内容正文:
[对应学生用书P3]
一、集合的新定义问题
所谓集合“新定义”问题,是指在现有集合的定义,以及相关概念、运算法则的基础上,定义一种新运算、新性质、新元素等.
二、解决集合新定义问题的着手点
1.正确理解新定义:剥去新定义、新法则、新运算的外表,转化为我们熟悉的集合知识.
2.合理利用集合性质:运用集合的性质(如元素的性质、集合的运算性质等)是破解新定义型集合问题的关键.
3.对于选择题,可结合选项,通过验证、排除、对比、特值法等进行求解或排除错误选项,当不满足新定义的要求时,只需通过举反例来说明.
类型一 集合的“新概念”
(多选)大数据时代,需要对数据库进行检索,检索过程中有时会出现笛卡尔积现象,而笛卡尔积会产生大量的数据,对内存、计算资源都会产生巨大压力,为优化检索软件,编程人员需要了解笛卡尔积.两个集合A和B,用A中元素为第一元素,B中元素为第二元素构成有序对,所有这样的有序对组成的集合叫作A与B的笛卡尔积,又称直积,记为A×B.即A×B={(x,y)|x∈A且y∈B}.关于任意非空集合M,N,T,下列说法错误的是( )
A.M×N=N×M
B.(M×N)×T=M×(N×T)
C.M×(N∪T)(M×N)∪(M×T)
D.M×(N∩T)=(M×N)∩(M×T)
[解析] 对于A,若M={1},N={1,2},则M×N={(1,1),(1,2) },N×M={(1,1),(2,1) },M×N≠N×M,A错误;对于B,若M={1},N={2},T={3},则M×N={(1,2) },(M×N)×T={((1,2),3) },而M×(N×T)={(1,(2,3))},(M×N)×T≠M×(N×T),B错误;对于C,若M={1),N={2},T={3},则M×(N∪T)={(1,2),(1,3) },
M×N={(1,2) },M×T={(1,3) },M×(N∪T)=(M×N)∪(M×T),C错误;对于D,任取元素(x,y)∈M×(N∩T),则x∈M且y∈N∩T,则y∈N且y∈T,
于是(x,y)∈M×N且(x,y)∈M×T,即(x,y)∈(M×N)∩(M×T).
反之,若任取元素(x,y)∈(M×N)∩(M×T),则(x,y)∈M×N且(x,y)∈M×T,
因此x∈M,y∈N且y∈T,
即x∈M且y∈N∩T,
所以(x,y)∈M×(N∩T),即M×(N∩T)=(M×N)∩(M×T),D正确.
故选ABC.
[答案] ABC
1.已知集合P={4,5,6},Q={1,2,3},定义P-Q={x|x=p-q,p∈P,q∈Q},则集合P-Q的所有真子集的个数为( )
A.32 B.31
C.30 D.29
解析 集合P={4,5,6},Q={1,2,3},定义P-Q={x|x=p-q,p∈P,q∈Q},
则P-Q={1,2,3,4,5},元素个数为5,
故集合P-Q的所有真子集的个数为25-1=31.故选B.
答案 B
2.定义集合A⊙B={x|x=,a∈A,b∈B},若A={n,-1},B={,1},且集合A⊙B有3个元素,则由实数n所有取值组成的集合的非空真子集的个数为( )
A.2 B.6
C.14 D.15
解析 因为A⊙B={x|x=,a∈A,b∈B},A={n,-1},B={,1},
所以x=,,,,
又集合A⊙B有3个元素,
当=,即n=0时,A⊙B={,,1},满足题意;
当=,即n=1(n=-1舍去)时,A⊙B={,},不符合题意;
当=,即n=±时,A⊙B={,,2},满足题意;
当=,即n=1(n=-1舍去)时,A⊙B={,},不符合题意.
综上,n∈{0,,-},故所构成集合的非空真子集的个数为23-2=6.故选B.
答案 B
类型二 集合的“新运算”
定义集合运算:A*B={z|z=xy,x∈A∩B,y∈A∪B}.若集合A={1,2,3},B={0,1,2},则∁A*BB=( )
A.{0} B.{0,4}
C.{3,4,6} D.{0,4,6}
[解析] 因为A∩B={1,2},A∪B={0,1,2,3},所以A*B={0,1,2,3,4,6},∁A*BB={3,4,6}.
故选C.
[答案] C
已知集合A={1,2,3},B={2,4},定义集合A,B间的运算A-B={x|x∈A,x∉B},则集合A-(A-B)=( )
A.{2,4} B.{1,3}
C.{1,2,4} D.{2}
解析 因为集合A={1,2,3},B={2,4},
所以A-B={1,3},所以A-(A-B)={2}.
故选D.
答案 D
类型三 集合的“新性质”
若数集A={a1,a2,…,an}(1≤a1<a2<…<an,n≥2)具有性质P:对任意的i,j(1≤i<j≤n),aiaj与中至少有一个属于A,则称集合A为“权集”,则( )
A.{1,3,4}为“权集”
B.{1,2,3,6}为“权集”
C.“权集”中元素可以有0
D.“权集”中一定有1
[解析] 因为3×4与均不属于数集{1,3,4},所以A错误;
因为1×2,1×3,1×6,2×3,,都属于数集{1,2,3,6},所以B正确;
由“权集”的定义可知不能有0,所以C错误;
易知{2,3,6}是“权集”,所以“权集”中不一定有1,故D错误.故选B.
[答案] B
(多选)设A是非空数集,若对任意x,y∈A,都有x+y∈A,xy∈A,则称A具有性质P.下列命题为真命题的是( )
A.若A具有性质P,则A可以是有限集
B.若A1,A2具有性质P,且A1∩A2≠∅,则A1∩A2具有性质P
C.若A1,A2具有性质P,则A1∪A2具有性质P
D.若A具有性质P,且A≠R,则∁RA不具有性质P
解析 对于A,取集合A={0,1}具有性质P,故A可以是有限集,故A正确;对于B,取x,y∈A1∩A2,则x∈A1,x∈A2,y∈A1,y∈A2,又A1,A2具有性质P,∴x+y∈A1,xy∈A1,x+y∈A2,xy∈A2,∴x+y∈A1∩A2,xy∈A1∩A2,所以A1∩A2具有性质P,故B正确;对于C,取A1={x|x=2k,k∈Z},A2={x|x=3k,k∈Z},2∈A1,3∈A2,但2+3∉A1∪A2,故C错误;对于D,若A具有性质P,且A≠R,假设∁RA也具有性质P,
设0∈A,在∁RA中任取一个x,x≠0,此时可证得-x∈A,否则若-x∈∁RA,由于∁RA也具有性质P,则x+(-x)=0∈∁RA,与0∈A矛盾,故-x∈A,
由于A具有性质P,∁RA也具有性质P,
所以(-x)2∈A,x2∈∁RA,
而(-x)2=x2,这与A∩∁RA=∅矛盾,
故当0∈A且A具有性质P时,则∁RA不具有性质P,
同理当0∈∁RA时,也可以类似推出矛盾,故D正确.
答案 ABD
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