高中数学一个不可忽视的集合——空集集合是高中数学中一个重要概念,与数学中许多内容有着广泛的联系,同时作为一种思想、一种语言、一种工具渗透到了其他学科之中
本文通过几例来说明空集的存在,从而进一步了解空集的性质
一、不了解空集的定义而忽略空集的存在例1
AB,M={P|P为A的子集},N={Q|Q为B的子集},那么()A
MNB
MN{}C
MNABD
MNAB≠解:由于A、B的子集中都有,即A,B,而相对M、N来说是作为一个元素的身份出现,则MN{},应选B
二、在集合的运算过程中,不了解空集的性质而忽视空集的存在例2
设集合Axxx{|}240,Bxxaxa{|()}222110,若AB,求实数a的范围
解:A={|}{}xxx24004,
由BA,得B=,或{0},或{-4},或{0,-4}
①当B=时,(()aa141022,解得a1
②当B={0}时,由两根为0及韦达定理得210102()aa,解得a=-1
③当B={-4}时,由两根为-4及韦达定理得2181162()aa,无解
④当B={0,-4}时,由韦达定理得214102()aa,解得a=1
综上①②③④知,所求实数a的范围为(]{},11
三、不了解空集的实质而忽视空集的存在例3
已知AxxxBxmxm{|}{|}23100121,,若AB=A,求实数m的范围
分析:由ABABA,得
而B是由参数m所确定的集合,m在不同的范围内,可能使得B为非空数集,也可能使得B为空集
解:Axxxxx{|}{|}2310025①若mm121,即m2时,B,适合题意
②若mm121,即m2时,B{}3,适合题意