第一讲:集合与命题(教师版)
- 格式:doc
- 大小:531.50 KB
- 文档页数:8
第一章 集合与命题 (一)集合的概念与运算 【集合的基本概念】❖ 知识点归纳 1. 集合的定义: 2. 集合的特征: 3. 集合的表示法: 4. 集合的分类: 5. 数集: 6. 集合的关系: 7. 集合的运算: 8. 集合的运算性质:❖ 例题讲解 例1(1) 已知集合{}3M x x n n ==∈Z ,,{}31N x x n n ==+∈Z ,,{}31P x x n n ==-∈Z ,,且a M ∈,b N ∈,c P ∈,设d a b c =-+,则( ).A. d M ∈B. d N ∈C. d P ∈D. 以上都不正确 (2) 若集合2442k k A x x k B x x k ⎧⎫⎧⎫ππππ==+∈==+∈⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎩⎭Z Z ,,,,则( ).A. A B =B. B ⊂≠AC. A ⊂≠BD.AB =∅例2 写出满足{},M a b ⊆的所有集合M .例3 已知集合{}2340A x x x x =--<∈R ,,求A N 的真子集的个数.例4 已知全集{}1,2,3,4,5,6,7,8,9U =,{}2A B =,∁{}()1,9U A B =,∁{}4,6,8U A B =,求集合A 、B .(1) {}{}2223213A y y x x x B y y x x x ==--∈==-++∈R R ,,,;(2) {}{}22(,)23(,)213A x y y x x x B x y y x x x ==--∈==-++∈R R ,,,;(3) {}{}2223213A y y x x x B y y x x x ==--∈==-++∈Z Z ,,,.例6同时满足下列两个条件: ①{}1,2,3,4,5M ⊆,②若a M ∈,则6a M -∈,这样的集合M 有多少个? 写出这些 集合. 例7 已知集合{}{}222280320A x x x x B x x ax a x =--<∈=-+=∈R R ,,, (1) 实数a 在什么范围内取值时,B ⊂≠A ?(2) 实数a 在什么范围内取值时,AB =∅.❖ 回顾反思 1. 主要方法:① 解决集合问题,首先要分析集合中的元素是什么; ② 抓住集合中元素的3个性质,对互异性要注意检验;③ 弄清集合元素的本质属性,正确进行“集合语言”和“文字语言”的相互转化; ④ 了解空集的意义,在解题中强化空集的意识; ⑤ 借助数轴和文氏图进行求解. 2. 易错、易漏点:① 辨清: 子集、真子集、非空真子集的区别。
高一上册数学知识点归纳第一章 集合与命题1.内容要目:集合的基本概念、空集、子集和真子集、集合的相等;集合的交、并、补运算。
四种命题形式、等价命题;充分条件与必要条件。
2.基本要求:理解集合、空集的意义,会用列举法和描述法表示集合;理解子集、真子集、集合相等等概念,能判断两个集合之间的包含关系或相等关系;理解交集、并集,掌握集合的交并运算,知道有关的基本运算性质,理解全集的意义,能求出已知集合的补集。
理解四种命题的形式及其相互关系,能写出一个简单命题的逆命题、否命题与逆否命题;理解充分条件、必要条件与充要条件的意义,能在简单问题的情景中判断条件的充分性、必要性或充分必要性。
3.重难点:重点是集合的概念及其运算,充分条件、必要条件、充要条件。
难点是对集合有关的理解,命题的证明,充分条件、必要条件、充要条件的判别。
4.集合之间的关系:(1)子集:如果A 中任何一个元素都属于B ,那么A 是B 的子集,记作A ⊆B.(2)相等的集合:如果A ⊆B,且B ⊆A ,那么A=B.(3).真子集:A ⊆B 且B 中至少有一个元素不属于A ,记作A ⊆B.5.集合的运算:(1)交集:}.{B x A x x B A ∈∈=且 (2)并集:}.{B x A x x B A ∈∈=或 (3)补集:}.{A x U x x A C U ∉∈=且6. 充分条件、必要条件、充要条件如果P Q ⇒,那么P 是Q 的充分条件,Q 是P 的必要条件。
如果P Q ⇔,那么P 是Q 的充要条件。
也就是说,命题P 与命题Q 是等价命题。
有关概念:1.我们把能够确切指定的一些对象组成的整体叫做集合。
2.数集有:自然数集N ,整数集Z ,有理数集Q ,实数集R 。
3.集合的表示方法有列举法、描述法和图示法。
4.用平面区域来表示集合之间关系的方法叫做集合的图示法,所用图叫做文氏图。
5.真子集,交集,并集,全集,补集。
6.命题,逆命题,否命题,逆否命题,等价命题。
共()次课教学过程知识点梳理1.集合的概念、关系与运算(1)集合中元素的特性:确定性、互异性、无序性,求解含参数的集合问题时要根据互异性进行检验.(2)集合与集合之间的关系:A⊆B,B⊆C⇒A⊆C,空集是任何集合的子集,含有n个元素的集合的子集数为2n,真子集数为2n-1,非空真子集数为2n-2.(3)集合的运算:∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B),∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B),∁U(∁U A)=A.2.四种命题及其关系四种命题中原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假,遇到复杂问题正面解决困难的,采用转化为反面情况处理.3.充分条件与必要条件若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件;若p⇔q,则p,q互为充要条件.4.简单的逻辑联结词(1)命题p∨q,只要p,q有一真,即为真;命题p∧q,只有p,q均为真,才为真;綈p和p为真假对立的命题.(2)命题p∨q的否定是(綈p)∧(綈q);命题p∧q的否定是(綈p)∨(綈q).5.全称量词与存在量词“∀x∈M,p(x)”的否定为“∃x0∈M,綈p(x0)”;“∃x0∈M,p(x0)”的否定为“∀x∈M,綈p(x)”.考点一集合间的关系及运算例1(1)(2012·课标全国)已知集合A={1,2,3,4,5},B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},则B中所含元素的个数为()A.3 B.6 C.8 D.10(2)设函数f(x)=lg(1-x2),集合A={x|y=f(x)},B={y|y=f(x)},则图中阴影部分表示的集合为()A.[-1,0]B.(-1,0)C.(-∞,-1)∪[0,1) D.(-∞,-1]∪(0,1)弄清“集合的代表元素”是解决集合问题的关键.答案(1)D(2)D解析(1)∵B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},A={1,2,3,4,5},∴x=2,y=1;x=3,y=1,2;x=4,y=1,2,3;x=5,y=1,2,3,4.∴B={(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4)},∴B中所含元素的个数为10.(2)因为A={x|y=f(x)}={x|1-x2>0}={x|-1<x<1},则u=1-x2∈(0,1],所以B={y|y=f(x)}={y|y≤0},A∪B=(-∞,1),A∩B=(-1,0],故图中阴影部分表示的集合为(-∞,-1]∪(0,1).