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set-theory难度:基础set-theoryintersectionsets
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交集jiāojí

intersection
3 分钟阅读
更新于 2025-01-24
已完成

核心概念

两个集合 A 和 B 的交集,记作 A ∩ B,是由所有既属于 A 又属于 B 的元素组成的集合。

数学定义

AB={xxA 且 xB}A \cap B = \{x | x \in A \text{ 且 } x \in B\}

一个元素属于交集,当且仅当它同时属于两个集合。

图形表示

在韦恩图中,交集是两个圆的重叠区域。

    A         B
  (   [###]   )

阴影区域 [###] 表示 A ∩ B。

基本性质

1. 交换律

AB=BAA \cap B = B \cap A

2. 结合律

(AB)C=A(BC)(A \cap B) \cap C = A \cap (B \cap C)

3. 同一律

AU=AA \cap U = A(其中 U 是全集)

4. 幂等律

AA=AA \cap A = A

5. 与空集的交集

A=A \cap \emptyset = \emptyset

6. 分配律

A(BC)=(AB)(AC)A \cap (B \cup C) = (A \cap B) \cup (A \cap C)

例题详解

例1:有限集合

已知:A = {1, 2, 3, 4, 5},B = {3, 4, 5, 6, 7}

:A ∩ B

:两个集合的公共元素:3, 4, 5

答案:A ∩ B = {3, 4, 5}

例2:区间的交集

已知:A = [-2, 5],B = [1, 8]

:A ∩ B

:两个区间的重叠部分是 [1, 5]

答案:A ∩ B = [1, 5]

例3:描述法表示

已知:A = {x | x > 2},B = {x | x < 7}

:A ∩ B

:大于2且小于7的元素

答案:A ∩ B = {x | 2 < x < 7} = (2, 7)

CSCA练习题

💡 :以下练习题基于CSCA考试大纲设计。

例题1:基础题(难度 ★☆☆☆☆)

若 A = {a, b, c, d},B = {c, d, e, f},求 A ∩ B。

选项:

  • A. {a, b, c, d, e, f}
  • B. {c, d}
  • C. {a, b}
  • D. {e, f}

解法: 公共元素:c, d

答案:B


例题2:中级(难度 ★★★☆☆)

已知 A = {x | x² - 4x + 3 ≤ 0},B = {x | x > 2},求 A ∩ B。

解法

首先解不等式求 A: x24x+30x² - 4x + 3 ≤ 0 (x1)(x3)0(x-1)(x-3) ≤ 0 A=[1,3]A = [1, 3]

然后求与 B = (2, +∞) 的交集: AB=[1,3](2,+)=(2,3]A \cap B = [1, 3] \cap (2, +\infty) = (2, 3]

答案:(2, 3]


例题3:高级(难度 ★★★★☆)

若 A ∩ B = A,则集合 A 与 B 有什么关系?

解法

若 A ∩ B = A,则 A 的所有元素都必须在 B 中。

这意味着 A ⊆ B(A 是 B 的子集)。

答案:A ⊆ B

常见错误

❌ 错误1:混淆交集与并集

错误:A ∩ B 包含两个集合的所有元素 ✗

正确:A ∩ B 只包含公共元素 ✓

❌ 错误2:忽略空交集

错误:两个集合总有非空交集 ✗

正确:若两集合无公共元素,则 A ∩ B = ∅ ✓

❌ 错误3:区间记号错误

错误:[1, 5] ∩ [3, 8] = [1, 8] ✗

正确:[1, 5] ∩ [3, 8] = [3, 5] ✓

学习要点

  1. "且"的思维:交集意味着"且"——元素必须同时满足两个条件
  2. 画韦恩图:图形表示有助于避免错误
  3. 检查端点:对于区间,仔细验证端点
  4. 结合不等式练习:许多CSCA题目将集合与不等式结合

💡 考试要点:交集问题常与二次不等式结合出现。务必先解不等式,再求交集!