NCERT 11年级数学第1章解决方案:集合17 Mar 2025 | 阅读40分钟 练习1.11. 下列哪些是集合?论证你的答案。
解决方案
2. 令A = {1, 2, 3, 4, 5, 6}。在空白处插入适当的符号∈或∉ (i) 5. . .A (ii) 8 . . . A (iii) 0. . .A (iv) 4. . . A (v) 2. . .A (vi) 10. . .A 解决方案
3. 以枚举形式写出下列集合
解决方案 (i) 大于-3且小于7的整数是 -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6。 因此,A = {-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} (ii) 小于6的自然数是 1, 2, 3, 4, 5 因此,B = {1, 2, 3, 4, 5} (iii) 各位数字之和为8的两位数是 17, 26, 35, 44, 53, 62, 71, 80。 因此,C = {17, 26, 35, 44, 53, 62, 71, 80} (iv) 我们知道,60 = 2 × 2 × 3 × 5 60的素数因数是 2, 3, 5。 因此,D = {2, 3, 5} (v) “TRIGONOMETRY”这个词的所有不重复字母是 T, R, I, G, O, N, M, E, Y。 因此,E = {T, R, I, G, O, N, M, E, Y} (vi) “BETTER”这个词的所有不重复字母是 B, E, T, R。 因此,F = {B, E, T, R} 4. 以描述形式写出下列集合 (i) {3, 6, 9, 12} (ii) {2,4,8,16,32} (iii) {5, 25, 125, 625} (iv) {2, 4, 6, . . .} (v) {1,4,9, . . .,100} 解决方案 (i) 可以看出,这个集合的元素是3的倍数。 因此,它可以写成 {x: x = 3n, 其中 n ∈ N 且 1 ≤n ≤ 4} (ii) 可以看出,这个集合的元素是其前一个元素的2倍。 因此,它可以写成 {x: x = 2n, 其中 n ∈ N 且 1 ≤ n ≤ 5} (iii) 可以看出,这个集合的元素是其前一个元素的5倍。 因此,它可以写成 {x: x = 5n, 其中 n ∈ N 且 1 ≤ n ≤ 4} (iv) 可以看出,这个集合的元素是偶数自然数。 因此,它可以写成 {x: x 是偶数自然数} (v) 可以看出,这个集合的元素是 12, 22, 32 等等,一直到 102 的系列。 因此,它可以写成 {x: x = n2, 其中 n ∈ N 且 1 ≤ n ≤ 10} 5. 列出下列所有集合的元素
解决方案 (i) 奇数自然数是 1, 3, 5, 7, ... 依此类推。因此, A = {1, 3, 5, 7, ...} (ii) -1/2 和 9/2 之间的整数是 0, 1, 2, 3, 4。因此, B = {0, 1, 2, 3, 4} (iii) 平方小于或等于4的整数包括 -2, -1, 0, 1, 2。因此, C = {-2, -1, 0, 1, 2} (iv) “LOYAL”这个词中的不重复字母是 L, O, Y, A。因此, D = {L, O, Y, A} (v) 一年中天数不是31天的月份是二月、四月、六月、九月、十一月。因此, E = {二月, 四月, 六月, 九月, 十一月} (vi) 英文字母表中在字母k之前的辅音是 b, c, d, f, g, h, j。因此, F = {b, c, d, f, g, h, j} 6. 将左侧的每个枚举形式的集合与右侧用描述形式描述的同一个集合匹配 (i) {1, 2, 3, 6} (a) {x : x 是素数且是6的因数} (ii) {2, 3} (b) {x : x 是小于10的奇数自然数} (iii) {M,A,T,H,E,I,C,S} (c) {x : x 是自然数且是6的因数} (iv) {1, 3, 5, 7, 9} (d) {x : x 是“MATHEMATICS”这个词的字母}。 解决方案
练习1.21. 下列哪些是空集的例子
解决方案
2. 下列哪些集合是有限集或无限集
解决方案
3. 指出下列哪个集合是有限集或无限集
解决方案
4. 在下列情况中,指出A=B是否成立
解决方案
5. 下列集合对是否相等?给出理由。
