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第一章集合与常用逻辑用语章末题型归纳总结模块一:本章知识思维导图模块二:典型例题经典题型一:集合的基本概念经典题型二:集合的基本关系经典题型三:集合的交、并、补运算经典题型四:利用子集关系求参数经典题型五:子集、真子集的个数问题经典题型六:韦恩图的应用经典题型七:根据集合的交、并、补求参问题模块三:数学思想方法①分类讨论思想②转化与化归思想③数形结合思想模块一:本章知识思维导图模块二:典型例题经典题型一:集合的基本概念例1.(2023·高一课时练习)给出下列关系:①;②;③;④,其中正确的个数为(

)A.1 B.2C.3 D.4【答案】B【解析】是实数,①正确;是无理数,不是有理数,②错误;是整数,③错误;是无理数,不是自然数,④正确.正确的个数为2个,故选:B.例2.(2023·高一课时练习)已知集合,,则集合中所有元素之和为()A. B.0C.1 D.2【答案】A【解析】因为集合,且,则有,所以集合中所有元素之和为.故选:A例3.(2023·高一课时练习)集合用列举法可表示为()A. B.C. D.【答案】B【解析】由题意可得,∴,即用列举法为.故选:B例4.(2023·四川成都·高一校考开学考试)下列各组对象不能构成集合的是(

)A.上课迟到的学生 B.2023年高考数学难题C.所有有理数 D.小于的正整数【答案】B【解析】根据集合中元素的确定性可知,“2023年高考数学难题”中的“难题”没有评判标准,不具备确定性,因此不能构成集合.故选:B例5.(2023·高一课时练习)已知,,为非零实数,代数式的值所组成的集合是,则下列判断正确的是(

)A. B. C. D.【答案】A【解析】根据题意,分4种情况讨论;①、全部为负数时,则也为负数,则;②、中有一个为负数时,则为负数,则;③、中有两个为负数时,则为正数,则;④、全部为正数时,则也正数,则;则;分析选项可得符合.故选:A.例6.(2023·全国·高一专题练习)直角坐标平面中除去两点、可用集合表示为(

)A.B.或C.D.【答案】C【解析】直角坐标平面中除去两点、,其余的点全部在集合中,逐一排除法.直角坐标平面中除去两点、,其余的点全部在集合中,选项中除去的是四条线;选项中除去的是或除去或者同时除去两个点,共有三种情况,不符合题意;选项,则且,即除去两点、,符合题意;选项,则任意点都不能,即不能同时排除,两点.故选:C例7.(2023·江苏·高一假期作业)由实数-a,a,|a|,所组成的集合最多含有的元素个数是(

)A.1 B.2C.3 D.4【答案】B【解析】当a=0时,这四个数都是0,所组成的集合只有一个元素0.当a≠0时,=|a|=所以一定与a或-a中的一个一致.故组成的集合中有两个元素.故选:B.例8.(2023·江苏·高一假期作业)下列各组中的集合P与Q表示同一个集合的是()A.P是由元素1,,π构成的集合,Q是由元素π,1,构成的集合B.P是由π构成的集合,Q是由3.14159构成的集合C.P是由2,3构成的集合,Q是由有序数对(2,3)构成的集合D.P是满足不等式-1≤x≤1的自然数构成的集合,Q是方程x2=1的解集【答案】A【解析】对于A,集合P,Q中的元素完全相同,所以P与Q表示同一个集合,对于B,C,D,集合P,Q中的元素不相同,所以P与Q不能表示同一个集合.选A经典题型二:集合的基本关系例9.(2023·全国·高一专题练习)若集合,,则集合,之间的关系表示最准确的为(

)A. B. C. D.与互不包含【答案】C【解析】对于集合,当时,,当时,,所以.故选:C.例10.(多选题)(2023·全国·高一假期作业)下列关系式正确的为()A. B.C. D.【答案】CD【解析】对于A.元素与集合间是属于与不属于的关系,故A错误;对于B.含有一个元素0,不是空集,故B错误;对于C.集合的元素具有无序性,以及任何集合都是它本身的子集,故C正确;对于D.空集是任何集合的子集,故D正确.故选:CD.例11.(多选题)(2023·高一课时练习)下列关系一定正确的是(

