问题与探究 集合运算的运算律

数学 | 10年级

「问题与探究 集合运算的运算律」是苏教版必修第一册第1章 集合 · 问题与探究 集合运算的运算律中的内容。集合运算的运算律,以及有限集、无限集与集合等势的初步认识学习时要能做到:会通过具体例子验证交集对并集的分配律。常见误区是把集合运算的运算律与实数运算律完全等同。

这一页讲的是苏教版必修第一册 第1章 集合 · 问题与探究 集合运算的运算律里的「问题与探究 集合运算的运算律」,教材要求做到:会通过具体例子验证交集对并集的分配律。它不是凭空出现的——要先会「交集、并集」、「第1章 集合」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「命题、定理、定义」。下面配了 8 道诊断题,其中基础 2 道、进阶 6 道,答案与解析全部公开;先自己做一遍,再对照解析找断点。

掌握标准

先修关系

先修 · 学这页之前先会交集、并集第1章 集合本知识点问题与探究 集合运算的运算律后续 · 学完接着学命题、定理、定义

箭头从「先修」指向「本知识点」,再指向「后续」;点节点可跳到对应页面。

诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)

第 1 题 基础

与 A 交(B 并 C)一定相等的是?

  1. (A 交 B)并(A 交 C)
  2. (A 并 B)交(A 并 C)
  3. A 并 B 并 C
  4. A 交 B 交 C
看答案与解析

答案:A

解析:交集对并集满足分配律,这一条与实数中乘法对加法的分配律形式相同,可以用 Venn 图逐一验证。

第 2 题 基础

在集合运算中,A 交 A 等于?

  1. 空集
  2. 全集
  3. A
  4. A 的补集
看答案与解析

答案:C

解析:一个集合与它自身求交集,公共元素就是它本身的全部元素,所以结果仍是 A,这称为幂等律。

第 3 题 进阶

下列集合中是无限集的是?

  1. 由 1,2,3 组成的集合
  2. 由 15 的所有正约数组成的集合
  3. 自然数集
  4. 由方程 x 的平方减 1 等于 0 的解组成的集合
看答案与解析

答案:C

解析:自然数有无限多个,是无限集;其余三个集合的元素都能一一数完,都是有限集。

第 4 题 进阶

已知集合 A 由 1,2,3 组成,集合 B 由 2,3,4 组成,则 A 与 B 的并集中元素的个数是多少?

看答案与解析

答案:4

解析:并集由 1,2,3,4 组成,公共元素 2 与 3 只算一次,所以并集中共有 4 个元素。

第 5 题 进阶

由(A 交 B)并(A 交 C)与 A 交(B 并 C)总相等可知,交集对并集满足__律。

看答案与解析

答案:分配

解析:这一运算律的形式与实数乘法对加法的分配律一致,所以称为分配律,可借助 Venn 图验证其正确性。

第 6 题 进阶

已知集合 A 由 1,2,3,4 组成,集合 B 由 4,5,6,7 组成,集合 C 由 1 和 6 组成,则 A 交(B 并 C)等于?

  1. 由 1 和 4 组成
  2. 由 1,4,6 组成
  3. 由 4 组成
  4. 由 1 组成
看答案与解析

答案:A

解析:先求 B 与 C 的并集得 1,4,5,6,7,再与 A 求交集,公共元素是 1 和 4。

第 7 题 挑战

自然数集与正整数集的元素个数一样多吗?请说明理由。

看答案与解析

答案:一样多。把自然数集中的 0 对应到正整数集中的 1,1 对应 2,依次对应下去,两个集合的元素之间可以建立一一对应,所以它们等势。

解析:无限集比较元素多少依靠一一对应而不是数个数,只要能建立一个元素之间的一一对应,就说明两个集合等势。

第 8 题 挑战

集合 A 有 3 个元素,集合 B 有 4 个元素,则 A 与 B 的并集的元素个数可能有?

  1. 3 个值
  2. 4 个值
  3. 5 个值
  4. 6 个值
看答案与解析

答案:B

解析:两集合交集最少有 0 个元素、最多有 3 个元素,所以并集元素个数可能是 7,6,5,4,共 4 个不同的值。

课标对应

了解随机事件的并、交与互斥的含义,能结合实例进行随机事件的并、交运算。

《课程标准》原文(mat-2017:G.NR.05)

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