本题导读

本题考查点与集合的关系。核心在于代入验证法、直接法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2018年北京卷理)设集合 ,则()

A. 对任意实数 ,

B. 对任意实数 ,

C. 当且仅当 时,

D. 当且仅当 时,

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 理解定义:点 的充要条件是其坐标满足集合 中的所有不等式。
  2. 代入测试:将 代入不等式组:
  • 不等式 ①:。此不等式恒成立,与 无关。
  • 不等式 ②:。
  • 不等式 ③:。
  1. 求交集:点 必须同时满足 和 。
  • 综上所述,当且仅当 时,。
  1. 判定结论:根据上述结论,分析各选项。如果 对应“在集合内”,那么其补集 就对应“不在集合内”。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

【答案】 D

【解析过程】 将点 的坐标 代入集合 的约束条件:

  1. 由 得:(恒成立);
  2. 由 得:;
  3. 由 得:。

点 的充要条件是上述三个条件同时满足,即:

因此:

  • 当 时,;
  • 当 时,(此时至少有一个不等式不满足)。

对比选项:

  • (A)、(B) 显然错误,因为结果与 的取值有关;
  • (C) 错误,范围不符;
  • (D) 正确,完整描述了点不在集合内的充要条件。

故选 D。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. “当且仅当”的含义:在数学中这代表充分必要条件。本题就是在求使点不在集合内的 的取值范围。
  2. 压轴题的心理防御:很多同学看到第 8 题有参数 且涉及可行域,就开始尝试画图。其实对于这种“判断特定点是否在集合内”的问题,代数代入法远比画图法高效且准确。
  3. 细节注意:注意不等号是否带等号。 是不带等号的,所以其否定是 ,即包含 的情况。

📖【试题探源与推广】

Tip

在 Obsidian 笔记中,可以总结这个快速判定法则:

  • 点在区域内:坐标代入所有不等式均成立。
  • 点在边界上:坐标代入后,至少有一个不等式取到了等号,且其他不等式均成立。
  • 点在区域外:坐标代入后,至少有一个不等式不成立。

🔗【关联脉络】

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