集合易错题剖析

来源 :高考进行时·高三数学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiexia1987623
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  集合是学习数学的基础和工具,是高考的必考内容之一.由于它涉及到中学数学的各个环节,稍不注意,就会出错.为了跳出命题者所设计的陷阱,就必须注意集合中的一些细节.
  一、 忽视空集致误
  【例1】 若A=xx2-2x-3=0,B=xax-2=0,且A∩B=B,求由实数a组成的集合C.
  错解 由A=xx2-2x-3=0,解得A=-1,3.∵A∩B=B,∴BA,
  从而B=-1或B=3.当B=-1时,由a×(-1)-2=0,解得a=-2;
  当B=3时,由a×3-2=0,解得a=23.
  故由实数a组成的集合C=-2,23.
  剖析 BA是指B是A的子集,而是任何集合的子集,所以就要分B=和B≠(分为B=-1和B=3)三种情况进行讨论,在解题中如果思维不够缜密就可能忽视了B=的情况,导致解题结果错误.
  正解 由A=xx2-2x-3=0,解得A=-1,3
  ∵A∩B=B,∴BA,且B中至多只有一个元素,从而B=或B=-1或B=3.
  当B=时,由ax-2=0无实数根,解得a=0;当B=-1时,由a×(-1)-2=0,解得a=-2;当B=3时,由a×3-2=0,解得a=23.
  综上所述,实数a组成的集合C=-2,0,23.
  二、 忽视集合元素的三性致误
  【例2】 设A=1,1+a,1+2a,B=1,b,b2,若A=B,求b的值.
  错解 因为A=B,所以1+a=b,1+2a=b2.或1+a=b2,1+2a=b.解得a=0,b=1或a=-34,b=-12,
  综上所述:b=1或b=-12.
  剖析 上述错题的过程中,没有注意到当b=1时,B中元素都是1,这与集合的特征——元素的互异性相矛盾.所以在求解集合的有关题目时,我们要牢记集合中元素的三个性质:确定性、互异性、无序性.
  正解 因为A=B,所以1+a=b,1+2a=b2.或1+a=b2,1+2a=b.
  解得a=0,b=1或a=-34,b=-12综上所述:b=1或b=-12.
  当b=1时,B中元素都是1,集合元素的互异性相矛盾,舍去;
  当b=-12时,满足题意.
  综上所述,b=-12.
  三、 忽视元素与集合的概念致误
  【例3】 设P=y|y=x2,x∈R,Q={y|y=2-|x|,x∈R},则P∩Q=.
  错解 由y=x2,y=2-|x|.解得x=1,y=1. 或x=-1,y=1.
  ∴P∩Q=(1,1),(-1,1).
  剖析 本题错解是由于没有准确理解集合元素的概念而产生的.要注意分清{x|y=f(x)},{y|y=f(x)},{(x,y)|y=f(x)}元素的区别,集合x|y=f(x)的元素是指函数y=f(x)的定义域中x的取值,集合{y|y=f(x)}的元素是函数y=f(x)的值域中y的取值,而集合(x,y)|y=f(x)的元素是函数y=f(x)的图象上的点的坐标.显然,三者有本质的区别.
  正解 因为P=y|y≥0,Q={y|0≤y≤2},所以P∩Q=y|0≤y≤2.
  四、 忽视隐含条件致误
  【例4】 设全集U=2,3,a2+2a-3,A=2a-1,2,
   綂 UA=5,求实数a的值.
  错解 ∵
   綂 UA=5,∴5∈U,且5A,∴a2+2a-3=5,
  解得 a=2或a=-4.
  剖析 错解在于忽视了题目里的隐含条件AU.
  正解 ∵
   綂 UA=5,∴5∈U,且5A,∴a2+2a-3=5,
  解得 a=2或a=-4.
  应继续对a的值是否适合AU进行验证,
  当a=2时,2a-1=4-1=3≠5,此时A=2,3U;
  当a=-4时,2a-1=-8-1=9≠5,此时A=9,2不是U的子集,
  综上所述,a的值只能为2.
