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eq\a\vs4\al(第一章)集合、常用邏輯用語與不等式1.1集合1.了解集合的含義,理解元素與集合的屬于關(guān)系,理解集合間的包含和相等關(guān)系.2.會求兩個集合的并集、交集與補(bǔ)集.3.能用自然語言、圖形語言、集合語言描述不同的具體問題,能使用Venn圖表示集合間的基本關(guān)系和基本運(yùn)算.1.集合與元素(1)集合中元素的三個特性:確定性、互異性、無序性.(2)元素與集合的關(guān)系是屬于或不屬于,用符號∈或?表示.(3)集合的表示法:列舉法、描述法、圖示法.(4)常見數(shù)集的記法集合非負(fù)整數(shù)集(或自然數(shù)集)正整數(shù)集整數(shù)集有理數(shù)集實(shí)數(shù)集符號NN*(或N+)ZQR2.集合的基本關(guān)系(1)子集:一般地,對于兩個集合A,B,如果集合A中任意一個元素都是集合B中的元素,就稱集合A為集合B的子集,記作A?B(或B?A).(2)真子集:如果集合A?B,但存在元素x∈B,且x?A,就稱集合A是集合B的真子集,記作AB(或BA).(3)相等:若A?B,且B?A,則A=B.(1)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.(2)任何集合都是自身的子集.3.集合的基本運(yùn)算運(yùn)算表示集合語言圖形語言記法并集{x|x∈A,或x∈B}A∪B交集{x|x∈A,且x∈B}A∩B補(bǔ)集{x|x∈U,且x?A}?UA教材拓展1.若集合A中有n(n≥1)個元素,則集合A有2n個子集,(2n-1)個真子集,(2n-1)個非空子集,(2n-2)個非空真子集.2.若A?B,B?C,則A?C.3.A∩B=A?A?B,A∪B=A?B?A.4.?U(A∩B)=(?UA)∪(?UB),?U(A∪B)=(?UA)∩(?UB).5.card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B).1.判斷(正確的畫“√”,錯誤的畫“×”)(1)集合{x∈N|x3=x},用列舉法表示為{-1,0,1}.(×)(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(×)(3)若1∈{x2,x},則x=-1或x=1.(×)(4)對任意集合A,B,都有(A∩B)?(A∪B).(√)2.(人教A版必修第一冊P14T6改編)已知全集U=A∪B={x∈N|0≤x≤10},A∩(?UB)={1,3,5,7},則集合B={0,2,4,6,8,9,10}.解析:因?yàn)閁=A∪B={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},A∩(?UB)={1,3,5,7},?UB?A,所以?UB={1,3,5,7},故B=?U(?UB)={0,2,4,6,8,9,10}.3.(人教A版必修第一冊P35T9改編)已知集合A={1,3,a2},B={1,a+2},若A∪B=A,則實(shí)數(shù)a=2.解析:因?yàn)锳∪B=A,所以B?A,所以a+2∈A.當(dāng)a+2=3,即a=1時,A={1,3,1},不滿足集合中元素的互異性,不符合題意;當(dāng)a+2=a2時,a=-1(舍去)或a=2,此時A={1,3,4},B={1,4},符合題意.綜上,實(shí)數(shù)a=2.4.(人教A版必修第一冊P9T5(2)改編)已知集合A={x|0<x<a},B={x|0<x<2},若B?A,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為[2,+∞).解析:因?yàn)锽?A,所以利用數(shù)軸分析法(如圖),可知a≥2.考點(diǎn)1集合的含義與表示【例1】(1)已知集合A={x|ax2-3x+2=0}的元素只有一個,則實(shí)數(shù)a的值為(C)A.eq\f(9,8) B.0C.eq\f(9,8)或0 D.