集合思想及應用

集合是高中數學的基本知識，為歷年必考內容之一，主要考查對集合基本概念的認識和理解，以及作為工具，考查集合語言和集合思想的運用.本節主要是幫助考生運用集合的觀點，不斷加深對集合概念、集合語言、集合思想的理解與應用.

●難點磁場

(★★★★★)已知集合A={(x,y)|x2+mx-y+2=0},B={(x,y)|x-y+1=0,且0≤x≤2},如果A∩B≠,求實數m的取值范圍.

●案例探究

[例1]設A={(x,y)|y2-x-1=0},B={(x,y)|4x2+2x-2y+5=0},C={(x,y)|y=kx+b},是否存在k、b∈N,使得(A∪B)∩C=，證明此結論.

命題意圖：本題主要考查考生對集合及其符號的分析轉化能力，即能從集合符號上分辨出所考查的知識點，進而解決問題.屬★★★★★級題目.

知識依托：解決此題的閃光點是將條件(A∪B)∩C=轉化為A∩C=且B∩C=，這樣難度就降低了.

錯解分析：此題難點在于考生對符號的不理解，對題目所給出的條件不能認清其實質內涵，因而可能感覺無從下手.

技巧與方法：由集合A與集合B中的方程聯立構成方程組，用判別式對根的情況進行限制，可得到b、k的范圍，又因b、k∈N,進而可得值.

解：∵(A∪B)∩C=，∴A∩C=且B∩C=∵∴k2x2+(2bk-1)x+b2-1=0

∵A∩C=∴Δ1=(2bk-1)2-4k2(b2-1)<0

∴4k2-4bk+1<0,此不等式有解，其充要條件是16b2-16>0,即b2>1①

∵∴4x2+(2-2k)x+(5+2b)=0

∵B∩C=,∴Δ2=(1-k)2-4(5-2b)<0

∴k2-2k+8b-19<0,從而8b<20,即b<2.5②

由①②及b∈N,得b=2代入由Δ1<0和Δ2<0組成的不等式組，得

∴k=1,故存在自然數k=1,b=2,使得(A∪B)∩C=.

[例2]向50名學生調查對A、B兩事件的態度，有如下結果：贊成A的人數是全體的五分之三，其余的不贊成，贊成B的比贊成A的多3人，其余的不贊成;另外，對A、B都不贊成的學生數比對A、B都贊成的學生數的三分之一多1人.問對A、B都贊成的學生和都不贊成的學生各有多少人?

命題意圖：在集合問題中，有一些常用的方法如數軸法取交并集，韋恩圖法等，需要考生切實掌握.本題主要強化學生的這種能力.屬★★★★級題目.

知識依托：解答本題的閃光點是考生能由題目中的條件，想到用韋恩圖直觀地表示出來.

錯解分析：本題難點在于所給的數量關系比較錯綜復雜，一時理不清頭緒，不好找線索.

技巧與方法：畫出韋恩圖，形象地表示出各數量關系間的聯系.

解：贊成A的人數為50×=30，贊成B的人數為30+3=33，如上圖，記50名學生組成的集合為U，贊成事件A的學生全體為集合A;贊成事件B的學生全體為集合B.

設對事件A、B都贊成的學生人數為x,則對A、B都不贊成的學生人數為+1,贊成A而不贊成B的人數為30-x，贊成B而不贊成A的人數為33-x.

依題意(30-x)+(33-x)+x+(+1)=50,解得x=21.

所以對A、B都贊成的同學有21人，都不贊成的有8人.

●錦囊妙計

1.解答集合問題，首先要正確理解集合有關概念，特別是集合中元素的三要素;對于用描述法給出的集合{x|x∈P},要緊緊抓住豎線前面的代表元素x以及它所具有的性質P;要重視發揮圖示法的作用，通過數形結合直觀地解決問題.

2.注意空集的特殊性，在解題中，若未能指明集合非空時，要考慮到空集的可能性，如AB,則有A=或A≠兩種可能，此時應分類討論.