完整版本集合问题中常见易错点归类解析总结计划答案及解析(13页)
时间:2020-11-13 00:15:29 来源:勤学考试网 本文已影响 人
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集合问题中常见易错点归类分析
有关集合问题,涉及范围广,内容多,难度大,题目灵活多变.初学时,由于未能真正
理解集合的意义, 性质,表示法或考虑问题不全, 而造成错解. 本文就常见易错点归纳如下:
1.代表元素意义不清致误
例 1 设集合 A={( x , y)∣ x + 2 y= 5},B={( x , y)∣ x - 2 y=- 3},求 A B .
错解:
x
2y
5
x
1
B= {1 ,2} .
由
2 y
3
得
从而 A
x
y
2
分析 上述解法混淆了点集与数集的区别,集合 A、 B 中元素为点集,所以 A B= {(1 , 2)}
例 2
设集合 A= {y ∣ y=
x
2
+
,
x
R }
, =
∣
=
x
+
2}
,求
A∩B.
1
B {x
y
错解:
显然A={ y∣y≥1}B={
x ∣y≥2}.所以 A∩ B=B.
分析
错因在于对集合中的代表元素不理解,集合
A 中的代表元素是
y,从而 A= { y
∣y≥ 1} ,但集合 B 中的元素为 x ,
所以 B= { x ∣ x ≥ 0} ,故 A∩ B=A
.
变式:已知集合
A
{ y | y
x 2
1} ,集合 B
{ y | x
y 2} ,求 A
B
解: A
{ y | y
x2
1} { y | y
1} , B { y | x
y 2 }
R
A
B
{ y | y
1}
例 3
设集合 A
{ x2
x
6
0}, B
{ x | x 2
x
6
0} ,判断 A 与 B 的关系。
错解: A
B
{ 2,3}
分析:某些指定的对象集在一起就成为一个集合, 其中每一个对象叫元素。 元素的属性
可以是方程,可以是数,也可以是点,还可以是集合等等。集合 A 中的元素属性是方程,集
合 B 中的元素属性是数,故 A 与 B 不具包含关系。
例 4 设 B= {1,2} , A= { x| x? B} ,则 A与 B 的关系是 ( )
A .A? B B .B? A C.A∈B D .B∈A
错解: B
分析: 选 D. ∵ B 的子集为 {1} , {2} , {1,2} , ? ,
∴A= {x|x ? B} = {{1} ,{2} ,{1,2} ,? } ,从集合与集合的角度来看待 A 与 B,集合 A的元素属性是集合, 集合 B 的元素属性是数, 两者不具包含关系, 故应从元素与集合的角度来看待 B 与A,∴ B∈ A.
评注 :集合中的代表元素, 反映了集合中的元素所具有的本质属性, 解题时应认真领
会,以防出错.
忽视集合中元素的互异性致错
例 5
已知集合 A={1, 3, a } , B={ 1, a2 - a +1 },
且 A B,求 a 的值.
错解 :经过分析知,若
a 2 - a
1 3, 则 a 2
a 2
0, 即 a
1 或 a
2 . 若
a 2
a 1
a, 则 a 2
2a
1 0, 即 a
1 .从而 a =-1,1,2.
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分析
当 a =1时, A 中有两个相同的元素
1,与元素的互异性矛盾,应舍去,故
a =
-1,2.
例 6
设A={x∣ x 2 +(b+2)x+b+1=0,b
R},求A中所有元素之和.
错解 :由 x 2 +(b+2)x+b+1=0得
(x+1)(x+b+1)=0
(1)当b=0时,x
1
=x2
-1,此时A中的元素之和为-2.
(2)当b
0时,x
1
+ x2
=-b-2.
分析
上述解法错在(1)上,当b=0时,方程有二重根-1,集合A={-1}
,
故元素之和为-1,犯错误的原因是忽视了集合中元素的“互异性”
.因此,在列举法表示
集合时,要特别注意元素的“互异性”
.