解决方案 (i) 首先,我们需要找到 x2 + 5x + 6 = 0 的解。 x2 + 5x + 6 = 0 x2 + 2x + 3x + 6 = 0 x(x + 2) + 3(x + 2) = 0 (x + 2)(x + 3) = 0 x = -2 和 x = -3。 因此,B = {-2, -3}。 -2 ∉ A 且 -3 ∉ A。 因此,A ≠ B。 (ii) “FOLLOW”这个词中的字母是 F, O, L, W。因此,A = {F, O, L, W} “WOLF”这个词中的字母是 W, O, L, F。因此,B = {W, O, L, F} A中的所有元素都在B中,B中的所有元素都在A中。因此,A=B。 6. 从下列集合中,选择相等的集合 A = { 2, 4, 8, 12}, B = { 1, 2, 3, 4}, C = { 4, 8, 12, 14}, D = { 3, 1, 4, 2} E = {-1, 1}, F = { 0, a}, G = {1, -1}, H = { 0, 1} 解决方案 B中的所有元素都在D中,D中的所有元素都在A中。 因此,B = D。 E中的所有元素都在G中,G中的所有元素都在E中。 因此,E = G。 其他集合没有一个能包含在另一个集合中。 练习1.31. 通过在空白处填入符号⊂或⊄,使下列陈述正确
解决方案
2. 检查下列陈述是真还是假。如果为真,则证明。如果为假,则举例说明。
解决方案
因此,该陈述是真的。 3. 令A = { 1, 2, { 3, 4 }, 5 }。下列哪些陈述是错误的,为什么? (i) {3, 4} ⊂ A (ii) {3, 4} ∈ A (iii) {{3, 4}} ⊂ A (iv) 1 ∈ A (v) 1 ⊂ A (vi) {1, 2, 5} ⊂ A (vii) {1, 2, 5} ∈ A (viii) {1, 2, 3} ⊂ A (ix) φ ∈ A (x) φ ⊂ A (xi) {φ} ⊂ A 解决方案
4. 写出下列所有集合的子集
解决方案
5. 如果A = φ,则P(A)有多少个元素? 解决方案 设集合A中的元素个数为m。 那么,n(A) = m。因此, n[P(A)] = 2m 给定A = φ。所以, n(A) = m = 0 n[P(A)] = 20 = 1 因此,P(A)有1个元素。 6. 写出下列区间 (i) {x : x ∈ R, - 4 < x ≤ 6} (ii) {x : x ∈ R, - 12 < x < -10} (iii) {x : x ∈ R, 0 ≤ x < 7} (iv) {x : x ∈ R, 3 ≤ x ≤ 4} 解决方案
7. 以描述形式写出下列区间 (i) (- 3, 0) (ii) [6 , 12] (iii) (6, 12] (iv) [-23, 5) 解决方案
8. 你会为下列情况提出什么全集? (i) 直角三角形的集合。(ii) 等腰三角形的集合。 解决方案
9. 给定集合A = {1, 3, 5}, B = {2, 4, 6} 和 C = {0, 2, 4, 6, 8},下列哪些可以被认为是所有三个集合A, B 和 C 的全集(s)
解决方案
练习1.41. 求下列每对集合的并集
解决方案 (i) X ∪ Y = {1, 2, 3, 5} A ∪ B = {a, b, c, e, i, o , u} (iiI) A = {3, 6, 9, ...} B = {1, 2, 3, 4, 5} A ∪ B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, ...} (iv) A = {2, 3, 4, 5, 6} B = {7, 8, 9} A ∪ B = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} (v) A ∪ B = {1, 2, 3} 2. 令A = { a, b }, B = {a, b, c}。A ⊂ B 吗?A ∪ B 是什么? 解决方案 集合A的每个元素都在集合B中。因此,A ⊂ B。 A ∪ B = {a, b, c} = B,因为A是B的子集。 3. 如果A和B是两个集合,且A ⊂ B,那么A ∪ B是什么? 解决方案 如果A ⊂ B,则A ∪ B将与集合B相同,因为B是超集。 4. 如果A = {1, 2, 3, 4}, B = {3, 4, 5, 6}, C = {5, 6, 7, 8 }和D = { 7, 8, 9, 10 };求 (i) A ∪ B (ii) A ∪ C (iii) B ∪ C (iv) B ∪ D (v) A ∪ B ∪ C (vi) A ∪ B ∪ D (vii) B ∪ C ∪ D 解决方案
5. 求问题1中每对集合的交集。 [问题1的集合对
解决方案 (i) X ∩ Y = {1, 3} (ii) A ∩ B = {a} (iiI) A = {3, 6, 9, ...} B = {1, 2, 3, 4, 5} A ∩ B = {3} (iv) A = {2, 3, 4, 5, 6} B = {7, 8, 9} A ∩ B = φ (v) A ∩ B = φ 6. 如果A = { 3, 5, 7, 9, 11 }, B = {7, 9, 11, 13}, C = {11, 13, 15}和D = {15, 17};求 (i) A ∩ B (ii) B ∩ C (iii) A ∩ C ∩ D (iv) A ∩ C (v) B ∩ D (vi) A ∩ (B ∪ C) (vii) A ∩ D (viii) A ∩ (B ∪ D) (ix) ( A ∩ B ) ∩ ( B ∪ C ) (x) ( A ∪ D) ∩ ( B ∪ C) 解决方案
