集合的运算 · 4.2.2

集合并集的补集

本标准要求学生求出 (A ∪ B)′,即全集 ξ 中既不属于 A 也不属于 B 的所有元素。学生须先求出 A 与 B 的并集,再找出全集中剩余的元素,并能以文氏图涂色、列举法或集合表示法呈现结果。

官方学习标准 (4.2.2)

“求出两个或以上集合并集的补集。”

它的含义

本标准要求学生求出 (A ∪ B)′,即全集 ξ 中既不属于 A 也不属于 B 的所有元素。学生须先求出 A 与 B 的并集,再找出全集中剩余的元素,并能以文氏图涂色、列举法或集合表示法呈现结果。

如何考查

在试卷一(客观题)中,学生须从文氏图或已列出的集合中辨认出 (A ∪ B)′,通常以选择题形式出现。在试卷二(主观题)中,学生须在文氏图上涂出正确区域,或直接列出补集的元素,有时会与其他集合运算问题结合在同一道结构题中出现。

例题

全集为 ξ = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}。集合 A = {1, 2, 3, 4, 5},集合 B = {4, 5, 6, 7}。

求 (A ∪ B)′。

  1. 合并 A 与 B 中的所有元素(不重复),得 A ∪ B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}。
  2. 找出全集 ξ 中不属于 A ∪ B 的元素:即 8、9 和 10。
  3. 所以 (A ∪ B)′ = {8, 9, 10}。

资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)

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常见问题

(A ∪ B)′ 与 A′ ∪ B′ 有什么区别?

(A ∪ B)′ 是并集的补集,指同时不在 A 和不在 B 中的元素。而 A′ ∪ B′ 是 A 的补集与 B 的补集的并集,通常是一个更大的集合。

根据德摩根定律,(A ∪ B)′ = A′ ∩ B′,而不是 A′ ∪ B′,做题时要特别留意,不要把两者混淆。

是不是每次都需要画文氏图?

不一定。如果集合较小且元素已清楚列出,可以直接通过列举法求出 A ∪ B 及其补集,不必画图。

但当集合之间的重叠情况较复杂,或题目明确要求涂色表示区域时,画文氏图会更清楚、更不容易出错。

如果某个元素同时属于 A 和 B,在写 A ∪ B 时需要重复列出两次吗?

不需要。并集中的每个元素只列一次,即使它同时属于 A 和 B,也不能重复书写。

这是常见的错误,重复列出会导致元素个数计算错误,进而影响之后判断全集 ξ 中剩余哪些元素属于补集,得出错误答案。

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