+(200÷30)=146
所以,符合條件的數(shù)共有200-146=54(個(gè))
點(diǎn)評(píng):分析200個(gè)數(shù)分為兩類,即滿足題設(shè)條件的和不滿足題設(shè)條件的兩大類,而不滿足條件的這一類標(biāo)準(zhǔn)明確而簡(jiǎn)單,可考慮用扣除法。
題型7:集合綜合題
例11.(1999上海,17)設(shè)集合A={x||x-a|<2},B={x|
<1},若A
B,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
解:由|x-a|<2,得a-2<x<a+2,所以A={x|a-2<x<a+2}。
由
<1,得
<0,即-2<x<3,所以B={x|-2<x<3}。
因?yàn)?i>A
B,所以
,于是0≤a≤1。
點(diǎn)評(píng):這是一道研究集合的包含關(guān)系與解不等式相結(jié)合的綜合性題目。主要考查集合的概念及運(yùn)算,解絕對(duì)值不等式、分式不等式和不等式組的基本方法。在解題過(guò)程中要注意利用不等式的解集在數(shù)軸上的表示方法.體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想方法。
例12.已知{an}是等差數(shù)列,d為公差且不為0,a1和d均為實(shí)數(shù),它的前n項(xiàng)和記作Sn,設(shè)集合A={(an,
)|n∈N*},B={(x,y)|
x2-y2=1,x,y∈R}。
試問(wèn)下列結(jié)論是否正確,如果正確,請(qǐng)給予證明;如果不正確,請(qǐng)舉例說(shuō)明:
(1)若以集合A中的元素作為點(diǎn)的坐標(biāo),則這些點(diǎn)都在同一條直線上;
(2)A∩B至多有一個(gè)元素;
(3)當(dāng)a1≠0時(shí),一定有A∩B≠
。
解:(1)正確;在等差數(shù)列{an}中,Sn=
,則
(a1+an),這表明點(diǎn)(an,
)的坐標(biāo)適合方程y
(x+a1),于是點(diǎn)(an,
)均在直線y=
x+
a1上。
(2)正確;設(shè)(x,y)∈A∩B,則(x,y)中的坐標(biāo)x,y應(yīng)是方程組
的解,由方程組消去y得:2a1x+a12=-4(*),
當(dāng)a1=0時(shí),方程(*)無(wú)解,此時(shí)A∩B=
;
當(dāng)a1≠0時(shí),方程(*)只有一個(gè)解x=
,此時(shí),方程組也只有一解
,故上述方程組至多有一解。
∴A∩B至多有一個(gè)元素。
(3)不正確;取a1=1,d=1,對(duì)一切的x∈N*,有an=a1+(n-1)d=n>0,
>0,這時(shí)集合A中的元素作為點(diǎn)的坐標(biāo),其橫、縱坐標(biāo)均為正,另外,由于a1=1≠0
如果A∩B≠
,那么據(jù)(2)的結(jié)論,A∩B中至多有一個(gè)元素(x0,y0),而x0=
<0,y0=
<0,這樣的(x0,y0)
A,產(chǎn)生矛盾,故a1=1,d=1時(shí)A∩B=
,所以a1≠0時(shí),一定有A∩B≠
是不正確的。
點(diǎn)評(píng):該題融合了集合、數(shù)列、直線方程的知識(shí),屬于知識(shí)交匯題。
變式題:解答下述問(wèn)題:
(Ⅰ)設(shè)集合
,
,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
分析:關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解
的具體意義,首先要從數(shù)學(xué)意義上解釋![]()
的意義,然后才能提出解決問(wèn)題的具體方法。
解:
![]()
![]()
的取值范圍是
UM={m|m<-2}.
![]()
(解法三)設(shè)
這是開口向上的拋物線,
,則二次函數(shù)性質(zhì)知命題又等價(jià)于![]()
注意,在解法三中,f(x)的對(duì)稱軸的位置起了關(guān)鍵作用,否則解答沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。
(Ⅱ)已知兩個(gè)正整數(shù)集合A={a1,a2,a3,a4},
![]()
、B.