7. 如果A = {x : x 是自然数 }, B = {x : x 是偶数自然数} C = {x : x 是奇数自然数} 和 D = {x : x 是素数 }, 求 (i) A ∩ B (ii) A ∩ C (iii) A ∩ D (iv) B ∩ C (v) B ∩ D (vi) C ∩ D 解决方案 A = {1, 2, 3, 4, ...} B = {2, 4, 6, 8, ...} C = {1, 3, 5, 7, ...} D = {2, 3, 5, 7, ...}
8. 下列哪几对集合是不相交的
解决方案 (i) {x:xis是自然数且4≤x≤6} = {4, 5, 6} {1, 2, 3, 4} ∩ {4, 5, 6} = {4} 因为两个集合的交集不等于φ。因此,给定的集合对不是不相交的。 (ii) {a, e, I, o, u} ∩ {c, d, e, f} = {e} 因为两个集合的交集不等于φ。因此,给定的集合对不是不相交的。 (iii) {x : x 是偶数整数} = {..., -4, -2, 0, 2, 4, ...} {x : x 是奇数整数} = {..., -3, -1, 1, 3, ...} {..., -4, -2, 0, 2, 4, ...} ∩ {..., -3, -1, 1, 3, ...} = φ 因为两个集合的交集等于φ。因此,给定的集合对是不相交的。 9. 如果A = {3, 6, 9, 12, 15, 18, 21}, B = { 4, 8, 12, 16, 20 }, C = { 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 }, D = {5, 10, 15, 20 };求 (i) A - B (ii) A - C (iii) A - D (iv) B - A (v) C - A (vi) D - A (vii) B - C (viii) B - D (ix) C - B (x) D - B (xi) C - D (xii) D - C 解决方案
10. 如果X = { a, b, c, d } 和 Y = { f, b, d, g}, 求 (i) X - Y (ii) Y - X (iii) X ∩ Y 解决方案
11. 如果R是实数集,Q是有理数集,那么R - Q是什么? 解决方案 实数集大致由有理数和无理数组成。因此,R - Q将是无理数集。 12. 指出下列哪个陈述是真还是假。论证你的答案。
解决方案 (i) {2, 3, 4, 5} ∩ {3, 6} = {3} 因为两个集合的交集不等于φ。因此,给定的集合对不是不相交的。 因此,该陈述是错误的。 (ii) {a, e, i, o, u} ∩ {a, b, c, d} = {a} 因为两个集合的交集不等于φ。因此,给定的集合对不是不相交的。 (iii) {2, 6, 10, 14} ∩ {3, 7, 11, 15} = φ 因为两个集合的交集等于φ。因此,给定的集合对是不相交的。 (iv) {2, 6, 10} ∩ {3, 7, 11} = φ 因为两个集合的交集等于φ。因此,给定的集合对是不相交的。 练习1.51. 令 U = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }, A = { 1, 2, 3, 4}, B = { 2, 4, 6, 8 } 和 C = { 3, 4, 5, 6 }。求
解决方案 (i) A' = {5, 6, 7, 8, 9} (ii) B' = {1, 3, 5, 7, 9} (iii) A U C = {1, 2, 3, 4, 5, 6} (A U C)' = {7, 8, 9} (iv) A U B = {1, 2, 3, 4, 6, 8} (A U B)' = {5, 7, 9} (v) (A')' = A = {1, 2, 3, 4} (vi) B - C = {2, 8} (B - C)' = {1, 3, 4, 5, 6, 7, 9} 2. 如果U = { a, b, c, d, e, f, g, h}, 求下列集合的补集 (i) A = {a, b, c} (ii) B = {d, e, f, g} (iii) C = {a, c, e, g} (iv) D = { f, g, h, a} 解决方案 (i)A = {a, b, c} A' = {d, e, f, g, h} (ii)B = {d, e, f, g} B' = {a, b, c, h} (iii)C = {a, c, e, g} C' = {b, d, f, h} (iv)D = {f,g,h,a} D' = {b, c, d, e} 3. 