集合中的数学思想李根方集合是近代数学中最基础、最重要的概念之一
高考所考查的有关集合问题的主要类型有两种:一是直接考查集合本身的问题;二是以集合为载体,综合其他数学知识构成的综合问题
下面举例说明蕴含在集合中的数学思想
一、数形结合思想例1集合,,为何实数时,表示的平面区域的面积最大
解析:集合A表示的平面区域是圆心为(a,a)、半径为1的圆及其内部,其位置由实数a唯一确定
集合B表示的平面区域是以四个点(,0)、(0,)、(,0)和(0,)为顶点的正方形及其内部
显然,当且仅当圆内切于正方形时,表示的平面区域面积最大
此时,,如图所示
由图可知此时圆心坐标为(0,0),即时,表示的平面区域的面积最大
点评:看似无从下手的一道综合题,通过采用数形结合的思想,便迎刃而解了
运用数形结合思想时,要特别注意端点值,做到准确无误
二、分类讨论思想例2集合与集合,满足,求实数的取值范围
解析:由可知B有两种情况:其一,B为非空集合,且B中所有元素均为A中的元素;其二,B为空集
①当时,,解得
②当时,,解得
综合①②知,满足的实数的取值范围是
点评:解含有参数的集合问题时,最直接的办法就是运用分类讨论的思想,但在分类讨论时要注意不重不漏
三、等价转化思想例3设集合,集合,求
解析:将集合中元素的属性换一种说法,集合M表示函数的值域,集合N表示函数的值域,这样,把问题转化为求两个函数值域的交集
因此不难得到=
点评:将复杂的集合语言转化为易于理解的非集合数学问题,是解决此类问题的关键
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