分析:命題中的集合是列舉法給出的,只需要根據(jù)“交、并”的意義及元素的基本性質(zhì)解決,注意“正整數(shù)”這個(gè)條件的運(yùn)用,
![]()
(Ⅲ)![]()
![]()
分析:正確理解![]()
要使
,
由![]()
當(dāng)k=0時(shí),方程有解
,不合題意;
當(dāng)
①
又由![]()
由
②,
由①、②得![]()
∵b為自然數(shù),∴b=2,代入①、②得k=1
點(diǎn)評(píng):這是一組關(guān)于集合的“交、并”的常規(guī)問(wèn)題,解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解問(wèn)題條件的具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容,才能由此尋求解決的方法。
題型6:課標(biāo)創(chuàng)新題
例13.七名學(xué)生排成一排,甲不站在最左端和最右端的兩個(gè)位置之一,乙、丙都不能站在正中間的位置,則有多少不同的排法?
解:設(shè)集合A={甲站在最左端的位置},
B={甲站在最右端的位置},
C={乙站在正中間的位置},
D={丙站在正中間的位置},
則集合A、B、C、D的關(guān)系如圖所示,
∴不同的排法有
種.
點(diǎn)評(píng):這是一道排列應(yīng)用問(wèn)題,如果直接分類、分步解答需要一定的基本功,容易錯(cuò),若考慮運(yùn)用集合思想解答,則比較容易理解。上面的例子說(shuō)明了集合思想的一些應(yīng)用,在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)注意總結(jié)集合應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。
例14.A是由定義在
上且滿足如下條件的函數(shù)
組成的集合:①對(duì)任意
,都有
; ②存在常數(shù)
,使得對(duì)任意的
,都有![]()
(1)設(shè)
,證明:![]()
(2)設(shè)
,如果存在
,使得
,那么這樣的
是唯一的;
(3)設(shè)
,任取
,令
證明:給定正整數(shù)k,對(duì)任意的正整數(shù)p,成立不等式
H。
解:
對(duì)任意
,
,![]()
![]()
,
,所以![]()
對(duì)任意的
,
,
,
所以0<![]()
,
令
=
,
,![]()
所以![]()
反證法:設(shè)存在兩個(gè)
使得
,
。
則由
,
得
,所以
,矛盾,故結(jié)論成立。
,
所以![]()
![]()
![]()
![]()
+…![]()
。
點(diǎn)評(píng):函數(shù)的概念是在集合理論上發(fā)展起來(lái)的,而此題又將函數(shù)的性質(zhì)融合在集合的關(guān)系當(dāng)中,題目比較新穎![]()
2、
,其中
,由
中的元素構(gòu)成兩個(gè)相應(yīng)的集合:
,
.其中
是有序數(shù)對(duì),集合
和
中的元素個(gè)數(shù)分別為
和
.若對(duì)于任意的
,總有
,則稱集合
具有性質(zhì)
.
(I)對(duì)任何具有性質(zhì)
的集合
,證明:
;
(II)判斷
和
的大小關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
解:(I)證明:首先,由
中元素構(gòu)成的有序數(shù)對(duì)
共有
個(gè).
因?yàn)?sub>
,所以
;
又因?yàn)楫?dāng)
時(shí),
時(shí),
,所以當(dāng)
時(shí),
.
從而,集合
中元素的個(gè)數(shù)最多為
,
即
.
(II)解:
,證明如下:
(1)對(duì)于
,根據(jù)定義,
,
,且
,從而
.
如果
與
是
的不同元素,那么
與
中至少有一個(gè)不成立,從而
與
中也至少有一個(gè)不成立.
故
與
也是
的不同元素.
可見,
中元素的個(gè)數(shù)不多于
中元素的個(gè)數(shù),即
,
(2)對(duì)于
,根據(jù)定義,
,
,且
,從而
.如果
與
是
的不同元素,那么
與
中至少有一個(gè)不成立,從而
與
中也不至少有一個(gè)不成立,
故
與
也是
的不同元素.
可見,
中元素的個(gè)數(shù)不多于
中元素的個(gè)數(shù),即
,
由(1)(2)可知,
.
例9.向50名學(xué)生調(diào)查對(duì)A、B兩事件的態(tài)度,有如下結(jié)果
贊成A的人數(shù)是全體的五分之三,其余的不贊成,贊成B的比贊成A的多3人,其余的不贊成;另外,對(duì)A、B都不贊成的學(xué)生數(shù)比對(duì)A、B都贊成的學(xué)生數(shù)的三分之一多1人。問(wèn)對(duì)A、B都贊成的學(xué)生和都不贊成的學(xué)生各有多少人?
