摘 要:數(shù)學是中小學必修課目之一,介紹“子集”思想在推出關系中的應用。具體是通過三個例題進行了解析:例1直接利用總結結論解題,例2從兩個角度去求參數(shù)范圍,例3則驗證該結論在開放性習題中是否成立。
關鍵詞:子集;命題推出關系;應用
集合與命題一直緊密聯(lián)系在一起,體現(xiàn)了知識的統(tǒng)一性,而集合中的子集與命題推出關系更是融為一體,所以領會子集與命題推出關系之間的聯(lián)系,學會運用就至關重要,那么如何建立子集與推出關系之間等價關系,就成為重點問題,對于這類問題,我總結為“若命題p推出命題q,則p對應集合A是q對應集合B的子集”,以下面幾個案例,具體闡述這一結論。
例1.設p:實數(shù)x滿足x2-3x+2≤0,命題q:m+1≤x≤2m+4,若q是p的必要非充分條件,求m的取值范圍。
解:設p=A=x│1≤x≤2
q=B=x│m+1≤x≤2m+4
∵q是p的必要非充分條件
∴p?圯q
∴B是A的真子集
∴m+1≤12m+4≥2,解得-1≤m≤0
評析:初步理解“子集”在命題推出關系中的作用,消除了許多學生化簡命題后不知如何下手的困惑。解決此類問題一般是把充分條件,必要條件或充要條件轉化為集合之間的關系。然后根據(jù)集合之間的關系列出關于參數(shù)不等式的求解。如果遇到命題否定類的推出關系,又該如何解決呢?我們從例2來探究一下這類問題的思路和解法。
例2.設p:實數(shù)x滿足x2-4ax+3a2<0,其中a>0,命題q:實數(shù)x滿足x2-x-6≤0x2+2x-8>0,其中?劭p是?劭q的充分不必要條件,求a的取值范圍。
解法一:解:?劭p:x≤a或x≥3a
?劭q:x≤2或x>3
設?劭p=A=x│x≤a或x≥3a
?劭q=B=x│x≤2或x>3
∵?劭p是?劭q的充分不必要條件。
∴?劭p?圯?劭q
∴A是B的真子集,
∴a≤23a>3,解得1<a≤2。
解法二:將p和q化簡,
p=A=x│a<x<3a
q=B=x│2<x≤3
由?劭p是?劭q的充分不必要條件,
我們可知q是p的充分不必要條件,
∴q?圯p
∴B是A的真子集。
∴a≤23<3a,解得1<a≤2。
評析:從此例的兩種解法,我們可以總結為:在含有變量的命題中,凡是能使命題為真的變量的允許值集合,我們可以稱為此命題的對應值集合,那么我們可以將命題推出關系與對應值集合之間的聯(lián)系用下表表示
那么這個結論在開放性習題中是否也適應?這個結論在開放性習題中又該如何去用呢?我們通過例3感受一下。
例3.已知px│x2-8x-20≤0,qx│1-m≤x≤1+m
?、偈欠翊嬖趯崝?shù)m,使得x∈p是x∈q的充要條件,若存在,求出m的范圍;
?、谑欠翊嬖趯崝?shù)m,使得x∈p是x∈q的必要不充分條件,若存在,求出m的范圍;
解:①當x∈p是x∈q的充要條件時,p=q。
設p=A=x│-2≤x≤10
q=B=x│1-m≤x≤1+m
∴1-m=-21+m=10,此方程組無解。
由于該方程組無解,所以不存在實數(shù)m,使得x∈p是x∈q的充要條件。
?、谌魓∈p是x∈q的必要不充分條件,則
x∈q?圯x∈p
∴q是p的真子集
q=B=x│1-m≤x≤1+m,p=A=x│-2≤x≤10
∴1-m>1+m或1-m≤1+m1-m≥-21+m≤10
解得m≤3。
即當m≤3時,x∈p是x∈q的必要不充分條件。
從以上幾個例子可以看出,即使教材中比較難于理解的內(nèi)容,只要我們?nèi)跁炌?,將各章?jié)數(shù)學知識高度融合,深入挖掘其蘊含的數(shù)學思想,我們就能找到學生易于理解的一般性結論,這也是數(shù)學老師的重要使命。
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