集合语言和集合思想的运用
集合语言和集合思想的运用
刘 忠(江西省永丰中学 331500)
(本文发表于《课程导报》2006年8月28日)
集合是高中数学中最基础、最重要的概念之一,集合思想无不渗透到数学的每一个“角落”. 在高考中,有关集合的题每年必考,有关集合思想运用的题常考常新。因此,我们要从掌握集合语言入手,从本质上掌握集合思想在解题中的应用,以提高解题能力, 从而达到以不变应万变的目的.
一、集合语言
1、数学概念的集合语言
中学数学中许多概念和知识用集合的语言来叙述就显得简单明了,如实数与正方形就分别是用集合的并、交运算来定义的. 即,实数集R={有理数}∪{无理数};{正方形}={菱形}∩{矩形}等. 再如,几何图形就有以下两种集合语言形式. 一是把几何图形看作是空间具有某种性质的点的集合(如平面上线段AB 的垂直平分线就是点集{P| |AP|=|BP|}). 二是在平面上建立了直角坐标系以后,用图形上点的坐标所满足的方程(方程组)或不等式(不等式组)等特征构成的点集来表示. 如
x 2y 2
双曲线为点集{(x ,y )| 2-2=1}等. 但有一点要注意,在立体几何中,虽然空间图形可以看a b
成是点的集合,但有的地方的表示却另有规定. 如点A 在平面a 内,记为A ∈a ;直线a 在平面α内,记为a ⊂α. 但直线a 与b 相交于点A ,却记为a ∩b=A(本应记为a ∩b={A }).
2、集合语言的运用
用集合语言来解释或描述许很多数学内容,可以简洁明快地揭示数学本质.
例1 集合A ={y|y=x2, x ∈R }与集合B={(x,y) |y=x2, x ∈R }是否相同?
分析 用描述法表示的集合{p |f(p)}中,p 为元素的一般形式(代表元素),f(p)为元素所满足的条件. 在解题时要特别注意对元素的一般形式f (p )的理解.
解 集合A 中的元素为函数y=x2的函数值,故A 为函数的值域;而B 中的元素为满足y=x2的有序实数对(x,y),从“形”的角度讲B 是抛物线. 所以A 、B 是不同
的.
变式 集合A ={y|y=x2, x ∈R }与集合B={x|y=x2, x ∈R }是
否相同?
例2 已知集合A ={(x,y )|x2+y2=4},B={(x,y )|x2+y2=1},
则A 、B 的关系为( ).
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