#5fb42572-a934-412c-9bc0-816072a781bb简单解答题集合间的基本关系集合与常用逻辑用语
集合包含关系的判定与参数求解
已知集合 ,集合 ,其中 。 (1)求集合 ; (2)若 ,求实数 的取值范围; (3)是否存在实数 ,使得 ?若存在,求出所有满足条件的 ;若不存在,请说明理由。
解析
(1)解不等式 :
先求对应方程的根:,解得 或 。
因二次函数图象开口向上,故不等式解集为两根之间:
(2)已知 (注意:当 时,,但此时 ,故 才可能满足 )。
要使 ,即 ,需满足:右端点满足 (因为若 ,则例如 但 ;而当 时,,满足子集关系;当 ,显然 )。
又因 定义为开区间 ,而 也是开区间 ,故 当且仅当 ?需再审慎判断:
- 若 ,则 ,故 成立(集合相等时仍满足子集定义);
- 若 ,显然成立;
- 若 ,如 ,则 但 ,不满足。
因此, 等价于 ,要求 。注意:由于 是开区间 ,其上界不包含 ,但 的上界是 (不包含),所以只要 ,则 ,从而对任意 ,有 ,故 ;若 ,则 ,与 相等,仍满足 。综上,。
故实数 的取值范围为 。
(3)考虑是否存在 使得 ,即 。
分情况讨论:
- 若 ,则 ,空集是任意集合的子集,故 恒成立。但题目中 ,当 时,该集合无满足条件的实数,即 ,而 成立。
- 若 ,则 非空,要使其为 的子集,需满足 (否则存在 且 ,如 ,不在 中)。又因 不含 ,而 是开区间,只要 ,就有 :
- 当 ,显然成立;
- 当 ,,满足 ;
- 当 ,不成立。
综上, 成立当且仅当 。
但需注意:当 时,,也满足;当 时,。因此,所有满足条件的实数 为 。
故存在这样的 ,且所有满足条件的 构成集合 。
最终答案:
(1);
(2);
(3)存在,。