谁能给我30道备战高考数学的集合题型,
不要重复的!如果不够30道,但包括集合百分之九十的题型也行!如果有别得好方法能让我在数学高考集合类问题上拿分也行!!!谢谢各位大神了!...
不要重复的! 如果不够30道,但包括集合百分之九十的题型也行! 如果有别得好方法能让我在数学高考集合类问题上拿分也行!!! 谢谢各位大神了!
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题型1:集合的概念
(2009湖南卷理)某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱兵乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为_12__
答案 :12
解析 设两者都喜欢的人数为 人,则只喜爱篮球的有 人,只喜爱乒乓球的有 人,由此可得 ,解得 ,所以 ,即 所求人数为12人。
例1.(2009广东卷理)已知全集 ,集合 和
的关系的韦恩(Venn)图如图1所示,则阴影部分所示的集合的元素共有 ( )
A. 3个 B. 2个
C. 1个 D. 无穷多个
答案 B
解析 由 得 ,则 ,有2个,选B.
例2.(2009山东卷理)集合 , ,若 ,则 的值
为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.4
答案 D
解析 ∵ , , ∴ ∴ ,故选D.
【命题立意】:本题考查了集合的并集运算,并用观察法得到相对应的元素,从而求得答案,本题属于容易题.
题型2:集合的性质
例3.(2009山东卷理)集合 , ,若 ,则 的值为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.4
答案 D
解析 ∵ , , ∴ ∴ ,故选D.
【命题立意】:本题考查了集合的并集运算,并用观察法得到相对应的元素,从而求得答案,本题属于容易题.
随堂练习
1.( 广东地区2008年01月份期末试题汇编)设全集U=R,A={x∈N︱1≤x≤10},B={ x∈R︱x 2+ x-6=0},则下图中阴影表示的集合为 ( )
A.{2} B.{3}
C.{-3,2} D.{-2,3}
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,则实数a的取值范围为( ).
分析:解决数学问题的思维过程,一般总是从正面入手,即从已知条件出发,经过一系列的推理和运算,最后得到所要求的结论,但有时会遇到从正面不易入手的情况,这时可从反面去考虑.从反面考虑问题在集合中的运用主要就是运用补集思想.本题若直接求解,情形较复杂,也不容易得到正确结果,若我们先考虑其反面,再求其补集,就比较容易得到正确的解答.
解:由题知可解得A={y|y>a2+1或y<a}, B={y|2≤y≤4},我们不妨先考虑当A∩B=φ时a的范围.如图
由 ,得
∴ 或 .
即A∩B=φ时a的范围为 或 .而A∩B≠φ时a的范围显然是其补集,从而所求范围为 .
评注:一般地,我们在解时,若正面情形较为复杂,我们就可以先考虑其反面,再利用其补集,求得其解,这就是“补集思想”.
例4.已知全集 ,A={1, }如果 ,则这样的实数 是否存在?若存在,求出 ,若不存在,说明理由
解:∵ ;
∴ ,即 =0,解得
当 时, ,为A中元素;
当 时,
当 时,
∴这样的实数x存在,是 或 。
另法:∵
∴ ,
∴ =0且
∴ 或 。
点评:该题考察了集合间的关系以及集合的性质。分类讨论的过程中“当 时, ”不能满足集合中元素的互异性。此题的关键是理解符号 是两层含义: 。
变式题:已知集合 , , ,求 的值。
解:由 可知,
(1) ,或(2)
解(1)得 ,
解(2)得 ,
又因为当 时, 与题意不符,
所以, 。
题型3:集合的运算
例5.(2008年河南省上蔡一中高三月考)已知函数 的定义域集合是A,函数 的定义域集合是B
(1)求集合A、B
(2)若A B=B,求实数 的取值范围.