)A. B. C. D.【答案】AB【解析】对A,元素0属于集合,A对;对B,空集真包含于任一非空集合,B对;对C,两集合的元素形式不一致,不可能存在包含关系,C错;对D,两集合的元素,故,D错.故选:AB例12.(2023·全国·高一假期作业)已知六个关系式①;②;③;④;⑤;⑥,它们中关系表达正确的个数为(

)A.3 B.4 C.5 D.6【答案】C【解析】根据元素与集合、集合与集合关系:是的一个元素,故,①正确;是任何非空集合的真子集,故、,②③正确;没有元素,故,④正确;且、,⑤错误,⑥正确;所以①②③④⑥正确.故选:C例13.(2023·全国·高一专题练习)若,,,则这三个集合间的关系是(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】依题意,,,,而,{偶数},因此集合中的任意元素都是集合中的元素,即有,集合中的每一个元素都是集合中的元素,即,所以.故选:C例14.(2023·全国·高一随堂练习)已知,,若,则(

)A.2 B.1 C. D.【答案】C【解析】若,则或,解得或或,由集合中元素的互异性,得,则,故选:C.例15.(多选)(2023·高一课时练习)(多选)集合,,则P与T的关系为(

)A. B.C. D.【答案】ABD【解析】依题意,集合,而,因此或,且,ABD都正确,C错误.故选:ABD例16.(2023·高一课时练习)已知集合,,则M与P的关系为(