以自然数集为全集,写出下列集合的补集 (i) {x : x 是偶数自然数} (ii) { x : x 是奇数自然数 } (iii) {x : x 是3的正倍数} (iv) { x : x 是素数 } (v) {x : x 是能被3和5整除的自然数} (vi) { x : x 是完全平方数 } (vii) { x : x 是完全立方数} (viii) { x : x + 5 = 8 } (ix) { x : 2x + 5 = 9} (x) { x : x ≥ 7 } (xi) { x : x ∈ N 且 2x + 1 > 10 } 解决方案 (i) {x : x 是偶数自然数} = {2, 4, 6, 8, ...} {2, 4, 6, 8, ...}' = {1, 3, 5, 7, ...} = {x : x 是奇数自然数} (ii) {x : x 是奇数自然数} = {1, 3, 5, 7, ...} {1, 3, 5, 7, ...}' = {2, 4, 6, 8, ...} = {x : x 是偶数自然数} (iii) {x : x 是3的正倍数} = {3, 6, 9, 12, ...} {3, 6, 9, 12, ...}' = {1, 2, 4, 5, 7, 8, ...} = {x : x 不是3的倍数} (iv) {x : x 是素数} = {2, 3, 5, 7, ...} {2, 3, 5, 7, ...}' = {1, 4, 6, 8, ...} = {x : x 是合数或 x = 1} (v) {x : x 是能被3和5整除的自然数} = {15, 30, 45, 60, ...} {15, 30, 45, 60, ...}' = {1, 2, 3, 4, ..., 13, 14, 16, ...} = {x : x 是不能被3或5整除的自然数} (vi) {x : x 是完全平方数} = {1, 4, 9, 16, ...} {1, 4, 9, 16, ...}' = {2, 3, 5, 6, ...} = {x : x 不是完全平方数} (vii) {x : x 是完全立方数} = {1, 8, 27, 64, ...} {1, 8, 27, 64, ...}' = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, ...} (viii) x + 5 = 8 x = 3 {x : x + 5 = 8}' = {x : x ∈ N 且 x ≠ 3} (ix) 2x + 5 = 9 2x = 4 x = 2 {x : 2x + 5 = 9}' = {x : x ∈ N 且 x ≠ 2} (x) {x : x ≥ 7}' = {x : x < 7} (xi) 2x + 1 > 10 2x > 9 x > 9/2 {x :x∈ N 且 2x+ 1 > 10}� = {x:x∈ N 且 x≤ 9/2} 4. 令 U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }, A = {2, 4, 6, 8} 和 B = { 2, 3, 5, 7}。验证: (i) (A ∪ B)? = A? ∩ B? (ii) (A ∩ B)? = A? ∪ B? 解决方案 (i) LHS = (A ∪ B)' = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}' = {1, 9} RHS = A' ∩ B' = {1, 3, 5, 7, 9} ∩ {1, 4, 6, 8, 9} = {1, 9} LHS = RHS。已验证。 (ii) LHS = (A ∩ B)' = {2}' = {1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} RHS = A' ∪ B' = {1, 3, 5, 7, 9} ∪ {1, 4, 6, 8, 9} = {1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} LHS = RHS。已验证。 5. 为下列每种情况画出合适的文氏图 (i) (A ∪ B)?, (ii) A? ∩ B?, (iii) (A ∩ B)?, (iv) A? ∪ B? 解决方案 (i) ![]() (ii) ![]() (iii) ![]() (iv) ![]() 6. 令U为平面上所有三角形的集合。如果A是至少有一个角不等于60°的三角形集合,那么A'? 解决方案 A是至少有一个角不等于60°的三角形集合。 那么,A'将是所有角都不等于60°的三角形集合。 因此,A'将是所有等边三角形的集合。 7. 填空,使下列每项成为一个真陈述 (i) A ∪ A? = . . . (ii) φ? ∩ A = . . . (iii) A ∩ A? = . . . (iv) U? ∩ A = . . . 解决方案
