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1?l?1; 41∴l的范围是[,1]。
41故答案为:[,1]。
4解得:
11.【答案】b-a=2
【解析】∵ ?1,a?b,a???0,∴ a+b=0,
??b?b,b?,∴ a+b=0或a=0(舍去,否则无意义), a?ab??1,∴ -1∈?1,a?b,b?,a=-1, a∵ a+b=0,b=1,∴ b-a=2. 12.【答案】6
【解析】若1?A,因为1不是孤立元,所以2?A.设另一元素为k,假设k?3,此时A??1,2,k?,
k?1?A,且k?1?A,不合题意,故k?3.据此分析满足条件的集合为
?1,2,3?,?2,3,4?,?3,4,5?,?4,5,6?,?5,6,7?,?6,7,8?,共有6个.
13.【答案】?2,4,5?
【解析】由题意可知6?x是8的正约数,当6?x?1,x?5;当6?x?2,x?4; 当6?x?4,x?2;当6?x?8,x??2;而x?0,∴x?2,4,5,即 A??2,4,5?.
14.【答案】(1)a>1;(2)0或1 【解析】(1)若A??,则只需ax2+2x+1=0无实数解,显然a≠0,所以只需Δ=4-4a<0,即a>1即可。
(2)当a=0时,原方程化为2x+1=0解得x??1;当a≠0时,只需Δ=4-4a=0,即a=1,故所2求a的值为0或1。
15.【解析】(1)若a?0时,则??4?4a?0,解得a?1,此时x??1.
1 2?a?0或a?1时,A中只有一个元素.
(2)①A中只有一个元素时,同上a?0或a?1.
若a?0时,则x??②A中有两个元素时,??a?0,,解得a?1且
???012.综上a?1.
(3)①a?0时,原方程为2x?1?0,得x??,符合题意;
②a?0时,方程ax?2x?1?0为一元二次方程,依题意??4?4a?0,解得a?1. 综上,实数a的取值范围是a?1或a?0.
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16.证明:(1)设a为任意奇数,则a?2k?1(k?z),因为2k?1?k?(k?1),且k,k?1均为整数,?a?M.由a的任意性知,一切奇数属于M. (2)首先我们证明如下命题:
设:x,y?z,则x?y与x?y具有相同的奇偶性.
以下用反证法证明.
假设(4k?2)?M,则存在x,y?z,使得x?y?4k?2?(x?y)(x?y)?2(2k?1).若x?y与( x?y)必定为奇数,而2(2k?1)表示偶数,矛盾;若x?y与x?y同为x?y同为奇数,则(x?y)
偶数,则(x?y)( x?y)必定被4整除,但2(2k?1)表示不能被4整除的偶数,也导致矛盾.
综上所述,形如
的偶数不属于M.
22222222(3)设a,b?M,则存在x1,y1,x2,y2?z,使得a?x1?y1,b?x2?y2.
ab?(x12?y12)(x22?y22)
22222222 =x1x2?y1y2?2x1x2y1y2?2x1x2y1y2?x1y2?x2y1 22 =(x1x2?y1y2)?(x1y2?x2y1),
又因为x1x2?y1y2,x1y2?x2y1均为整数,
?ab?M.
集合的基本关系及运算
【学习目标】
1.理解集合之间包含与相等的含义,能识别一些给定集合的子集.在具体情境中,了解空集和全集的含义.
2.理解两个集合的交集和并集的含义,会求两个简单集合的交集与并集.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集. 【要点梳理】
要点一、集合之间的关系
1.集合与集合之间的“包含”关系
集合A是集合B的部分元素构成的集合,我们说集合B包含集合A;
子集:如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,我们说这两个集合有包含关系,称集合A是集合B的子集(subset).记作:A?B(或B?A),当集合A不包含于集合B时,记作AB,用Venn图表示两个集合间的“包含”关系:A?B(或B?A)
要点诠释:
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(1)“A是B的子集”的含义是:A的任何一个元素都是B的元素,即由任意的x?A,能推出x?B. (2)当A不是B的子集时,我们记作“A?B(或B?A)”,读作:“A不包含于B”(或“B不包含). A”
真子集:若集合A?B,存在元素x?B且x?A,则称集合A是集合B的真子集(proper subset).记作:AB(或BA)
规定:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集. 2.集合与集合之间的“相等”关系
A?B且B?A,则A与B中的元素是一样的,因此A=B
要点诠释:
任何一个集合是它本身的子集,记作A?A.
要点二、集合的运算 1.并集
一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,称为集合A与B的并集,记作:A∪B读作:“A并B”,即:A∪B={x|x?A,或x?B}
Venn图表示:
要点诠释:
B,但xA?(1)“x?A,或x?B”包含三种情况:“x?A,但x?B”;“x?A,且xB?”;“x?”.
(2)两个集合求并集,结果还是一个集合,是由集合A与B的所有元素组成的集合(重复元素只出现
一次).
2.交集
一般地,由属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合,叫做集合A与B的交集;记作:A∩B,读作:“A交B”,即A∩B={x|x?A,且x?B};交集的Venn图表示:
要点诠释:
(1)并不是任何两个集合都有公共元素,当集合A与B没有公共元素时,不能说A与B没有交集,而是AB??.