無解【解析】集合A中只有一個元素,即方程ax2-3x+2=0有一解或有兩個相同的實(shí)數(shù)解,當(dāng)a=0時,A={x|ax2-3x+2=0}={x|-3x+2=0}=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(2,3))),符合題意;當(dāng)a≠0時,ax2-3x+2=0有兩個相同的實(shí)數(shù)解,則Δ=9-8a=0,解得a=eq\f(9,8).綜上可得a=0或a=eq\f(9,8).故選C.(2)已知集合A={0,1,a2},B={1,0,2a+3},若A=B,則a=(C)A.-1或3 B.0C.3 D.-3【解析】∵A=B,∴a2=2a+3,解得a=-1或a=3,當(dāng)a=-1時,a2=2a+3=1,不滿足集合中元素的互異性,舍去.當(dāng)a=3時,a2=2a+3=9,此時A=B={0,1,9},滿足題意.綜上,a=3.故選C.解決集合含義問題的關(guān)鍵有三點(diǎn):一是確定構(gòu)成集合的元素;二是確定元素的限制條件;三是根據(jù)元素的特征(滿足的限制條件)構(gòu)造關(guān)系式解決相應(yīng)問題.【對點(diǎn)訓(xùn)練1】(1)設(shè)集合A={2,4},B={1,2},集合M=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(z\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(z=\f(x,y))),x∈A,y∈B)),則M中所有元素之和為(C)A.3 B.5C.7 D.9解析:當(dāng)x=2,y=1時,z=2;當(dāng)x=2,y=2時,z=1;當(dāng)x=4,y=1時,z=4;當(dāng)x=4,y=2時,z=2.所以M={1,2,4},M中所有元素之和為7.故選C.(2)已知集合A={a+1,a2+4a-9,2025},若-4∈A,則實(shí)數(shù)a的值為(B)A.-5 B.1C.5或-1 D.-5或1解析:∵A={a+1,a2+4a-9,2025},且-4∈A,∴-4=a+1或-4=a2+4a-9,若-4=a2+4a-9,則a=-5或a=1,當(dāng)a=-5時,a+1=-4,a2+4a-9=-4,此時不滿足集合中元素的互異性,故舍去;當(dāng)a=1時,a+1=2,a2+4a-9=-4,此時A={2,-4,2025},符合題意.若a+1=-4,則a=-5,此時不滿足集合中元素的互異性,故舍去.綜上所述,實(shí)數(shù)a的值為1.故選B.考點(diǎn)2集合的基本關(guān)系【例2】(1)(2024·山西陽泉三模)設(shè)集合P={y|y=ex+1},M={x|y=log2(x-2)},則集合M與集合P的關(guān)系是(C)A.M=P B.P∈MC.M?P D.P?M【解析】函數(shù)y=ex+1的值域?yàn)?1,+∞),函數(shù)y=log2(x-2)的定義域?yàn)?2,+∞),即P=(1,+∞),M=(2,+∞),所以有M?P.故選C.(2)(2024·河北秦皇島三模)若集合A={x|eq\r(x)≤a},B={x|x2-2x-3≤0},且A?B,則a的取值范圍為(D)A.[0,1] B.[0,eq\r(3)]C.(-∞,1] D.(-∞,eq\r(3)]【解析】由x2-2x-3≤0,即(x+1)(x-3)≤0,解得-1≤x≤3,所以B={x|x2-2x-3≤0}=[-1,3],當(dāng)a<0時,A={x|eq\r(x)≤a}=?,符合A?B,當(dāng)a≥0時,由eq\r(x)≤a,解得0≤x≤a2,所以A={x|eq\r(x)≤a}={x|0≤x≤a2},因?yàn)锳?B,所以eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a2≤3,,a≥0,))解得0≤a≤eq\r(3).綜上可得a的取值范圍為(-∞,eq\r(3)].故選D.1.空集是任何集合的子集,在涉及集合的基本關(guān)系問題中,如無特殊說明,必須考慮空集的情況,否則易造成漏解.2.已知兩個集合間的關(guān)系求參數(shù)時,關(guān)鍵是將條件轉(zhuǎn)化為元素或區(qū)間端點(diǎn)間的關(guān)系,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為參數(shù)所滿足的關(guān)系,常用數(shù)軸、Venn圖等來直觀解決這類問題.