+(200÷30)=146
所以,符合条件的数共有200-146=54(个)
点评:分析200个数分为两类,即满足题设条件的和不满足题设条件的两大类,而不满足条件的这一类标准明确而简单,可考虑用扣除法。
题型7:集合综合题
例11.(1999上海,17)设集合A={x||x-a|<2},B={x|<1},若AB,求实数a的取值范围。
解:由|x-a|<2,得a-2<x<a+2,所以A={x|a-2<x<a+2}。
由<1,得<0,即-2<x<3,所以B={x|-2<x<3}。
因为AB,所以,于是0≤a≤1。
点评:这是一道研究集合的包含关系与解不等式相结合的综合性题目。主要考查集合的概念及运算,解绝对值不等式、分式不等式和不等式组的基本方法。在解题过程中要注意利用不等式的解集在数轴上的表示方法.体现了数形结合的思想方法。
例12.已知{an}是等差数列,d为公差且不为0,a1和d均为实数,它的前n项和记作Sn,设集合A={(an,)|n∈N*},B={(x,y)| x2-y2=1,x,y∈R}。
试问下列结论是否正确,如果正确,请给予证明;如果不正确,请举例说明:
(1)若以集合A中的元素作为点的坐标,则这些点都在同一条直线上;
(2)A∩B至多有一个元素;
(3)当a1≠0时,一定有A∩B≠。
解:(1)正确;在等差数列{an}中,Sn=,则(a1+an),这表明点(an,)的坐标适合方程y(x+a1),于是点(an,
)均在直线y=x+a1上。
(2)正确;设(x,y)∈A∩B,则(x,y)中的坐标x,y应是方程组的解,由方程组消去y得:2a1x+a12=-4(*),
当a1=0时,方程(*)无解,此时A∩B=;
当a1≠0时,方程(*)只有一个解x=,此时,方程组也只有一解,故上述方程组至多有一解。
∴A∩B至多有一个元素。
(3)不正确;取a1=1,d=1,对一切的x∈N*,有an=a1+(n-1)d=n>0, >0,这时集合A中的元素作为点的坐标,其横、纵坐标均为正,另外,由于a1=1≠0 如果A∩B≠,那么据(2)的结论,A∩B中至多有一个元素(x0,y0),而x0=<0,y0=<0,这样的(x0,y0)A,产生矛盾,故a1=1,d=1时A∩B=,所以a1≠0时,一定有A∩B≠是不正确的。
点评:该题融合了集合、数列、直线方程的知识,属于知识交汇题。
变式题:解答下述问题:
(Ⅰ)设集合,,求实数m的取值范围.
分析:关键是准确理解 的具体意义,首先要从数学意义上解释 的意义,然后才能提出解决问题的具体方法。
解:
的取值范围是UM={m|m<-2}.
(解法三)设这是开口向上的抛物线,,则二次函数性质知命题又等价于
注意,在解法三中,f(x)的对称轴的位置起了关键作用,否则解答没有这么简单。
(Ⅱ)已知两个正整数集合A={a1,a2,a3,a4},
、B.
分析:命题中的集合是列举法给出的,只需要根据“交、并”的意义及元素的基本性质解决,注意“正整数”这个条件的运用,
(Ⅲ)
分析:正确理解
要使,
由
当k=0时,方程有解,不合题意;
当①
又由
由②,
由①、②得
∵b为自然数,∴b=2,代入①、②得k=1
点评:这是一组关于集合的“交、并”的常规问题,解决这些问题的关键是准确理解问题条件的具体的数学内容,才能由此寻求解决的方法。
题型6:课标创新题
例13.七名学生排成一排,甲不站在最左端和最右端的两个位置之一,乙、丙都不能站在正中间的位置,则有多少不同的排法?
解:设集合A={甲站在最左端的位置},
B={甲站在最右端的位置},
C={乙站在正中间的位置},
D={丙站在正中间的位置},
则集合A、B、C、D的关系如图所示,
∴不同的排法有种.
点评:这是一道排列应用问题,如果直接分类、分步解答需要一定的基本功,容易错,若考虑运用集合思想解答,则比较容易理解。上面的例子说明了集合思想的一些应用,在今后的学习中应注意总结集合应用的经验。
例14.A是由定义在上且满足如下条件的函数组成的集合:①对任意,都有 ; ②存在常数,使得对任意的,都有
(1)设,证明:
(2)设,如果存在,使得,那么这样的是唯一的;
(3)设,任取,令证明:给定正整数k,对任意的正整数p,成立不等式。
解:
对任意,,,,所以
对任意的,
,
,
所以0<,
令=,
,
所以
反证法:设存在两个使得,。
则由,
得,所以,矛盾,故结论成立。
,
所以
+…
。
点评:函数的概念是在集合理论上发展起来的,而此题又将函数的性质融合在集合的关系当中,题目比较新颖。