评注: 集合中的元素具有确定性、无序性、互异性,
集合元素的三性中互异性对解题的
影响最大, 特别是带有字母参数的集合,
实际上就隐含着对字母参数的一些要求。
在解题时
也可以先确定字母参数的范围后,再具体解决问题。
3.忽视空集的特殊性致误
例 7
若集合 ={
|
x
2+
- 6=0} , ={
| +1=0} ,且
B
,求实数
的值.
A
x
x
B
x mx
A
m
错解: A= { x| x2+ x- 6= 0} = { -3,2} .
∵
B
,
A
(1) B
{ 3}
mx+ 1= 0 的解为- 3,
1
由 m·( - 3) + 1= 0,得 m= 3;
(2) B {2}
mx+ 1= 0 的解为 2,
由 m·2+ 1= 0,得 m=- 1; 2
综上所述,
1
1
m
或 m
3
2
分析:空集是任何集合的子集,此题忽略了 B 的情况。
正解: A= { x| x2+ x- 6= 0} = { -3,2} .
∵B A,
(1) B
,此时方程 mx 1
0 无解, m 0
(2) B
{ 3}
mx+ 1= 0 的解为- 3,
1
由 m·( - 3) + 1= 0,得 m= 3;
(3) B {2}
mx+ 1= 0 的解为 2,
1
由 m·2+ 1= 0,得 m=- 2;
综上所述, m
1
1
或 m
或 m 0
3
2
例 8
已知 A
{ x | x2
4x 0} , B { x | x 2
2(a 1) x a2
1 0},若 B
A ,求
a的取值范围。
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解: A
{ x | x2
4x
0}
{
4,0}
(1)
B
,
4( a
1) 2
4( a2
1)
8( a
1) 0 ,即 a
1
(2)
B
{
4}
,方程 x2
2(a
1) x
a2
1
0 有两等根-4
由
0
得
a
1
,所以无解
2
a
或
7
16
8(a
1)
a
1
0
1
(3)
B
{ 0} ,方程 x2
2(a
1) x
a 2
1
0 有两等根0
由
0
得
a
1
,所以 a
1
2
a
1
a
1 0
(4)
B
{
4,0} ,方程 x2
2( a
1) x
a 2
1
0 有两不等根-4,0
0
a
1
由
4
0
2(a
1) 得 a
1
,所以 a
1
4
0
a 2
1
a
1
综上所述, a
1 或 a
1
3},若B
A ,求a的
例 9
已知集合 A
{ x | x
1或 x
4},B
{ x | 2a
x
a
取值范围。
解:(1) B
, 2a
a
3 得 a
3
(2)
B
,则 a
3
a
3
或
a
3
得 a
4 或 2
a
3
a
3
2a
1
4
综上所述
a
4 或 a
2
例10
已知集合 A
{ x | x
1或 x
4},B
{ x | 1
a
x
1 a} ,若 A B
,
求a的取值范围。
解:( 1) B
,则 a
0 ,符合题意
a
0
(2) B
,则 1 a
1
0
a
2
1
a
4
综上所述, a
2
变式:已知集合
A
{ x | x
1或 x
4},B
{ x |1 a
x
1
a} ,若 A
B
,求
a的取值范围。
解:当 A
B
时, a
2
所以当 A
B
时, a
2
评注 :对于任何集合A, 皆有A = ,A∪ =A, A. 的特殊性不容忽视. 尤
其是在解含有参数的集合问题时, 更要充分注意当参数在某个范围内取值时所给的集合可能
是空集这种情况。 空集是一个特殊的集合, 由于思维定式的原因, 考生往往会在解题中遗忘
了这个集合,导致解题错误或是解题不全面。
4.忽视端点值能否取得致误
例 11 已知集合 A= { x∣x≥4,或x<-5 } ,B={x∣ a +1≤x≤ a +3},
若A∪B=A,求 a 得取值范围.
错解 :由A∪B=A得 B A.
∴ a +3≤-5,或 a +1≥4,解得 a ≤-8,或 a ≥3.