)A.M=P B.M⊆PC.P⊆M D.MP【答案】D【解析】①对于任意∵,∴,∴,由子集定义知.②∵,此时,即,而在时无解,.综合①②知,MP.故选:经典题型三:集合的交、并、补运算例17.(2023·高一课时练习)设集合,则.【答案】【解析】根据交集的运算,求得,再由集合,结合并集的运算,即可求解.由题意,集合,可得,所以.故答案为:.例18.(2023·四川成都·高一校考开学考试)设集合,集合,则=.【答案】【解析】分别求函数的定义域和值域可得集合,再求,进而与求交集即可得解.由,得集合,集合,则或,所以故答案为:.例19.(2023·青海玉树·高一校考期中)已知集合,集合,,则.【答案】【解析】因为,所以,,所以,,所以.故答案为:.例20.(2023·高一单元测试)设全集.【答案】【解析】,所以答案应填:考点:集合的运算.例21.(2023·高一课时练习)若是小于9的正整数,是奇数,是3的倍数,则.【答案】【解析】解法1,则所以,所以解析2,而.例22.(2023·湖南衡阳·高一衡阳市一中校考阶段练习)已知,,则.【答案】【解析】由题意,,故画图如图:即得,故答案为:例23.(2023·安徽滁州·高一校考阶段练习)已知全集,集合,则.【答案】【解析】因为全集,所以,而,所以,故答案为:例24.(2023·湖南永州·高一校考阶段练习)设集合,则.【答案】【解析】或.故答案为:.例25.(2023·西藏林芝·高一校考期中)已知全集,集合,.则=.【答案】或【解析】因为,所以或.又,所以或.故答案为:或经典题型四:利用子集关系求参数例26.(2023·高一课时练习)已知集合,,若,求实数m的取值范围.【解析】当时,时,,即;当时,,解得,即,故实数的取值范围是.例27.(2023·高一课时练习)已知集合,,若,求实数m的取值范围.【解析】解得,故.的取值范围是.例28.(2023·河北石家庄·高一校考阶段练习)已知集合,,(1)若A为空集,求实数a的取值范围;(2)若B是A的真子集,求实数a的取值范围.【解析】(1)因是空集,则,解得,所以实数a的取值范围是;(2)且B是A的真子集,则,解得,显然,a-1=0与2a+1=1不同时成立,于是得,所以实数a的取值范围.例29.(2023·广东惠州·高一校考阶段练习)设集合A=,B=(1)若,求并列出它的所有子集;(2)若AB=A,求实数x的值.【解析】(1)当,可得集合,,所以,所有子集:,,,.(2)由,可得,①当时,解得或,若,可得集合,,满足题意;若,可得结合,,满足题意;②当时,解得或,若,可得集合,,满足题意;若,此时不满足元素的互异性,(舍去).综上,或.例30.(2023·宁夏中卫·高一海原县第一中学校考阶段练习)已知集合若,求实数的值.【解析】当时,,满足;当时,,由得;综上可得.例31.(2023·辽宁朝阳·高一校联考阶段练习)已知集合,.(1)若集合中有个元素,求实数不可以取的值的集合;(2)是否存在实数,使,若存在,求出实数的值;若不存在,说明理由.【解析】(1),,有个元素,,,,,,,,不可以取的值的集合为.(2)若,则,由集合中元素的互异性知或或当时,,,当时,,,.存在实数或,使.例32.(2023·上海·高一专题练习)已知为实常数,集合,.若且,求实数的值.【解析】.因为且,当时,则,当时,则,当时,则,综上:;;.例33.(2023·高一课时练习)已知M={x|2≤x≤5},N={x|a+1≤x≤2a1}.(1)若MN,求实数a的取值范围;(2)若MN,求实数a的取值范围.【解析】(1)由得:无解;故实数的取值范围为空集;(2)由得:当时,即;当时,,故;综上实数的取值范围为.例34.(2023·高一课前预习)设集合,,且,求实数的取值范围.【解析】因为,且所以集合可分三种情况.(1)若,此时,所以.(2)若,且,则或,此时,所以代入方程解得,符合题意,所以.(3)若,此时,即1,2是关于的方程的两个根.由根与系数的关系,得,且.此时不存在.综上所述,实数的取值范围.故答案为:.例35.(2023·天津和平·高一天津市汇文中学校考阶段练习)已知M={x|x2-3x+2=0},N={x|x2-2x+a=0},若,求实数a的取值范围.【解析】∵M={x|x2-3x+2=0}={1,2},又,∴N=,N={1},N={2}.(1)当N=时,方程x2-2x+a=0的判别式=4-4a<0,即a>1.(2)当N={1}时,有∴a=1.(3)当N={2}时,有不成立.综上可知,实数a的取值范围为a≥1.例36.(2023·安徽六安·高一霍邱县第一中学校考阶段练习)已知集合,.若且⫋,试求实数的值.【解析】,且⫋,或当时,,解得当时,,解得综上所述,或例37.(2023·高一课时练习)已知集合,,.(1)若时,求实数的取值范围;(2)若是的子集,求实数m的取值范围.【解析】(1)依题意得,,因为,所以;(2)因为是的子集,当时,有,解得;当时,有,解得;综上所述得或.例38.(2023·新疆伊犁·高一统考期中)已知全集,若集合.(1)若,求;(2)若,求实数的取值范围.【解析】(1)当时,,所以.因为,所以.(2)由得,,因为,所以.经典题型五:子集、真子集的个数问题例39.(2023·广东深圳·高一深圳外国语学校校考期中)已知,若集合B满足,则满足条件的B的个数为.【答案】8【解析】,则集合的子集个数为,即满足的集合B的个数为8.