【對點(diǎn)訓(xùn)練2】(1)(2024·廣東汕頭三模)已知集合M={x∈N|log2x≤1},N={-1,0,1,2},若M?A?N,則滿足條件的集合A的個數(shù)為(D)A.1 B.2C.3 D.4解析:由題意可得M={x∈N|log2x≤1}={x∈N|0<x≤2}={1,2},且N={-1,0,1,2},M?A?N,可知集合A必有1,2兩個元素,可能有-1,0兩個元素,所以滿足條件的集合A的個數(shù)即為集合{-1,0}的子集個數(shù),共有22=4(個).故選D.(2)(2024·廣東深圳模擬)定義兩集合M,N的差集:M-N={x|x∈M且x?N}.已知集合A={2,3,5},B={3,5,8},則A-(A-B)的子集個數(shù)是(B)A.2 B.4C.8 D.16解析:因?yàn)锳={2,3,5},B={3,5,8},所以A-B={2},所以A-(A-B)={3,5},有兩個元素,則A-(A-B)的子集個數(shù)是22=4.故選B.考點(diǎn)3集合的運(yùn)算命題角度1集合的運(yùn)算【例3】(1)(2024·北京卷)已知集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4},則M∪N=(C)A.{x|-1≤x<1}B.{x|x>-3}C.{x|-3<x<4}D.{x|x<4}【解析】集合M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x<4},則M∪N={x|-3<x<4}.故選C.(2)(2024·全國甲卷理)已知集合A={1,2,3,4,5,9},B={x|eq\r(x)∈A},則?A(A∩B)=(D)A.{1,4,9} B.{3,4,9}C.{1,2,3} D.{2,3,5}【解析】因?yàn)锳={1,2,3,4,5,9},B={x|eq\r(x)∈A}={1,4,9,16,25,81},所以?A(A∩B)={2,3,5}.故選D.命題角度2根據(jù)集合的運(yùn)算求參數(shù)【例4】(2024·福建寧德三模)已知集合A={-2,0,2,4},B={x||x-3|≤m}.若A∩B=A,則m的取值范圍是(D)A.(1,+∞) B.[1,+∞)C.(5,+∞) D.[5,+∞)【解析】由A∩B=A,得A?B,由|x-3|≤m,得-m+3≤x≤m+3,則有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-m+3≤-2,,m+3≥4,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m≥5,,m≥1,))即m≥5.故選D.1.對于集合的運(yùn)算問題,若所給集合是用描述法表示的,則需要將其具體化,如求出不等式的解集,再結(jié)合數(shù)軸和Venn圖進(jìn)行集合之間的運(yùn)算.2.若所給集合中帶有參數(shù),在進(jìn)行運(yùn)算時要注意參數(shù)范圍的邊界值是否可以取到.【對點(diǎn)訓(xùn)練3】(1)(2024·新課標(biāo)Ⅰ卷)已知集合A={x|-5<x3<5},B={-3,-1,0,2,3},則A∩B=(A)A.{-1,0} B.{2,3}C.{-3,-1,0} D.{-1,0,2}解析:集合A={x|-5<x3<5},B={-3,-1,0,2,3},(-3)3=-27,(-1)3=-1,03=0,23=8,33=27,則A∩B={-1,0}.故選A.(2)(2024·湖南邵陽三模)已知全集U=R,集合A={x|-1≤x≤2},B={x|1≤x≤6},如圖所示,則圖中陰影部分表示的集合是(D)A.{x|-1≤x≤6}B.{x|x<-1}C.{x|x>6}D.{x|x<-1或x>6}解析:因?yàn)锳={x|-1≤x≤2},B={x|1≤x≤6},所以A∪B={x|-1≤x≤6},所以題圖中陰影部分表示的集合?U(A∪B)={x|x<-1或x>6}.故選D.