(1)对于集合问题,抓住元素的特征是求解的关键,要注意集合中元素的三个特征的应用,要注意检验结果.(2)对于给出已知集合,进行交集、并集与补集运算时,可以直接根据它们的定义求解,也可以借助数轴、韦恩(Venn)图等图形工具,运用分类讨论、数形结合等思想方法,直观求解.(1)(2013·山东)已知集合A={0,1,2},则集合B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是()A.1 B.3 C.5 D.9(2)设全集U=R,集合P={x|y=ln(1+x)},集合Q={y|y=x},则右图中的阴影部分表示的集合为()A.{x|-1<x≤0,x∈R}B.{x|-1<x<0,x∈R}C.{x|x<0,x∈R}面积为( )A.34π B.35π C.47π D.π2答案 D解析 借助图形,数形结合求解.由题意知A ∩B 所表示的平面图形为图中阴影部分,曲线y =1x 与直线y =x 将圆(x -1)2+(y -1)2=1分成S 1,S 2,S 3,S 4四部 分.∵圆(x -1)2+(y -1)2=1与y =1x 的图象都关于直线y =x 对称, 从而S 1=S 2,S 3=S 4,而S 1+S 2+S 3+S 4=π, ∴S 阴影=S 2+S 4=π2. 10.给出下列命题:①∀x ∈R ,不等式x 2+2x >4x -3均成立; ②若log 2x +log x 2≥2,则x >1;③“若a >b >0且c <0,则c a >cb ”的逆否命题; ④若p 且q 为假命题,则p ,q 均为假命题. 其中真命题是( )A .①②③B .①②④C .①③④D .②③④答案 A解析 ①中不等式可表示为(x -1)2+2>0,恒成立;②中不等式可变为log 2x +1log 2x ≥2,得x >1;③中由a >b >0,得1a <1b ,而c <0,所以原命题是真命题,则它的逆否命题也为真;④由p 且q 为假只能得出p ,q 中至少有一个为假,④不正确.。
2023年高考数学总复习第一章集合与常用逻辑用语第2节命题及其关系、充分条件与必要条件考试要求 1.理解命题的概念,了解“若p,则q”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系;2.理解充分条件、必要条件与充要条件的含义.1.命题可以判断真假、用文字或符号表述的语句叫作命题,其中判断为真的语句叫作真命题,判断为假的语句叫作假命题.2.四种命题及其相互关系(1)四种命题间的相互关系(2)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们具有相同的真假性.②两个命题为互逆命题或互否命题时,它们的真假性没有关系.3.充分条件、必要条件与充要条件的概念若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件p是q的充分不必要条件p⇒q且q⇒/pp是q的必要不充分条件p⇒/q且q⇒pp是q的充要条件p⇔qp是q的既不充分也不必要条件p⇒/q且q⇒/p1.否命题与命题的否定:否命题是既否定条件,又否定结论,而命题的否定是只否定命题的结论.2.区别A是B的充分不必要条件(A⇒B且B⇒/A),与A的充分不必要条件是B(B⇒A 且A⇒/B)两者的不同.3.充要关系与集合的子集之间的关系,设A={x|p(x)},B={x|q(x)},(1)若A⊆B,则p是q的充分条件,q是p的必要条件.(2)若A B,则p是q的充分不必要条件,q是p的必要不充分条件.(3)若A=B,则p是q的充要条件.4.p是q的充分不必要条件,等价于非q是非p的充分不必要条件.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)“x2+2x-3<0”是命题.()(2)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.()(3)“若p不成立,则q不成立”等价于“若q成立,则p成立”.()(4)若原命题为真,则这个命题的否命题、逆命题、逆否命题中至少有一个为真.()答案(1)×(2)√(3)√(4)√解析(1)错误.该语句不能判断真假,故该说法是错误的.2.(2021·浙江卷)已知非零向量a,b,c,则“a·c=b·c”是“a=b”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案B解析由a·c=b·c可得(a-b)·c=0,所以(a-b)⊥c或a=b,所以“a·c=b·c”是“a=b”的必要不充分条件.3.(2021·全国甲卷)等比数列{a n}的公比为q,前n项和为S n.设甲:q>0,乙:{S n}是递增数列,则()A.甲是乙的充分条件但不是必要条件B.甲是乙的必要条件但不是充分条件C.甲是乙的充要条件D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件答案B解析当a1<0,q>1时,a n=a1q n-1<0,此时数列{S n}递减,所以甲不是乙的充分条件.当数列{S n}递增时,有S n+1-S n=a n+1=a1q n>0,若a1>0,则q n>0(n∈N+),即q>0;若a1<0,则q n<0(n∈N+),不存在,所以甲是乙的必要条件.综上,甲是乙的必要条件但不是充分条件.4.(易错题)命题“若a2+b2=0,则a=0且b=0”的逆否命题是________________.答案若a≠0或b≠0,则a2+b2≠05.(易错题)若“x2-x-6>0”是“x>a”的必要不充分条件,则a的最小值为________.答案3解析由x2-x-6>0,解得x<-2或x>3.因为“x2-x-6>0”是“x>a”的必要不充分条件,所以{x|x>a}是{x|x<-2或x>3}的真子集,即a≥3,故a的最小值为3.6.已知命题“若x≥0,y≥0,则xy≥0”,则原命题、逆命题、否命题、逆否命题这四个命题中,真命题的个数为________.答案2解析由x≥0,y≥0⇒xy≥0,∴原命题成立,则逆否命题也成立.由xy≥0⇒/x≥0,y≥0,如x=-1,y=-2,∴原命题的逆命题不成立,则原命题的否命题也不成立.考点一命题及其关系1.已知命题“若函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数,则m≤1”,则下列说法正确的是()A.否命题是“若函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是减函数,则m>1”B.逆命题是“若m≤1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数”C.逆否命题是“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是减函数”D.逆否命题是“若m≤1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上不是增函数”答案B解析由四种命题关系易知B正确.2.给出以下命题:①“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题;②“全等三角形的面积相等”的否命题;③若ab是正整数,则a,b都是正整数;④若f(x)单调递增,g(x)单调递减,则f(x)-g(x)单调递减.