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分析 :上述解法忽视了等号能否成立,事实上,当 a =-8时,不符合题意;当 a =
3时,符合题意,故正确结果应为 a <-8,或 a ≥3.
评注 :在求集合中字母取值范围时,要特别注意该字母在取值范围的边界能否取等号,否则会导致解题结果错误.
5.忽视隐含条件致误
例 12 设全集U= {2,3,a 2 +2 a -3},A={∣2 a -1∣, 2},CU A ={5},求实数 a 的值.
错解 :∵ CU A ={5},∴ 5 S且 5 A,从而, a 2 +2 a -3=5,解得 a =
2,或 a =-4.
分析 导致错误的原因是没有考虑到隐含条件,因为U是全集,所以A U.当 a =
2时,∣2 a -1∣=3 S,符合题意;当 a =-4时,∣2 a -1∣=9 S,不符合
题意;故 a =2.
评注 :在解有关含参数的集合时, 需要进行验证结果是否满足题设条件, 包括隐含条件.
6、忽视补集的含义致错
例 13 已知全集 I
R,集合 M
{ x | x 2
x 0} ,集合 N
{ x | 1
1} ,则下列关
x
系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
错解: N
{ x | 1
1} 的补集为 CI N
{ x | 1
1} ,故选 C。
x
x
剖析:本题错误地认为 A { x | f ( x)
0} 的补集为 C I A { x | f ( x) 0} 。事实上对
于全集 I
R ,由补集的定义有 A
CIA R,但
{ x | f ( x)
0} { x | f (x) 0} { x | 使 f ( x)有意义, x
R} ,即为 f ( x) 的定义域。所
以只有当 f (x) 的定义域为 R时才有 A { x | f (x)
0} 的补集为
C I A { x | f ( x)
0} ,否则先求 A,再求 C I
A 。
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正解: N
{ x |
1
1}
{ x |
x
1
0}
{ x
| x
0或x 1} ,所以 C I N
{ x | 0 x
1} ,
x
x
而 M
{ x | 0
x
1} ,应选 A
7、考虑问题不周导致错误
例 14 已知集合 A
{ x | ax 2
4x
4
0, x
R, a
R} 只有一个元素,求
a 的值和这个元
素。
解:( 1) a
0 ,由 4x
4
0 得 x
1,此时 A
{ 1} 符合题意
(2)
a
0
得 a
1
,此时 A
{
2} 符合题意
16
16a
0
综上所述, a
0 或 a
1
一、对代表元素理解不清致错。
例 1.
已知集合 A
{ y | y
x 2
2x , x
R}, B
{ y | y x 2
6x
16,x
R},求 A
B 。
错解 1:令 x 2
2x
x 2
6x
16, 得 x
2 ,所以 y
8, A
B
{8} 。
错解 2:令 x 2
2x
x 2
6x
16 ,得 x
2,所以 y
8, A
B
{
2,8} 。
剖析:用描述法表示的集合
{ x | x
p} 中, x 表示元素的形式, x
p 表示元素所具有的
性质,集合 {( x, y) | y f (x ), x
R} 表示函数 f (x ) 的图象上全体点组成的集合,而本题
{ y | y
f (x ), x
R} 表示函数 f ( x) 的值域,因此求 A
B 实际上是求两个函数值域的交集。
正解:由 A
{ y | y
x 2
2x, x
R}
{ y | y
( x
1) 2
1}
{ y | y
1},
B { y | y x 2
6x
16, x
R}
{ y | y
( x
3) 2
7}
{ y | y
7}, 得A
B
{ y | y
7} 。
二、遗漏空集致错。
例 2.
