表示方法:用符号ø表示 空集的性质: 空集是一切集合的子集。
对任意集合A,空集是A的子集; ∀A:{}⊆A 对任意集合A,空集和A的并集为A: ∀A:A∪{}=A 对任意集合A,空集和A的交集为空集: 某种事物不存在,就是空集。
∀A:A∩{}={} 对任的笛卡尔积为空集: ∀A:A×{}={} 空集的唯一子集是空集本身: ∀A:A⊆{}⇒A={} 空集的元素个数(即它的势)为零;特别的,空集是有限的: |{}|=0 集合论中,两个集合相等,若它们有相同的元素;那么仅可元素的,即空集是唯一的。
考虑到空集是实数线(或任意拓扑空间)的子集,空集既是开集、又是闭集。
空集的边界点集合是空集,是它的子集,因此空集是闭集。
空集的内点集合也是空集,是它的子集,因此空集是开集。
另外,空集是紧限集合是紧致的。
名词解释 第一讲集合的概念与运算 【考点透视】 1.理解集合、子集、补集、交集、并集的概念. 2.了解空集和全集的意义. 3.了义.掌握有关的术语和符号,并会用它们正确表示一些简单的集合. 4.解答正确理解集合有关概念,特别是集合中元素的三要素;对于用描述法给出的集合{x|x∈P},要紧紧抓住竖线前面的代表元素x以及它所具有的性质P;要重视发挥图示法的作用,通过数形结合直观地解决问题. 5.注意空集的特殊性,在解题中,若未能指明集合非空时,要考虑到空集的可能性,如AB,则有A=或A≠两种可能,此时应分类讨论. 【例题解析】 题型1.正确理解和运用集合概念 理解集合的概念,正确应用集合的性质是解此类题目的关键. 例1.已知集合M={y|y=x2+1,x∈R},N={y|y=x+1,x∈R},则M∩N=() A.(0,1),(1,2)B.{(0,1),(1,2)}C.{y|y=1,或y=2}D.{y|y≥1} 思路启迪:集合M、N是用描述法表示的,元素是实数y而不是实数对(x,y),因此M、N分别表示函数y=x2+1(x∈R),y=x+1(x∈R)的值域,求M∩N即求两函数值域的交集. 解:M={y|y=x2+1,x∈R}={y|y≥1},N={y|y=x+1,x∈R}={y|y∈R}. ∴M∩N={y|y≥1}∩{y|y∈R}={y|y≥1},∴应选D. 点评:①本题求M∩N,经常发生解方程组 从而选B的错误,这是由于在集合概念的理解上,仅注意了构成集合元素的共同属性,而忽视了集合的元素是什么.事实上M、N的元素是数而不是点,因此M、N是数集而不是点集.②集合是由元素构成的,认识集合要从认识元素开始,要注意区分{x|y=x2+1}、{y|y=x2+1,x∈R}、{(x,y)|y=x2+1,x∈R},这三个集合是不同的. 例2.若P={y|y=x2,x∈R},Q={y|y=x2+1,x∈R},则P∩Q等于() A.PB.QC.D.不知道 思路启迪:类似上题知P集合是y=x2(x∈R)的值域集合,同样Q集合是y=x2+1(x∈R)的值域集合,这样P∩Q意义就明确了. 解:事实上,P、Q中的代表元素都是y,它们分别表示函数y=x2,y=x2+1的值域,由P={y|y≥0},Q={y|y≥1},知QP,即P∩Q=Q.∴应选B. 例3.若P={y|y=x2,x∈R},Q={(x,y)|y=x2,x∈R},则必有() A.P∩Q=B.PQC.P=QD.PQ 思路启迪:有的同学一接触此题马上得到结论P=Q,这是由于他们仅仅看到两集合中的y=x2,x∈R相同,而没有注意到构成两个集合的元素是不同的,P集合是函数值域集合,Q集合是y=x2,x∈R上的点的集合,代表元素根本不是同一类事物. 解:正确解法应为:P表示函数y=x2的值域,Q表示抛物线y=x2上的点组成的点集,因此P∩Q=.∴应选A. 例4若,则=() A.{3}B.{1}C.D.{-1} 思路启迪: 解:应选D. 点评:解此类题应先确定已知集合. 题型2.集合元素的互异性 集合元素的互异性,是集合的重要属性,教学实践告诉我们,集合中元素的互异性常常被学生在解题中忽略,从而导致解题的失败,下面再结合例题进一步讲解以期强化对集合元素互异性的认识. 例5.若A={2,4,3-22-+7},B={1,+1,2-2+2,-(2-3-8),3+2+3+7},且A∩B={2,5},则实数的值是________. 解答启迪:∵A∩B={2,5},∴3-22-+7=5,由此求得=2或=±1.A={2,4,5},集合B中的元素是什么,它是否满足元素的互异性,有待于进一步考查. 当=1时,2-2+2=1,与元素的互异性相违背,故应舍去=1. 当=-1时,B={1,0,5,2,4},与A∩B={2,5}相矛盾,故又舍去=-1. 当=2时,A={2,4,5},B={1,3,2,5,25},此时A∩B={2,5},满足题设. 故=2为所求. 