其中为真命题的是________(写出所有真命题的序号).答案①解析①命题“若x+y=0,则x,y互为相反数”的逆命题为“若x,y互为相反数,则x+y=0”,显然①为真命题;②的否命题为“不全等三角形的面积不相等”,但不全等的三角形的面积也可能相等,故②为假命题;③若ab是正整数,则a,b不一定都是正整数,例如a=-1,b=-3,故③为假命题;④构造函数f(x)=x,g(x)=-x,则f(x)-g(x)=2x,显然f(x)-g(x)单调递增,故④为假命题.综上①为真命题.3.能说明“若f(x)>f(0)对任意的x∈(0,2]都成立,则f(x)在[0,2]上是增函数”为假命题的一个函数是________________.答案f(x)=sin x,x∈[0,2](答案不唯一,再如f(x)x=0,0<x≤2)解析根据函数单调性的概念,只要找到一个定义域为[0,2]的不单调函数,满足在定义域内有唯一的最小值点,且f(x)min=f(0).感悟提升 1.写一个命题的其他三种命题时,需注意:(1)对于不是“若p,则q”形式的命题,需先改写;(2)若命题有大前提,写其他三种命题时需保留大前提.2.判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题是假命题,只需举出反例.3.根据“原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假”这一性质,当一个命题直接判断不易时,可间接判断.考点二充分条件与必要条件的判定例1(1)(2020·浙江卷)已知空间中不过同一点的三条直线l,m,n.“l,m,n共面”是“l,m,n两两相交”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件(2)(2020·北京卷)已知α,β∈R,则“存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ”是“sinα=sinβ”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案(1)B(2)C解析(1)由m,n,l在同一平面内,可能有m,n,l两两平行,所以m,n,l可能没有公共点,所以不能推出m,n,l两两相交.由m,n,l两两相交且m,n,l不经过同一点,可设l∩m=A,l∩n=B,m∩n=C,且A∉n,所以点A和直线n确定平面α,而B,C∈n,所以B,C∈α,所以l,m⊂α,所以m,n,l在同一平面内.故选B.(2)若存在k∈Z使得α=kπ+(-1)kβ,则当k=2n(n∈Z),α=2nπ+β,有sinα=sin(2nπ+β)=sinβ;当k=2n+1(n∈Z),α=(2n+1)π-β,有sinα=sin[(2n+1)π-β]=sinβ.若sinα=sinβ,则α=2kπ+β或α=2kπ+π-β(k∈Z),即α=kπ+(-1)kβ(k∈Z).故选C.感悟提升充要条件的三种判断方法(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.(2)集合法:根据使p,q成立的对象的集合之间的包含关系进行判断.(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把要判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题.训练1(1)(2022·长春质检)已知m,n是平面α内两条不同的直线,则“直线l⊥m 且l⊥n”是“l⊥α”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件(2)“a>2,b>2”是“a+b>4,ab>4”成立的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案(1)B(2)A解析(1)若m与n不相交,则由“直线l⊥m且l⊥n”不能推出“l⊥α”,若l⊥α,则l垂直于面内任何一条直线,故选B.(2)若a>2,b>2,则a+b>4,ab>4成立.当a=1,b=5时,满足a+b>4,ab>4,但不满足a>2,b>2,∴a+b>4,ab>4⇒/a>2,b>2,故答案为A.考点三充分、必要条件的应用例2(经典母题)已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要条件,求实数m的取值范围.解由x2-8x-20≤0,得-2≤x≤10,∴P={x|-2≤x≤10}.∵x∈P是x∈S的必要条件,则S⊆P.1-m≥-2,1+m≤10,解得m≤3.又∵S为非空集合,∴1-m≤1+m,解得m≥0.综上,m 的取值范围是[0,3].迁移设p :P ={x |x 2-8x -20≤0},q :非空集合S ={x |1-m ≤x ≤1+m },且非p 是非q 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.解由例题知P ={x |-2≤x ≤10}.∵非p 是非q 的必要不充分条件,p 是q 的充分不必要条件.∴p ⇒q 且q ⇒/p ,即P S .-m ≤-2,+m >10-m <-2,+m ≥10,∴m ≥9,又因为S 为非空集合,所以1-m ≤1+m ,解得m ≥0,综上,实数m 的取值范围是[9,+∞).感悟提升1.根据充分、必要条件求解参数取值范围需抓住“两”关键(1)把充分、必要条件转化为集合之间的关系.(2)根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(组)求解.2.解题时要注意区间端点值的检验.尤其是利用两个集合之间的关系求解参数的取值范围时,不等式是否能够取等号决定端点值的取舍,处理不当容易出现漏解或增解的现象.训练2(1)使2x ≥1成立的一个充分不必要条件是()A.1<x <3B.0<x <2C.x <2D.0<x ≤2(2)若关于x 的不等式|x -1|<a 成立的充分不必要条件是0<x <4,则实数a 的取值范围是________.答案(1)B(2)[3,+∞)解析(1)由2x≥1得0<x ≤2,依题意由选项组成的集合是(0,2]的真子集,故选B.(2)|x -1|<a ⇒1-a <x <1+a ,因为不等式|x -1|<a 成立的充分不必要条件是0<x <4,所以(0,4)(1-a ,1+a ),-a ≤0,+a >4-a <0,+a ≥4,解得a ≥3.1.设a ∈R ,则“a >1”是“a 2>a ”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案A解析由a 2>a ,得a 2-a >0,解得a >1或a <0,∴“a >1”是“a 2>a ”的充分不必要条件.2.(2021·全国百校联考)已知命题p :“任意a >0,且a ≠1,函数y =1+log a (x -1)的图像过点P ”的逆否命题为真,则P 点坐标为()A.(2,1)B.(1,1)C.(1,2)D.(2,2)答案A解析由逆否命题与原命题同真同假,可知命题p 为真命题,由对数函数性质可知,函数y =1+log a (x -1)的图像过定点(2,1),所以点P 的坐标为(2,1).3.已知命题p :若a <1,则a 2<1,下列说法正确的是()A.命题p 是真命题B.命题p 的逆命题是真命题C.