练习1.61. 如果X和Y是两个集合,使得 n ( X ) = 17, n ( Y ) = 23, and n ( X ∪ Y ) = 38,求 n ( X ∩ Y )。 解决方案 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) 38 = 17 + 23 - n (X ∩ Y) 38 = 40 - n (X ∩ Y) -2 = -n (X ∩ Y) n (X ∩ Y) = 2 2. 如果X和Y是两个集合,使得 X ∪ Y 有18个元素,X有8个元素,Y有15个元素;X ∩ Y有多少个元素? 解决方案 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) 18 = 8 + 15 - n (X ∩ Y) 18 = 23 - n (X ∩ Y) -5 = -n (X ∩ Y) n (X ∩ Y) = 5 3. 在一个400人的群体中,250人会说印地语,200人会说英语。有多少人会说印地语和英语? 解决方案 设会说印地语的人的集合为X,会说英语的人的集合为Y。 n (X) = 250 n (Y) = 200 n (X ∪ Y) = 400 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) 400 = 250 + 200 - n (X ∩ Y) 400 = 450 - n (X ∩ Y) -50 = -n (X ∩ Y) n (X ∩ Y) = 50 因此,50人会说印地语和英语。 4. 如果S和T是两个集合,使得S有21个元素,T有32个元素,S ∩ T有11个元素,那么S ∪ T有多少个元素? 解决方案 我们知道 n (S U T) = n (S) + n (T) - n (S ∩ T) n (S U T) = 21 + 32 - 11 n (S ∪ T) = 42 5. 如果X和Y是两个集合,使得X有40个元素,X ∪ Y有60个元素,X ∩ Y有10个元素,那么Y有多少个元素? 解决方案 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) 60 = 40 + n (Y) - 10 60 = 30 + n (Y) n (Y) = 30 6. 在一个70人的群体中,37人喜欢咖啡,52人喜欢茶,每个人至少喜欢其中一种饮料。有多少人同时喜欢咖啡和茶? 解决方案 设喜欢咖啡的人的集合为X,喜欢茶的人的集合为Y。 n (X) = 37 n (Y) = 52 n (X ∪ Y) = 70 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) 70 = 37 + 52 - n (X ∩ Y) 70 = 89 - n (X ∩ Y) -19 = -n (X ∩ Y) n (X ∩ Y) = 19 因此,19人同时喜欢茶和咖啡。 7. 在一个65人的群体中,40人喜欢板球,10人同时喜欢板球和网球。有多少人只喜欢网球而不喜欢板球?有多少人喜欢网球? 解决方案 设喜欢板球的人的集合为X,喜欢网球的人的集合为Y。 n (X) = 40 n (X ∪ Y) = 65 n (X ∩ Y) = 10 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) 65 = 40 + n (Y) - 10 65 = 30 + n (Y) n (Y) = 35 因此,35人喜欢网球。 只喜欢网球而不喜欢板球的人数 = n (Y - X) n (Y - X) = n (Y) - n (X ∩ Y) n (Y - X) = 35 - 10 = 25 因此,25人只喜欢网球而不喜欢板球,而35人喜欢网球。 8. 在一个委员会中,50人会说法语,20人会说西班牙语,10人同时会说西班牙语和法语。有多少人至少会说这两种语言中的一种? 解决方案 设会说法语的人的集合为X,会说西班牙语的人的集合为Y。 n (X) = 50 n (Y) = 20 n (X ∩ Y) = 10 我们知道 n (X U Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) n (X U Y) = 50 + 20 - 10 n (X ∪ Y) = 60 因此,60人至少会说这两种语言中的一种。 杂项练习1. 在下列集合中,判断哪些集合是彼此的子集 A = { x : x ∈ R 且 x 满足 x2 - 8x + 12 = 0 }, B = { 2, 4, 6 }, C = { 2, 4, 6, 8, . . . }, D = { 6 }。 解决方案 x2 - 8x + 12 = 0 x2 - 6x - 2x + 12 = 0 x(x - 6) - 2(x - 6) = 0 (x - 6)(x - 2) = 0 x = 6 和 x = 2。 因此,A = {2, 6}。 现在,B = {2, 4, 6 }, C = {2, 4, 6, 8, . . . }, 和 D = {6}。 因此,我们可以得出结论 D ⊂ A, D ⊂ B, D ⊂ C, A ⊂ B, A ⊂ C B ⊂ C 2. 在下列每种情况中,确定陈述是真还是假。如果为真,则证明。如果为假,则举例说明。
