錯解剖析得真知(一)
第一章集合與常用邏輯用語
§1.1 集合的概念與運算
一、知識導學
1.集合:一般地,一定範圍內某些確定的、不同的物件的全體構成乙個集合.
2.元素:集合中的每乙個物件稱為該集合的元素,簡稱元.
3.子集:如果集合a的任意乙個元素都是集合b的元素(若則),則稱
集合a為集合b的子集,記為ab或ba;如果ab,並且ab,這時集合a稱為集合b的真子集,記為ab或ba.
4.集合的相等:如果集合a、b同時滿足ab、ba,則a=b.
5.補集:設as,由s中不屬於a的所有元素組成的集合稱為s的子集a的補集,記
為 .6.全集:如果集合s包含所要研究的各個集合,這時s可以看做乙個全集,全集通常
記作u.
7.交集:一般地,由所有屬於集合a且屬於b的元素構成的集合,稱為a與b的交集,
記作ab.
8.並集:一般地,由所有屬於集合a或者屬於b的元素構成的集合,稱為a與b的並
集,記作ab.
9.空集:不含任何元素的集合稱為空集,記作.
10.有限集:含有有限個元素的集合稱為有限集.
11.無限集:含有無限個元素的集合稱為無限集.
12.集合的常用表示方法:列舉法、描述法、圖示法(venn圖).
13.常用數集的記法:自然數集記作n,正整數集記作n+或n,整數集記作z,有理數集記作q,實數集記作r.
二、疑難知識導析
1.符號,,,,=,表示集合與集合之間的關係,其中「」包括「」和「=」兩種情況,同樣「」包括「」和「=」兩種情況.符號,表示元素與集合之間的關係.要注意兩類不同符號的區別.
2.在判斷給定物件能否構成集合時,特別要注意它的「確定性」,在表示乙個集合時,要特別注意它的「互異性」、「無序性」.
3.在集合運算中必須注意組成集合的元素應具備的性質.
4.對由條件給出的集合要明白它所表示的意義,即元素指什麼,是什麼範圍.用集合表示不等式(組)的解集時,要注意分辨是交集還是並集,結合數軸或文氏圖的直觀性幫助思維判斷.空集是任何集合的子集,但因為不好用文氏圖形表示,容易被忽視,如在關係式中,b=易漏掉的情況.
5.若集合中的元素是用座標形式表示的,要注意滿足條件的點構成的圖形是什麼,用數形結合法解之.
6.若集合中含有引數,須對引數進行分類討論,討論時既不重複又不遺漏.
7.在集合運算過程中要借助數軸、直角座標平面、venn圖等將有關集合直觀地表示出來.
8.要注意集合與方程、函式、不等式、三角、幾何等知識的密切聯絡與綜合使用.
9.含有n個元素的集合的所有子集個數為:,所有真子集個數為:-1
三、經典例題導講
[例1] 已知集合m=,n=,則m∩n=( )
a.(0,1),(1,2) b.
c. d.
錯解:求m∩n及解方程組得或 ∴選b
錯因:在集合概念的理解上,僅注意了構成集合元素的共同屬性,而忽視了集合的元素是什麼.事實上m、n的元素是數而不是實數對(x,y),因此m、n是數集而不是點集,
m、n分別表示函式y=x2+1(x∈r),y=x+1(x∈r)的值域,求m∩n即求兩函式值域的交集.
正解:m==, n==.
∴m∩n=∩=, ∴應選d.
注:集合是由元素構成的,認識集合要從認識元素開始,要注意區分、、,這三個集合是不同的.
[例2] 已知a=,b=且a∪b=a,求實數a組成的集合c.
錯解:由x2-3x+2=0得x=1或2.
當x=1時,a=2, 當x=2時,a=1.
錯因:上述解答只注意了b為非空集合,實際上,b=時,仍滿足a∪b=a.
當a=0時,b=,符合題設,應補上,故正確答案為c=.
正解:∵a∪b=a ∴ba 又a==
∴b=或 ∴c=
[例3]已知ma,nb, 且集合a=,b=,又c=,則有: ( )
a.m+na b. m+nb d. m+n不屬於a,b,c中任意乙個
錯解:∵ma,∴m=2a,a,同理n=2a+1,az, ∴m+n=4a+1,故選c
錯因是上述解法縮小了m+n的取值範圍.
正解:∵ma, ∴設m=2a1,a1z, 又∵n,∴n=2a2+1,a2 z ,
∴m+n=2(a1+a2)+1,而a1+a2 z , ∴m+nb, 故選b.
[例4] 已知集合a=,集合b=.若ba,求實數p的取值範圍.
錯解:由x2-3x-10≤0得-2≤x≤5.
欲使ba,只須
∴ p的取值範圍是-3≤p≤3.