故答案为:8例40.(2023·高一课时练习)满足的集合M共有个.【答案】7【解析】由题意可得,,所以集合M包含,且集合M是的真子集,所以或或或或或或,即集合M共有个.故答案为:例41.(2023·甘肃酒泉·高一统考期末)已知集合恰有两个非空真子集,则m的值可以是.(说明:写出满足条件的一个实数m的值)【答案】(答案不唯一)【解析】集合恰有两个非空真子集,则集合A中含有2个元素,即方程由2个不等实根,,解得且.故答案为:(答案不唯一).例42.(2023·高一课时练习)设集合,,,集合M的真子集的个数为.【答案】15【解析】集合,,而,则,所以集合M的真子集的个数为.故答案为:15例43.(2023·高一单元测试)满足的集合有个【答案】7【解析】由,知集合中必有元素,且中还有元素,,,中的个,个,或个,当中有一个元素时,有个,当中有两个元素时,有,,个,当中有三个元素时,有,,个,综上,集合个数有.故答案为:例44.(2023·湖北武汉·高一校联考期中)已知集合的子集只有两个,则实数的值为.【答案】0或1【解析】时,,子集只有两个,满足题意,时,若即,则,子集只有1个,不满足题意;若,即,则集合有两个元素,子集有4个,不满足题意,时,,,子集只有两个,满足题意,所以或1.故答案为:0或1,例45.(2023·江西南昌·高一进贤县第二中学校考阶段练习)设集合,则集合的非空真子集的个数为.【答案】14【解析】要使,且,则或或或,所以,或或或.所以,.集合的子集有,,,,,,,,,,,,,,,共16个.去掉和,集合的非空真子集的个数为.故答案为:14.例46.(2023·河南·高一校联考期中)集合的真子集的个数是.【答案】7【解析】因为,则的元素个数为,故A有个真子集.故答案为:.例47.(2023·浙江·高一舟山中学校联考期中)已知集合A={6,8},B={3,5}.若集合C=,则集合C的子集有个.【答案】8【解析】x可能的结果有,,,,所以集合,因此子集个数为.故答案为:8.例48.(2023·上海浦东新·高一华师大二附中校考期中)已知集合有且仅有两个子集,则满足条件的实数组成的集合是【答案】【解析】因为集合有且仅有两个子集,所以集合中只有一个元素,即方程只有一个解,当时,,只有一个解,满足要求;当时,,解得,所以或0.故答案为:.例49.(2023·广西桂林·高一桂林十八中校考期中)若集合有且仅有两个子集,则实数的值为.【答案】0或【解析】由题意可知,中只有一个元素,若,则,满足题意;若,则只有一个解,则,解得,综上所述,实数的值为0或.故答案为:0或.例50.(2023·河南三门峡·高一校考阶段练习)集合A中的元素x满足,则集合A的子集个数为【答案】【解析】因为,所以是的正因子,所以的可能取值为,对应的的可能取值为,又因为,所以的取值为,即集合有个元素,所以集合A的子集个数为.故答案为:.经典题型六:韦恩图的应用例51.(2023·浙江·高一期中)为全面贯彻素质教育的思想方针,传承百廿二中的体育精神,积极推动我校群体体育教育的开展,提高师生的身体素质,培养坚强的意志品质,丰富校园文化生活,提升学校品质.学校举行了第二十二届体育文化节.文化节的趣味活动共两项:“旋风跑”和“毛毛虫”.某班有24名同学参加了“旋风跑”接力赛,12名同学参加了“毛毛虫”比赛,两个项目都参加的有6人,则这个班共有人参加趣味活动.【答案】30【解析】依题意仅参加“旋风跑”接力赛的同学有人,仅参加“毛毛虫”比赛的同学有人,所以一共有人参加趣味活动.故答案为:例52.(2023·贵州贵阳·高一校联考阶段练习)2022年9月,突如其来的疫情使贵阳市按下了暂停键,某县抽调了150名医护人员支援贵阳进行核酸样本的采集与检测工作,为了更好的安排工作,现对这些医护人员的工作意向(样本采集、检测)进行调查,其中愿意样本采集的人数是全体的五分之三,愿意检测的人数比愿意采集的人数多三人,请问两种工作都愿意的人数有.【答案】33【解析】根据题意可得:愿意样本采集的人数为,愿意检测的人数为设两种工作都愿意的人数为,则只愿意样本采集的人数为,只愿意检测的人数为∵,解得∴两种工作都愿意的人数为33故答案为:33.例53.(2023·云南·高一校联考阶段练习)学校开运动会,某班有40名同学参加跳绳、赛跑、球类比赛,每名同学至多参加两项比赛.已知参加跳绳、赛跑比赛的人数分别为16,17,同时参加跳绳和赛跑比赛的人数为3,同时参加赛跑和球类比赛的人数为4,同时参加跳绳和球类比赛的人数为4,则参加球类比赛的人数.【答案】18【解析】由题意得参加球类比赛的人数为.故答案为:18.例54.(2023·内蒙古兴安盟·高一乌兰浩特市第四中学校考阶段练习)某班共40人,其中24人喜欢篮球运动,13人喜欢乒乓球运动,6人这两项运动都不喜欢,则只喜欢乒乓球运动的人数为.【答案】10【解析】设喜欢篮球运动、乒乓球运动的学生构成的集合分别为,,全集为,设这两项运动都喜欢的有人,由题意可得图,如图所示,故,解得,故只喜欢乒乓球运动的人数为.故答案为:10.例55.(2023·江苏·高一期末)国内某地为进一步提高城市市花一桂花知名度和美誉度,促进城市品牌的建设提速强效,相关部门于近期组织开展“蟾宫折桂,大学生认养古桂花树”系列活动,以活动为载体,带动桂花产业、文化、旅游、经济发展.着力打造以桂花为主题的城市公共品牌和城市标识,力争通过活动和同步的媒体宣传,实现从“中国桂花之乡”到“中国桂花城”的转变.