本题导读

本题通过数学新定义引入“数集关于运算封闭”的概念,考查常见数集(自然数集、整数集、有理数集、无理数集)对四则运算的封闭性规律。

📌【题干】

Question

(2006年辽宁卷(理)) 设 是 上的一个运算, 是 的非空子集,若对任意 ,有 ,则称 对运算 封闭. 下列数集对加法、减法、乘法和除法(除数不等于零)四则运算都封闭的是()

A. 自然数集   B. 整数集   C. 有理数集   D. 无理数集

🔍【思路分析】

破题导航

理解封闭性:一个数集内的任意两个数,经过某种运算后得到的结果仍然在这个数集内,则称该数集对该运算封闭。 逐一检验各个选项对四则运算(+、-、×、÷)的封闭情况,只要有一个运算不满足就排除。

✅【答案】

Success

C

✍【详细解析】

Abstract

解:(A) 自然数集 :对减法不封闭。例如 ,但 ,排除A; (B) 整数集 :对除法不封闭。例如 ,但 ,排除B; (C) 有理数集 :

  • 任意两个有理数的和、差、积仍是有理数;
  • 任意两个有理数的商(除数不为零)仍是有理数。 因此,有理数集对四则运算都封闭,C正确; (D) 无理数集:对加法不封闭。例如 是无理数,但 是有理数,排除D。

故选 C

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:数集的定义范围、数集关于四则运算的封闭性判别。
  • 核心方法:举反例排除法。
  • 避坑指南:解答本题关键在于对除法的理解,整数集在引入除法后结果会走向分数(有理数),因而对除法不封闭。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源: 本题是抽象代数中“域(Field)”概念的初等化呈现。满足加、减、乘、除(除数非零)四则运算封闭的数集在现代代数学中被称为一个“数域”。 结论推广: 常见的数集里面,有理数集 、实数集 、复数集 均对四则运算封闭,它们都是数域;而自然数集、整数集、无理数集均不能构成数域。

🔗【关联脉络】

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