(3)(2024·廣東佛山二模)已知集合A={x|x2-x≥0},B={x|x<a},且A∪B=R,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(D)A.a(chǎn)>0 B.a(chǎn)≥0C.a(chǎn)>1 D.a(chǎn)≥1解析:由x2-x≥0,可得x≥1或x≤0,即A={x|x≥1或x≤0},由A∪B=R,B={x|x<a},可得a≥1.故選D.考點(diǎn)4集合的新定義問題【例5】大數(shù)據(jù)時代,常需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,檢索過程中有時會出現(xiàn)笛卡爾積現(xiàn)象,而笛卡爾積會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),對內(nèi)存、計(jì)算資源都會產(chǎn)生巨大壓力,為優(yōu)化檢索軟件,編程人員需要了解笛卡爾積.兩個集合A和B,用A中元素為第一元素,B中元素為第二元素構(gòu)成有序?qū)?,所有這樣的有序?qū)M成的集合叫做A與B的笛卡爾積,又稱直積,記為A×B,即A×B={(x,y)|x∈A且y∈B}.關(guān)于任意非空集合M,N,T,下列說法一定正確的是(D)A.M×N=N×MB.(M×N)×T=M×(N×T)C.M×(N∪T)(M×N)∪(M×T)D.M×(N∩T)=(M×N)∩(M×T)【解析】對于A,若M={1},N={1,2},則M×N={(1,1),(1,2)},N×M={(1,1),(2,1)},M×N≠N×M,A錯誤;對于B,若M={1},N={2},T={3},則M×N={(1,2)},(M×N)×T={((1,2),3)},而M×(N×T)={(1,(2,3))},(M×N)×T≠M(fèi)×(N×T),B錯誤;對于C,若M={1},N={2},T={3},則M×(N∪T)={(1,2),(1,3)},M×N={(1,2)},M×T={(1,3)},M×(N∪T)=(M×N)∪(M×T),C錯誤;對于D,任取元素(x,y)∈M×(N∩T),則x∈M且y∈N∩T,則y∈N且y∈T,于是(x,y)∈M×N且(x,y)∈M×T,即(x,y)∈(M×N)∩(M×T),反之若任取元素(x,y)∈(M×N)∩(M×T),則(x,y)∈M×N且(x,y)∈M×T,因此x∈M,y∈N且y∈T,即x∈M且y∈N∩T,所以(x,y)∈M×(N∩T),即M×(N∩T)=(M×N)∩(M×T),D正確.故選D.解決以集合為背景的新定義問題的關(guān)鍵(1)緊扣新定義:首先分析新定義的特點(diǎn),把新定義所敘述的問題的本質(zhì)弄清楚,并能夠應(yīng)用到具體的解題過程中,這是破解新定義集合問題的關(guān)鍵所在.(2)用好集合的性質(zhì):解題時要善于從題中發(fā)現(xiàn)可以使用集合性質(zhì)的一些因素,在關(guān)鍵之處用好集合的性質(zhì).【對點(diǎn)訓(xùn)練4】(2024·浙江紹興模擬)對于集合A,B,定義A\B={x|x∈A且x?B},則對于集合A={x|x=6n+5,n∈N},B={y|y=3m+7,m∈N},C={x|x∈A________B且x<1000},以下說法正確的是(B)A.若在橫線上填入“∩”,則C的真子集有(212-1)個B.若在橫線上填入“∪”,則C中元素個數(shù)大于250C.若在橫線上填入“\”,則C的非空真子集有(2153-2)個D.若在橫線上填入“∪?N”,則?NC中元素個數(shù)為13解析:x=6n+5=3(2n+1)+2,y=3m+7=3(m+2)+1,集合A,B無公共元素,對于A,集合C為空集,沒有真子集,A錯誤;對于B,由6n+5<1000得n<165eq\f(5,6),由3m+7<1000得m<331,因此C中元素個數(shù)為166+331=497,B正確;對于C,C中元素個數(shù)為166,非空真子集個數(shù)為2166-2,C錯誤;對于D,?NC=?N[A∪(?NB)]=(?NA)∩[?N(?NB)]=(?NA)∩B,而B??NA,因此?NC中元素個數(shù)為331,D錯誤.故選B.eq\a\vs4\al()【例】已知關(guān)于x的不等式ax-1>0的解集為M,若2∈M且1?M,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1)).【解析】因?yàn)?∈M,所以2適合不等式,即2a-1>0,解得a>eq\f(1,2).