运用文氏(Vennl)图解题必须上三个阶梯
由于图形简明、直观,因此很多数学问题解题往往借助于图形来分析,下面例析运用集合中“韦恩图”解题的三层次:识图——用图——构图.
阶梯一、识图
是指给出韦恩图形式,用集合的交、并及补等集合的运算表示.
例1 如图,I是全集,M、P、S是I的3个子集,则阴影部分所表示的集合是( )
(A) (M∩P)∩S (B) (M∩P)∪S (C) (M∩P)∩(D) (M∩P)∪
I S S
I I 解:阴影部分是M与P的公共部分(转化为集合语言就是M∩P),且在S的外部(转化为集合语言就是
S),故选(C).
例2 用集合A、B及它们的交集、并集、补集的符号表示阴影部分的集合,正确的表达式是( ) (A) (A∪B)-(A∩B) (B)
U U(A∩B)
UAUB(C) (A∩(D)
U B)∪(A∩B)
(A∩B)
U(A∪B)∩
U 解:阴影有两部分,左边部分在A内且B外(转化成集合语言就是A∩化成集合语言就是
阶梯二、用图
UB),右边部分在B内且A外(转
A∩B),故选(C).
例3设U是全集,非空集合P、Q 满足PQU,若含P、Q 的一个集合运算表达式,使运算结果为空集?,则这个运算表达式可以是_______(只要写出一个表达式).
解 将集合语言用韦恩图表示, 如图1,极易得到其多种答案: ⑴
UQ∩P;
UPQU⑵P∩(P∩Q);
图1
⑶
UQ∩(P∪Q);等等.
例4 已知全集I=N*,集合A={x│x=2n,n∈N*},B={x│x=4n,n∈N*},则 ( ) (A)I?A?B (C)I?A(B)I?AB AB
BAIB(D) I?图2解:根据题意,易得B(如图2),显然I=A∪
IA,画出韦恩图 B,故选(C).
U例5 设全集U ={x|0<x≤10,x∈N*},若A∩B={3},A∩B={1,5,7},
UA∩
UB={9},求A,
B.
分析:本题关系较为复杂,由推理的方法较难,而用韦恩图,则显得简捷. 解:由U ={1,2,3,…,9},据题意,画韦恩图,如右图,易得A={1,3,5,7},B={2,4,6,8}.
阶梯三、构图
对于某些应用题,若能构造韦恩图求解,可使问题变得简单明了.
例6 某班50名学生中,会讲英语的有36人,会讲日语的有20人,既会讲英语又会讲日语的有14人,问既不会讲英语又不会讲日语的有多少人?
解:设全集U={某班50名学生},A={会讲英语的学生},B={会讲日语的学生},A∩B={既会讲英语又会讲日语的学生},则由韦恩图知,既不会英语又不会日语的学生有:50-22-14-6=8(人).
UA1 573B2 46 89A?22?ABB(6)UU(50)B(14)AU例7 50名学生做物理、化学两种实验,已知物理实验做得正确有40人,化学实验做得正确有31人,两种实验都做错的有4人,问这两种实验都做对的有多少人?
解:设全集U ={做理化实验的50名学生},A={做对物理实验的学生},B={做对化学实验的学生},
A∩B={两种实验都做对的学生},并设Card(A∩B)=x,则由韦恩图(图略),知
40-x+x+31-x+40=50,解得x=25. 即两种实验都做对有25人.