本题导读

本题通过定义集合间的一个新运算 (本质为对称差的元素个数),考查集合运算的性质及其与逻辑充要条件、三角不等式的结合。

📌【题干】

Question

(2015年浙江卷(理)) (2015•浙江)设 是有限集.定义:,其中 表示有限集 中的元素个数.

命题①:对任意有限集 ,“”是“”的充要条件;

命题②:对任意有限集 ,. 则 ()

A. 命题①和命题②都成立       B. 命题①和命题②都不成立

C. 命题①成立,命题②不成立     D. 命题①不成立,命题②成立

🔍【思路分析】

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  1. 解析新定义:,在集合论中, 减去 得到的集合称为对称差 。因此 即为属于 或属于 但不同时属于两者的元素个数。
  2. 分析命题①:
    • 若 ,则 ,故 。
    • 若 ,则必存在元素属于其中一个集合而不属于另一个,故 ,从而 。
    • 结论:,其等价逆否命题即为①。
  3. 分析命题②:
    • 考虑元素在集合 中的隶属情况(利用韦恩图的 8 个区域)。
    • 表示“只属于 ”和“只属于 ”的区域元素和(相对于 两集)。
    • 这是一个度量空间中的“三角不等式”。可以通过特征函数或对元素在各个区域出现的次数进行计数验证。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

第一步:验证命题① 由定义 。 易知 恒成立,故 。 若 ,则 。 由于 ,在有限集中,子集元素个数等于全集元素个数当且仅当子集等于全集。 即 。 其等价结论为:。 所以命题①成立。

第二步:验证命题② 实际上是集合对称差 的元素个数。 由集合运算性质可知:。 (证明简述:若 ,不妨设 且 。 若 ,则 ; 若 ,则 。 无论哪种情况,。) 因此: 即 。 所以命题②成立。

故选 A

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:集合的交、并运算与元素个数的关系;充要条件的判定;新定义问题的拆解。
  • 核心方法:等价转化法。将 转化为对称差的元素个数,能迅速套用已知的集合包含关系。
  • 避坑指南:命题②的证明若使用代数式 展开会非常繁琐,利用几何意义(区域计数)或集合包含关系更为高效。

📖【试题探源与推广】

Tip

*结论推广: 设 是一个集合, 是其幂集。定义 ,则 是 上的一个度量(距离)。 *方法推广: 遇到“card”相关的题目,第一反应应当是画韦恩图(Venn Diagram),通过区域标注法将复杂的逻辑关系可视化。

  • 相关知识点:容斥原理、对称差的结合律。

🔗【关联脉络】

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