浙江 2025 · 数学 q02

题解图(原卷截图 · 含答案与官方解析)

浙江 2025 · 数学 q02 原卷截图(含答案)

文字转写(题面 + 答案)

题面

  1. 设全集 U={x∣x是小于 9 的正整数}U = \{x \mid x \text{是小于 9 的正整数}\},集合 A={1,3,5}A = \{1,3,5\},则 CUAC_U A 中元素个数为()
    A 0 B. 3 C. 5 D. 8

答案

C

本题的知识树

3 概念 · 1 公式 · 1 题型 · 1 套路 · 最深 5 层。长链是构建期派生的,源文件里只有最小一步。

攻略(零基础 → 会做)

补集的元素个数 · 把描述法的全集列举清楚,剩下的数一数 · 最终答案:C

冷启动:三个词就够了

假设你完全没学过集合。这道题要用的全部知识就是下面三个词,读完就能自己把它做出来。

① 集合与元素。 把一些确定的、互不相同的对象放在一起、当成一个整体看,这个整体就是一个集合;里面的每个对象叫元素。写一个集合有两种办法:

  • 列举法:把元素一个个写出来,如 A={1,3,5}A=\{1,3,5\}——里面有谁、有几个,一眼就看完了。
  • 描述法:不给名单,只给一句「入会条件」,如 {x∣x 是小于 9 的正整数}\{x\mid x\text{ 是小于 }9\text{ 的正整数}\},读作「所有满足竖线右边那句话的 xx」。

两种写法说的可以是同一个集合,但描述法看不出个数——本题唯一的门槛就在这里。

② 全集。 讨论问题前要先把范围钉住,而这个「范围」本身也是一个集合,叫全集,习惯记作 UU。同一句话在不同范围里答案会不一样,所以 UU 必须先说清楚。

③ 补集。 范围钉在 UU 之后,「UU 里不属于 AA 的那些元素」凑成的集合就叫 AA 的补集,记作 ∁UA\complement_U A。一句话记住它:从全集里把 AA 挖掉,剩下的部分。

题目问的是 ∁UA\complement_U A 里有几个元素,翻成人话就是:先看清 UU 里有谁,挖掉 AA,数剩下的。

解法一:列举全集再数补集

怎么想到的。 手上两个集合的写法不一样:AA 是列举法(有谁写得明明白白),UU 是描述法(只给了条件)。要拿它们互相「挖」,得先让两边可比——所以第一个动作一定是把描述法翻成列举法。这个动作有个名字:描述法化列举法。翻完之后 UU 就是一张点名单,挖掉 AA、数剩下的,全都只是数数。

① 把 UU 列举出来。 「小于 9 的正整数」这句话要逐字读:

  • 正整数从 11 起(00 不是正整数,负数更不是);
  • 小于 9 不包括 99 自己,所以最大只到 88。

于是从 11 一个一个取到 88:

U={1,2,3,4,5,6,7,8},∣U∣=8U=\{1,2,3,4,5,6,7,8\},\qquad |U|=8

(记号 ∣U∣|U| 就是「UU 的元素个数」。)

② 确认 AA 的元素都在 UU 里。 A={1,3,5}A=\{1,3,5\},三个数都在名单上,即 A⊆UA\subseteq U。这一步看着多余,它其实是第 ④ 步「相减」能用的前提。

③ 挖掉 AA,把剩下的写出来。 在名单上划掉 1,3,51,3,5,剩下的就是补集:

∁UA={2,4,6,7,8}\complement_U A=\{2,4,6,7,8\}

数一数 2,4,6,7,82,4,6,7,8——一共 55 个。

教学图:一排八个方格摆出全集 1..8,A={1,3,5} 那三格标蓝并划掉,剩下 {2,4,6,7,8} 五格标绿并逐个编号「第 1 个」到「第 5 个」

④ 换一种记账法核对一遍。 剩几个其实也可以不写名单直接算:AA 的 33 个元素都在 UU 的 88 个里,挖掉之后当然剩 8−38-3 个。这一步用的是补集的元素个数那条公式:

∣∁UA∣=∣U∣−∣A∣=8−3=5|\complement_U A|=|U|-|A|=8-3=5

与第 ③ 步数出来的一致。(题目只问个数、不问补集是谁时,这条更省事:数清 ∣U∣|U| 与 ∣A∣|A| 就够了。前提正是第 ② 步验过的 A⊆UA\subseteq U。)

⑤ 对照选项。 A. 00、B. 33、C. 55、D. 88——补集有 55 个元素,故选 C。另外三个选项恰好是三种典型的数错:00 是「以为把 AA 挖掉就什么都不剩」(那要 A=UA=U 才对),33 是 ∣A∣|A|,88 是 ∣U∣|U|。

为什么这道题只有一条路

高考里很多题有几条实质不同的路——换一套工具、换一个推进方向,都能到同一个答案。这道题没有。它的全部难度压在第 ① 步:把「小于 9 的正整数」读成一张不多不少八个数的名单。名单一旦列出来,第 ③ 步的「写出来数」和第 ④ 步的「相减」用的是同一份名单、同一次数数,只是记账方式不同,所以它们是一条路上的两种写法,不是两条路。

真正值得在这道题上练的,是把描述法读到一个数都不差——这也是它作为全卷第 2 题存在的意义。

🕳️ 避坑

  • 全集的两个边界都要逐字读:「小于 99」不含 99、「正整数」不含 00。把 99 算进去、或把 00 算进去,都会得到 9−3=69-3=6;两个都算进去得 10−3=710-3=7。而 66 和 77 在选项里根本没有——这时要回去重读题面,别往最近的选项上凑。
  • 别把三个数搞混:∣U∣=8|U|=8、∣A∣=3|A|=3、∣∁UA∣=5|\complement_U A|=5,题目问的是最后一个。B(3) 和 D(8) 就是这么埋的:一个给你 AA 的个数,一个给你全集的个数、赌你忘了挖。
  • 相减的前提是 A⊆UA\subseteq U。若 AA 里有元素不在 UU 里,得先取 A∩UA\cap U 再减——否则会多减:比如把 AA 换成 {1,3,9}\{1,3,9\},99 压根不在 UU 里,补集里剩的是 8−2=68-2=6 个,不是 8−3=58-3=5 个。

本题涉及的教材页

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