命题p 的否命题是“若a <1,则a 2≥1”D.命题p 的逆否命题是“若a 2≥1,则a <1”答案B解析p :若a <1,则a 2<1;如a =-2,则(-2)2>1,∴p 为假命题,A 不正确;命题p 的逆命题:若a 2<1,则a <1为真命题,B 正确;命题p的否命题:若a≥1,则a2≥1,C显然不正确;命题p的逆否命题:若a2≥1,则a≥1,D显然不正确.4.王昌龄的《从军行》中的两句诗为“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”,从中可知“攻破楼兰”是“返回家乡”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案B解析“攻破楼兰”不一定“返回家乡”,但“返回家乡”一定“攻破楼兰”,故选B.5.命题若“x2+y2=0,则x=y=0”的否命题为()A.若x2+y2=0,则x,y中至少有一个不为0B.若x2+y2≠0,则x,y中至少有一个不为0C.若x2+y2≠0,则x,y都不为0D.若x2+y2=0,则x,y都不为0答案B解析否命题既否定条件又否定结论.6.(2022·郑州质检)对任意实数a,b,c,给出下列命题:①“a=b”是“ac=bc”的充要条件;②“a+5是无理数”是“a是无理数”的充要条件;③“a>b”是“a2>b2”的充分条件;④“a<5”是“a<3”的必要条件.其中真命题的个数是()A.1B.2C.3D.4答案B解析①ac=bc⇔a=b或c=0,∴①为假命题;②a+5是无理数⇔a是无理数,∴②为真命题;③0>-2推不出02>(-2)2,∴③为假命题;④a<5⇒/a<3,但a<3⇒a<5,∴④为真命题.7.(2021·贵阳模拟)设函数f(x)=e x2-3x,则使f(x)<1成立的一个充分不必要条件是()A.0<x<1B.0<x<4C.0<x<3D.3<x<4答案A解析f(x)<1⇔e x2-3x<1⇔x2-3x<0,解得0<x<3.又“0<x<1”可以推出“0<x<3”,但“0<x<3”不能推出“0<x<1”.故“0<x<1”是“f(x)<1”的充分不必要条件.8.已知命题p:x2+2x-3>0;命题q:x>a,且非q的一个充分不必要条件是非p,则a的取值范围是()A.[1,+∞)B.(-∞,1]C.[-1,+∞)D.(-∞,-3]答案A解析由x2+2x-3>0,得x<-3或x>1,由非q的一个充分不必要条件是非p,可知非p是非q的充分不必要条件,等价于q是p的充分不必要条件.故a≥1. 9.设a,b是两个平面向量,则“a=b”是“|a|=|b|”的________条件.答案充分不必要解析a=b⇒|a|=|b|,|a|=|b|⇒/a=b.10.(2021·河南名校联考)设命题p:x>4;命题q:x2-5x+4≥0,那么p是q的________________条件(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”).答案充分不必要解析由x2-5x+4≥0得x≤1或x≥4,可知{x|x>4}是{x|x≤1或x≥4}的真子集,∴p是q的充分不必要条件.11.已知不等式|x-m|<1成立的一个充分不必要条件是13<x<12,则m的取值范围是________.答案-1 2,43解析解不等式|x-m|<1,得m-1<x<m+1.(m-1,m+1),-1≤13,+1≥12且等号不同时成立,解得-12≤m≤43.12.(2022·西安调研)已知p(x):x2+2x-m>0,若p(1)是假命题,p(2)是真命题,则实数m的取值范围为______.答案[3,8)解析∵p(1)是假命题,∴1+2-m≤0.又∵p(2)是真命题,∴4+4-m>0,+2-m≤0,+4-m>0,∴3≤m<8,∴实数m的取值范围为[3,8).13.(2021·景德镇模拟)对于任意实数x,〈x〉表示不小于x的最小整数,例如〈1.1〉=2,〈-1.1〉=-1,那么“|x-y|<1”是“〈x〉=〈y〉”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案B解析令x=1.8,y=0.9,满足|x-y|<1,但〈1.8〉=2,〈0.9〉=1,〈x〉≠〈y〉,可知充分性不成立.当〈x〉=〈y〉时,设〈x〉=x+m,〈y〉=y+n,m,n∈[0,1),则|x-y|=|n-m|<1,可知必要性成立.所以“|x-y|<1”是“〈x〉=〈y〉”的必要不充分条件.14.(2020·上海卷)p:存在a∈R且a≠0,对任意的x∈R,均有f(x+a)<f(x)+f(a)恒成立.已知q1:f(x)单调递减,且f(x)>0恒成立;q2:f(x)单调递增,存在x0<0使得f(x0)=0.则下列说法正确的是()A.q1,q2都是p的充分条件B.只有q1是p的充分条件C.只有q2是p的充分条件D.q1,q2都不是p的充分条件答案A解析若q1成立,当a>0时,x+a>x,因为f(x)单调递减,且f(x)>0恒成立,所以f(a)>0,所以f(x+a)<f(x)<f(x)+f(a)恒成立,所以p成立,所以q1是p的充分条件;若q2成立,当a=x0<0时,x+a=x+x0<x,f(a)=f(x0)=0,因为函数f(x)单调递增,所以f(x+a)=f(x+x0)<f(x)=f(x)+f(a),所以p成立,所以q2是p的充分条件.综上可知,q1,q2都是p的充分条件,故选A.15.能说明“若a>b,则1a <1b”为假命题的一组a,b的值依次为________.答案a=1,b=-1(答案不唯一,只需a>0,b<0)解析若a>b,则1a<1b为真命题,则1a-1b=b-aab<0,∵a>b,∴b-a<0,则ab>0.故当a>0,b<0时,均能说明“若a>b,则1a<1b”为假命题.16.已知集合A={y|y=x2-32x+1,0≤x≤2},B={x|x+m2≥2},p:x∈A,q:x∈B,p是q的充分条件,则实数m的取值范围是________________.答案-∞,-54∪54,+∞解析由y=x2-32x+1+716,0≤x≤2,得716≤y≤2,∴A=716,2.又由题意知A⊆B,∴2-m2≤716,∴m2≥2516.∴m≥54或m≤-54.。
个性化教学辅导教案学科:数学任课教师:吕老师授课时间:2020 年8月16日(星期日) 姓名年级高三性别教学课题第1课时集合、命题及其关系教学目标1、掌握集合、子集等相关概念,理解掌握元素与集合、集合与集合的关系及运算2、掌握四种命题及其相关关系3、集合的综合应用及命题的综合应用重点难点重点:集合基本运算、命题及其关系难点:集合的综合应用及命题的综合应用课前检查课堂教学过程第1部分集合1.元素与集合(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.(2)集合与元素的关系:若a属于集合A,记作a∈A;若b不属于集合A,记作b∉A.(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集及其符号表示数集自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号N N*或N+Z Q R2.集合间的基本关系表示关系文字语言记法集合间的基本关系子集集合A中任意一个元素都是集合B中的元素A⊆B或B⊇A真子集集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于AA⫋B或B A 相等集合A的每一个元素都是集合B的元素,集合B的每一个元素也都是集合A的元素A⊆B且B⊆A⇔A=B 空集空集是任何集合的子集∅⊆A空集是任何非空集合的真子集∅⫋B且B≠∅3.