解 (1)A=
B=
(2)由A B=B得A B,因此
所以 ,所以实数 的取值范围是
例6.(2009宁夏海南卷理)已知集合 ,则 ( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 易有 ,选A
点评:该题考察了集合的交、补运算。
题型4:图解法解集合问题
例7.(2009年广西北海九中训练)已知集合M= ,N= ,则 ( )
A. B.
C. D.
答案 C
例8.湖南省长郡中学2008届高三第六次月考试卷数学(理)试卷
设全集 ,函数 的定义域为A,集合 ,若 恰好有2个元素,求a的取值集合。
解:
时, ∴
∴
,∴
∴
当 时, 在此区间上恰有2个偶数。
2、 ,其中 ,由 中的元素构成两个相应的集合:
, .其中 是有序数对,集合 和 中的元素个数分别为 和 .若对于任意的 ,总有 ,则称集合 具有性质 .
(I)对任何具有性质 的集合 ,证明: ;
(II)判断 和 的大小关系,并证明你的结论.
解:(I)证明:首先,由 中元素构成的有序数对 共有 个.
因为 ,所以 ;
又因为当 时, 时, ,所以当 时, .
从而,集合 中元素的个数最多为 ,
即 .
(II)解: ,证明如下:
(1)对于 ,根据定义, , ,且 ,从而 .
如果 与 是 的不同元素,那么 与 中至少有一个不成立,从而 与 中也至少有一个不成立.
故 与 也是 的不同元素.
可见, 中元素的个数不多于 中元素的个数,即 ,
(2)对于 ,根据定义, , ,且 ,从而 .如果 与 是 的不同元素,那么 与 中至少有一个不成立,从而 与 中也不至少有一个不成立,
故 与 也是 的不同元素.
可见, 中元素的个数不多于 中元素的个数,即 ,
由(1)(2)可知, .
例9.向50名学生调查对A、B两事件的态度,有如下结果 赞成A的人数是全体的五分之三,其余的不赞成,赞成B的比赞成A的多3人,其余的不赞成;另外,对A、B都不赞成的学生数比对A、B都赞成的学生数的三分之一多1人。问对A、B都赞成的学生和都不赞成的学生各有多少人?
解:赞成A的人数为50× =30,赞成B的人数为30+3=33,如上图,记50名学生组成的集合为U,赞成事件A的学生全体为集合A;赞成事件B的学生全体为集合B。
设对事件A、B都赞成的学生人数为x,则对A、B都不赞成的学生人数为 +1,赞成A而不赞成B的人数为30-x,赞成B而不赞成A的人数为33-x。依题意(30-x)+(33-x)+x+( +1)=50,解得x=21。所以对A、B都赞成的同学有21人,都不赞成的有8人 。
点评:在集合问题中,有一些常用的方法如数轴法取交并集,韦恩图法等,需要考生切实掌握。本题主要强化学生的这种能力。解答本题的闪光点是考生能由题目中的条件,想到用韦恩图直观地表示出来。本题难点在于所给的数量关系比较错综复杂,一时理不清头绪,不好找线索。画出韦恩图,形象地表示出各数量关系间的联系。
例10.求1到200这200个数中既不是2的倍数,又不是3的倍数,也不是5的倍数的自然数共有多少个?
解:如图先画出Venn图,不难看出不符合条件
的数共有(200÷2)+(200÷3)+(200÷5)
-(200÷10)-(200÷6)-(200÷15)
+(200÷30)=146
所以,符合条件的数共有200-146=54(个)
点评:分析200个数分为两类,即满足题设条件的和不满足题设条件的两大类,而不满足条件的这一类标准明确而简单,可考虑用扣除法。
题型7:集合综合题
例11.(1999上海,17)设集合A={x||x-a|<2},B={x| <1},若A B,求实数a的取值范围。
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}。
因为A B,所以 ,于是0≤a≤1。
点评:这是一道研究集合的包含关系与解不等式相结合的综合性题目。主要考查集合的概念及运算,解绝对值不等式、分式不等式和不等式组的基本方法。在解题过程中要注意利用不等式的解集在数轴上的表示方法.体现了数形结合的思想方法。
例12.已知{an}是等差数列,d为公差且不为0,a1和d均为实数,它的前n项和记作Sn,设集合A={(an, )|n∈N*},B={(x,y)| x2-y2=1,x,y∈R}。
试问下列结论是否正确,如果正确,请给予证明;如果不正确,请举例说明:
(1)若以集合A中的元素作为点的坐标,则这些点都在同一条直线上;
(2)A∩B至多有一个元素;
(3)当a1≠0时,一定有A∩B≠ 。
解:(1)正确;在等差数列{an}中,Sn= ,则 (a1+an),这表明点(an, )的坐标适合方程y (x+a1),于是点(an, )均在直线y= x+ a1上。
(2)正确;设(x,y)∈A∩B,则(x,y)中的坐标x,y应是方程组 的解,由方程组消去y得:2a1x+a12=-4(*),
当a1=0时,方程(*)无解,此时A∩B= ;
当a1≠0时,方程(*)只有一个解x= ,此时,方程组也只有一解 ,故上述方程组至多有一解。
∴A∩B至多有一个元素。
(3)不正确;取a1=1,d=1,对一切的x∈N*,有an=a1+(n-1)d=n>0, >0,这时集合A中的元素作为点的坐标,其横、纵坐标均为正,另外,由于a1=1≠0 如果A∩B≠ ,那么据(2)的结论,A∩B中至多有一个元素(x0,y0),而x0= <0,y0= <0,这样的(x0,y0) A,产生矛盾,故a1=1,d=1时A∩B= ,所以a1≠0时,一定有A∩B≠ 是不正确的。
点评:该题融合了集合、数列、直线方程的知识,属于知识交汇题。
变式题:解答下述问题:
(Ⅰ)设集合 , ,求实数m的取值范围.
分析:关键是准确理解 的具体意义,首先要从数学意义上解释 的意义,然后才能提出解决问题的具体方法。
解:
的取值范围是 UM={m|m<-2}.
(解法三)设 这是开口向上的抛物线, ,则二次函数性质知命题又等价于
注意,在解法三中,f(x)的对称轴的位置起了关键作用,否则解答没有这么简单。
(Ⅱ)已知两个正整数集合A={a1,a2,a3,a4},
、B.
分析:命题中的集合是列举法给出的,只需要根据“交、并”的意义及元素的基本性质解决,注意“正整数”这个条件的运用,
(Ⅲ)
分析:正确理解
要使 ,
由
当k=0时,方程有解 ,不合题意;
当 ①
又由
由 ②,
由①、②得
∵b为自然数,∴b=2,代入①、②得k=1
点评:这是一组关于集合的“交、并”的常规问题,解决这些问题的关键是准确理解问题条件的具体的数学内容,才能由此寻求解决的方法。
题型6:课标创新题
例13.七名学生排成一排,甲不站在最左端和最右端的两个位置之一,乙、丙都不能站在正中间的位置,则有多少不同的排法?
解:设集合A={甲站在最左端的位置},
B={甲站在最右端的位置},
C={乙站在正中间的位置},
D={丙站在正中间的位置},
则集合A、B、C、D的关系如图所示,
∴不同的排法有 种.
点评:这是一道排列应用问题,如果直接分类、分步解答需要一定的基本功,容易错,若考虑运用集合思想解答,则比较容易理解。上面的例子说明了集合思想的一些应用,在今后的学习中应注意总结集合应用的经验。
例14.A是由定义在 上且满足如下条件的函数 组成的集合:①对任意 ,都有 ; ②存在常数 ,使得对任意的 ,都有
(1)设 ,证明:
(2)设 ,如果存在 ,使得 ,那么这样的 是唯一的;
(3)设 ,任取 ,令 证明:给定正整数k,对任意的正整数p,成立不等式 H。
解:
对任意 , , , ,所以
对任意的 ,
,
,
所以0< ,
令 = ,
,
所以
反证法:设存在两个 使得 , 。
则由 ,
得 ,所以 ,矛盾,故结论成立。
,
所以
+…
。
点评:函数的概念是在集合理论上发展起来的,而此题又将函数的性质融合在集合的关系当中,题目比较新颖
五.【思维总结】
集合知识可以使我们更好地理解数学中广泛使用的集合语言,并用集合语言表达数学问题,运用集合观点去研究和解决数学问题。
1.学习集合的基础能力是准确描述集合中的元素,熟练运用集合的各种符号,如 、 、 、 、=、 A、∪,∩等等;
2.强化对集合与集合关系题目的训练,理解集合中代表元素的真正意义,注意利用几何直观性研究问题,注意运用Venn图解题方法的训练,加强两种集合表示方法转换和化简训练;解决集合有关问题的关键是准确理解集合所描述的具体内容(即读懂问题中的集合)以及各个集合之间的关系,常常根据“Venn图”来加深对集合的理解,一个集合能化简(或求解),一般应考虑先化简(或求解);
3.确定集合的“包含关系”与求集合的“交、并、补”是学习集合的中心内容,解决问题时应根据问题所涉及的具体的数学内容来寻求方法。
① 区别∈与 、 与 、a与{a}、φ与{φ}、{(1,2)}与{1,2};
② A B时,A有两种情况:A=φ与A≠φ
③若集合A中有n 个元素,则集合A的所有不同的子集个数为 ,所有真子集的个数是 -1, 所有非空真子集的个数是
④区分集合中元素的形式:
如 ;
;
;
;
;
;
。
⑤空集是指不含任何元素的集合。 、 和 的区别;0与三者间的关系。空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。条件为 ,在讨论的时候不要遗忘了 的情况。
⑥符号“ ”是表示元素与集合之间关系的,立体几何中的体现点与直线(面)的关系 ;符号“ ”是表示集合与集合之间关系的,立体几何中的体现面与直线(面)的关系。
逻辑是研究思维形式及其规律的一门学科,是人们认识和研究问题不可缺少的工具,是为了培养学生的推理技能,发展学生的思维能力
(2009湖南卷理)某班共30人,其中15人喜爱篮球运动,10人喜爱兵乓球运动,8人对这两项运动都不喜爱,则喜爱篮球运动但不喜爱乒乓球运动的人数为_12__
答案 :12
解析 设两者都喜欢的人数为 人,则只喜爱篮球的有 人,只喜爱乒乓球的有 人,由此可得 ,解得 ,所以 ,即 所求人数为12人。
例1.(2009广东卷理)已知全集 ,集合 和
的关系的韦恩(Venn)图如图1所示,则阴影部分所示的集合的元素共有 ( )
A. 3个 B. 2个
C. 1个 D. 无穷多个
答案 B
解析 由 得 ,则 ,有2个,选B.
例2.(2009山东卷理)集合 , ,若 ,则 的值
为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.4
答案 D
解析 ∵ , , ∴ ∴ ,故选D.
【命题立意】:本题考查了集合的并集运算,并用观察法得到相对应的元素,从而求得答案,本题属于容易题.
题型2:集合的性质
例3.(2009山东卷理)集合 , ,若 ,则 的值为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.4
答案 D
解析 ∵ , , ∴ ∴ ,故选D.
【命题立意】:本题考查了集合的并集运算,并用观察法得到相对应的元素,从而求得答案,本题属于容易题.
随堂练习
1.( 广东地区2008年01月份期末试题汇编)设全集U=R,A={x∈N︱1≤x≤10},B={ x∈R︱x 2+ x-6=0},则下图中阴影表示的集合为 ( )
A.{2} B.{3}
C.{-3,2} D.{-2,3}
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,则实数a的取值范围为( ).
分析:解决数学问题的思维过程,一般总是从正面入手,即从已知条件出发,经过一系列的推理和运算,最后得到所要求的结论,但有时会遇到从正面不易入手的情况,这时可从反面去考虑.从反面考虑问题在集合中的运用主要就是运用补集思想.本题若直接求解,情形较复杂,也不容易得到正确结果,若我们先考虑其反面,再求其补集,就比较容易得到正确的解答.
解:由题知可解得A={y|y>a2+1或y<a}, B={y|2≤y≤4},我们不妨先考虑当A∩B=φ时a的范围.如图
由 ,得
∴ 或 .
即A∩B=φ时a的范围为 或 .而A∩B≠φ时a的范围显然是其补集,从而所求范围为 .
评注:一般地,我们在解时,若正面情形较为复杂,我们就可以先考虑其反面,再利用其补集,求得其解,这就是“补集思想”.
例4.已知全集 ,A={1, }如果 ,则这样的实数 是否存在?若存在,求出 ,若不存在,说明理由
解:∵ ;
∴ ,即 =0,解得
当 时, ,为A中元素;
当 时,
当 时,
∴这样的实数x存在,是 或 。
另法:∵
∴ ,
∴ =0且
∴ 或 。
点评:该题考察了集合间的关系以及集合的性质。分类讨论的过程中“当 时, ”不能满足集合中元素的互异性。此题的关键是理解符号 是两层含义: 。
变式题:已知集合 , , ,求 的值。
解:由 可知,
(1) ,或(2)
解(1)得 ,
解(2)得 ,
又因为当 时, 与题意不符,
所以, 。
题型3:集合的运算
例5.(2008年河南省上蔡一中高三月考)已知函数 的定义域集合是A,函数 的定义域集合是B
(1)求集合A、B
(2)若A B=B,求实数 的取值范围.
解 (1)A=
B=
(2)由A B=B得A B,因此
所以 ,所以实数 的取值范围是
例6.(2009宁夏海南卷理)已知集合 ,则 ( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 易有 ,选A
点评:该题考察了集合的交、补运算。
题型4:图解法解集合问题
例7.(2009年广西北海九中训练)已知集合M= ,N= ,则 ( )
A. B.
C. D.
答案 C
例8.湖南省长郡中学2008届高三第六次月考试卷数学(理)试卷
设全集 ,函数 的定义域为A,集合 ,若 恰好有2个元素,求a的取值集合。
解:
时, ∴
∴
,∴
∴
当 时, 在此区间上恰有2个偶数。
2、 ,其中 ,由 中的元素构成两个相应的集合:
, .其中 是有序数对,集合 和 中的元素个数分别为 和 .若对于任意的 ,总有 ,则称集合 具有性质 .
(I)对任何具有性质 的集合 ,证明: ;
(II)判断 和 的大小关系,并证明你的结论.
解:(I)证明:首先,由 中元素构成的有序数对 共有 个.
因为 ,所以 ;
又因为当 时, 时, ,所以当 时, .
从而,集合 中元素的个数最多为 ,
即 .
(II)解: ,证明如下:
(1)对于 ,根据定义, , ,且 ,从而 .
如果 与 是 的不同元素,那么 与 中至少有一个不成立,从而 与 中也至少有一个不成立.
故 与 也是 的不同元素.
可见, 中元素的个数不多于 中元素的个数,即 ,
(2)对于 ,根据定义, , ,且 ,从而 .如果 与 是 的不同元素,那么 与 中至少有一个不成立,从而 与 中也不至少有一个不成立,
故 与 也是 的不同元素.
可见, 中元素的个数不多于 中元素的个数,即 ,
由(1)(2)可知, .
例9.向50名学生调查对A、B两事件的态度,有如下结果 赞成A的人数是全体的五分之三,其余的不赞成,赞成B的比赞成A的多3人,其余的不赞成;另外,对A、B都不赞成的学生数比对A、B都赞成的学生数的三分之一多1人。问对A、B都赞成的学生和都不赞成的学生各有多少人?
解:赞成A的人数为50× =30,赞成B的人数为30+3=33,如上图,记50名学生组成的集合为U,赞成事件A的学生全体为集合A;赞成事件B的学生全体为集合B。
设对事件A、B都赞成的学生人数为x,则对A、B都不赞成的学生人数为 +1,赞成A而不赞成B的人数为30-x,赞成B而不赞成A的人数为33-x。依题意(30-x)+(33-x)+x+( +1)=50,解得x=21。所以对A、B都赞成的同学有21人,都不赞成的有8人 。
点评:在集合问题中,有一些常用的方法如数轴法取交并集,韦恩图法等,需要考生切实掌握。本题主要强化学生的这种能力。解答本题的闪光点是考生能由题目中的条件,想到用韦恩图直观地表示出来。本题难点在于所给的数量关系比较错综复杂,一时理不清头绪,不好找线索。画出韦恩图,形象地表示出各数量关系间的联系。
例10.求1到200这200个数中既不是2的倍数,又不是3的倍数,也不是5的倍数的自然数共有多少个?
解:如图先画出Venn图,不难看出不符合条件
的数共有(200÷2)+(200÷3)+(200÷5)
-(200÷10)-(200÷6)-(200÷15)
+(200÷30)=146
所以,符合条件的数共有200-146=54(个)
点评:分析200个数分为两类,即满足题设条件的和不满足题设条件的两大类,而不满足条件的这一类标准明确而简单,可考虑用扣除法。
题型7:集合综合题
例11.(1999上海,17)设集合A={x||x-a|<2},B={x| <1},若A B,求实数a的取值范围。
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}。
因为A B,所以 ,于是0≤a≤1。
点评:这是一道研究集合的包含关系与解不等式相结合的综合性题目。主要考查集合的概念及运算,解绝对值不等式、分式不等式和不等式组的基本方法。在解题过程中要注意利用不等式的解集在数轴上的表示方法.体现了数形结合的思想方法。
例12.已知{an}是等差数列,d为公差且不为0,a1和d均为实数,它的前n项和记作Sn,设集合A={(an, )|n∈N*},B={(x,y)| x2-y2=1,x,y∈R}。
试问下列结论是否正确,如果正确,请给予证明;如果不正确,请举例说明:
(1)若以集合A中的元素作为点的坐标,则这些点都在同一条直线上;
(2)A∩B至多有一个元素;
(3)当a1≠0时,一定有A∩B≠ 。
解:(1)正确;在等差数列{an}中,Sn= ,则 (a1+an),这表明点(an, )的坐标适合方程y (x+a1),于是点(an, )均在直线y= x+ a1上。
(2)正确;设(x,y)∈A∩B,则(x,y)中的坐标x,y应是方程组 的解,由方程组消去y得:2a1x+a12=-4(*),
当a1=0时,方程(*)无解,此时A∩B= ;
当a1≠0时,方程(*)只有一个解x= ,此时,方程组也只有一解 ,故上述方程组至多有一解。
∴A∩B至多有一个元素。
(3)不正确;取a1=1,d=1,对一切的x∈N*,有an=a1+(n-1)d=n>0, >0,这时集合A中的元素作为点的坐标,其横、纵坐标均为正,另外,由于a1=1≠0 如果A∩B≠ ,那么据(2)的结论,A∩B中至多有一个元素(x0,y0),而x0= <0,y0= <0,这样的(x0,y0) A,产生矛盾,故a1=1,d=1时A∩B= ,所以a1≠0时,一定有A∩B≠ 是不正确的。
点评:该题融合了集合、数列、直线方程的知识,属于知识交汇题。
变式题:解答下述问题:
(Ⅰ)设集合 , ,求实数m的取值范围.
分析:关键是准确理解 的具体意义,首先要从数学意义上解释 的意义,然后才能提出解决问题的具体方法。
解:
的取值范围是 UM={m|m<-2}.