已知集合 A
{ x |
2
x 5} , B
{ x | m
1
x
2m
1},若A
B ,求实数 m的
取值范围。
错解:解不等式
2
m
1 2m 1 5, 得 2 m 3 。
剖析:空集
是特殊集合,它有很多特殊性质,如
A
, A
A, 空集是任何
一个集合的子集, 是任何一个非空集合的真子集。
本题错解是因考虚不周遗漏了空集,
故研
究 A
B 时,首先要考虑 B
的情况。
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正解:①若 B
时,则 m
1
2m 1,即m 2 。
2
m
1,
②若 B
时, 则m
1
2m
1,即m
2 。由 2m
1
5
得 3
m
3。所以 2 m
3 。
由①②知 m的取值范围是 (
,3] 。
三、忽视元素的互异性致错。
例 3.
已知集合 { x, xy , lg( xy )}
{ 0,| x |, y}, 求x y 的值。
错解:由 xy
0 ,根据集合的相等,只有
lg( xy )
0, xy
1 。所以可得 | x | 1或 | y |
1。
x
1或 x
1,
y
1
y
1
所以 x
y
2或 x
y
2 。
剖析:当 x
y
1 时,题中的两个集合均有两个相等的元素
1,这与集合中元素的互异
性相悖。其实,当 xy
1时 ,集合 { x ,1,0}
{ 0,| x |, y} ,这时容易求解了。
正解:舍去 x
y
1 ,故 x
y
2。
四、混淆相关概念致错。
例 4.
已知全集 U=R,集合 A
{ x | x 2
4ax
4a 3
0,x
R}, B
{ x | x 2
(a 1)x
a2
0,x
R}, C
{ x | x 2
2ax
2a
0,x
R} ,若 A、B、 C 中至少有一个不是空集,求实数
a
的取值范围。
A,当
(4a) 2
4( 4a
3) 0,得 a
3 或 a
1
①时, A 不是空
错解:对于集合
2
2
集。
1
a
1
同理当
3
②时, B 不是空集;当 a
2或 a
0
③时, C 不是空集。求
得不等式①②③解集的交集是空集,知
a 的取值范围为
。
剖析:题中“ A、 B、 C 中至少有一个不是空集”的意义是“
A 不是空集或 B 不是空集或
a
(
,
3] [
1,
)
C不是空集”,故应求不等式①②③解集的并集,得
2
。
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五、忽视补集的含义致错。
1
1}
例 5.
已知全集 I
R ,集合 M { x | x
2
x 0} ,集合
N { x |
x
,则下列关系正确的
是( )
A. M CIN
B.
M
C I N
C. MCIN
D.CIMN R
N { x | 1
1}
CI N { x | 1
1}
错解:
x
的补集为
x
,故选 C。
剖析:本题错误地认为
A { x
| f (x )
0} 的补集为 CIA
{ x | f ( x)
0} 。事实上对于全
集 I
R ,由补集的定义有 A
CI A
R ,但 { x | f (x )
0} { x | f ( x) 0}
{ x |使 f ( x ) 有意义,
x
R } ,即为 f ( x ) 的定义域。
所以只有当 f ( x ) 的定义域为 R 时才有 A
{ x | f ( x)
0} 的补集
为 CI A { x | f ( x)
0} ,否则先求 A,再求 CI A 。
N { x | 1
1} { x | x 1
0} { x | x 0或 x 1}
,所以 CI N
{ x | 0
x 1} ,而
正解:
x
x
M
{ x | 0 x 1} ,应选 A。
感悟与提高
1.
A
{ x | x
k
1 , k
Z}, B { y | y
k
1 , k
Z}
设集合
4
2
4
,则它们之间的关系是 (
)
A. A=B
B. A
B
C. A
B
D. A
B
2.
已知集合 A
{ m | 关于 x 的不等式 x 2
2( m
1) x m 2
3
0 有解 } ,若 y
3x 1 ,且
A ,则 y 的取值范围是 __________ 。
1
1
1)
1
答案提示: 1. 由集合 A 得
x( 4k 1),由集合 B得 y
(2k
4 组
4
4
。
B 是由奇数的
1
成, A 是由比 4 的整数倍大 1 的数的 4
组成的,所以 A
B,选 C。
2. 由 A 易得 4( m 1) 2
4( m 2
3) 0 m 2 。
y 3x 1 3 2 1 5 。
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