第1.4节综合训练

一、刷能力

1.“ $ x-y > -1 $ ”是“ $ {x}^{3}+x > {x}^{2}y+y $ ”的(      )

A.充分不必要条件

B.既不充分也不必要条件

C.充要条件

D.必要不充分条件

答案:D
解析:

由 $ {x}^{3}+x > {x}^{2}y+y $ 得 $ {x}^{3}-{x}^{2}y+x-y={x}^{2}(x-y)+x-y=({x}^{2}+1)(x-y) > 0 $ ,

所以 $ x-y > 0 $ .

又因为“ $ x-y > -1 $ ”是“ $ x-y > 0 $ ”的必要不充分条件,所以“ $ x-y > -1 $ ”是“ $ {x}^{3}+x > {x}^{2}y+y $ ”的必要不充分条件.故选 $ \mathrm{D} $ .


2.设集合 $ M={x|x={m}^{2}-{n}^{2} $ , $ m $ , $ n\in \boldsymbol{Z}} $ , $ T={t|t=2k+1 $ , $ k\in \boldsymbol{Z}} $ ,则“ $ t\in M $ ”是“ $ t\in T $ ”的(      )

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

答案:B
解析:

充分性:若 $ m=4 $ , $ n=2 $ ,则 $ t={4}^{2}-{2}^{2}=12 $ ,不是奇数,故 $ t\in T $ 不成立,

所以“ $ t\in M $ ”不是“ $ t\in T $ ”的充分条件.

必要性:因为 $ t=2k+1={\left(k+1\right) ^ {2}}-{k}^{2} $ ,所以 $ t\in M $ ,故“ $ t\in M $ ”是“ $ t\in T $ ”的必要条件.综上,“ $ t\in M $ ”是“ $ t\in T $ ”的必要不充分条件.故选 $ \mathrm{B} $ .


3.我们用 $ [x] $ 表示不超过 $ x $ 的最大整数,如 $ [\sqrt{2}]=1 $ , $ [-2.1]=-3 $ ,则“ $ [x]=[y] $ ”是“ $ x-[x]=y-[y] $ ”的(      )

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

答案:D
解析:

当 $ x=0.5 $ , $ y=0.6 $ 时,满足 $ [x]=[y]=0 $ ,此时 $ x-[x]=0.5 $ , $ y-[y]=0.6 $ ,即 $ x-[x]\ne y-[y] $ ,

所以“ $ [x]=[y] $ ”不是“ $ x-[x]=y-[y] $ ”的充分条件;

当 $ x=0.5 $ , $ y=1.5 $ 时, $ [x]=0 $ , $ [y]=1 $ ,

此时 $ x-[x]=0.5 $ , $ y-[y]=0.5 $ ,即 $ x-[x]=y-[y] $ ,但 $ [x]\ne [y] $ ,

所以“ $ [x]=[y] $ ”不是“ $ x-[x]=y-[y] $ ”的必要条件.

综上所述,“ $ [x]=[y] $ ”是“ $ x-[x]=y-[y] $ ”的既不充分也不必要条件,故选 $ \mathrm{D} $ .


4.已知集合 $ A={x|1\leqslant x\leqslant 4} $ , $ B={x|-m+3\leqslant x\leqslant 2m} $ , $ B $ 不是空集,若 $ x\in B $ 是 $ x\in A $ 的充分不必要条件,则实数 $ m $ 的取值范围为(      )

A. $ {m|m < 2} $

B. $ {m|m\leqslant 2} $

C. $ {m|1\leqslant m < 2} $

D. $ {m|1\leqslant m\leqslant 2} $

答案:C
解析:

由 $ x\in B $ 是 $ x\in A $ 的充分不必要条件,得 $ B $ 是 $ A $ 的非空真子集,

则 $ \begin{cases}-m+3\leqslant 2m,\\ -m+3\geqslant 1,\\ 2m\leqslant 4,\end{cases} $ 解得 $ 1\leqslant m\leqslant 2 $ .而当 $ m=2 $ 时, $ B=A $ ,不符合题意,当 $ m=1 $ 时, $ B={2} $ ,符合题意,

所以实数 $ m $ 的取值范围为 $ {m|1\leqslant m < 2} $ .故选 $ \mathrm{C} $ .