会上,来自该市的部分重点高中共计100名优秀高中应届毕业生现场认养了古桂花树,希望他们牢记家乡养育之恩,不忘桂乡桑梓之情,积极对外宣传推介家乡,传播桂花文化.这100名学生在高三的一次语数外三科竞赛中,参加语文竞赛的有39人,参加数学竞赛的有49人,参加外语竞赛的有41人,既参加语文竞赛又参加数学竞赛的有15人,既参加数学竞赛又参加外语竞赛的有13人,既参加语文竞赛又参加外语竞赛的有9人,1人三项都没有参加,则三项都参加的有.【答案】7【解析】设参加语文竞赛的学生组成的集合为,参加数学竞赛的学生组成的集合为,参加外语竞赛的学生组成的集合为,则表示参加语文和数学竞赛的同学组成的集合,表示参加数学和外语竞赛的同学组成的集合,表示参加语文和外语竞赛的同学组成的集合,由已知集合中有39个元素,集合中有49个元素,集合中有41个元素,集合中有15个元素,集合中有13个元素,集合中有9个元素,因为1人三项都没有参加,且共100名学生,所以中含有99个元素,设三项都参加的有x人,结合图象可得集合,,的元素个数和减去集合,,的元素个数和再加上的元素的个数可得99,所以,解得故答案为:7.例56.(2023·北京·高一校考阶段练习)某班有学生32人,其中体育爱好者有16人,音乐爱好者有17人,还有3人既不爱好体育也不爱好音乐,则该班既爱好体育又爱好音乐的人数为.【答案】4【解析】设该班既爱好体育又爱好音乐的人数为,由容斥原理得,解得.故答案为:4.例57.(2023·江苏扬州·高一校考阶段练习)高一某班级共有名学生做物理、化学两种实验,已知物理实验做得正确的有人,化学实验做得正确的有人,两种实验都做错的有人,则这两种实验都做正确的有人.【答案】21【解析】设物理实验做得正确的学生为集合,化学实验做得正确的学生为集合,则两种试验都做正确的学生为,因为,设则,解得:,所以两种试验都做正确的学生人数为21.故答案为:21例58.(2023·山东·高一校联考阶段练习)某班共人,其中人喜欢篮球,人喜欢乒乓球,人对这两项运动都不喜欢,则喜欢篮球又喜欢乒乓球的人数为.【答案】【解析】设喜欢篮球又喜欢乒乓球的人数为,则,解得.故答案为:.例59.(2023·山东泰安·高一校考期中)某年级先后举办了数学和音乐讲座,其中参加数学讲座的人数是参加音乐讲座的人数的,只参加数学讲座的人数是只参加音乐讲座的人数的,有20人同时参加数学、音乐讲座,则参加讲座的人数为.【答案】120【解析】设参加数学讲座的学生的集合为A,参加音乐讲座的学生的集合为B,则,解得:,又,所以,则参加讲座的人数为120,故答案为:120.例60.(2023·四川·高一校考阶段练习)高一某班共有55人,其中有14人参加了球类比赛,16人参加了田径比赛,4人既参加了球类比赛,又参加了田径比赛.则该班这两项比赛都没有参加的人数是.【答案】【解析】由题意画出ven图,如图所示:由ven图知:参加比赛的人数为26人,所以该班这两项比赛都没有参加的人数是29人,故答案为:29经典题型七:根据集合的交、并、补求参问题例61.(2023·江西抚州·高一统考期末)已知集合,或.(1)当时,求;(2)在①,②,③这三个条件中任选一个,补充在(2)问中的横线上,并求解,若__________,求实数的取值范围.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)【解析】(1)当时,,或,所以,,因此,.(2)若选①,当时,则时,即当时,成立,当时,即当时,即当时,由可得,解得,此时.综上,;若选②,当时,则时,即当时,成立,当时,即当时,即当时,由可得,解得,此时.综上,;若选③,由可得,当时,则时,即当时,成立,当时,即当时,即当时,由可得,解得,此时.综上,.例62.(2023·四川宜宾·高一统考阶段练习)已知全集,,,且.(1)求集合,;(2)若集合,求实数的值.【解析】(1)因为,所以,且,又因为,所以,得,,因为,所以,得,,综上,,.(2)由(1)得,所以,得.例63.(2023·全国·高一专题练习)已知,.(1)若,求;(2)从①;②;③这三个条件中任选一个,补充在下面横线上,并进行解答.问题:若,求实数的所有取值构成的集合.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.【解析】(1)当时,,又因为,故.(2)若选①,当时,,则,满足,当时,,若,则或,解得或.综上所述,;若选②,,则.当时,,满足;当时,,因为,则或,解得或.综上所述,;若选③,当时,,满足;当时,则,因为,则或,解得或.综上所述,.例64.(2023·江苏南京·高一金陵中学校考期中)设集合,或,全集.(1)若,求实数a的取值范围;(2)若,求实数b的取值范围.【解析】(1)因为,所以,解得,所以a的取值范围是;(2),因为,所以,所以,解得,所以b的取值范围是.例65.(2023·陕西渭南·高一渭南市瑞泉中学校考阶段练习)设,集合,.(1)当时求;(2)若,求实数m的取值.【解析】(1),解得:或2,所以,当时,,故;(2)的根的判别式,当时,解为,故,此时满足,符合要求,当时,的两根为,,此时,要想,则,解得:,综上:或2.模块三:数学思想方法① 分类讨论思想例66.(2023·江西·高二宁冈中学校考开学考试)已知集合,,则(

