本题导读
本题考查一元一次绝对值不等式与一元二次不等式的求解,以及集合间交集为空集的逻辑关系。核心在于通过数轴准确表示出两个集合对应的实数区间,并根据交集为空建立关于未知参数 的不等式组。
📌【题干】
Question
(2007年北京卷(理)) 已知集合 , 。若 ,则实数 的取值范围是________。
🔍【思路分析】
破题导航
- 化简集合 :解绝对值不等式 。
- 化简集合 :对二次三项式因式分解 ,解得 或 。
- 根据空集条件建立边界不等式:
集合 表示一个长度为 2 的闭区间 。
集合 表示数轴上 1 的左侧及 4 的右侧区域。
要满足 , 闭区间 必须被完全塞在 1 到 4 之间的开区间内, 即满足 且 。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
解:首先, 求解并化简集合 : 由 , 去掉绝对值符号展开得: 各项同时加上 , 得到集合 的区间表达式:
其次, 求解并化简集合 : 由一元二次不等式 , 对左侧进行十字相乘因式分解: 根据“大于取两边,小于取中间”的口诀, 解得集合 的区间表达式:
题目给定约束条件: 。 映射到数轴的几何结构上, 意味着闭区间 与集合 的两个外展半轴区域绝不能有任何重叠部分。
and the set A as a moving closed interval [a-1, a+1] strictly inside the open interval (1, 4)]
因此, 整个闭区间 必须被严格、完整地包裹在 1 到 4 之间的空档开区间 内部。 对接边界端点, 必须同时满足两个刚性不等式: (注:由于集合 的端点 1 和 4 是闭边界,含有等号,所以为了不发生任何重叠,集合 的端点必须严格大于 1 且严格小于 4,不能带有等号。)
解这个一元一次不等式组:
所以, 实数 的取值范围是 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:绝对值不等式与二次不等式标准解集的转化、数轴上“交集为空”时端点不等号含不含等号的精密判定。
- 核心方法:数轴区间几何对照法。
- 避坑指南:
端点处是否带等号是本题最容易翻车的失分点。因为集合 包含了端点 1( ),如果令 ,此时集合 的左端点为 1,两个集合就共同拥有了元素 1, 交集就不为空了。因此边界处必须是严格的不等号。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 源自高中数学必修一集合运算与不等式性质的经典交汇填空题。
结论推广: 若闭区间 与无穷区间 () 的交集为空集, 则其充要条件模型永远收敛于严格不等式组: 。
🔗【关联脉络】
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