錯因:上述解答忽略了"空集是任何集合的子集"這一結論,即b=時,符合題設.
正解:①當b≠時,即p+1≤2p-1p≥2.
由ba得:-2≤p+1且2p-1≤5.
由-3≤p≤3.
∴ 2≤p≤3
②當b=時,即p+1>2p-1p<2.
由①、②得:p≤3.
點評:從以上解答應看到:解決有關a∩b=、a∪b=,ab等集合問題易忽視空集的情況而出現漏解,這需要在解題過程中要全方位、多角度審視問題.
[例5] 已知集合a=,b=.若a=b,求c的值.
分析:要解決c的求值問題,關鍵是要有方程的數學思想,此題應根據相等的兩個集合元素完全相同及集合中元素的確定性、互異性,無序性建立關係式.
解:分兩種情況進行討論.
(1)若a+b=ac且a+2b=ac2,消去b得:a+ac2-2ac=0,
a=0時,集合b中的三元素均為零,和元素的互異性相矛盾,故a≠0.
∴c2-2c+1=0,即c=1,但c=1時,b中的三元素又相同,此時無解.
(2)若a+b=ac2且a+2b=ac,消去b得:2ac2-ac-a=0,
∵a≠0,∴2c2-c-1=0,
即(c-1)(2c+1)=0,又c≠1,故c=-.
點評:解決集合相等的問題易產生與互異性相矛盾的增解,這需要解題後進行檢驗.
[例6] 設a是實數集,滿足若a∈a,則a,且1?a.
⑴若2∈a,則a中至少還有幾個元素?求出這幾個元素.
⑵a能否為單元素集合?請說明理由.
⑶若a∈a,證明:1-∈a.
⑷求證:集合a中至少含有三個不同的元素.
解:⑴2∈a ? -1∈a ? ∈a ? 2∈a
∴ a中至少還有兩個元素:-1和
⑵如果a為單元素集合,則a=
即=0該方程無實數解,故在實數範圍內,a不可能是單元素集
⑶a∈a ? ∈a ? ∈a?a,即1-∈a
⑷由⑶知a∈a時,∈a, 1-∈a .現在證明a,1-, 三數互不相等.①若a=,即a2-a+1=0 ,方程無解,∴a≠
②若a=1-,即a2-a+1=0,方程無解∴a≠1-
③若1- =,即a2-a+1=0,方程無解∴1-≠.
綜上所述,集合a中至少有三個不同的元素.
點評:⑷的證明中要說明三個數互不相等,否則證明欠嚴謹.
[例7] 設集合a=,集合b=,試證:ab.
證明:任設∈a,
則==(+2)2-4(+2)+5 (∈n+),
∵ n∈n*,∴ n+2∈n*
∴ a∈b故 ①
顯然,1,而由
b==知1∈b,於是a≠b ②
由①、② 得ab.
點評:(1)判定集合間的關係,其基本方法是歸結為判定元素與集合之間關係.
(2)判定兩集合相等,主要是根據集合相等的定義.
四、典型習題導練
1.集合a=,b=,則a∩b的非空真子集的個數為( )
a.16 b.14 c.15d.32
2.數集中的x不能取的數值的集合是( )
a.b. c.d.
3. 若p=,q=,則p∩q等於( )
a.p b.q c. d.不知道
4. 若p=,q=,則必有( )
a.p∩q= b.p q c.p=q d.p q
5.若集合m={},n=,則mn= ( )
a. b.
c. d.
6.已知集合a=,若a∩r+=,則實數m的取值範圍是
7.(06高考全國ii卷)設,函式若的解集為a,,求實數的取值範圍.
8.已知集合a=和b=滿足
a∩b=,a∩b=,i=r,求實數a,b的值.
§1.2.常用邏輯用語
一、知識導學
1.邏輯聯結詞:「且」、「或」、 「非」分別用符號「」「」「」表示.
2.命題:能夠判斷真假的陳述句.
3.簡單命題:不含邏輯聯結詞的命題
4.復合命題:由簡單命題和邏輯聯結詞構成的命題,復合命題的基本形式:p或q;p且q;非p
5.四種命題的構成:原命題:若p則q; 逆命題:若q則p;否命題:若p 則q ;逆否命題:若q 則p.
6.原命題與逆否命題同真同假,是等價命題,即「若p則q」「若q 則p 」 .
7.反證法:欲證「若p則q」,從「非q」出發,匯出矛盾,從而知「若p則非q」為假,即「若p則q」為真 .
8.充分條件與必要條件:
①pq :p是q的充分條件;q是p的必要條件;
②pq :p是q的充要條件 .
9.常用的全稱量詞:「對所有的」、「 對任意乙個」「 對一切」「 對每乙個」「任給」等;並用符號「」 表示.含有全稱量詞的命題叫做全稱命題.
高中數學必修一集合知識點梳理
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