集合的基本运算(1)三种基本运算的概念及表示集合的并集集合的交集集合的补集符号表示A∪B A∩B若全集为U,则集合A的补集为∁U A 图形表示意义{x|x∈A,或x∈B} {x|x∈A,且x∈B} ∁U A={x|x∈U,且x∉A}(2)三种运算的常见性质①A∪B=A⇔B⊆A,A∩B=A⇔A⊆B.②A∩A=A,A∩∅=∅.③A∪A=A,A∪∅=A.④A ∩∁U A =∅,A ∪∁U A =U ,∁U (∁U A )=A .4.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若集合A ={x |y =x 2},B ={y |y =x 2},C ={(x ,y )|y =x 2},则A ,B ,C 表示同一个集合.( ) (2)若a 在集合A 中,则可用符号表示为a ⊆A .( ) (3)若A ⫋B ,则A ⊆B 且A ≠B .( )(4)N *⫋N ⫋Z .( )(5)若A ∩B =A ∩C ,则B =C .( )(6)对于任意两个集合A ,B ,都有(A ∩B )⊆(A ∪B )成立.( ) (7)∁U (A ∪B )=(∁U A )∩(∁U B ),∁U (A ∩B )=(∁U A )∪(∁U B ).( ) (8)若{x 2,1}={0,1},则x =0,1.( ) (9){x |x ≤1}={t |t ≤1}.( )(10)若A ∪B =A ∪C ,则B =C .( )考点:典例领航考点一 集合的概念命题点1.集合元素的特征2.集合表示方法及意义[方法引航](1)研究一个集合,首先要看集合中的代表元素,然后再看元素的限制条件.当集合用描述法表示时,注意弄清其元素表示的意义是什么.(2)对于含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合是否满足互异性.[例1] (1)已知集合A ={0,1,2},则集合B ={x -y |x ∈A ,y ∈A }中元素的个数是( ) A .1 B .3 C .5 D .9(2)若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =( ) A.92 B.98C .0D .0或981.已知a ∈R ,若{-1,0,1}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a ,a 2,0,则a =________.2. 已知P ={x |2<x <k ,x ∈N },若集合P 中恰有3个元素,则k 的取值范围为________.考点二集合间的关系及应用命题点1.判断集合的关系2.应用集合的关系[方法引航]1.集合间基本关系的两种判定方法(1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系(2)用列举法(或图示法等)表示各个集合,从元素(或图形)中寻找关系.2.根据两集合的关系求参数的方法已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对子集是否为空集进行分类讨论,做到不漏解.(1)若集合元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为解方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性;(2)若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为不等式(组)求解,此时需注意端点值能否取到.[例2](1)设P={y|y=-x2+1,x∈R},Q={y|y=2x,x∈R},则()A.P⊆Q B.Q⊆PC.∁R P⊆Q D.Q⊆∁R P(2)已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若B⊆A,则实数m的取值范围为________.1.在本例(1)中,集合P变为P={y|y=x2+1},Q不变,如何选答案.2.①在本例(2)中,若A⊆B,如何求m的取值范围?②若将本例(2)中的集合A,B分别更换为A={1,2},B={x|x2+mx+1=0,x∈R},如何求m的取值范围?考点三集合的运算命题点1.数集交、并、补的运算2.与函数、不等式综合的交、并、补的运算3.利用集合运算求参数[方法引航](1)一般来讲,集合中的元素若是离散的,则用Venn图表示;集合中的元素若是连续的实数,则用数轴表示,此时要注意端点的情况.(2)运算过程中要注意集合间的特殊关系的使用,灵活使用这些关系,会使运算简化.(3)对于混合运算,有括号者,先运算括号里面的.[例3] (1) 若集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,1,集合B ={y |y =2x ,x ∈A },则集合A ∩B =( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,1B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,12,1C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,1 D .{0,1}(2) 已知全集U =R ,A ={x |x >1},B ={x |x 2-2x >0},则∁U (A ∪B )=( ) A .{x |x ≤2} B .{x |x ≥1} C .{x |0≤x ≤1} D .{x |0≤x ≤2}(3)已知集合P ={x |x 2≤1},M ={a }.若P ∪M =P ,则a 的取值范围是( ) A .( -∞,-1] B .[1,+∞) C .[-1,1] D .(-∞,-1]∪[1,+∞]1.已知集合A ={x |-1<x <2},B ={x |0<x <3},则A ∪B =( ) A .(-1,3) B .(-1,0) C .(0,2) D .(2,3)2.已知集合A ={-1,0,4},集合B ={x |x 2-2x -3≤0,x ∈N },全集为Z ,则图中阴影部分表示的集合是( )A .{4}B .{4,-1}C .{4,5}D .{-1,0}3. 已知集合A ={a ,b,2},B ={2,b 2,2a },且A ∩B =A ∪B ,则a =________[易错警示]空集的呐喊——勿忘我空集是任何集合的子集,即对于任一集合A ,有∅⊆A .空集是任何非空集合的真子集.当遇到“A ⊆B ”时,要注意是否需要讨论A =∅或A ≠∅两种情况,即“∅优先原则”.[典例] 若集合P ={x |x 2+x -6=0},S ={x |ax +1=0},且S ⊆P ,则由a 的可取值组成的集合为________.课堂基础练习1.已知集合A={1,2,3},B={x|x2<9},则A∩B=()A.{-2,-1,0,1,2,3}B.{-2,-1,0,1,2}C.{1,2,3} D.{1,2}2.设集合A={1,3,5,7},B={x|2≤x≤5},则A∩B=()A.{1,3} B.{3,5}C.{5,7} D.{1,7}3.