衝刺2018年高考數學,典型例題分析15:與集合相關的綜合問題

2020-12-04 吳國平數學教育

已知集合U={1,2,…,n}(n∈N*,n≥2),對於集合U的兩個非空子集A,B,若A∩B=,則稱(A,B)為集合U的一組「互斥子集」.記集合U的所有「互斥子集」的組數為f(n)(視(A,B)與(B,A)為同一組「互斥子集」).

(1)寫出f(2),f(3),f(4)的值;

(2)求f(n).

解:(1)f(2)=1,f(3)=6,f(4)=25;

(2)任意一個元素只能在集合A,B,C=CU(A∪B)之一中,

則這n個元素在集合A,B,C中,共有3n種;

其中A為空集的種數為2n,B為空集的種數為2n,

∴A,B均為非空子集的種數為3n﹣2n+1+1,

又(A,B)與(B,A)為一組「互斥子集」,

∴f(n)=(3n-2n+1+1)/2.

考點分析:

交、並、補集的混合運算.

已知兩集合間的關係求參數時,關鍵是將兩集合間的關係轉化為元素間的關係,進而轉化為參數滿足的關係.解決這類問題常常需要合理利用數軸、Venn圖幫助分析。

研究集合問題,一定要抓住元素,看元素應滿足的屬性,對於含有字母的集合,在求出字母的值後,要注意檢驗集合的元素是否滿足互異性。

解題反思:

(1)直接由「互斥子集」的概念求得f(2),f(3),f(4)的值;

(2)由題意,任意一個元素只能在集合A,B,C=CU(A∪B)之一中,求出這n個元素在集合A,B,C中的個數,再求出A、B分別為空集的種數,則f(n)可求.

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