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专题04 有关集合的“似是而非”问题
集合作为表述数学对象的一种数学语言,是贯穿整个高中数学学习的始终。在解不等式(组)中集合被用于表示解集;在讨论函数定义及函数基本性质、基本初等函数时,集合表示函数的定义域和值域;在解析几何中用来表示具有某种性质的点的集合;而《课程标准》对此的要求是:知道集合的意义,理解集合的元素及其与集合的关系符号;…会用“列举法”和“描述法”表示集合;理解集合之间的包含关系,掌握子集的概念;掌握集合的“交”、“并”、“补”等运算,知道有关的基本运算性质。会求几个集合的交集、并集,会求已知集合的补集;在使用集合语言表示有关数学对象的过程中,应注意规范与完整的表述。
一、《必修第一册》目录与内容提要
第1章 集合与逻辑:1.1集合初步
1.1.1 集合;1.1.2 集合的表示方法;1.1.3 集合之间的关系;1.1.4 集合的运算;
1、集合的概念与表示:
(1) 集合是一些确定对象的全体.集合中的元素具有确定、无序、不重复的特征;常用数集有、、、等;
(2)空集是不含任何元素的集合;
(3)当时,满足的所有实数组成的集合记作开区间,满足 的所有实数组成的集合记作闭区间等;
2. 集合的关系与运算:
(1)子集关系可分为两类:真子集与相等的集合.
(2) 集合与的交集是这两个集合的所有公共元素所组成的集合,记作;集合与的并集是这两个集合的所有元素所组成的集合,记作.
(3)相对于全集,其任一子集均有补集.一个集合的补集是指在全集中而不在中的全体元素所组成的集合,记作;也可以写成∁U:
1、集合中元素的三个特性:确定性、无序性、互异性;在解题时尤其要注意互异性;
2、空集是任何集合的子集,即;是任何非空集合的真子集;在涉及集合关系时,必须优先考虑空集,否则会造成漏解;
3、如果对于任意的,都有,则;
如果且存在,但,则;
如果且,则;
题型1、关注集合中的元素与特性
例1、已知集合A中含有三个元素:1,0,x,且x2∈A,求实数x的值;
【错解】由x2∈A知,若x2=1,则x=±1;若x2=0,则x=0;若x2=x,则x=0或x=1.综上,x的值为-1或0或1.
【错因分析】
【正解】
【说明】集合中元素的特性是什么?
【提示】(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.如:“世界上面积很小的国家”不能构成集合,因为“很小”标准不明确;(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的.相同的对象归入同一个集合时只能算作集合的一个元素;(3)无序性:集合中的元素与顺序无关.如:集合{2,3,5,7}与集合{7,5,2,3}表示同一集合;
题型2、注意集合的规范表示
例2、用列举法写出关于x的方程x2-(a+1)x+a=0的解集;
【错解】 由x2-(a+1)x+a=0,得(x-a)(x-1)=0,方程的解为x=a或x=1.∴解集为{a,1}.
【错因分析】
【正解】
【说明】本题考查了利用解方程化简集合,得注意分类讨论;与用列举法表示集合,得注意集合元素的互异性;
题型3、注意集合间的关系与空集的关联
例3、若集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1`=0},且BA,求m的值.
【错解】 由A=,得A={-3,2}.由B={x|mx+1=0},得B=.
∵BA,∴-=-3或-=2,解得m=或m=-.∴m的值为或-;
【错因分析】
【正解】
【说明】1、如何理解子集概念?
【提示】:“A⊆B”即A是B的子集,集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素.不能理解成“A是B中部分元素组成的集合”.因为当A=B时,也有A⊆B,但A中含有B中的所有元素.
2、怎样判断两个集合相等?
【提示】:(1)两集合若是有限集,常用列举法写出所有元素,判断元素是否完全相同;(2)若集合是无限集,则依据A⊆B,且B⊆A进行判断.
3、“∈”与“⊆”的区别是什么?
【提示】:(1)前者表示元素与集合之间的关系;(2)后者表示集合与集合之间的关系;
4、如何理解符号“⊆”与“”?
【提示】:(1)若A⊆B,则AB或A=B必居其一;(2)若A={1,2},B={1,2,3},则A是B的子集,用符号A⊆B与AB均可,但用AB更准确;
5、空集与其他集合的关系是什么?
【提示】:(1)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集;(2)空集只有一个子集,即它本身;空集无真子集;
题型4、解答含参数集合间的运算问题时注意“空集”
例4、设集合A=,B={x|x>0},且A∩B=∅,求实数p满足的条件.
【错解】∵A∩B=∅,B≠∅.∴A=∅,即关于x的方程x2+2x+2-p=0无实根.
∴Δ=22-4×(2-p)<0,解得p<1.
【错因分析】
【正解】
题型5、解答数集合时注意“端点”
例5、已知R为全集,A=