已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x-2)<0,x∈Z},则A∪B=()A.{1} B.{1,2}C.{0,1,2,3} D.{-1,0,1,2,3}4.设集合A={0,2,4,6,8,10},B={4,8},则∁A B=()A.{4,8} B.{0,2,6}C.{0,2,6,10} D.{0,2,4,6,8,10}5.已知集合P={x∈R|1≤x≤3},Q={x∈R|x2≥4},则P∪(∁R Q)=()A.[2,3]B.(-2,3]C.[1,2)D.(-∞,-2]∪[1,+∞)6.设集合A={y|y=2x,x∈R},B={x|x2-1<0},则A∪B=()A.(-1,1) B.(0,1)C.(-1,+∞) D.(0,+∞)第2部分命题及其关系知识梳理1.命题(1)命题的概念用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.(2)四种命题及相互关系(3)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;②两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系.2.充分条件、必要条件与充要条件的概念若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件p是q的充分不必要条件p⇒q且q pp是q的必要不充分条件p q且q⇒pp是q的充要条件p⇔qp是q的既不充分也不必要条件p q且q p3.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)“x2+2x-3<0”是命题.()(2)命题“若p,则q”的否命题是“若p,则┐q”.()(3)若原命题为真,则这个命题的否命题、逆命题、逆否命题中至少有一个为真.()(4)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.()(5)当p是q的充要条件时,也可说成q成立当且仅当p成立.()(6)q不是p的必要条件时,“p q”成立.()(7)若一个命题是真命题,则其逆否命题是真命题.()(8)若p是q的充分不必要条件,则┐p是┐q的必要不充分条件.()(9)命题“若x2-1=0,则x=1或x=-1”的否命题为:若x2-1≠0,则x≠1或x≠-1.()(10)“(2x-1)x=0”是“x=0”的必要不充分条件.()考点:典例领航考点一四种命题及其关系命题点 1.命题的改写2.命题的真假判定[方法引航](1)在根据给出的命题构造其逆命题、否命题、逆否命题时,首先要把原命题的条件和结论弄清楚,这样逆命题就是把原命题的条件和结论交换了的命题,否命题就是把原命题中否定了的条件作条件、否定了的结论作结论的命题,逆否命题就是把原命题中否定了的结论作条件、否定了的条件作结论的命题.(2)当一个命题有大前提而需写出其他三种命题时,必须保留大前提不变.判定命题为真,必须进行推理证明;若说明为假,只需举出一个反例.互为逆否命题的两个命题是等价命题.[例1](1)命题“若a>b则a-1>b-1”的否命题是()A.若a>b,则a-1≤b-1B.若a>b,则a-1<b-1C.若a≤b,则a-1≤b-1 D.若a<b,则a-1<b-1(2) 命题“若x2+y2=0,x,y∈R,则x=y=0”的逆否命题是()A.若x≠y≠0,x,y∈R,则x2+y2=0B.若x=y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0C.若x≠0且y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0D.若x≠0或y≠0(x,y∈R),则x2+y2≠0(3) 有以下命题:①“若xy=1,则x,y互为倒数”的逆命题;②“面积相等的两个三角形全等”的否命题;③“若m≤1,则x2-2x+m=0有实数解”的逆否命题;④“若A∩B=B,则A⊆B”的逆否命题.其中正确的命题为()A.①②B.②③C.④D.①②③1.原命题是“当c>0时,若a>b,则ac>bc”,其逆否命题是________.2.下面是关于复数z=2-1+i的四个命题:p1:|z|=2,p2:z2=2i,p3:z的共轭复数为1+i,p4:z的虚部为-1.其中的真命题为()A.p2,p3B.p1,p2C.p2,p4D.p3,p4考点二充分条件与必要充分条件的判断命题点1.定义法2.等价命题法3.集合法[方法引航](1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.(2)集合法:根据p,q成立的对应的集合之间的包含关系进行判断.(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题,常用的是逆否等价法.,①┐q是┐p的充分不必要条件⇔p是q的充分不必要条件;,②┐q是┐p的必要不充分条件⇔p是q的必要不充分条件;,③┐q是┐p的充要条件⇔p是q的充要条件.[例2](1)“x>1”是“(x+2)<0”的()A.充要条件B.充分而不必要条件C.必要而不充分条件D.既不充分也不必要条件(2) “x≠1且x≠2”是“x2-3x+2≠0”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件(3)设p:1<x<2,q:2x>1,则p是q成立的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件1.设a,b为正实数,则“a>b>1”是“log2a>log2b>0”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件2.若p是q的必要条件,s是q的充分条件,那么下列推理一定正确的是()A.┐p⇔┐s B.p⇔sC.┐p⇒┐s D.┐s⇒┐p3.“x<0”是“ln(x+1)<0”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件考点三根据充分、必要条件求参数命题点求条件或结论中的参数[方法引航]由充分条件、必要条件求参数.解决此类问题常将充分、必要条件问题转化为集合间的子集关系求解.但是,在求解参数的取值范围时,一定要注意区间端点值的验证,不等式中的等号是否能够取得,决定着端点的取值.[例3](1) 已知条件p:|x-4|≤6;条件q:(x-1)2-m2≤0(m>0),若p是q的充分不必要条件,则m的取值范围是()A.[21,+∞) B.[9,+∞)C.[19,+∞) D.(0,+∞)(2)已知P={x|x2-8x-20≤0},非空集合S={x|1-m≤x≤1+m}.若x∈P是x∈S的必要条件,则m的取值范围为________.1.本例(2)条件不变,问是否存在实数m,使x∈P是x∈S的充要条件.2.本例(2)条件不变,若┐P是┐S的必要不充分条件,求实数m的取值范围.课后能力突破第1部分集合1.已知全集U=R,集合M={x|(x-1)(x+3)<0},N={x||x|≤1},则阴影部分表示的集合是()A.[-1,1)B.(-3,1]C.(-∞,-3)∪[-1,+∞) D.(-3,-1)2.已知全集U={1,2,3,4,5},集合M={3,4,5},N={1,2,5},则集合{1,2}可以表示()A.M∩N B.(∁U M)∩NC.M∩(∁U N) D.