【变式2】
(1) 设全集为R,$A= \{ x|3≤x<7\},B= \{ x|2<x<10\}$,则$\complement _{R}(A\cup B)= $____,$(\complement _{R}A)\cap B= $____;
(1) 设全集为R,$A= \{ x|3≤x<7\},B= \{ x|2<x<10\}$,则$\complement _{R}(A\cup B)= $____,$(\complement _{R}A)\cap B= $____;
答案
(1){x|x≤2或x≥10} {x|2<x<3或7≤x<10} (2){1,5,8,9} {2,3,5,7,9} (1)∵全集为R,A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},∴A∪B={x|2<x<10},∁RA={x|x<3或x≥7},∴∁R(A∪B)={x|x≤2或x≥10},(∁RA)∩B={x|2<x<3或7≤x<10}。
(2) 设$U= \{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9\},(\complement _{U}A)\cap B= \{ 2,3,7\},(\complement _{U}B)\cap A= \{ 1,8\},(\complement _{U}A)\cap (\complement _{U}B)= \{ 4,6\}$,则集合$A= $____,$B= $____.
答案
(2)因为U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},(∁UA)∩B={2,3,7},所以{2,3,7}⊆B,且{2,3,7}⊈A。
因为(∁UB)∩A={1,8},所以{1,8}⊆A,且{1,8}⊈B。
因为(∁UA)∩(∁UB)={4,6},所以{4,6}⊈A,{4,6}⊈B,所以A={1,5,8,9},B={2,3,5,7,9}。
因为(∁UB)∩A={1,8},所以{1,8}⊆A,且{1,8}⊈B。
因为(∁UA)∩(∁UB)={4,6},所以{4,6}⊈A,{4,6}⊈B,所以A={1,5,8,9},B={2,3,5,7,9}。
【典例3】(一题多解)设集合$A= \{ x|x+m≥0\},B= \{ x|-2<x<4\}$,全集$U= R$,且$(\complement _{U}A)\cap B= \varnothing$,则实数m的取值范围为____.
答案
解题指导
方法1(直接法):先由A和U求出$\complement _{U}A$,再根据$(\complement _{U}A)\cap B= \varnothing$,并结合数轴,建立关于m的不等式(组)求解;
方法2(转化法):将条件“$(\complement _{U}A)\cap B= \varnothing$”转化为$B\subseteq A$,再结合数轴,列不等式(组)求解.
解析
(一题多解)方法1(直接法):因为$A= \{ x|x+m≥0\} = \{ x|x≥-m\},U= R$,所以$\complement _{U}A= \{ x|x<-m\}$.
因为$B= \{ x|-2<x<4\},(\complement _{U}A)\cap B= \varnothing$,将集合表示在数轴上如图所示.
可取等. 因为当$m= 2$时,仍满足$(\complement _{U}A)\cap B= \varnothing$.
由图易得$-m≤-2$,即$m≥2$,
所以m的取值范围为$\{ m|m≥2\}$.
方法2(转化法):由$(\complement _{U}A)\cap B= \varnothing$,知$B\subseteq A$.
因为$B= \{ x|-2<x<4\},A= \{ x|x+m≥0\} = \{ x|x≥-m\}$,将集合表示在数轴上如图所示.
由图易得$-m≤-2$,即$m≥2$,
所以m的取值范围为$\{ m|m≥2\}$.
答案
$\{ m|m≥2\}$
【变式3】(一题多解)已知集合$P= \{ x|-2≤x≤10\},Q= \{ x|1-m≤x≤1+m\}$,全集$U= R$. 若$Q\cap (\complement _{U}P)= \varnothing$,则实数m的取值范围为____.
答案
(一题多解){m|m≤3} 方法1(直接法):因为P={x|-2≤x≤10},U=R,所以∁UP={x|x<-2或x>10}。因为Q={x|1 - m≤x≤1 + m},Q∩(∁UP)=∅,分类讨论:
①当Q = ∅时,1 - m>1 + m,得m<0,符合题意;②当Q≠∅时,根据Q∩(∁UP)=∅,结合数轴(图略),可列出不等式组$\begin{cases}1 - m\leq1 + m \\1 - m\geq - 2 \\1 + m\leq10 \end{cases}$,解得0≤m≤3。综上所述,m≤3,所以实数m的取值范围为{m|m≤3}。
方法2(转化法):由Q∩(∁UP)=∅,得Q⊆P。
分类讨论:
①当1 - m>1 + m,即m<0时,Q = ∅,符合题意;
②当1 - m≤1 + m,即m≥0时,易得$\begin{cases}1 - m\geq - 2 \\1 + m\leq10 \end{cases}$,解得0≤m≤3。综上所述,m≤3,所以实数m的取值范围为{m|m≤3}。
①当Q = ∅时,1 - m>1 + m,得m<0,符合题意;②当Q≠∅时,根据Q∩(∁UP)=∅,结合数轴(图略),可列出不等式组$\begin{cases}1 - m\leq1 + m \\1 - m\geq - 2 \\1 + m\leq10 \end{cases}$,解得0≤m≤3。综上所述,m≤3,所以实数m的取值范围为{m|m≤3}。
方法2(转化法):由Q∩(∁UP)=∅,得Q⊆P。
分类讨论:
①当1 - m>1 + m,即m<0时,Q = ∅,符合题意;
②当1 - m≤1 + m,即m≥0时,易得$\begin{cases}1 - m\geq - 2 \\1 + m\leq10 \end{cases}$,解得0≤m≤3。综上所述,m≤3,所以实数m的取值范围为{m|m≤3}。
【变式4】已知全集$U= R$,集合$A= \{ x|x≤-2或x≥3\},B= \{ x|2m+1<x<m+7\}$.
(1) 若$(\complement _{U}A)\cap B= B$,求实数m的取值范围;
(2) 若$(\complement _{U}A)\cup B= B$,求实数m的取值范围.
(1) 若$(\complement _{U}A)\cap B= B$,求实数m的取值范围;
(2) 若$(\complement _{U}A)\cup B= B$,求实数m的取值范围.
答案
解:(1)因为A={x|x≤ - 2或x≥3},全集U = R,所以∁UA={x|-2<x<3}。因为(∁UA)∩B = B,所以B⊆∁UA。分类讨论:①当B = ∅时,易得2m + 1≥m + 7,解得m≥6;②当B≠∅时,易得$\begin{cases}2m + 1<m + 7 \\2m + 1\geq - 2 \\m + 7\leq3 \end{cases}$,此时无解。
综上所述,实数m的取值范围为{m|m≥6}。
(2)因为(∁UA)∪B = B,所以∁UA⊆B,易得$\begin{cases}2m + 1<m + 7 \\2m + 1\leq - 2 \\m + 7\geq3 \end{cases}$,解得 - 4≤m≤ - $\frac{3}{2}$,故实数m的取值范围为{m|-4≤m≤ - $\frac{3}{2}$}。
综上所述,实数m的取值范围为{m|m≥6}。
(2)因为(∁UA)∪B = B,所以∁UA⊆B,易得$\begin{cases}2m + 1<m + 7 \\2m + 1\leq - 2 \\m + 7\geq3 \end{cases}$,解得 - 4≤m≤ - $\frac{3}{2}$,故实数m的取值范围为{m|-4≤m≤ - $\frac{3}{2}$}。
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