问题 解答题

设集合A={x|-1≤x≤a},P={y|y=x+1,x∈A},Q={y|y=x2,x∈A},

(1)若Q∩P=Q,求实数a的取值范围;

(2)是否存在实数a,使得P=Q?并说明理由.

答案

根据集合中元素的数学意义,应将集合P、Q分别理解为一次函数与二次函数值域的集合,而它们的定义域均为集合A.

(1)∵P={y|0≤y≤a+1},而Q中函数值必须分类讨论.

①当-1≤a<0时,Q={y|a2≤y≤1},∵Q⊆P,∴

a2≥0
1≤a+1
,不合;

②当0≤a≤1时,Q={y|0≤y≤1},∵P∩Q=Q,∴Q⊆P,∴1≤a+1,得0≤a≤1;

③当a>1时,Q={y|0≤y≤a2},∵Q⊆P,∴a2≤a+1,得1<a≤

1+
5
2

故,实数a的取值范围是:[0,

1+
5
2
].

(2)在(1)②中令a+1=1得a=0,此时P=Q={y|0≤y≤1};

在(1)③中令a+1=a2得a=

1+
5
2
,此时P=Q={y|0≤y≤
1+
5
2
};

故,存在实数a=0或a=

1+
5
2
使得P=Q.

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