(2)概念中的“所有”两字的含义是,不仅“A∩B中的任意元素都是A与B的公共元素”,同时“A与B的公共元素都属于A∩B”.
(3)两个集合求交集,结果还是一个集合,是由集合A与B的所有公共元素组成的集合. 3.补集
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全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作U.
补集:对于全集U的一个子集A,由全集U中所有不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集(complementary set),简称为集合A的补集,记作:痧UA;即UA={x|x?U且x?A};补集的Venn图表示:
要点诠释:
(1)理解补集概念时,应注意补集eUA是对给定的集合A和U(A?U)相对而言的一个概念,一个确定的集合A,对于不同的集合U,补集不同.
(2)全集是相对于研究的问题而言的,如我们只在整数范围内研究问题,则Z为全集;而当问题扩展到实数集时,则R为全集,这时Z就不是全集.
(3)eUA表示U为全集时A的补集,如果全集换成其他集合(如R)时,则记号中“U”也必须换成相应的集合(即eRA).
4.集合基本运算的一些结论
A?B?A,A?B?B,A?A=A,A??=?,A?B=B?A
A?A?B,B?A?B,A?A=A,A??=A,A?B=B?A
(痧(UA)?A=? UA)?A=U,若A∩B=A,则A?B,反之也成立 若A∪B=B,则A?B,反之也成立
若x?(A∩B),则x?A且x?B 若x?(A∪B),则x?A,或x?B
求集合的并、交、补是集合间的基本运算,运算结果仍然还是集合,区分交集与并集的关键是“且”与“或”,在处理有关交集与并集的问题时,常常从这两个字眼出发去揭示、挖掘题设条件,结合Venn图或数轴进而用集合语言表达,增强数形结合的思想方法. 【典型例题】
类型一、集合间的关系
例1. 集合A??a|a?2k,k?N?,集合B??b|b???1?n2??1?(?1)?(n?1),n?N?,那么A,B间的??8?关系是( ).
A. AB B. BA C. A=B D.以上都不对 【答案】B
【解析】先用列举法表示集合A、B,再判断它们之间的关系.由题意可知,集合A是非负偶数集,
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?0(n为非负偶数时),1?n2?即A??0,2,4,6,8,????.集合B中的元素b??.而1?(?1)?(n?1)??1??8(n?1)(n?1)(n为正奇数时)??41(n?1)(n?1)(n为正奇数时)表示0或正偶数,但不是表示所有的正偶数,即n?1,3,5,7,???.由41(n?1)(n?1)依次得0,2,6,12,???,即B??0,2,612,,20,????. 4综上知,BA,应选B.
【总结升华】判断两个集合间的关系的关键在于:弄清两个集合的元素的构成,也就是弄清楚集合是由哪些元素组成的.这就需要把较为抽象的集合具体化(如用列举法来表示集合)、形象化(用Venn图,或数形集合表示).
举一反三:
【变式1】若集合A??x|x?2k?1,k?z?,B??x|x?4l?1,l?z?,则( ). A. AB B. BA C. A=B D.AB?Z
【答案】C
例2. 写出集合{a,b,c}的所有不同的子集.
【解析】不含任何元素子集为?,只含1个元素的子集为{a},{b},{c},含有2个元素的子集有{a,
3
b},{a,c},{b,c},含有3个元素的子集为{a,b,c},即含有3个元素的集合共有2=8个不同的子集.如果集合增加第4个元素d,则以上8个子集仍是新集合的子集,再将第4个元素d放入这8个子集中,
4
会得到新的8个子集,即含有4个元素的集合共有2=16个不同子集,由此可推测,含有n个元素的集合
n
共有2个不同的子集.
【总结升华】要写出一个集合的所有子集,我们可以按子集的元素个数的多少来分别写出.当元素个数相同时,应依次将每个元素考虑完后,再写剩下的子集.如本例中要写出2个元素的子集时,先从a起,a与每个元素搭配有{a,b},{a,c},然后不看a,再看b可与哪些元素搭配即可.同时还要注意两个特殊的子集:?和它本身.
举一反三: 【变式1】已知?a,b??A?a,b,c,d,e?,则这样的集合A有 个.
【答案】7个 【变式2】(2016 湛江一模)已知集合A={1,2,3},平面内以(x,y)为坐标的点集合B={(x,y)|x∈A,y∈A,x+y∈A},则B的子集个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8 【答案】D
【解析】∵ 集合A={1,2,3},平面内以(x,y)为坐标的点集合B={(x,y)|x∈A,y∈A,x+y∈A},
∴B={(1,1),(1,2),(2,1)} ∴B的子集个数为:23=8个. 故选D.
2222
例3.集合A={x|y=x+1},B={y|y=x+1},C={(x,y)|y=x+1},D={y=x+1}是否表示同一集合? 【答案】以上四个集合都不相同
22
【解析】集合A={x|y=x+1}的代表元素为x,故集合A表示的是函数y=x+1中自变量x的取值范围,即函数的定义域A=(??,??);
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