因?yàn)??M,所以1不適合不等式,即a-1≤0,解得a≤1.綜上,a∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1)).本題難度低,計(jì)算量小,但是考查形式與常見的集合考查形式不一樣,學(xué)生很容易陷入思維定式,不能深刻理解本題為對元素與集合關(guān)系的考查,導(dǎo)致無法作答,復(fù)習(xí)過程中應(yīng)從各種角度加強(qiáng)對基礎(chǔ)概念的理解.課時作業(yè)11.(5分)集合U={0,1,2,3,4},A={1,2},B={x∈Z|x2-5x+4<0},則?U(A∪B)=(C)A.{0,1,3,4} B.{1,2,3}C.{0,4} D.{0}解析:因?yàn)榧螧={x∈Z|x2-5x+4<0}={2,3},所以A∪B={1,2,3},又集合U={0,1,2,3,4},所以?U(A∪B)={0,4}.故選C.2.(5分)已知集合A={-1,0,1},B={m|m2-1∈A,m-1?A},則集合B中所有元素之和為(C)A.0 B.1C.-1 D.eq\r(2)解析:根據(jù)條件分別令m2-1=-1,0,1,解得m=0,±1,±eq\r(2),又m-1?A,所以m=-1,±eq\r(2),B={-1,eq\r(2),-eq\r(2)},所以集合B中所有元素之和是-1.故選C.3.(5分)(2024·安徽安慶二模)若集合P={x|-2≤x<m-m2,x∈Z},當(dāng)m=eq\f(1,2)時,集合P的非空真子集個數(shù)為(C)A.8 B.7C.6 D.4解析:根據(jù)題意,當(dāng)m=eq\f(1,2)時,集合P=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-2≤x<\f(1,4),x∈Z))={-2,-1,0},集合P中有3個元素,所以集合P的非空真子集個數(shù)為23-2=6.故選C.4.(5分)已知集合A={1,-1},B={1,0,-1},則集合C={a-b|a∈A,b∈B}中元素的個數(shù)為(D)A.2 B.3C.4 D.5解析:當(dāng)a=1時,b=1,0,-1,則a-b=0,1,2;當(dāng)a=-1時,b=1,0,-1,則a-b=-2,-1,0.所以集合C={a-b|a∈A,b∈B}={-2,-1,0,1,2},所以元素的個數(shù)為5.故選D.5.(5分)(2024·廣東廣州三模)已知集合A={x|-3<x<4},B={x|3<x<5},則{x|4≤x<5}=(D)A.A∩(?RB) B.?R(A∩B)C.(?RA)∪B D.(?RA)∩B解析:由題得A={x|-3<x<4},B={x|3<x<5},A∩B={x|3<x<4},?RA={x|x≥4或x≤-3},?RB={x|x≥5或x≤3},所以A∩(?RB)={x|-3<x≤3},故A錯誤;?R(A∩B)={x|x≥4或x≤3},故B錯誤;(?RA)∪B={x|x≤-3或x>3},故C錯誤;(?RA)∩B={x|4≤x<5},故D正確.故選D.6.(5分)(2024·河北邢臺二模)已知集合A={-7,-3,-1,2},B={x|a<x<a+3},若A∩B中有2個元素,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(A)A.(-4,-3) B.[-4,-3]C.(-4,0] D.[-7,-3)解析:一方面,若A∩B中有2個元素x,y(x<y),則由x,y∈B=(a,a+3)知y-x<a+3-a=3.由x,y∈A={-7,-3,-1,2},結(jié)合0<y-x<3,知x,y只可能分別是-3,-1.所以a<-3,-1<a+3,得-4<a<-3.另一方面,若-4<a<-3,則a<-3<-1<a+3,所以A∩B有2個元素-3,-1.綜上,a的取值范圍是(-4,-3).故選A.7.(6分)(多選)已知非空集合M,N,P均為R的真子集,且MNP,則(CD)A.M∪P=M B.N(P∩M)C.?RP?RN D.M∩(?RN)=?解析:由題意知MNP,對于A,可知M∪P=P,故A錯誤;對于B,因?yàn)镻∩M=M,所以P∩M為N的真子集,故B錯誤;對于C,可知?RP為?RN的真子集,故C正確;對于D,因?yàn)?RN為?RM的真子集,且M∩(?RM)=?,所以M∩(?RN)=?,故D正確.