解:贊成A的人數(shù)為50×
=30,贊成B的人數(shù)為30+3=33,如上圖,記50名學(xué)生組成的集合為U,贊成事件A的學(xué)生全體為集合A;贊成事件B的學(xué)生全體為集合B。
設(shè)對(duì)事件A、B都贊成的學(xué)生人數(shù)為x,則對(duì)A、B都不贊成的學(xué)生人數(shù)為
+1,贊成A而不贊成B的人數(shù)為30-x,贊成B而不贊成A的人數(shù)為33-x。依題意(30-x)+(33-x)+x+(
+1)=50,解得x=21。所以對(duì)A、B都贊成的同學(xué)有21人,都不贊成的有8人
。
點(diǎn)評(píng):在集合問(wèn)題中,有一些常用的方法如數(shù)軸法取交并集,韋恩圖法等,需要考生切實(shí)掌握。本題主要強(qiáng)化學(xué)生的這種能力。解答本題的閃光點(diǎn)是考生能由題目中的條件,想到用韋恩圖直觀地表示出來(lái)。本題難點(diǎn)在于所給的數(shù)量關(guān)系比較錯(cuò)綜復(fù)雜,一時(shí)理不清頭緒,不好找線索。畫出韋恩圖,形象地表示出各數(shù)量關(guān)系間的聯(lián)系。
例10.求1到200這200個(gè)數(shù)中既不是2的倍數(shù),又不是3的倍數(shù),也不是5的倍數(shù)的自然數(shù)共有多少個(gè)?
解:如圖先畫出Venn圖,不難看出不符合條件
的數(shù)共有(200÷2)+(200÷3)+(200÷5)
2. 已知集合A={y|y2-(a2+a+1)y+a(a2+1)>0},B={y|y2-6y+8≤0},若A∩B≠φ,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為( ).
分析:解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的思維過(guò)程,一般總是從正面入手,即從已知條件出發(fā),經(jīng)過(guò)一系列的推理和運(yùn)算,最后得到所要求的結(jié)論,但有時(shí)會(huì)遇到從正面不易入手的情況,這時(shí)可從反面去考慮.從反面考慮問(wèn)題在集合中的運(yùn)用主要就是運(yùn)用補(bǔ)集思想.本題若直接求解,情形較復(fù)雜,也不容易得到正確結(jié)果,若我們先考慮其反面,再求其補(bǔ)集,就比較容易得到正確的解答.
解:由題知可解得A={y|y>a2+1或y<a}, B={y|2≤y≤4},我們不妨先考慮當(dāng)A∩B=φ時(shí)a的范圍.如圖
由
,得![]()
∴
或
.
即A∩B=φ時(shí)a的范圍為
或
.而A∩B≠φ時(shí)a的范圍顯然是其補(bǔ)集,從而所求范圍為
.
評(píng)注:一般地,我們?cè)诮鈺r(shí),若正面情形較為復(fù)雜,我們就可以先考慮其反面,再利用其補(bǔ)集,求得其解,這就是“補(bǔ)集思想”.
例4.已知全集
,A={1,
}如果
,則這樣的實(shí)數(shù)
是否存在?若存在,求出
,若不存在,說(shuō)明理由![]()
解:∵
;
∴
,即
=0,解得![]()
當(dāng)
時(shí),
,為A中元素;
當(dāng)
時(shí),![]()
當(dāng)
時(shí),![]()
∴這樣的實(shí)數(shù)x存在,是
或
。
另法:∵![]()
∴
,![]()
∴
=0且![]()
∴
或
。
點(diǎn)評(píng):該題考察了集合間的關(guān)系以及集合的性質(zhì)。分類討論的過(guò)程中“當(dāng)
時(shí),
”不能滿足集合中元素的互異性。此題的關(guān)鍵是理解符號(hào)
是兩層含義:
。
變式題:已知集合
,
,
,求
的值。
解:由
可知,
(1)
,或(2)![]()
解(1)得
,
解(2)得
,
又因?yàn)楫?dāng)
時(shí),
與題意不符,
所以,
。
題型3:集合的運(yùn)算
例5.(2008年河南省上蔡一中高三月考)已知函數(shù)
的定義域集合是A,函數(shù)
的定義域集合是B
(1)求集合A、B
(2)若A
B=B,求實(shí)數(shù)
的取值范圍.
