本题导读
本题考查集合的包含关系,以及补集与并集运算。
📌【题干】
Question
(1996年全国卷(理)) 已知全集 ,集合 ,,则 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
分析集合的包含关系:
- 全集 为全体自然数集。
- 集合 为所有偶数(非负偶数)组成的集合。
- 集合 为所有 4 的倍数组成的集合。
- 显而易见,若一个数是 4 的倍数,它必然是 2 的倍数,故 。 利用集合运算性质化简选项:
- 因为 ,所以 (排除 A)。
- 根据补集与并集的性质,当 时,两边取补集满足 。利用此包含关系分析剩余选项。 等价判定:由于 ,则 恒成立。通过对集合进行拆分与合并锁定正确选项。
✅【答案】
Success
C
✍【详细解析】
Abstract
确定集合 与 的包含关系 因为 是所有非负偶数的集合, 是所有 4 的非负整数倍的集合。 任意属于 的元素 必然属于 ,且 中存在元素(如 2)不属于 。 所以:
利用包含关系分析全集覆盖 因为 ,所以由包含关系的性质可直接推得:
现在考察 (C) 选项 : 由于 ,全体自然数集 可以被切分为 与 两部分,即 。 因为 ,用更大的集合 代替 进行并集运算,必然有: 又因为 且 。 所以:
特殊元素排除法:取元素 ,由于 不是偶数,则 。将 代入(A)得 矛盾;取元素 ,则 。代入(B)得 矛盾;代入(D)得 满足;再取 ,则 ,代入(D)得 矛盾,从而排除 A, B, D
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:集合基本包含关系的判定;补集与并集的混合运算性质。 核心方法:“包含关系转化法”。若已知 ,则满足 , 以及 。将基本性质熟练转化为全集等式是解题的捷径。 避坑指南:
- 极易混淆 与 的包含方向。由于 ,直觉上容易误认为系数大的集合大,从而错写成 。务必明确:倍数越大的集合,其包含的元素越稀疏,集合范围反而越小。
- 使用排除法时,代入特殊元素(如 2 或 4)进行验证时必须保证两边补集符号转化准确。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题属于集合基础概念题,由教材中“子集、全集与补集”章节中关于“正整数倍数集合的交并补运算”的例题改编而来。 结论推广: 在全集 中,关于任意两个子集 的包含关系与其交并补运算,具有如下等价性质链: 本题中通过将 代入上述公式链中的 模型(此时 ),可以直接得出 。这套等价关系是解决复杂逻辑代数与集合多重判定问题的基本定理。
🔗【关联脉络】
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