袁春娟
數軸法是解答集合問題的常用方法.在解答與一元變量有關的集合問題時,將集合中的點用數軸表示出來,可使問題中的代數關系式以直觀的形式呈現出來,給我們分析問題帶來很大的便利,有利于提升解題的效率.
用數軸法解答集合問題的步驟:
1.畫出數軸,并將一元不等式的端點值在數軸上標注出來,需注意將端點處的空心點與實心點區(qū)別開來;
2.根據一元不等式在數軸上畫出對應的區(qū)域,若有多個一元不等式,可將不等式所對應的區(qū)域重合、交叉、分離;
3.根據集合之間關系,找出各個一元不等式所對應區(qū)域的并集、交集、補集;
4.將數軸上的區(qū)域用不等式表示出來,即可解題.
下面舉例說明.
例1.設集合[A=x|-1≤x≤2],[B=x|m-1≤x≤2m+1]若[B?A]. 求實數[m]的取值范圍.
解:需分兩種情況討論:
①當[m-1>2m+1],即[m<-2]時,[B=?],此時[B?A],符合題意;
②當[m-1≤2m+1],即[m≥-2]時,[B≠?],
畫出數軸,如圖1所示.
當集合中的一元一次不等式中含有參數時,x的取值范圍隨著參數的變化而變化,我們無法在數軸上畫出不等式所對應的區(qū)域,需對其端點值進行分類討論,以確定不等式所對應的區(qū)域.本題中,需分[m-1>2m+1]、[m-1≤2m+1]兩種情況進行討論,最后取兩種情形下x的并集,即可解題.
畫出數軸,如圖2所示.
則[A?B]所表示的區(qū)域即為它們的公共部分,如圖2中陰影部分所示.
一般地,[A?B]所對應的區(qū)域是數軸上[A、B]所對應區(qū)域的公共部分;[?UA]所對應的區(qū)域是數軸上[A]所對應區(qū)域以外的部分(要注意邊界值能否取到).
例3.已知集合[A=x|1 解:由題意可知[B=x∣4x-x2>0=x∣0 因為[x∈B] 是[x∈C]的必要不充分條件, 所以[C?B],而[C={x∣m+1 ①當[C=?]時,[m+1≥2m-1],即[m≤2],滿足題意; 當涉及多個集合的交集、并集運算時,借助數軸,可直觀地呈現出各個集合所表示的區(qū)域之間的關系:交叉部分即為集合所表示區(qū)域的交集,覆蓋的所有區(qū)域即為集合所表示區(qū)域的并集. 在運用數軸法解題時,要注意:(1)根據集合中不等式的端點值來確定數軸上集合所表示的邊界點;(2)確定兩個集合之間的關系,往往要比較兩個集合所表示的區(qū)域所覆蓋的長度;(3)不要忽略了開區(qū)間、閉區(qū)間以及無解的情況.