5.(多选)下面命题为真命题的是(      )(多选)

A. $ a < 4 $ 是 $ a < 3 $ 的必要不充分条件

B.“ $ m < 0 $ ”是“一元二次方程 $ {x}^{2}+(m-3)x+m=0 $ 有一正根一负根”的充要条件

C.“ $ a < 1 $ ”是“ $ \dfrac{1}{a} < 1 $ ”的充分不必要条件

D.“ $ m=2 $ ”是“ $ M={x|m{x}^{2}+(m+2)x+2=0} $ 为单元素集合”的充分不必要条件

答案:ABD
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,由 $ a < 4 $ 不能推出 $ a < 3 $ ,充分性不成立, $ a < 3 $ 能推出 $ a < 4 $ ,必要性成立,故 $ a < 4 $ 是 $ a < 3 $ 的必要不充分条件, $ \mathrm{A} $ 正确.

对于 $ \mathrm{B} $ ,当 $ m < 0 $ 时,方程 $ {x}^{2}+(m-3)x+m=0 $ 的判别式 $ \mathrm{\Delta }={\left(m-3\right) ^ {2}}-4m > 0 $ ,

则方程 $ {x}^{2}+(m-3)x+m=0 $ 有两个不相等的实根 $ {x}_{1} $ , $ {x}_{2} $ ,显然 $ {x}_{1}{x}_{2}=m < 0 $ ,

即方程 $ {x}^{2}+(m-3)x+m=0 $ 有一正根一负根;

当方程 $ {x}^{2}+(m-3)x+m=0 $ 有一正根一负根 $ {x}_{1} $ , $ {x}_{2} $ 时, $ \mathrm{\Delta }=(m-3)^{2}-4m > 0 $ 且 $ m={x}_{1}{x}_{2} < 0 $ ,解得 $ m < 0 $ ,

因此“ $ m < 0 $ ”是“一元二次方程 $ {x}^{2}+(m-3)\cdot x+m=0 $ 有一正根一负根”的充要条件, $ \mathrm{B} $ 正确.

对于 $ \mathrm{C} $ ,当 $ 0 < a < 1 $ 时, $ \dfrac{1}{a} > 1 $ ,因此“ $ a < 1 $ ”不是“ $ \dfrac{1}{a} < 1 $ ”的充分条件, $ \mathrm{C} $ 错误.

对于 $ \mathrm{D} $ ,当 $ m=2 $ 时,方程为 $ 2{x}^{2}+4x+2=0 $ ,解得 $ x=-1 $ ,即 $ M={-1} $ ,满足充分性,

而当 $ m=0 $ 时,方程为 $ 2x+2=0 $ ,解得 $ x=-1 $ ,此时集合 $ M $ 也为单元素集合,不满足必要性, $ \mathrm{D} $ 正确.

故选 $ \mathrm{A}\mathrm{B}\mathrm{D} $ .


6.已知 $ p:\dfrac{1}{x} > 1 $ , $ q:|x-1| < 1 $ ,则 $ p $ 是 $ q $ 的        条件(填“充要”“充分不必要”或“必要不充分”).

答案:

充分不必要

解析:

由 $ p:\dfrac{1}{x} > 1 $ ,得 $ p:0 < x < 1 $ ,由 $ q:|x-1| < 1 $ ,得 $ q:0 < x < 2 $ .

显然由 $ p $ 可以推出 $ q $ ,由 $ q $ 推不出 $ p $ ,

所以 $ p $ 是 $ q $ 的充分不必要条件.


7.有限集合 $ S $ 中元素的个数记作 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(S) $ ,设 $ A $ , $ B $ 都为有限集合,给出下列命题:

① $ A\cap B=\mathrm{⌀} $ 的充要条件是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A\cup B)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)+\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ ;

② $ A\subseteq B $ 的必要不充分条件可以是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ ;

③ $ A⫋B $ 的充分不必要条件可以是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)\leqslant \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)-1 $ ;

④ $ A=B $ 的充要条件是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ .

