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必修一之告诉你为什么将集合的“交集运算”类比成“数的乘法”

(2012-04-14 19:53:04)
标签:

集合

教育

分类: 必修一内容
 很多参考书都将集合的交集运算类比成数的乘法运算,而其理由,基本上都是为了后面的交集并集的一个“分配率”:
      A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
      A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
      这个有点像数的乘法分配率,而并集从直观上来讲是和加法很有些关系的。所以就将交集类比成数的乘法。我觉得仅仅是这样的话,未免有点牵强而且无意义的了,事实上,交集和乘法这两者之间,有比较深入的联系的。我们以一道例题说明:
      例1:解不等式:|x|>1
      我知道你们都会解答这道题,直接就可以写出答案,不过我们今天按照分类讨论的方法来讨论:
      1:当x≥0时…………①
           x>1………………②
      2:当x<0时…………③
          -x>1,x<-1…………④
      我们可以知道,①和②,③和④之间,这是分步;1和2之间,这是分类。①和②之间的结果是需要做交集的,然后1和2之间的结果是需要做并集的。而说道这个,大家一定想得到排列组合里面的分类计数和分步计数。
      例2:抛一枚均匀的硬币两次,求有且仅有一次正面向上的概率
      我相信大家也没有问题,用独立重复事件的概率公式就可以做。不过我们同上面一样,分类讨论
      1:当第一次正面向上时,概率为0.5…………①
           第二次必须反面向上,概率为0.5…………②
           这种情况下的概率为0.5×0.5=0.25
      2:当第一次反面向上时,概率为0.5…………③
           第二次必须正面向上,概率为0.5…………④
           这种情况下的概率为0.5×0.5=0.25
      所以总的概率为0.25+0.25=0.5
      我们也可以看到,①和②,③和④之间,这是分步;1和2之间,这是分类。①和②之间的结果是需要做乘积的;然后1和2之间的结果是需要做加法的。看多么相似的题目,集合的并集类似与数的加法,交集类似于数的乘法,看起来还是有东西可寻的。
      咱们从一个特例来看,如果将空集看作数字中的0,那么有:
      A∪ф=A,A∩ф=ф;
      a+0=0,   a×0=0。
      这个例子应该很不错了,其实对于他,还能进一步讨论,不过我暂时还没有找到更简单的方法来解释,在此打住吧,有了想法,我会第一时间放上来的。

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