一、元素的互異性①
例1.含有三個(gè)實(shí)數(shù)的集合可表示{a, ,1},也可表示為{a2,a+b,0},則a2007+b2007的值為( )
A.0 B.1 C.-1 D.±1
解析:方法1:集合{a, ,1}中含有1,因此集合{a2,a+b,0}中也含有1,若a2=1,則a=±1,當(dāng)a=1時(shí),集合{1,b,1}中兩元素不互異,舍去.當(dāng)a=1時(shí),集合{-1,-b,1}與集合{1,b,-1,0}相等,得b=0,當(dāng)a+b=1時(shí),集合{a, ,1}={a2,1,0}這時(shí) =0,即a=1,b=0與{1,1}中元素互異矛盾,舍去;故a=-1,b=0,所以a2007+b2007=-1故選C.
方法2:集合{a2,a+b,0}中有0,因此集合{a, ,1}中必有0,而 a≠0,只有b=0由集合相等可知a2=1,∴a=±1,又元素互異,∴a=-1因此a2007+b2007=-1,故選C。
二、區(qū)分?jǐn)?shù)集與點(diǎn)集
以數(shù)和點(diǎn)為元素的集合分別叫數(shù)集和點(diǎn)集,是我們研究的主要對(duì)象,因而研究集合必須搞清楚集合中的元素是什么。如:對(duì)于集合
A={x?佐y=x2-2x+5,0≤x≤3},
B={y?佐y=x2-2x+5,0≤x≤3},
C={(x,y)?佐y=x2-2x+5,0≤x≤3}
A中的元素是函數(shù)y=x2-2x+5,0≤x≤3的自變量x的取值,B中的元素是函數(shù)值,C中的元素是函數(shù)圖象上的點(diǎn)。
例2.A={(x,y)?佐x2=y2},B={(x,y)?佐x=y2},則A∩B=
解析:A,B集合都表示曲線方程上點(diǎn)的集合,A∩B表示它們的交點(diǎn)的集合,所以答案因是點(diǎn)的集合:
A∩B=(x,y)?佐x2=y2x=y2={(0.0),(1,1),(1,-1)
變題:已知M=y?佐y=x2,N=y?佐x2+y2=2,則A∩B=( )
A.(1,1)(1,-1) B.1 C.[0,1] D.0,
解析:M,N都表示數(shù)集,M是函數(shù)y的范圍,N是圓的方程中 y的范圍,即M=0,+∞),N=- , ,所以M∩N=0, ,故選D。
三、區(qū)別?準(zhǔn),?準(zhǔn),0,0
?準(zhǔn)?綴?準(zhǔn),此時(shí)?準(zhǔn)作為元素,而?準(zhǔn)則為元素?準(zhǔn)的集合;?準(zhǔn)?奐?準(zhǔn)中的?準(zhǔn)和?準(zhǔn)均作為集合來理解,這樣就符合空集是任何非空集合的真子集這一事實(shí)。同時(shí)不要把0和0與?準(zhǔn)混淆,數(shù)0不是集合,0是含有一個(gè)元素0的集合,而?準(zhǔn)是不含任何元素的集合,更不能把空集錯(cuò)誤地寫成空集或?準(zhǔn)。
例3.下列關(guān)系成立的是 ( )
A.a,b=(a,b) B.?準(zhǔn)?奐?準(zhǔn)
C.0?奐0 D.0?哿?準(zhǔn)
解析:A的左邊表是數(shù)集,有兩個(gè)元素a,b,右邊表示點(diǎn)集,有一個(gè)點(diǎn)(a,b),所以不相等;B正確;C.左邊表示元素,右邊表示集合,而元素與集合的關(guān)系是?綴, 的關(guān)系,既表示錯(cuò)誤;D.左邊表示有一個(gè)元素0的集合,左邊表示空集,剛好弄反了,故選B。
四、區(qū)別?奐,?勱,?哿,?勐,?埭,?芫
A?哿B與A?勐B是互逆的,A?哿B與A?芫B是互否的,而A?哿B與B?勐A等同的;
自于A?奐B它等價(jià)于A?哿B與A?芫B是互否的,而A?哿B與B?勐A是等同的;自于A?奐B它等價(jià)于A?芫B且A≠B,A?哿B,包括A=B,A?奐B兩種情況其中必有一種且只有一種成立;關(guān)于A?哿B與A?勐B一般不同時(shí)成立,如果同時(shí)成立,那么A=B。
例4.設(shè)集合M={x?佐x= + ,k?綴Z},N=xx= + ,k?綴Z},表示正確的是( )
A.M=N B.M?奐N
C.M?勱N D.M∩N=?準(zhǔn)
解析:解法1:列舉法
∵x= + = (k?綴Z) ∴M={…,- , , , , , …}
∵x= + = (k?綴Z) ∴N={…- ,0, , , ,1…}
∴M?奐N,故選B。
解法2:比較法
M={x?佐x= + ,k?綴Z}={x?佐x= ,k?綴Z}
N={x?佐x= + ,k?綴Z}={x?佐x= ,k?綴Z}
∵2k+1為奇數(shù),而k+2為整數(shù) ∴M?奐N,故選B。
五、不要忘了空集
空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
例5.A={x?佐x2-8x+15=0},B={x?佐ax-1=0},若B?奐A求實(shí)數(shù)a的值。
解析:集合A的元素是方程x2-8x+15=0的解,即A={3,5}由于ax-1=0最高次數(shù)是1,又有B?奐A,所以B集合可為?準(zhǔn),{3},{5},這里易忘了B=?準(zhǔn)的情況。
當(dāng)B=?準(zhǔn)時(shí),即ax-1=0無解,a=0
當(dāng)B={3}時(shí),即3是ax-1=0的解,代入3a-1=0,所以a=
當(dāng)B={5}時(shí),即5是ax-1=0的解,代入5a-1=0,所以a=
綜上所述:a=0或 或
參考文獻(xiàn):
劉詩雄.數(shù)學(xué)奧林匹克小叢書.高中卷1:集合:第2版,華東師范大學(xué)出版社,2012-07.
作者簡介:朱洪家,男,1976年11月出生,本科,就職于阜寧縣第一高級(jí)中學(xué),研究方向:數(shù)學(xué)教學(xué)。
編輯 孫玲娟