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集合的并、交、补运算
【例1】 已知全集U={0,1,2,3,4,5,6},集合A={x∈N|1<x≤4},B={x∈R|x2-3x+2=0}.
(1)用列举法表示集合A与B;
(2)求A∩B及?U(A∪B).
[解] (1)由题知,A={2,3,4},B={x∈R|(x-1)(x-2)=0}={1,2}.
(2)由题知,A∩B={2},A∪B={1,2,3,4},所以?U(A∪B)={0,5,6}.
集合的运算主要包括交集、并集和补集运算.这也是高考对集合部分的主要考查点.有些题目比较简单,直接根据集合运算的定义可得.有些题目与解不等式或方程相结合,需要先正确求解不等式,再进行集合运算.还有的集合问题比较抽象,解题时需借助Venn图进行数形分析或利用数轴等,采用数形结合思想方法,可使问题直观化、形象化,进而能使问题简捷、准确地获解.
1.已知全集U={1,2,3,4},集合A={1,2},B={2,3},则?U(A∪B)=( )
A.{1,3,4} B.{3,4}
C.{3} D.{4}
D [∵A={1,2},B={2,3},∴A∪B={1,2,3},
∴?U(A∪B)={4}.]
集合关系和运算中的参数问题
【例2】 已知集合A={x|0≤x≤2},B={x|a≤x≤a+3}.
(1)若(?RA)∪B=R,求a的取值范围;
(2)是否存在a使(?RA)∪B=R且A∩B=??
[解] (1)A={x|0≤x≤2},
∴?RA={x|x<0或x>2}.
∵(?RA)∪B=R,
∴eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a≤0,,a+3≥2.))
∴-1≤a≤0.
(2)由(1)知(?RA)∪B=R时,-1≤a≤0,而2≤a+3≤3,
∴A?B,这与A∩B=?矛盾.即这样的a不存在.
根据集合间关系求参数范围时,要深刻理解子集的概念,把形如A?B的问题转化为AB或A=B,进而列出不等式组,使问题得以解决.在建立不等式过程中,可借助数轴以形促数,化抽象为具体.要注意作图准确,分类全面.
2.已知集合A={x|-3≤x<2},B={x|2k-1≤x≤2k+1},且B?A,求实数k的取值范围.
[解] 由于B?A,在数轴上表示A,B,如图,
可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2k-1≥-3,,2k+1<2,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(k≥-1,,k<\f(1,2).))
所以k的取值范围是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(k\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(-1≤k<\f(1,2))))).
充分条件与必要条件
【例3】 已知a≥eq \f(1,2),y=-a2x2+ax+c,其中a,c均为实数.证明:对于任意的x∈{x|0≤x≤1},均有y≤1成立的充要条件是c≤eq \f(3,4).
[解] 因为a≥eq \f(1,2),所以函数y=-a2x2+ax+c的图像的对称轴方程为x=eq \f(a,2a2)=eq \f(1,2a),且0<eq \f(1,2a)≤1,当x=eq \f(1,2a)时,y=eq \f(1,4)+c.
先证必要性:对于任意的x∈{x|0≤x≤1},均有y≤1,即eq \f(1,4)+c≤1,所以c≤eq \f(3,4).
再证充分性:
因为c≤eq \f(3,4),当x=eq \f(1,2a)时,y的最大值为eq \f(1,4)+c≤eq \f(1,4)+eq \f(3,4)=1,所以对于任意x∈{x|0≤x≤1},
y=-a2x2+ax+c≤1,即y≤1.
即充分性成立.
利用充分条件和必要条件求参数的取值范围,主要是根据集合间的包含关系与充分条件和必要条件的关系,将问题转化为集合之间的关系,建立关于参数的不等式或不等式组求解.
3.若p:x2+x-6=0是q:ax+1=0的必要不充分条件,则实数a的值为________.
-eq \f(1,2)或eq \f(1,3) [p:x2+x-6=0,即x=2或x=-3.
q:ax+1=0,当a=0时,方程无解;当a≠0时,x=-eq \f(1,a).
由题意知pq,q?p,故a=0舍去;当a≠0时,应有-eq \f(1,a)=2或-eq \f(1,a)=-3,解得a=-eq \f(1,2)或a=eq \f(1,3).
综上可知,a=-eq \f(1,2)或a=eq \f(1,3).]
全称量词与存在量词
【例4】 (1)下列语句不是全称量词命题的是( )
A.任何一个实数乘以零都等于零
B.自然数都是正整数
C.高一(一)班绝大多数同学是团员
D.每一个实数都有大小
(2)命题p:“?x∈R,x2>0
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