解决方案 (i) 该陈述是错误的。 我们假设 A = {1, 2, 3} 且 B = {{1, 2, 3}, 4} 这里,1 ∈ A 且 A ∈ B。然而,1 ∉ B。 (ii) 该陈述是错误的。 我们假设 A = {1, 2}, B = {1, 2, 3} 且 C = {{1, 2, 3}, 4} 这里,A ⊂ B 且 B ∈ C。然而,A ∉ C。 (iii) 该陈述是真的。 给定 A ⊂ B 且 B ⊂ C。因此, 对于集合A的任何元素x: x ∈ A,则 x ∈ B 且 x ∈ C。 因此,A ⊂ C。 (iv) 该陈述是错误的。 我们假设 A = {1, 2}, B = {3, 4} 且 C = {1, 2, 3}。 这里,A ⊄ B 且 B ⊄ C。然而,A ⊂ C。 (v) 该陈述是错误的。 我们假设 A = {1, 2, 3} 且 B = {4, 5, 6}。 这里,1 ∈ A 且 A ⊄ B。然而,1 ∉ B。 (vi) 该陈述是真的。 给定 A ⊂ B 且 x ∉ B。 如果 x ∈ A 为真,则 x ∈ B 也为真,因为 A ⊂ B。 但是 x ∉ B。 因此,x ∉ A。 3. 令A, B, 和C为集合,使得 A ∪ B = A ∪ C 且 A ∩ B = A ∩ C。证明 B = C。 解决方案 如果对于任何元素x,x ∈ B,则 x ∈ A ∪ B 因为 A ∪ B = A ∪ C。因此, x ∈ A ∪ C 这意味着集合A或集合C包含x。 如果 x ∈ A,则 x ∈ A ∩ B 因为 x ∈ B。 因为 A ∩ B = A ∩ C。因此, x ∈ A ∩ C 这意味着集合C包含x。 因为 x ∈ B 且 x ∈ C。因此,B ⊂ C。 同样,C ⊂ B。 因为 B ⊂ C 且 C ⊂ B。 因此,B = C。 4. 证明下列四个条件是等价的 (i) A ⊂ B (ii) A - B = φ (iii) A ∪ B = B (iv) A ∩ B = A 解决方案 在 (i) 和 (ii) 之间的等价性 设 A ⊂ B 为真。 现在,我们假设 A - B ≠ φ。 这意味着存在一个元素x,使得 x ∈ A 且 x ∉ B。但这不可能,因为 A ⊂ B,所以A中的每个元素都必须在B中。 因此,A - B = φ 因此,(i) 和 (ii) 条件是等价的。 在 (i) 和 (iii) 之间的等价性 设 A ⊂ B 为真。 我们知道,B ⊂ A ∪ B。 对于集合 A ∪ B 的任何元素x,我们有 x ∈ A ∪ B 因此,x ∈ A 或 x ∈ B。 I. 如果 x ∈ A,则 x ∈ B,因为 A ⊂ B。 因此,A ∪ B ⊂ B II. 如果 x ∈ B,则 A ∪ B = B,因为B是超集。 现在,我们假设 A ∪ B = B。 如果 x ∈ A,则 x ∈ A ∪ B,因为显然 A ⊂ A ∪ B。 并且 x ∈ B,因为 A ∪ B = B。 因此,A ⊂ B。 因此,(i) 和 (iii) 条件是等价的。 在 (i) 和 (iv) 之间的等价性 设 A ⊂ B 为真。 A ∩ B ⊂ A 如果 x ∈ A 则 x ∈ B,因为 A ⊂ B。 因此,x ∈ A ∩ B 这意味着 A ⊂ A ∩ B。 因为 A ∩ B ⊂ A 且 A ⊂ A ∩ B。因此,A = A ∩ B。 现在,我们假设 A ∩ B = B。 如果 x ∈ A,则 x ∈ A ∩ B 因此,x 既是A的元素也是B的元素。 x ∈ A 且 x ∈ B。 因此,A ⊂ B。 因此,(i) 和 (iv) 条件是等价的。 因此,(i), (ii), (iii), 和 (iv) 条件都是等价的。 5. 证明如果 A ⊂ B,则 C - B ⊂ C - A。 解决方案 设集合 C - B 中有一个元素x。 这意味着 x ∈ C 且 x ∉ B。 因为 A ⊂ B。因此, x ∈ C 且 x ∉ A。 这意味着 x ∈ C - A。 因此,C - B ⊂ C - A。 6. 假设 P ( A ) = P ( B )。证明 A = B。 解决方案 设集合A中有一个元素x。 我们知道 P (A) 包含集合A的所有子集。 因此,A ∈ P (A)。 P (A) = P (B) 因此,A ∈ P (B) 设集合B有一个子集C,使得 x ∈ C。 我们知道 P (B) 包含集合B的所有子集。 