解 (1)A=![]()
B=![]()
(2)由A
B=B得A
B,因此![]()
所以
,所以實(shí)數(shù)
的取值范圍是![]()
例6.(2009寧夏海南卷理)已知集合
,則
( )
A.
B.![]()
C.
D.![]()
答案 A
解析 易有![]()
,選A
點(diǎn)評(píng):該題考察了集合的交、補(bǔ)運(yùn)算。
題型4:圖解法解集合問(wèn)題
例7.(2009年廣西北海九中訓(xùn)練)已知集合M=
,N=
,則
( )
A.
B.
C.
D.![]()
答案 C
例8.湖南省長(zhǎng)郡中學(xué)2008屆高三第六次月考試卷數(shù)學(xué)(理)試卷
設(shè)全集
,函數(shù)
的定義域?yàn)锳,集合
,若
恰好有2個(gè)元素,求a的取值集合。
解:![]()
時(shí),
∴![]()
∴![]()
,∴![]()
∴![]()
當(dāng)
時(shí),
在此區(qū)間上恰有2個(gè)偶數(shù)。
![]()
題型1:集合的概念
(2009湖南卷理)某班共30人,其中15人喜愛(ài)籃球運(yùn)動(dòng),10人喜愛(ài)兵乓球運(yùn)動(dòng),8人對(duì)這兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)都不喜愛(ài),則喜愛(ài)籃球運(yùn)動(dòng)但不喜愛(ài)乒乓球運(yùn)動(dòng)的人數(shù)為_12__
答案 :12
解析 設(shè)兩者都喜歡的人數(shù)為
人,則只喜愛(ài)籃球的有
人,只喜愛(ài)乒乓球的有
人,由此可得
,解得
,所以
,即 所求人數(shù)為12人!
![]()
例1.(2009廣東卷理)已知全集
,集合
和
的關(guān)系的韋恩(Venn)圖如圖1所示,則陰影部分所示的集合的元素共有 ( )
![]()
A. 3個(gè) B. 2個(gè)
C. 1個(gè) D. 無(wú)窮多個(gè)
答案 B
解析 由
得
,則
,有2個(gè),選B.
例2.(2009山東卷理)集合
,
,若
,則
的值
為 ( )
A.0 B.1 C.2 D.4
答案 D
解析 ∵
,
,
∴
∴
,故選D.
[命題立意]:本題考查了集合的并集運(yùn)算,并用觀察法得到相對(duì)應(yīng)的元素,從而求得答案,本題屬于容易題.
題型2:集合的性質(zhì)
例3.(2009山東卷理)集合
,
,若
,則
的值為 ( )
A.0 B.1 C.2 D.4
答案 D
解析 ∵
,
,
∴
∴
,故選D.
[命題立意]:本題考查了集合的并集運(yùn)算,并用觀察法得到相對(duì)應(yīng)的元素,從而求得答案,本題屬于容易題.
隨堂練習(xí)
1.
