内容正文:
1.3 集合的基本运算
知识易错易混
【知识导图】
【易错易混】 集合运算中忽略对空集的讨论
例1 设集合A={x|-2<x<1},B={x|1-m<x<2m-2},若A∩B=B,求实数m的取值范围.
解:因为A∩B=B,所以B⊆A.
①当B=⌀时,1-m≥2m-2,解得m≤1;
②当B≠⌀时,由题得解得1<m≤.
综上,实数m的取值范围是.
解题方法拓展
【方法解读】 数形结合和正难则反
例2 已知全集U=A∪B={x∈N|0≤x≤10},A∩(∁UB)={1,3,5,7},求集合B.
解:因为A∩(∁UB)={1,3,5,7},
所以1,3,5,7∈A,1,3,5,7∈∁UB,
所以1,3,5,7∉B.
U=A∪B={x∈N|0≤x≤10}={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},
作出Venn图,如图,由图可知B={0,2,4,6,8,9,10}.
例3 已知全集U={x|x<10,x∈N*},且A∩B={6},(∁UA)∩B={3,4,7},A∩(∁UB)={2,5},则∁U(A∪B)= .
[答案] {1,8,9}
[解析] 由题知全集U={x|x<10,x∈N*}={1,2,3,4,5,6,7,8,9},A∩B={6},(∁UA)∩B={3,4,7},A∩(∁UB)={2,5},画出Venn图如图所示,所以∁U(A∪B)={1,8,9}.
例4 已知全集U=R,集合A={x|0≤x≤4},B={x|m≤x≤m+2},若A∩B≠⌀,则实数m的取值范围为 .
[答案] {m|-2≤m≤4}
[解析] 若A∩B=⌀,则m+2<0或m>4,解得m<-2或m>4,故当A∩B≠⌀时,实数m的取值范围为{m|-2≤m≤4}.
【教材拓展】 德·摩根定律和容斥原理
1.德·摩根定律
∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB);∁U(A∪B)=(∁UA)∩(∁UB).
该法则可借助Venn图帮助理解.
2.容斥原理
在研究集合时,经常遇到有关集合中元素的个数问题.我们把含有有限个元素的集合A叫作有限集,用card(A)表示有限集合A中元素的个数.例如A={a,b,c},则card(A)=3.把包含于某内容中的所有对象的数目先计算出来,然后再把计数时重复计算的数目排斥出去,使得计算的结果既无遗漏又无重复,这种计数的方法称为容斥原理.
(1)两个有限集的容斥原理:一般地,对于两个有限集A,B,我们有card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B);
(2)三个有限集的容斥原理:一般地,对于三个有限集A,B,C,我们有card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(C∩A)+card(A∩B∩C).
例5 [教材P35第11题] 学校举办运动会时,高一(1)班共有28名同学参加比赛,有15人参加游泳比赛,有8人参加田径比赛,有14人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有3 人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有3人,没有人同时参加三项比赛.同时参加田径和球类比赛的有多少人?只参加游泳一项比赛的有多少人?
解:设同时参加田径和球类比赛的有x人,则28=15+8+14-3-3-x,解得x=3,
即同时参加田径和球类比赛的有3人,
只参加游泳一项比赛的有15-3-3=9(人).
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