  五、 忽视特例致误
  【例5】 已知A=(x,y)y-3x-2=a+1,B=(x,y)|(a2-1)x+(a-1)y=15,问a为何实数时,A∩B=.
  错解 A表示斜率为a+1的直线上的点集.当a=1时,B表示,此时A∩B=;
  当a≠1时,B表示斜率为-(a+1)的直线:y=-(a+1)x+15上的点集,要使A∩B=,
  则两直线平行,即a+1=-(a+1),所以a=-1,
  所以a=±1时,A∩B=.
  剖析 A表示的直线不经过点(2,3),当B表示的直线过点(2,3)时,A∩B=.显然,上述解答忽视了这种特殊情况,造成解答不完全.由(a2-1)•2+(a-1)•3=15得a=-4或52.
  正解 A表示斜率为a+1的直线上的点集,当a=1时,B表示,此时A∩B=;
  当a≠1时,B表示斜率为-(a+1)的直线:y=-(a+1)x+15上的点集,要使A∩B=,
  则两直线平行,即a+1=-(a+1),所以a=-1;
  当A表示的直线不经过点(2,3),当B表示的直线过点(2,3)时,A∩B=,
  (a2-1)•2+(a-1)•3=15得a=-4或52,
  综上所述,当a=±1,a=-4,a=52时,A∩B=.
  六、 忽视端点值致误
  【例6】 已知集合A={x|x≥4或x<-5},B=xa+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.
  剖析 上述解法忽视了等号能否成立,事实上,当a=-8时,B=x-7≤x≤5,此时B不是A的子集,所以不符合题意.所以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.
  正解 由A∪B=A得BA.
  当a+3<-5或a+1>4时,解得a<-8或a>3;
  当a+3=-5时,a=-8,而B={x|-7≤x≤5},此时B不是A的子集,所以舍去;
  当a+1=4时,a=3,而B={x|4≤x≤6}成立,符合条件,
  综上所述:a<-8或a≥3.
  牛刀小试
  1. 已知集合A={x|x2+(a+2)x+1=0,x∈R},B=xx>0,若A∩B=,求a的取值范围.
  2. 设集合A=-3,a2,1+a,B={a-3,a2+1,2a-1},若A∩B=-3,求实数a的值.
  3. 设A,B,M,N为非空集合,A∩B=,M=A的真子集,N=B的真子集,则M∩N=.
  4. 已知函数y=f(x),x∈a,b,那么集合(x,y)y=f(x),x∈a,b∩{(x,y)|x=2}中元素的个数为.
  5. 设集合M=(x,y)y+1x-1=1,N={(x,y)|(a-1)x+y=1},且M∩N=,则实数a=  .
  6. 若A=xx<-2或x>10,B={x|x<1-m或x>1+m}且BA,求m的取值范围.
  【参考答案】
  1. 由A∩B=知,
  ①当A=时,Δ=a+22-4<0,
  解得-4<a<0;
  ②A中的元素为非正数,即方程
  x2+(a+2)x+1=0,只有非正数解.
  ∴Δ=a+22-4≥0,a+2≥0.解得 a≥0,
  综上可得 :a>-4.
  2. 由A∩B=-3,根据集合元素的互异性知:a2≠-3,1+a≠-3.
  因而a-3,a2+1,2a-1中恰有一个的值为-3,解之得a=0或a=-1.
  当a=0时,A=-3,0,1,B={-3,1,-1},这时A∩B={-3,1},与A∩B=-3矛盾,
  故a≠0;
  当a=-1时,A=-3,0,1,
  B={-3,-4,2},符合条件A∩B=-3,
  综上可得 :a=-1.
  3. M∩N=.
  4. 1或0.
  5. 0或3.
  6. 因为BA,所以:1-m≤-2,1+m≥10.m≥9.
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