( 廣東地區(qū)2008年01月份期末試題匯編)設(shè)全集U=R,A={x∈N︱1≤x≤10},B={ x∈R︱x 2+
x-6=0},則下圖中陰影表示的集合為 ( )
A.{2} B.{3}
C.{-3,2} D.{-2,3}
5.集合的簡(jiǎn)單性質(zhì):
(1)![]()
(2)![]()
(3)![]()
(4)
;
(5)
(A∩B)=(
A)∪(
B),
(A∪B)=(
A)∩(
B)。
4.交集與并集:
(1)一般地,由屬于集合A且屬于集合B的元素所組成的集合,叫做集合A與B的交集。交集
。
(2)一般地,由所有屬于集合A或?qū)儆诩?i>B的元素所組成的集合,稱為集合A與B的并集。![]()
![]()
注意:求集合的并、交、補(bǔ)是集合間的基本運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果仍然還是集合,區(qū)分交集與并集的關(guān)鍵是“且”與“或”,在處理有關(guān)交集與并集的問(wèn)題時(shí),常常從這兩個(gè)字眼出發(fā)去揭示、挖掘題設(shè)條件,結(jié)合Venn圖或數(shù)軸進(jìn)而用集合語(yǔ)言表達(dá),增強(qiáng)數(shù)形結(jié)合的思想方法。
3.全集與補(bǔ)集:
(1)包含了我們所要研究的各個(gè)集合的全部元素的集合稱為全集,記作U;
(2)若S是一個(gè)集合,A
S,則,
=
稱S中子集A的補(bǔ)集;
(3)簡(jiǎn)單性質(zhì):1)
(
)=A;2)
S=
,
=S![]()
2.集合的包含關(guān)系:
(1)集合A的任何一個(gè)元素都是集合B的元素,則稱A是B的子集(或B包含A),記作A
B(或
);
集合相等:構(gòu)成兩個(gè)集合的元素完全一樣。若A
B且B
A,則稱A等于B,記作A=B;若A
B且A≠B,則稱A是B的真子集,記作A B;
(2)簡(jiǎn)單性質(zhì):1)A
A;2)![]()
A;3)若A
B,B
C,則A
C;4)若集合A是n個(gè)元素的集合,則集合A有2n個(gè)子集(其中2n-1個(gè)真子集);
1.集合:某些指定的對(duì)象集在一起成為集合![]()
(1)集合中的對(duì)象稱元素,若a是集合A的元素,記作
;若b不是集合A的元素,記作
;
(2)集合中的元素必須滿足:確定性、互異性與無(wú)序性;
確定性:設(shè)A是一個(gè)給定的集合,x是某一個(gè)具體對(duì)象,則或者是A的元素,或者不是A的元素,兩種情況必有一種且只有一種成立;
互異性:一個(gè)給定集合中的元素,指屬于這個(gè)集合的互不相同的個(gè)體(對(duì)象),因此,同一集合中不應(yīng)重復(fù)出現(xiàn)同一元素;
無(wú)序性:集合中不同的元素之間沒(méi)有地位差異,集合不同于元素的排列順序無(wú)關(guān);
(3)表示一個(gè)集合可用列舉法、描述法或圖示法;
列舉法:把集合中的元素一一列舉出來(lái),寫在大括號(hào)內(nèi);
描述法:把集合中的元素的公共屬性描述出來(lái),寫在大括號(hào){}內(nèi)。
具體方法:在大括號(hào)內(nèi)先寫上表示這個(gè)集合元素的一般符號(hào)及取值(或變化)范圍,再畫一條豎線,在豎線后寫出這個(gè)集合中元素所具有的共同特征。
注意:列舉法與描述法各有優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該根據(jù)具體問(wèn)題確定采用哪種表示法,要注意,一般集合中元素較多或有無(wú)限個(gè)元素時(shí),不宜采用列舉法。
(4)常用數(shù)集及其記法:
非負(fù)整數(shù)集(或自然數(shù)集),記作N;
正整數(shù)集,記作N*或N+;
整數(shù)集,記作Z;
有理數(shù)集,記作Q;
實(shí)數(shù)集,記作R。
有關(guān)集合的高考試題,考查重點(diǎn)是集合與集合之間的關(guān)系,近年試題加強(qiáng)了對(duì)集合的計(jì)算化簡(jiǎn)的考查,并向無(wú)限集發(fā)展,考查抽象思維能力,在解決這些問(wèn)題時(shí),要注意利用幾何的直觀性,注意運(yùn)用Venn圖解題方法的訓(xùn)練,注意利用特殊值法解題,加強(qiáng)集合表示方法的轉(zhuǎn)換和化簡(jiǎn)的訓(xùn)練?荚囆问蕉嘁砸坏肋x擇題為主,分值5分。
預(yù)測(cè)2010年高考將繼續(xù)體現(xiàn)本章知識(shí)的工具作用,多以小題形式出現(xiàn),也會(huì)滲透在解答題的表達(dá)之中,相對(duì)獨(dú)立。具體題型估計(jì)為:
(1)題型是1個(gè)選擇題或1個(gè)填空題;
(2)熱點(diǎn)是集合的基本概念、運(yùn)算和工具作用![]()
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