseteq A \cap C$$,不能推出 $$B \subseteq C$$,反例:$$A = \emptyset$$。 - D:由 $$A \cap B \subseteq A \cap C$$,不能保证 $$B - C = \emptyset$$,反例:$$A = \{1\}, B = \{1, 2\}, C = \{1\}$$。 因此,正确答案为 A 和 B。

9. 集合 $$P \otimes Q$$ 为 $$P$$ 和 $$Q$$ 的笛卡尔积,共有 $$2 \times 4 = 8$$ 个元素。因此,正确答案为 C。

10. 集合 $$P \times Q$$ 为 $$P$$ 和 $$Q$$ 的笛卡尔积,共有 $$3 \times 4 = 12$$ 个元素。因此,正确答案为 D。
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