其中,是真命题的有           .(填序号)

答案:

①②

解析:

①若 $ A\cap B=\mathrm{⌀} $ ,则集合 $ A $ 与 $ B $ 无重复元素,则 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A\cup B)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)+\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ ,

即 $ A\cap B=\mathrm{⌀} $ 是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A\cup B)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)+\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ 的充分条件;

若 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A\cup B)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)+\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ ,则集合 $ A $ 与 $ B $ 无重复元素,则 $ A\cap B=\mathrm{⌀} $ ,

即 $ A\cap B=\mathrm{⌀} $ 是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A\cup B)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)+\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ 的必要条件.

综上所述, $ A\cap B=\mathrm{⌀} $ 的充要条件是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A\cup B)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)+\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ ,①正确.

②若 $ A\subseteq B $ ,即集合 $ A $ 中所有元素均属于集合 $ B $ ,此时 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)\leqslant \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ ,

即 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ ,所以 $ A\subseteq B $ 是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ 的充分条件,

即 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ 是 $ A\subseteq B $ 的必要条件;

若 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ ,无法判断集合 $ A $ 与集合 $ B $ 的关系,

即 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ 不是 $ A\subseteq B $ 的充分条件.

综上所述, $ A\subseteq B $ 的必要不充分条件可以是 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A) < \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)+1 $ ,②正确.

③若 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)\leqslant \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)-1 $ ,无法判断集合 $ A $ 与集合 $ B $ 的关系,

即 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)\leqslant \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B)-1 $ 不是 $ A⫋B $ 的充分条件,③错误.

④若 $ \mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(A)=\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}(B) $ ,无法判断集合 $ A $ 中元素与集合 $ B $ 的关系,不能说明 $ A=B $ ,④错误.故选①②.


8.已知 $ p: $ 关于 $ x $ 的方程 $ {x}^{2}-(3m-2)x+2{m}^{2}-m-3=0 $ 的两根均属于集合 $ {x|-5 < x < 4} $ .

(1) 若 $ p $ 为真命题,求实数 $ m $ 的取值集合 $ A $ .

(2)在(1)的条件下,设 $ B={m|1-a < m < 1+a} $ ,是否存在实数 $ a $ ,使得“ $ m\in A $ ”是“ $ m\in B $ ”的必要不充分条件?若存在,求出实数 $ a $ 的取值范围;若不存在,说明理由.

答案:

(1) 【解】由 $ {x}^{2}-(3m-2)x+2{m}^{2}-m-3=0 $ 得 $ [x-(m+1)][x-(2m-3)]=0 $ ,所以 $ x=m+1 $ 或 $ x=2m-3 $ .

因为 $ p $ 为真命题,

所以 $ \begin{cases}-5 < m+1 < 4,\\ -5 < 2m-3 < 4,\end{cases} $ 得 $ -1 < m < 3 $ .

所以 $ A={m|-1 < m < 3} $ .

(2) 【解】假设存在实数 $ a $ ,使得“ $ m\in A $ ”是“ $ m\in B $ ”的必要不充分条件.

由(1)得集合 $ A={m|-1 < m < 3} $ ,集合 $ B={m|1-a < m < 1+a} $ ,

由题得 $ B $ 是 $ A $ 的真子集.

当 $ B=\mathrm{⌀} $ 时, $ 1-a\geqslant 1+a $ ,解得 $ a\leqslant 0 $ ,满足题意;

当 $ B\ne \mathrm{⌀} $ 时, $ \begin{cases}1-a < 1+a,\\ 1-a > -1,\\ 1+a\leqslant 3\end{cases} $ 或 $ \begin{cases}1-a < 1+a,\\ 1-a\geqslant -1,\\ 1+a < 3,\end{cases} $ 解得 $ 0 < a < 2 $ .

综上,存在实数 $ a\in {a|a < 2} $ 满足条件.

解析: