内容正文:
第9讲 区间的概念及运算
考点一:区间及相关概念
(1)区间的概念及记法
设a,b是两个实数,而且,我们规定:
定义
名称
符号
数轴表示
闭区间
开区间
半闭半开区间
半开半闭区间
(2)无穷大
实数集R可以用区间表示为,“”读作“无穷大”,“”读作“负无穷大”,“”读作“正无穷大”.
(3)特殊区间的表示
定义
区间
数轴表示
题型一:区间的定义及表示
【精选例题】
【例1】(多选题)下列集合不能用区间形式表示的是( )
A. B. C.或 D.
【答案】ABD
【详解】区间形式可以表示连续数集,是无限集A,D是自然数集的子集,都不能用区间形式表示,
B选项,Q是有理数,数轴上大于1的有理数不是连续的,故只有C可以,区间形式为,
故选:ABD.
【例2】下列集合与区间表示的集合相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】区间表示的集合为,A.集合表示点集,只有一个元素,故A错误;
B. ,故B正确;C. ,表示数集,其中只有2个元素,故C错误;D. ,故D错误.故选:B
【例3】下列区间与集合或相对应的是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】集合中的可以表示为区间,集合中的可以表示为区间,
∵或是并集关系,∴集合表示为故选:C.
【例4】已知为一确定区间,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为为一确定区间,则故选:A
【例5】十九世纪下半叶集合论的创立,奠定了现代数学的基础.著名的“康托三分集”是数学理性思维的构造产物,具体典型的分形特征,其操作过程如下:将闭区间均分为三段,去掉中间的开区间段,记为第一次操作;再将剩下的两个区间、分别均为三段,并各自去掉中间的开区间段,记为第二次操作;.如此这样,每次在上一次操作的基础上,将剩下的各个区间分别均分为三段,同样各自去掉中间的开区间段.操作过程不断地进行下去,以至无穷,剩下的区间集合即“康托三分集”.第三次操作后,从左到右第六个区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】第一次操作剩下的区间为、;第二次操作剩下的区间为、、、;
第三次操作剩下的区间为、、、、、、、.
即从左到右第六个区间为.故选:D.
【跟踪训练】
1.用区间表示数轴正半轴上所有点对应的实数组成的集合,该集合为______.
【答案】
【详解】用区间表示数轴正半轴上所有点对应的实数为.故答案为:.
2.区间等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】区间表示由的实数组成的集合,A选项集合中只含有0,1两个元素,故A错;B选项集合中的元素是区间不是实数,故B错;D选项表示的是的实数组成的集合,故D错.故选:C.
3.下列集合不能用区间的形式表示的个数为( )
①;②;③;④;⑤;⑥.
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【详解】区间形式可以表示连续数集,是无限集①②是自然数集的子集,③是空集为有限集,都不能用区间形式表示,④是图形的集合,不是数集,等边三角形组成的集合.⑥Q是有理数,数轴上大于1的有理数不是连续的,故只有⑤可以,区间形式为,故答案为:D.
4.集合用区间表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:集合或用区间表示为:.故选:B.
5.若为一确定区间,则a的取值范围是________.
【答案】
【详解】根据区间表示数集的方法原则可知,,解得:,所以a的取值范围是.
故答案为:
6.将集合用区间表示为___________.
【答案】
【详解】根据题意,集合表示大于等于1小于5,且不等于3的实数的集合.故可用区间表示为:
故答案为:.
题型二:区间的关系与运算
【精选例题】
【例1】,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,所以,=,故选:D
【例2】不等式的解集用区间可表示为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由解得,用区间表示为,故选D.
【例3】已知集合,,若,则a的取值范围是________________.
【答案】
【详解】因为,所以,因为,,所以,解得:.
故答案为:
【例4】不等式的解集用区间表示为________.
【答案】
【详解】原式等价于等价于,数轴穿根法易得:.故答案为:
【跟踪训练】
1.设集合,,则______.
【答案】
【详解】因为,,所以,故答案为:.
2.设集合,,则______