题目
下列集合是区域的是 ( )( A ) ( B ) ( C ) ( D )
下列集合是区域的是 ( )
( A )
( B )
( C )
( D )
题目解答
答案
Z表示集合的整数集的数,包括全体正整数,全体负整数和零。
Rez表示实部,Imz表示虚部。
( A )
取值范围为
(B) 取值范围为(1,3)
( C ) 取值范围为[0,3)
( D ) 取值范围为
,但z不能取小数。
综上可发现,前三个选项的集合是区域 。所以应选择A、B、C选项。
解析
区域在复平面上指的是满足以下两个条件的集合:
- 开集:集合中的每一点都存在一个邻域完全包含在该集合内;
- 连通:集合中任意两点均可通过连续路径连接。
本题需判断选项中哪些集合是区域。关键在于分析每个选项的几何意义:
- 选项A:若取值范围为 $[-1,0) \cup (0,1]$,需判断是否为开集且连通;
- 选项B:$1 < \text{Re}z < 3$ 对应实部在 $(1,3)$ 之间的复数,是垂直带状区域;
- 选项C:$0 \leqslant \text{Im}z < 3$ 对应虚部在 $[0,3)$ 之间的复数,是水平带状区域;
- 选项D:$\dfrac{1}{2} \leqslant |z| < 1$ 对应模长在 $[\dfrac{1}{2},1)$ 之间的复数,是圆环区域。
关键点:若集合包含边界点(如闭区间),则可能破坏开集性质;若集合不连通(如分离的区间),则不是区域。
选项分析
选项A
- 取值范围:$[-1,0) \cup (0,1]$。
- 分析:该集合由两个分离的区间组成,不连通,因此不是区域。
选项B
- 取值范围:实部 $\text{Re}z \in (1,3)$。
- 分析:对应复平面上垂直于实轴的带状区域,是开集且连通,是区域。
选项C
- 取值范围:虚部 $\text{Im}z \in [0,3)$。
- 分析:包含虚部下限 $0$(闭区间),但整体仍为开集且连通,是区域。
选项D
- 取值范围:模长 $|z| \in [\dfrac{1}{2},1)$。
- 分析:包含内圆边界 $\dfrac{1}{2}$(闭区间),破坏开集性质,不是区域。