因此,C ∈ P (B)。 这意味着 C ⊂ B。 因此, x ∈ B,这进一步意味着 A ⊂ B。 同样,我们可以证明 B ⊂ A。 因此,A = B。 7. 对于任何集合A和B, P ( A ) ∪ P ( B ) = P ( A ∪ B ) 是否为真?论证你的答案。 解决方案 对于任何集合A和B,给定的陈述是错误的。 P (A) ∪ P (B) ≠ P (A ∪ B) 我们假设有两个集合 A = {1, 2, 3} 和 B = {3, 4, 5}。 A ∪ B = {1, 2, 3, 4, 5} P (A) = {φ, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {2, 3}, {1, 3}, {1, 2, 3}} P (B) = {, {3}, {4}, {5}, {3, 4}, {4, 5}, {3, 5}, {3, 4, 5}} LHS = P (A) ∪ P (B) = {φ, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}, {1, 2}, {2, 3}, {1, 3}, {3, 4}, {4, 5}, {3, 5}, {1, 2, 3}, {3, 4, 5}} RHS = P (A ∪ B) = {φ, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}, {1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5}, {1, 3}, {1, 4}, {1, 5}, {2, 4}, {2, 5}, {3, 5}, {1, 2, 3}, {2, 3, 4}, {3, 4, 5}, {1, 2, 4}, {1, 2, 5}, {1, 3, 4}, {1, 3, 5}, {1, 4, 5}, {2, 3, 5}, {2, 4, 5}, {1, 2, 3, 4}, {2, 3, 4, 5}, {1, 2, 3, 5}, {1, 3, 4, 5}, {1, 2, 4, 5}, {1, 2, 3, 4, 5}} LHS ≠ RHS。 因此,证明了该陈述不成立。 8. 证明对于任何集合A和B, A = ( A ∩ B ) ∪ ( A - B ) 和 A ∪ ( B - A ) = ( A ∪ B ) 解决方案 设有一个元素x,使得 x ∈ A。 情况 I: 如果 x ∈ A ∩ B 然后, x ∈ (A ∩ B) ⊂ (A ∪ B) ∪ (A - B) 情况 II: 如果 x ∉ A ∩ B 然后, 或者 x ∉ A 或者 x ∉ B。但我们知道 x ∈ A。因此, x ∉ B x ∉ (A - B) ⊂ (A ∪ B) ∪ (A - B) 因此, A ⊂ (A ∩ B) ∪ (A - B) 因为 A ∩ B ⊂ A 且 (A - B) ⊂ A。 那么,(A ∩ B) ∪ (A - B) ⊂ A 从上面得到的两个陈述,我们可以得出结论 A = (A ∩ B) ∪ (A - B) 第一个陈述已被证明。 现在,我们假设 x ∈ A ∪ (B - A)。 这意味着 x ∈ A 或 x ∈ (B - A) x ∈ A 或 [x ∈ B 且 x ∉ A] x ∈ B ∪ A 因此,A ∪ (B - A) ⊂ (A ∪ B) 设有一个元素y,使得 y ∈ A ∪ B y ∈ A 或 y ∈ B y ∈ A 或 [y ∈ B 且 y ∉ A] y ∈ A ∪ (B - A) 因此,A ∪ B ⊂ A ∪ (B - A) 从上面得到的两个陈述,我们可以得出结论 A ∪ (B - A) = (A ∪ B) 因此,两个所需的陈述都已被证明。 9. 使用集合的性质,证明 (i) A ∪ ( A ∩ B ) = A (ii) A ∩ ( A ∪ B ) = A 解决方案 (i) 显而易见 A ⊂ A。那么, A ∩ B ⊂ A A ∪ (A ∩ B) ⊂ A 同样,A ⊂ A ∪ (A ∩ B) 因此,A = A ∪ (A ∩ B) (ii) A ∩ (A ∪ B) = (A ∩ A) ∪ (A ∩ B) = A ∪ (A ∩ B) = A 因此,A = A ∪ (A ∩ B) 10. 证明 A ∩ B = A ∩ C 不一定意味着 B = C。 解决方案 我们假设有三个集合 A = {1, 2}, B = {1, 3, 4} 和 C = {1, 5, 6}。 现在, A ∩ B = {1} A ∩ C = {1} 因此,A ∩ B = A ∩ C 3 和 4 ∈ B 但 3 和 4 ∉ C。 因此,B ≠ C。 11. 令A和B为集合。如果 A ∩ X = B ∩ X = φ 且 A ∪ X = B ∪ X 对于某个集合X,证明 A = B。 (提示 A = A ∩ ( A ∪ X ) , B = B ∩ ( B ∪ X ) 并使用分配律) 解决方案 证明:A = B 证明 A = A ∩ (A ∪ X) = A ∩ (B ∪ X) [A ∪ X = B ∪ X] A = (A ∩ B) ∪ (A ∩ X) (使用分配律) A = (A ∩ B) ∪ Φ [A ∩ X = Φ] A = A ∩ B ... (I) 现在,B = B ∩ (B ∪ X) B = B ∩ (A ∪ X) [A ∪ X = B ∪ X] B = (B ∩ A) ∪ (B ∩ X) (使用分配律) B = (B ∩ A) ∪ Φ [B ∩ X = Φ] B = A ∩ B ... (II) 从方程(I)和(II) A = B 因此,证明完毕。 12. 找出集合A, B 和 C,使得 A ∩ B, B ∩ C 和 A ∩ C 为非空集合,且 A ∩ B ∩ C = φ。 解决方案 设三个集合 A = {1, 2}, B = {2, 3}, 和 C = {1, 3}。 A ∩ B = {2} B ∩ C = {3} A ∩ C = {1} A ∩ B ∩ C = φ 因此,集合 A = {1, 2}, B = {2, 3} 和 C = {1, 3} 是三个集合的例子,使得 A ∩ B, B ∩ C 和 A ∩ C 为非空集合,且 A ∩ B ∩ C = φ。 13. 在对一所学校的600名学生进行调查中,发现150名学生喝茶,225名学生喝咖啡,100名学生同时喝茶和咖啡。找出有多少学生既不喝茶也不喝咖啡? 解决方案 设喝茶的学生集合为T,喝咖啡的学生集合为C。 参加调查的600名学生构成全集,用U表示。 n (U) = 600 n (T) = 150 n (C) = 225 n (T ∩ C) = 100 我们知道 n (T ∪ C) = n (T) + n (C) - n (T ∩ C) = 150 + 225 - 100 n (T ∪ C) = 275 既不喝茶也不喝咖啡的学生人数 = 总学生人数 - 喝茶或喝咖啡的学生人数 n (T' ∩ C')= n (U) - n (T ∪ C) = 600 - 275 = 325 因此,既不喝茶也不喝咖啡的学生人数为325 14. 在一个学生群体中,100名学生懂印地语,50名懂英语,25名两种语言都懂。每个学生都懂印地语或英语。这个群体中有多少学生? 解决方案 设该群体中的所有学生集合为U。 设懂印地语的学生集合为X,懂英语的学生集合为Y。 n (X) = 100 n (Y) = 50 n (X ∩ Y) = 25 n (X ∪ Y) = n (U) (给定) 我们知道 n (X ∪ Y) = n (X) + n (Y) - n (X ∩ Y) = 100 + 50 - 25 = 125 因此,这个群体总共有125名学生。 15. 在一项有60人的调查中,发现25人读报纸H,26人读报纸T,26人读报纸I,9人同时读H和I,11人同时读H和T,8人同时读T和I,3人读所有三种报纸。求
解决方案 设读报纸H的人的集合为A,读T的为B,读I的为C。 n (A) = 25 n (B) = 26 n (C) = 26 n (A ∩ C) = 9 n (B ∩ C) = 8 n (A ∩ B) = 11 n (A ∩ B ∩ C) = 3 (i) 我们知道 n (A ∪ B ∪ C) = n (A) + n (B) + n (C) - n (A ∩ B) - n (B ∩ C) - n (A ∩ C) + n (A ∩ B ∩ C) = 25 + 26 + 26 - 9 - 8 - 11 + 3 = 52 因此,有52人至少读一种报纸。 (ii) n (A ∩ B) = 只读H和T的人数 + 读所有三种的人数 n (B ∩ C) = 只读H和I的人数 + 读所有三种的人数 n (A ∩ C) = 只读I和T的人数 + 读所有三种的人数 全部相加 n (A ∩ B) + n (B ∩ C) + n (A ∩ C) = 读不止一种报纸的人数 + 2 × n (A ∩ B ∩ C) 11 + 8 + 9 = 读不止一种报纸的人数 + 6 读不止一种报纸的人数 = 22 只读一种报纸的人数 = 52 - 22 = 30 因此,30人恰好读一种报纸。 16. 在一项调查中发现,21人喜欢产品A,26人喜欢产品B,29人喜欢产品C。如果14人喜欢产品A和B,12人喜欢产品C和A,14人喜欢产品B和C,8人喜欢所有三种产品。求有多少人只喜欢产品C。 解决方案 n (A) = 21 n (B) = 26 n (C) = 29 n (A ∩ B) = 14 n(C ∩ A) = 12 n (B ∩ C) = 14 n (A ∩ B ∩ C) = 8 我们需要画文氏图。 ![]() 只喜欢产品C的人数 = 29 - (4 + 8 + 6) = 11 因此,11人只喜欢产品C。 下一主题11年级数学第2章 |
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