(∁U M)∩(∁U N)3.已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为()A.5 B.4C.3 D.24.设集合A={1,2,3},B={2,3,4,5},定义A⊙B={(x,y)|x∈A∩B,y∈A∪B},则A⊙B中元素的个数是() A.7 B.10C.25D.525.已知函数f(x)=2-x-1,集合A为函数f(x)的定义域,集合B为函数f(x)的值域,则如图所示的阴影部分表示的集合为________.6.已知集合A={x|1≤x<5},C={x|-a<x≤a+3}.若C∩A=C,则a的取值范围是________.第2部分命题及其关系1.命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是()A.“若一个数是负数,则它的平方不是正数”B.“若一个数的平方是正数,则它是负数”C.“若一个数不是负数,则它的平方不是正数”D.“若一个数的平方不是正数,则它不是负数”2.与命题“若a,b,c成等比数列,则b2=ac”等价的命题是()A.若a,b,c成等比数列,则b2≠acB.若a,b,c不成等比数列,则b2≠acC.若b2=ac,则a,b,c成等比数列。
总的来说,函数、方程、数列、不等式、排列组合等内容是高频考点。
应试策略:1、注重基础:一般说来,自主招生中,中等难度题目分数比例大约60%左右。
2、联系教材,适度拓宽知识面:注意课本上的自主.探究和阅读材料,对和大学数学联系紧密的内容进行深度挖掘。
自主招生中,有不少试题都来源于这些材料。
3、掌握竞赛数学的基本知识和解题技巧,着重培养数学思维能力。
4、考前进行模拟训练,熟悉每个高校的命题特点,掌握答题技巧。
高频考点一览:一、 试题特点分析:1.突出对思维能力的考查。
【2014年北约】已知()01,2,...,i x i n >=11.ni i x ==∏求证:))11.nni i x =≥∏【解析】不等式;柯西不等式或AM GM -平均不等式. 法一:AM GM -不等式.调和平均值n n ni n H G =≤=⎛⎫∑≤n i n ≤⎛⎫∑ni ≤∑ni ⎛⎫≤∑1n ni inn⎛⎫≤+=∑∑,即)1+≤))1nniix≤∏法二:由11.niix==∏及要证的结论分析,由柯西不等式得))211iixx⎫≥⎪⎭,从而可设1iiyx=,且1111.n niii iyx====∏∏从而本题也即证))11.n niiy=≥∏从而))211n nii ixx⎫+≥⎪⎭∏,即))21n ni iix y≥∏,假设原式不成立,即))11,n niix=<∏则))11.nniiy=<∏从而))21n ni iix y<∏,矛盾.得证.2.注重和解题技巧,考查学生应用知识解决问题的能力。
【2014年北约】10、已知实系数二次函数()f x与()()(),g x f x g x=和()()30f xg x+=有两重根,()f x有两相异实根,求证:()g x没有实根.【解析】设()2,f x ax bx c=++()2,g x dx ex f=++则由()()f xg x=,可得()()()()()()220,40.a d xb e xc f b e ad c f-+-+-=∆=----=由()()30f xg x+=可得()()()()()()223330,34330.a d xb e xc f b e ad c f+++++=∆=+-++=化简得223124,b e ac df+=+即()22434e df ac b-=-又240.b ac->240.e df∴-<()g x∴没有实根.二、应试和准备策略1.注意知识点的全面数学题目被猜中的可能性很小,一般知识点都是靠平时积累,因此,要求学生平时要把基础知识打扎实。
剩下的就是个人的现场发挥。
2.注意适当补充一点超纲内容如上面提及的一些平时不太注意的小章节或高考不一定考的问题,如矩阵,行列式等也不可忽视。
3.适当做近几年的自主招生的真题俗话说,知己知彼,百战百胜。
同学们可适当地训练近几年自己所考的高校自主招生的试题,熟悉一下题型和套路还是有益的。
总之,同学们若是注意一些知识点的延伸和加深,考试时必定会有一种居高临下的感觉。
第一讲:集合与命题(教师版)一、知识补充:容斥原理基本公式:(1)card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B); (2)card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(A∩C)-card(B∩C)+card(A∩B ∩C)问题:开运动会时,高一某班共有28名同学参加比赛,有15人参加游泳比赛,有8人参加田径比赛,有14人参加球类比赛,同时参加游泳比赛和田径比赛的有3人,同时参加游泳比赛和球类比赛的有3人,没有人同时参加三项比赛,问同时参加田径比赛和球类比赛的有多少人?只参加游泳一项比赛的有多少人?解:设A={参加游泳比赛的同学},B={参加田径比赛的同学},C={参加球类比赛的同学},则card(A)=15,card(B)=8,card(C)=14,card(A∪B∪C)=28,且card(A ∩B)=3,card(A∩C)=3,card(A∩B∩C)=0,由公式②得28=15+8+14-3-3-card(B∩C)+0,即card(B∩C)=3,所以同时参加田径和球类比赛的共有3人,而只参加游泳比赛的人有15-3-3=9(人)二.抽屉原理抽屉原理的基本形式定理1、如果把n+1个元素分成n个集合,那么不管怎么分,都存在一个集合,其中至少有两个元素。
证明:(用反证法)若不存在至少有两个元素的集合,则每个集合至多1个元素,从而n个集合至多有n个元素,此与共有n+1个元素矛盾,故命题成立。
例1.已知在边长为1的等边三角形内(包括边界)有任意五个点(图1)。
证明:至少有两个点之间的距离不大于.分析:5个点的分布是任意的。
如果要证明“在边长为1的等边三角形内(包括边界)有5个点,那么这5个点中一定有距离不大于的两点”,则顺次连接三角形三边中点,即三角形的三条中位线,可以分原等边三角形为4个全等的边长为的小等边三角形,则5个点中必有2点位于同一个小等边三角形中(包括边界),其距离便不大于。
以上结论要由定理“三角形内(包括边界)任意两点间的距离不大于其最大边长”来保证,下面我们就来证明这个定理。
如图2,设BC是△ABC的最大边,P,M是△ABC内(包括边界)任意两点,连接PM,过P分别作AB、BC边的平行线,过M作AC边的平行线,设各平行线交点为P、Q、N,那么∠PQN=∠C,∠QNP=∠A 因为BC≥AB,所以∠A≥∠C,则∠QNP ≥∠PQN,而∠QMP≥∠QNP≥∠PQN(三角形的外角大于不相邻的内角),所以 PQ≥PM。
显然BC≥PQ,故BC≥PM。
由此我们可以推知,边长为的等边三角形内(包括边界)两点间的距离不大于。
三、针对性训练1.对集合{1,2,…,n}及其每一个非空了集,定义一个唯一确定的“交替和”如下:按照递减的次序重新排列该子集,然后交替地减或加后继的数所得的结果,例如,集合的“交替和”是9-6+4-2+1=6.的“交替和”是6-5=1,的交替和是2。
那么,对于n=7。
求所有子集的“交替和”的总和。
解:集合{1,2,3,4,5,6,7}的子集中,除去{7}外还有个非空子集合,把这个非空子集两两结组后分别计算每一组中“交替和”之和,结组原则是设这是把结合为一组,显然,每组中,“交替和”之和应为7,共有组.所以,所有“交替和”之和应该为。
