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1.3 集合的基本运算
思考:
我们知道,实数有加法运算,类比实数的加法运算,集合是否也可以“相加”呢?
考查下列各个集合,你能说出集合C与集合A、B之间的关系吗?
并集
在上述两个问题中,集合A,B与集合C之间都具有这样一种关系;集合C是由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的.
一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,称为集合A与B的并集,记作(读作“A并B”),即
.可用Venn图1表示.
图1
这样,在问题(1)(2)中,集合A与B的并集是C,即:
交集
考察下面的问题,集合A、B与集合C之间有什么关系?
我们看到,在上述问题中,集合C是由那些既属于集合A且又属于集合B的所有元素组成的.
一般地,由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为A与B的交集,记作(读作"A交B”),即
,可用Venn图2表示
图2
这样,在上述问题(1)(2)中,
补集
在研究问题时,我们经常需要确定研究对象的范围.
例如,从小学到初中,数的研究范围逐步地由自然数到正分数,再到有理数,引进无理数后,数的研究范围扩充到实数. 在高中阶段,数的研究范围将进一步扩充.
在不同范围研究同一个问题,可能有不同的结果.
例如方程的解集,在有理数范围内只有一个解2,
即
在实数范国内有三个解
即
一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作U.
对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,简称为集合A的补集,
记作
可用Venn图3表示
图3
并集的运算
交集的运算
补集的运算
德摩根定律
例1.若集合,,则(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定的条件,利用交集的定义求解作答.
【详解】集合,,则.
故选:D
变式1-1.已知集合,,则(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据集合交集的概念及运算,即可求解.
【详解】因为集合,,
根据集合交集的运算,可得.
故选:A.
变式1-2.已知集合,则(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出集合B中的元素,再求即可.
【详解】,
则
故选:C.
变式1-3.已知集合,,则(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意结合集合的交集运算求解.
【详解】因为,
所以.
故选:D.
变式1-4.已知集合,则(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据整数集的性质,结合集合交集的运算定义进行求解即可.
【详解】因为,所以.
故选:D
例2.集合,集合,则(????????)
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据交集的定义求解即可.
【详解】因为集合,集合,
所以.
故选:C.
变式2-1.已知集合,,则(????)
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用交集的定义运算即得答案.
【详解】∵集合,,
∴.
故选:B.
变式2-2.已知集合,,则(???)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据交集的定义运算即可.
【详解】因为,,
所以,
故选:C.
例3.设集合,,则等于(????)
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用交集的定义即可求解.
【详解】因为,,
所以,
故选:A.
变式3-1.设全集为R,集合,,则(????)
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接根据交集的定义求解即可.
【详解】,,
.
故选:C.
变式3-2.已知集合,集合,则(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】直接根据交集的概念求解即可.
【详解】集合,集合,
则.
故选:B.
变式3-3.设集合,, 则等于(??)
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用交集的定义求解作答.
【详解】因为集合,,
所以.
故选:B
例4.已知集合,则(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据并集的定义求得正确答案.
【详解】已知集合,
所以.
故选:C
变式4-1.已知集合,,则(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据并集的定义,即可求解.
【详解】因为集合,,
根据并集的定义可知,.
故选:B
变式4-2.设集合,,则元素的个数为(????)
A.2 B.3 C.8 D.9
【答案】C
【分析】利用集合的并集运算求解.
【详解】解:因为集合,,
所以
所以元素的个数为8,
故选:C
变式4-3.已知集合,则(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出,利用并集概念进行求解.
【详解】,故.
故选:C
变式4-4.设集合,,若,则等于(????)
A. B.
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