内容正文:
第一章
集合与常用逻辑用语
第1讲 描述运动的基本概念
04 补集思想的应用
方法技巧
第1讲 描述运动的基本概念
1.补集思想及集合原理
对于一些比较复杂、抽象、条件和结论之间的关系不明确的数学问题,从正面考虑需要分多种情况
讨论,运算量大,难以入手,而从问题的反面入手,可以达到化难为易、化繁为简的效果,这就是“正难
则反”的解题策略,运用的是补集思想.即已知全集U,求子集A,若直接求A比较困难,可先求∁UA,再由
∁U(∁UA)=A求A.
2.补集思想解决的问题类型及解题步骤
常利用补集思想求解含有“至多”“至少”“存在唯一”“不存在”等的问题,其步骤如下:
(1)否定问题中的结论,即假设问题中结论的“反面”成立;
第1讲 描述运动的基本概念
(2)求“反面”对应的情况,一般用集合表示;
(3)取(2)中集合的补集(注意全集的范围).
3.补集思想解决否定型集合问题的关键
(1)只要突破“全集界定、对立转化、边界验证”三个疑难,就能将复杂的否定型问题转化为简单的肯
定型问题,实现“正难则反”的高效解题.
(2)转化求解对立问题:按“量词否定+联结词否定+关系否定”的规则,写出原否定问题的对立命题(肯
定型,易求解).按肯定型问题的解法求出对立命题的结果.
(3)验证补集的正确性、边界值是否符合原问题,确保无遗漏或多余.
第1讲 描述运动的基本概念
4.补集思想解决至多、至少型问题的关键
(1)无论场景是计数(子集、元素个数)还是求参数的范围,都可按“定全集→转对立→解对立→回代→
验证”的一般步骤操作求解.
(2)转化技巧:转化对立,减少分类.避免“多对多”转化,确保对立问题是“单一”种类.如“至少2个”
→“0个或1个”,虽含两类,但比“2个,3个,…,n个”简单.
第1讲 描述运动的基本概念
名师点津
此类问题的本质是“正面问题与反面问题的转化”,核心是“正难则反、化繁为简”,利用“原问题结
果=全集结果-补集结果”反向推导.
第1讲 描述运动的基本概念
勘破疑难
1.应用补集思想的注意点:
(1)精准定位适用场景,避免盲目使用.
①正面情况复杂(如“至少一个满足”“不都满足”)、分类讨论超过两类时,优先用补集思想;
②常见场景:集合运算(如求“P∩Q≠Q”的补集“P∩Q=Q”)、参数范围求解(如“方程有解”的补
集“方程无解”).
(2)明确全集范围,筑牢转化基础.
2.“至少有n个”的对立面是“至多有(n-1)个”,“至多有n个”的对立面是“至少有(n+1)个”.特别
地,“至少有1个”的对立面为“一个也没有”,“至多有1个”的对立面为“至少有2个”.
第1讲 描述运动的基本概念
典例 已知集合A={x|x2+ax+1=0},B={x|x2+2x-a=0},C={x|x2+2ax+2=0}.若三个集合中至少有一个集合不
是空集,求实数a的取值范围.
思路点拨 “至少有一个集合不是空集”包含:一个、两个、三个,各又细分3种、3种、1种情况,共7
种情况,而其反面情况是“不是空集的集合一个也没有”,即“三个集合都是空集”,较简单,故研究反
面情况后再取“补集”即可.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 假设三个集合都是空集,即三个方程均无实根(将集合是空集转化为方程无解),
则 即
∴- <a<-1,
∴当a≤- 或a≥-1时,三个方程中至少有一个方程有实根,即三个集合中至少有一个集合不是空集.
∴a的取值范围为{a|a≤- 或a≥-1}.
主编点评 补集作为一种思想方法,转化了研究对象,开辟了解决问题的新思路:在解决问题时,若顺向
思维受阻,则改用逆向思维.
第1讲 描述运动的基本概念
$