(解法三)设 这是开口向上的抛物线, ,则二次函数性质知命题又等价于
注意,在解法三中,f(x)的对称轴的位置起了关键作用,否则解答没有这么简单。
(Ⅱ)已知两个正整数集合A={a1,a2,a3,a4},
、B.
分析:命题中的集合是列举法给出的,只需要根据“交、并”的意义及元素的基本性质解决,注意“正整数”这个条件的运用,
(Ⅲ)
分析:正确理解
要使 ,
由
当k=0时,方程有解 ,不合题意;
当 ①
又由
由 ②,
由①、②得
∵b为自然数,∴b=2,代入①、②得k=1
点评:这是一组关于集合的“交、并”的常规问题,解决这些问题的关键是准确理解问题条件的具体的数学内容,才能由此寻求解决的方法。
题型6:课标创新题
例13.七名学生排成一排,甲不站在最左端和最右端的两个位置之一,乙、丙都不能站在正中间的位置,则有多少不同的排法?
解:设集合A={甲站在最左端的位置},
B={甲站在最右端的位置},
C={乙站在正中间的位置},
D={丙站在正中间的位置},
则集合A、B、C、D的关系如图所示,
∴不同的排法有 种.
点评:这是一道排列应用问题,如果直接分类、分步解答需要一定的基本功,容易错,若考虑运用集合思想解答,则比较容易理解。上面的例子说明了集合思想的一些应用,在今后的学习中应注意总结集合应用的经验。
例14.A是由定义在 上且满足如下条件的函数 组成的集合:①对任意 ,都有 ; ②存在常数 ,使得对任意的 ,都有
(1)设 ,证明:
(2)设 ,如果存在 ,使得 ,那么这样的 是唯一的;
(3)设 ,任取 ,令 证明:给定正整数k,对任意的正整数p,成立不等式 H。
解:
对任意 , , , ,所以
对任意的 ,
,
,
所以0< ,
令 = ,
,
所以
反证法:设存在两个 使得 , 。
则由 ,
得 ,所以 ,矛盾,故结论成立。
,
所以
+…
。
点评:函数的概念是在集合理论上发展起来的,而此题又将函数的性质融合在集合的关系当中,题目比较新颖
五.【思维总结】
集合知识可以使我们更好地理解数学中广泛使用的集合语言,并用集合语言表达数学问题,运用集合观点去研究和解决数学问题。
1.学习集合的基础能力是准确描述集合中的元素,熟练运用集合的各种符号,如 、 、 、 、=、 A、∪,∩等等;
2.强化对集合与集合关系题目的训练,理解集合中代表元素的真正意义,注意利用几何直观性研究问题,注意运用Venn图解题方法的训练,加强两种集合表示方法转换和化简训练;解决集合有关问题的关键是准确理解集合所描述的具体内容(即读懂问题中的集合)以及各个集合之间的关系,常常根据“Venn图”来加深对集合的理解,一个集合能化简(或求解),一般应考虑先化简(或求解);
3.确定集合的“包含关系”与求集合的“交、并、补”是学习集合的中心内容,解决问题时应根据问题所涉及的具体的数学内容来寻求方法。
① 区别∈与 、 与 、a与{a}、φ与{φ}、{(1,2)}与{1,2};
② A B时,A有两种情况:A=φ与A≠φ
③若集合A中有n 个元素,则集合A的所有不同的子集个数为 ,所有真子集的个数是 -1, 所有非空真子集的个数是
④区分集合中元素的形式:
如 ;
;
;
;
;
;
。
⑤空集是指不含任何元素的集合。 、 和 的区别;0与三者间的关系。空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。条件为 ,在讨论的时候不要遗忘了 的情况。
⑥符号“ ”是表示元素与集合之间关系的,立体几何中的体现点与直线(面)的关系 ;符号“ ”是表示集合与集合之间关系的,立体几何中的体现面与直线(面)的关系。
逻辑是研究思维形式及其规律的一门学科,是人们认识和研究问题不可缺少的工具,是为了培养学生的推理技能,发展学生的思维能力
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