2.n元集合具有多少个不同的不交子集对?分析:我们一般想法是对于一个子集,求出与它不交的子集个数,然后就可以求出总的子集对来了。
解:如果子集对是有序的,即在子集对中可以区分第一个子集与第二个子集,则第一个子集若是k个元素,第二个子集就由其余n-k个元素组成,可能的情况是种,而这时第一个集合的选取的可能情况应为种,那么k从o变到n,总的情况可能就是。
如果子集对是无序的,即两个子集相同但次序不同的子集对不认为不同,则对有序子集对中有一对是由两个空集组成,而对其它个有序对,每一对中交换两个子集的次序,得到的是同一个无序子集对,因此有个无序子集对,其中至少有一个子集非空,于是无序子集对的总数为分析二:我们可以从元素的角度来思考问题。
对一个元素来说,它有三种不同的选择,在第一个集合中,在第二个集合中,或者不在两个集合中。
解法二:在计算有序对的数目时,对每一个元素来说有三种可能:它或在第一个子集,或在第二个子集,或不在其中任意一个子集,因此不同的不交有序子集对的总数,以下同解法一。
3.以某些整数为元素的集合P具有下列性质:①P中的元素有正数,有负数;②P 中的元素有奇数,有偶数;③-1∉P;④若x,y∈P,则x+y∈P。
试判断实数0和2与集合P的关系。
解:由④若x,y∈P,则x+y∈P可知,若x∈P,则)kx∈∈Pk(N(1)由①可设x,y∈P,且x>0,y<0,则-y x=|y|x (|y|∈N) 故x y,-y x∈P,由④, 0=(-y x)+x y∈P。
(2)2∉P 。
若2∈P ,则P 中的负数全为偶数,不然的话,当-(12+k )∈P (N k ∈)时,-1=(-12-k )+k 2∈P ,与③矛盾。
于是,由②知P 中必有正奇数。
设),( 12,2N n m P n m ∈∈--,我们取适当正整数q ,使12|2|->-⋅n m q ,则负奇数P n qm ∈-+-)12(2。
前后矛盾。
4.若321,,S S S 为非空集合,对于1,2,3的任意一个排列k j i ,,,若j i S y S x ∈∈,,则k S y x ∈-(1) 证明:三个集合中至少有两个相等。
(2) 三个集合中是否可能有两个集无公共元素?证明:(1)若j i S y S x ∈∈,,则i k S x y x y S x y ∈-=--∈-)(,所以每个集合中均有非负元素。
当三个集合中的元素都为零时,命题显然成立。
否则,设321,,S S S 中的最小正元素为a ,不妨设1S a ∈,设b 为32,S S 中最小的非负元素,不妨设,2S b ∈则b -a ∈3S 。
若b >0,则0≤b -a <b ,与b 的取法矛盾。
所以b =0。
任取,1S x ∈因0∈2S ,故x -0=x ∈3S 。
所以⊆1S 3S ,同理3S 1S ⊆。
所以1S =3S 。
(3) 可能。
例如1S =2S ={奇数},3S ={偶数}显然满足条件,1S 和2S 与3S 都无公共元素。
5.设{}{}G a a a a A S ⊂==100321,,,,,200,,3,2,1 ,且A 具有下列性质:(1)对任意1001≤≤≤j i ,恒有201≠+j i a a ;(2)100801001=∑=i i a 。
试证A 中的元素为奇数的个数是4的倍数,且∑=10012i i a 为定值.证明:考虑{}{}{}101,100,,199,2,200,110021===G G G ,每个集合中取一个元素,但注意到2+4+…+200=10100≠10080,不妨设不属于A 的偶数为k a a a ,,,21 ,则相应的奇数k a a a ---201,,201,20121 应在A 中,且对应差的和为20.6.(2010年江苏五校)已知集合A ={a 1,a 2,a 3,…,a n },其中a i ∈R (1≤i ≤n ,n >2),l (A )表示a i +a j (1≤i <j ≤n )的所有不同值的个数.(1)已知集合P ={2,4,6,8},Q ={2,4,8,16},分别求l (P ),l (Q ); (2)若集合A ={2,4,8,…,2n },求证:l (A )=n (n -1)2;(3)求l (A )的最小值.解:(1)由2+4=6,2+6=8,2+8=10,4+6=10,4+8=12,6+8=14,得l (P )=5,由2+4=6,2+8=10,2+16=18,4+8=12,4+16=20,8+16=24,得l (Q )=6 .(2)证明:因为a i +a j (1≤i <j ≤n )共有n (n -1)2项,所以l (A )≤n (n -1)2.又集合A ={2,4,8,…,2n },不妨设a m =2m ,m =1,2, …,n .a i +a j ,a k +a l (1≤i <j ≤n ,1≤k <l ≤n ),当j ≠l 时,不妨设j <l ,则a i +a j <2 a j =2j +1≤a l <a k +a l ,即a i +a j ≠a k +a l , 当j =l ,i ≠k 时,a i +a j ≠a k +a l ,因此,当且仅当i =k ,j =l 时,a i +a j =a k +a l .即所有a i +a j (1≤i <j ≤n )的值两两不同,因此l (A )=n (n -1)2.(3)不妨设a 1<a 2<a 3<…<a n ,可得a 1+a 2<a 1+a 3<…<a 1+a n <a 2+a n <a 3+a n <…<a n -1+a n ,故a i +a j (1≤i <j ≤n )中至少有2n -3个不同的数,即l (A )≥2n -3. 事实上,设a 1,a 2,a 3,…,a n 成等差数列,考虑a i +a j (1≤i <j ≤n ),根据等差数列的性质,当i +j ≤n 时, a i +a j =a 1+a i +j -1; 当i +j >n 时, a i +a j =a i +j -n +a n ;因此每个和a i +a j (1≤i <j ≤n )等于a 1+a k (2≤k ≤n )中的一个,或者等于a l +a n (2≤l ≤n -1)中的一个.故对这样的集合A ,l (A )=2n -3,所以l (A )的最小值为2n -3. 数.7.通信工程中常用n 元数组123(,,,)n a a a a ……表示信息,其中0i a =或1,i n N ∈、.设123(,,)n u a a a a =……,123(,,)n v b b b b =……,(,)d u v 表示u 和v 中相对应的元素不同的个数.(1)(0,0,0,0,0)u =问存在多少个5元数组v 使得(,)1d u v =; (2)(1,1,1,1,1)u =问存在多少个5元数组v 使得(,)3d u v =;(3)令0(0,0,00)n w =个……,123(,,)n u a a a a =……,123(,,)n v b b b b =……,求证:(,)(,)(,)d u w d v w d u v +≥. 解:()15;()23510C =;()3记u v 、中对应项同时为0的项的个数为p ,对应项同时为1的项的个数为q ,则对应项一个为1,一个为0的项的个数为n p q --;()p q N p q n ∈+≤、,.(,)d u w 即是u 中1的个数,(,)d v w 即是v 中1的个数,(,)d u v 是u v 、中对应项一个为1,一个为0的项的个数。