故選CD.8.(6分)(多選)(2024·云南曲靖二模)已知集合S,T,定義ST={xy|x∈S,y∈T},則下列命題正確的是(BD)A.若S={1921,1949},T={0,1},則ST與TS的全部元素之和等于3874B.若S={2021},R表示實(shí)數(shù)集,R+表示正實(shí)數(shù)集,則SR=R+C.若S={2024},R表示實(shí)數(shù)集,則RS=RD.若S={2049},R+表示正實(shí)數(shù)集,函數(shù)f(x)=log2024x,x∈(R+)S,則2049屬于函數(shù)f(x)的值域解析:對于A,因?yàn)镾={1921,1949},T={0,1},根據(jù)所給定義可得TS={0,1},ST={1,1921,1949},則ST與TS的全部元素之和等于3872,故A錯誤;對于B,SR={y|y=2021x,x∈R}=R+,故B正確;對于C,RS={y|y=x2024,x∈R},表示冪函數(shù)y=x2024(x∈R)的值域,可知冪函數(shù)y=x2024(x∈R)的值域?yàn)閇0,+∞),即RS=[0,+∞),故C錯誤;對于D,因?yàn)閤∈(R+)S={x|x=t2049,t>0},當(dāng)t=2024時,則x=20242049,可得f(20242049)=log202420242049=2049,故D正確.故選BD.9.(5分)(2024·江西九江三模)若集合A={x|log3(x-1)<1},B={x|1≤x<2},則A∩(?RB)={x|2≤x<4}.解析:∵log3(x-1)<1,∴0<x-1<3,1<x<4,∴A={x|1<x<4}.又?RB={x|x<1或x≥2},故A∩(?RB)={x|2≤x<4}.10.(5分)(2024·山東日照二模)設(shè)m∈R,i為虛數(shù)單位.若集合A={1,2m+(m-1)i},B={0,1,2},且A?B,則m=1.解析:由集合A={1,2m+(m-1)i},B={0,1,2},因?yàn)锳?B,所以當(dāng)2m+(m-1)i=0時,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2m=0,,m-1=0,))方程組無解;當(dāng)2m+(m-1)i=2時,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2m=2,,m-1=0,))解得m=1.綜上可得,實(shí)數(shù)m的值為1.11.(16分)已知集合A={x|a-1<x<a+1},B=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(-1≤x≤\f(3,2))))).(1)當(dāng)a=2時,求A∪B和A∩B;(2)若A∪B=B,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.解:(1)當(dāng)a=2時,A={x|1<x<3},而B=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-1≤x≤\f(3,2))),所以A∪B={x|-1≤x<3},A∩B=eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|1<x≤\f(3,2))).(2)由A∪B=B,得A?B,顯然A≠?,于是eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a-1≥-1,,a+1≤\f(3,2),))解得0≤a≤eq\f(1,2),所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2))).12.(16分)已知集合A={x|x-2≥0},B={x|(x-3)(x-5)<0}.(1)求A∪B,?R(A∩B);(2)定義M-N={x|x∈M且x?N},求A-B.解:(1)A={x|x≥2},B={x|3<x<5},所以A∪B={x|x≥2},A∩B={x|3<x<5},所以?R(A∩B)=
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