侧重教材热点 洞察高考本质

2024-09-26 00:00:00叶雨
中学生数理化·高一版 2024年9期

集合间的基本关系是高中数学的重点内容,也是每年高考的必考内容,高考常以选择题的形式进行考查。下面就这部分常见的解题技巧与方法进行剖析。

一、判断两个集合的包含关系

两个集合之间的包含关系是指集合A中的所有元素都在集合B 中,也就是说“集合A 包含于集合B”或“集合B 包含集合A”,这种关系类似于代数中的“小于或等于”。

例1 (1)已知集合M ={x|x=1+a2,a∈N* },P={x|x=a2-4a+5,a∈N* },则M 与P 的关系为( )。

A.M =P B.M ⊆P

C.P⊆M D.M ⫋P

(2)已知集合P ={x|x=m2 +1,m ∈N* },Q={y|y=n2-6n+10,n∈N* },则集合P 与Q 的关系为( )。

A.P=Q B.P⫋Q

C.Q⫋P D.P⊆Q 且Q⊆P

解:(1)①对于任意的x∈M ,则x=1+a2=(a+2)2-4(a+2)+5。因为a∈N* ,所以a+2∈N* ,所以x ∈P。由子集定义知M ⊆P。②当1∈P 时,由a2-4a+5=1,可得a=2,而1+a2=1在a∈N* 上无解,所以1∉M 。由①②可得,M ⫋P。应选D。

(2)由题意可知集合P = {2,5,10,17,26,37,50,65,82,101,122,145,…},Q ={1,2,5,10,17,26,37,50,65,82,101,122,145,…},所以∀x∈P,都有x∈Q。而1∈Q,1∉P,所以P⫋Q。应选B。

评注:集合之间的包含关系是根据集合中元素的关系来判断的。

二、确定集合的子集与真子集

子集和真子集是集合中两个非常重要的概念,子集强调包含关系,而真子集相对于子集来说,强调包含关系和不相等关系,真子集是子集的一种特殊情况。

例2 (1)满足条件{1,2}⊆M ⫋{1,2,3,4,5,6,7}的所有集合M 的个数是____。

(2)已知集合M ={x∈N|2x-3<2},则集合M 的非空子集的个数是____。

解:(1)由集合M 满足条件{1,2}⊆M ⫋{1,2,3,4,5,6,7},可得集合M 至少含元素1,2,将1,2看成一个整体用a 来表示,则上述集合关系即为{a}⊆M ⫋{a,3,4,5,6,7},则此时集合M 为集合{3,4,5,6,7}的真子集。所求问题可转化为求集合{3,4,5,6,7}的真子集的个数。因为25-1=31,所以满足题意的集合M 的个数是31。

(2)因为集合M ={x∈N|2x-3<2}={x∈N x<5/2} ={0,1,2},即集合M 中有3个元素,所以集合M 的非空子集的个数是23-1=7。

评注:子集实际上比真子集的范围要大一些,子集中允许包含全集这种情况,而真子集不包含全集这种情况,要注意两者之间的内在联系。

三、利用集合相等求参数

利用集合相等求参数时,要理解题设中两个集合不同的语言表达方式,要注意两个集合元素的有关性质,关键是集合相等的性质的灵活应用。

例3 (1)已知集合A ={1,a,b},B ={-1,a2,b2},若A=B,则a·b=( )。

A.1 B.0

C.-1 D.无法确定

(2)已知集合A={a,a+b,a+2b},B={a,ac,ac2},若A=B,则c 的值为。