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一试训练题
F2填空题集合与简易逻辑
将平方差为整数的实数点 (x,y) 全放入 S;将满足 sin(πx2)−sin(πy2)=cos(πx2)−cos(πy2) 的实数点全放入 T。判断两集合是否存在单向包含,并给出依据。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:S⊆T, T⊆S
解析
思路
先把正弦差等于余弦差化成两族条件,再用两个见证点说明互不包含。
解答
记 A=πx2, B=πy2。和差化积得 sin2A−B[sin2A+B+cos2A+B]=0。第一因子为零给出 x2−y2=2k(k∈Z);第二因子为零即 sin(2A+B+4π)=0,给出 x2+y2=2k−21,且需 k≥1。点 (1,0)∈S,但此时 A=π,B=0,左边为 0、右边为 −2,故 (1,0)∈/T。点 (1,21) 满足 x2+y2=23=2⋅1−21,所以属于 T;而 x2−y2=21∈/Z,故不属于 S。因此 S⊆T, T⊆S。
复核
第二族要求平方和非负,故 k=0 不可用。点 (1,0) 的平方差为1、平方和为1,两族条件均不满足;点 (1,1/2) 的平方和为 3/2、平方差为 1/2,故属于T而不属于S。奇整数差只排除第一族,仍须检查第二族;例如 (5/2,1/2) 同时属于S和T。
方法总结
两个集合关系要分别找一个属于甲不属于乙、一个属于乙不属于甲的点。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
先把正弦差等于余弦差化成两族条件,再用两个见证点说明互不包含。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:三角恒等变形、命题否定与充要条件
专题卡:描述法、像集给出的集合:把“属于”逐条翻译成条件、含参数的两个集合相等:先对上特殊元素,再代回检查