)A. B. C.或 D.【答案】B【解析】∵,∴或,若,解得或,当时,,不满足集合中元素的互异性,故舍去;当时,集合,满足题意,故成立,若,解得,由上述讨论可知,不满足题意,故舍去,综上所述,.故选:B.例67.(2023·河北石家庄·高一校考期中)若,则的值是(

)A.0 B.1 C.-1 D.【答案】B【解析】因为,所以①或②,由①得或,其中与元素互异性矛盾,舍去,符合题意,由②得,符合题意,两种情况代入,答案相同.故选:B例68.(2023·辽宁·高二校联考阶段练习)设集合,,,若,,则(

)A. B. C.1 D.2【答案】C【解析】由,,得且,当时,无解;当时,解得.经检验,满足题意.故选:C.例69.(2023·高一课时练习)已知集合,其中,函数的定义域为A,值域为B,则a,k的值分别为(

)A.2,3 B.3,4 C.3,5 D.2,5【答案】D【解析】函数的定义域为A,值域为B,所以当时,;当时,;当时,;当时,;所以,又,所以若,解得或,因为,所以.此时,所以,则;若,又,所以不成立.综上,.故选:D.例70.(2023·湖南长沙·周南中学校考二模)已知集合,,且,则的取值集合为(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】由题意可得:或若,此时,集合的元素有重复,不符合题意;若,解得或,显然时符合题意,而同上,集合的元素有重复,不符合题意;故.故选:B例71.(2023·福建厦门·厦门外国语学校校考模拟预测)已知集合,若,则(

)A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【解析】因为,所以,或,当时,,与集合元素的互异性矛盾,舍去;当时,,与集合元素的互异性矛盾,舍去;当时,,满足集合元素互异性,满足要求.故选:B②转化与化归思想例72.(2023·山东枣庄·高一枣庄八中校考期末)同时满足:①,②,则的非空集合M有(

)A.6个 B.7个C.15个 D.16个【答案】B【解析】时,;时,;时,;时,;,,∴非空集合M为,,,,,,,共7个.故选:B例73.(2023·江苏·高一假期作业)若一个集合是另一个集合的子集,则称两个集合构成“鲸吞”;若两个集合有公共元素且互不为对方的子集,则称两个集合构成“蚕食”,对于集合,,若这两个集合构成“鲸吞”或“蚕食”,则a的取值集合为()A. B. C. D.【答案】A【解析】集合,,,,若,则,即有;若,可得,,不满足;若,两个集合有公共元素,但互不为对方子集,可得或,解得或.综上可得,或或2.故选:A.例74.(2023·甘肃白银

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