数学竞赛是青年学生的一项智力竞赛,参加数学竞赛可以极大地提高学习数学的兴趣,培养创造性思维,从而使学生的数学素养大大提高,通过竞赛,也从中发现和培养了一大批科学人才。《集合/数林外传系列·跟大学名师学中学数学》中的例题基本都是近年的数学竞赛试题,选出的这些题目基本涵盖了竞赛中的集合内容的方方面面。
1957年,我刚上高一,有极强烈的求知欲,尤其迷恋数学。那时,北京市在华罗庚等先生的倡导下举行了一次数学竞赛,消息传到南京,我很兴奋,摩拳擦掌,跃跃欲试,于是我们几个小数学迷悄悄地组成了一个数学学习兴趣小组,到处找题目来做,解题能力得到了很大提高,眼界也大大开阔。但由于历史原因,我直到中学毕业都没能参加上数学竞赛。
我后来当了一名中学数学老师,在第一线教了一辈子数学,而且在20世纪80年代之后又有机会参加江苏省南京市的数学竞赛的辅导工作,学生时代解题的经历使我能够在竞赛的辅导中坚持下来,没有被一个又一个的数学难题打垮,反而在讲解这一个又一个的竞赛题中找到了经久不衰的乐趣。也正是在这长期的讲课中积累了一批资料,恰好中国科学技术大学出版社编辑要我写一点东西,于是就有了这本《集合》。记得1978年第一次看到国际数学奥林匹克试题时,有一道试题是用集合语言写的,当时我跟周围的老师都没有看懂题目,更不要说做题了,而现在我却在写关于集合的书。
数学竞赛是青年学生的一项智力竞赛,参加数学竞赛可以极大地提高学习数学的兴趣,培养创造性思维,从而使学生的数学素养大大提高,通过竞赛,也从中发现和培养了一大批科学人才。因此,尽管有些曲折,但这项活动还是蓬勃发展,展现了其旺盛的生命力,当然,也有人把各项学科竞赛看成进入大学的敲门砖,想走捷径,这就背离了数学竞赛的本意,我们当然希望数学竞赛能健康地发展下去,为全民科学素质的提高作出其应有的一份贡献。
大家都希望学好数学,其实学好数学的关键在于对数学的兴趣和对数学的坚持,兴趣是最好的老师,坚持是成功的保证。所以,要学好数学,就不能急于求成,应该循序渐进,步步为营,打好基础,练好基本功,这样才能顺利前进。同时,要不断地总结经验,提高解题技巧,只有把网织密了才能捕到鱼,这个道理大家都是懂的,因此,不要抱着侥幸心理,靠押一两道题是不可能得到好成绩的。希望大家都能做到脚踏实地,坚持不懈,这样才有可能取得最后的胜利。
这本书中的例题基本都是近年的数学竞赛试题,选出的这些题目基本涵盖了竞赛中集合内容的方方面面,所以希望能对大家有些帮助,但正因为例题都是竞赛题,所以在解这些题时难免会顾此失彼,以致解法不够优美,或者还有解错的地方,这是我没有经过正规大学培训、学力浅薄造成的,先在这里向大家表示歉意,并请大家不吝赐教,本人将不胜感激,有些题目的出处因为当年做题时没有注意记录,从而没有注明,不恭之处还望原命题的老师海涵,又在长期的培训教学中,经常学习单蹲老师的书,本书中关于子集族的几个定理是苏淳老师给我的一份讲义上的,在此向单老师和苏老师致谢。
前言
第1章 集合的概念与运算
1.1 集合与元素的关系
1.2 集合与集合的关系
1.3 集合的运算
第2章 几个重要的数学思想与解题方法
2.1 抽屉原理
2.2 最小数原理(极端原理)
2.3 算两次原理
2.4 容斥原理
2.5 分类与分步
2.6 配对
2.7 奇偶分析
2.8 归纳与递推
第3章 点集与凸集
3.1 点集
3.2 凸集与凸包
第4章 集合的划分
4.1 利用同余构造划分
4.2 利用抽屉原理构造划分
4.3 利用染色进行划分
4.4 用递推的方法得到划分
4.5 贝蒂定理在划分中的应用
4.6 图形的剖分
第5章 子集与子集族
5.1 由某个集合的全体子集所成的子集族
5.2 互不包含的子集族
5.3 r个子集的交不空而(r+1)个子集的交皆空的子集族
5.4 任两个r元子集的交都非空的子集族
第6章 例题选讲
6.1 最值
6.2 最小数原理
6.3 构造法与抽屉原理
6.4 数的性质
6.5 子集族
习题解答
参考文献