例6.已知集合A={,+b,+2b},B={,c,c2}.若A=B,则c的值是______. 思路启迪:要解决c的求值问题,关键是要有方程的数学思想,此题应根据相等的两个集合元素完全相同及集合中元素的确定性、互异性,无序性建立关系式. 解:分两种情况进行讨论. (1)若+b=c且+2b=c2,消去b得:+c2-2c=0, =0时,集合B中的三元素均为零,和元素的互异性相矛盾,故≠0. ∴c2-2c+1=0,即c=1,但c=1时,B中的三元素又相同,此时无解. (2)若+b=c2且+2b=c,消去b得:2c2-c-=0, ∵≠0,∴2c2-c-1=0,即(c-1)(2c+1)=0,又c≠1,故c=-. 点评:解决集合相等的问题易产生与互异性相矛盾的增解,这需要解题后进行检验和修正. 例7.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-x+-1=0},且A∪B=A,则的值为______. 思路启迪:由A∪B=A而推出B有四种可能,进而求出的值. 解:∵A∪B=A, ∵A={1,2},∴B=或B={1}或B={2}或B={1,2}. 若B=,则令△<0得∈; 若B={1},则令△=0得=2,此时1是方程的根; 若B={2},则令△=0得=2,此时2不是方程的根,∴∈; 若B={1,2}则令△>0得∈R且≠2,把x=1代入方程得∈R,把x=2代入方程得=3. 综上的值为2或3. 点评:本题不能直接写出B={1,-1},因为-1可能等于1,与集合元素的互异性矛盾,另外还要考虑到集合B有可能是空集,还有可能是单元素集的情况. 题型3.要注意掌握好证明、判断两集合关系的方法 集合与集合之间的关系问题,是我们解答数学问题过程中经常遇到,并且必须解决的问题,因此应予以重视.反映集合与集合关系的一系列概念,都是用元素与集合的关系来定义的.因此,在证明(判断)两集合的关系时,应回到元素与集合的关系中去. 例8.设集合A={|=3n+2,n∈Z},集合B={b|b=3k-1,k∈Z},则集合A、B的关系是________. 解:任设∈A,则=3n+2=3(n+1)-1(n∈Z), ∴n∈Z,∴n+1∈Z.∴∈B,故.① 又任设b∈B,则b=3k-1=3(k-1)+2(k∈Z), ∵k∈Z,∴k-1∈Z.∴b∈A,故② 由①、②知A=B. 点评:这里说明∈B或b∈A的过程中,关键是先要变(或凑)出形式,然后再推理. 例9若A、B、C为三个集合,,则一定有() A.B.C.D. [考查目的]本题主要考查集合间关系的运算. 解:由知,,故选A. 例10.设集合,则满足的集合B的个数是() A.1B.3C.4D.8 [考查目的]本题考查了并集运算以及集合的子集个数问题,同时考查了等价转化思想. 解:,,则集合B中必含有元素3,即此题可转化为求集合的子集个数问题,所以满足题目条件的集合B共有个.故选C. 例11.记关于的不等式的解集为,不等式的解集为. (I)若,求; (II)若,求正数的取值范围. 思路启迪:先解不等式求得集合和. 解:(I)由,得. (II). 由,得,又,所以, 即的取值范围是. 题型4.要注意空集的特殊性和特殊作用 空集是一个特殊的重要集合,它不含任何元素,是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.显然,空集与任何集合的交集为空集,与任何集合的并集仍等于这个集合.当题设中隐含有空集参与的集合关系时,其特殊性很容易被忽视的,从而引发解题失误. 例12.已知A={x|x2-3x+2=0},B={x|x-2=0}且A∪B=A,则实数组成的集合C是________. 解:由x2-3x+2=0得x=1或2.当x=1时,=2,当x=2时,=1. 这个结果是不完整的,上述解答只注意了B为非空集合,实际上,B=时,仍满足A∪B=A,当=0时,B=,符合题设,应补上,故正确答案为C={0,1,2}. 例13.已知集合,.若,则实数的取值范围是. 思路启迪:先确定已知集合A和B. 解: 故实数的取值范围是. 例14.已知集合A={x|x2+(m+2)x+1=0,x∈R},若A∩=,则实数m的取值范围是_________. 思路启迪:从方程观点看,集合A是关于x的实系数一元二次方程x2+(m+2)x+1=0的解集,而x=0不是方程的解,所以由A∩=可知该方程只有两个负根或无实数根,从而分别由判别式转化为关于m的不等式,并解出m的范围. 解:由A∩=又方程x2+(m+2)x+1=0无零根,所以该方程只有两个负根或无实数根, 或△=(m+2)2-4<0.解得m≥0或-4
说下指数函数常用的化简规律以及特殊情况的化简方法,以及公式,谢谢了啊
子集与交集、并集运算的转换