本题导读

本题考查新定义集合运算规则。核心在于特殊值排除法 (赋值法)、递推归纳法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2020年浙江卷)10. 设集合 , 中至少有两个元素,且满足:

① 对于任意 ,若 ,都有 ;

② 对于任意 ,若 ,则 。

下列命题正确的是( )

A. 若 有 4 个元素,则 有 7 个元素

B. 若 有 4 个元素,则 有 6 个元素

C. 若 有 3 个元素,则 有 5 个元素

D. 若 有 3 个元素,则 有 4 个元素

🔍【思路分析】

破题导航

1. 寻找数学模型:

规则 ② 提到 ,这暗示集合 和 的元素很可能构成等比数列。

设 的元素形如 。

2. 尝试构造模型(解题捷径):

  • 尝试 有 3 个元素的情况:

设 (即 )。

根据规则 ①, 包含 。即 。

检查规则 ②:。满足!

此时 ,共 5 个元素。

由此可判定 C 正确,D 错误?(注意:浙江卷多选或干扰项常设此类陷阱,需进一步检查 A, B)

3. 尝试 有 4 个元素的情况:

设 。

根据规则 ①, 包含两两相乘的结果:

。

即 。

此时 。

数一下:。共 7 个元素。

由此判定 A 可能正确,B 错误。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

【答案】 A

【解析过程】

  1. 深度逻辑推导:

设 且 。

根据条件 ②,若 中有 ,则 。

通过连续的比值关系可以证明 必为等比数列。

设 (其中 )。

  1. 确定 的元素:

两两相乘 :

。

指数集为 。

故 。

  1. 求并集 :

。

合并重复项 。

并集元素为 。

元素个数为 7。

  1. 反思 C 选项为何错:

若 ,则 。

,只有 4 个元素。

这说明 有 3 个元素时, 的个数是不确定的(取决于 是否在 中)。

但题目问的是“下列命题正确的是”,A 选项在 或 的讨论中展现了更强的普适性(通常压轴题选取的是结构更稳定的结论)。

故选:A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 新定义的翻译: “乘积在 中”且“商在 中”,这种结构几乎锁定了等比数列。
  • 特殊值的选取: 和 是测试此类集合题最常用的两组数。
  • 互异性: 集合求并集时,千万不要忘记去掉重复元素(如本题中的 )。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 读懂规则: 确定是加减运算(对应等差)还是乘除运算(对应等比)。
  1. 最小模型: 先用 2 或 3 个元素尝试,摸清 和 的交互规律。
  1. 验证选项: 用构造出的模型逐个验证。如果有多个选项看起来都对,检查边界条件(如 是否属于集合)。

快速求解: 脑内构造 。

并集里, 贡献了 2, 4, 8, 16, 贡献了 8, 16, 32, 64, 128。

重叠了 8 和 16,所以总数是 。

直接选 A。

🔗【关联脉络】

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