内容正文:
第02讲 子集、全集、补集
【苏教版2019必修一】
目录
题型归纳 1
题型01 子集与真子集 3
题型02 补集 5
题型03 由集合间的关系求参数范围 7
易错归纳 10
分层练习 11
夯实基础 11
能力提升 14
创新拓展 18
一、子集与真子集
子集
真子集
定义
如果集合A的________________都是集合B的元素(若a∈A,则a∈B),那么集合A称为集合B的子集
如果________,并且________,那么集合A称为集合B的真子集
记法
A____B或B____A
A___B或B___A
读法
集合A________集合B或集合B包含集合A
A真包含于B或B______A
图示
性质
(1)任何一个集合是它本身的子集,即A____A;
(2)对于集合A,B,C,若A⊆B且B⊆C,则A____C;(3)若_______且_______,则A=B;
(4)规定∅____A
(1)对于集合A,B,C,若A⫋B且B⫋C,则A____C;
(2)若A≠∅,则∅____A
注意点:
(1)“A是B的子集”的含义:集合A的任意一个元素都是集合B的元素,即由任意x∈A,能推出x∈B.
(2)在真子集的定义中,A⫋B首先要满足A⊆B,其次至少有一个x∈B,但x∉A.
(3)∅与{0}的区别:∅是不含任何元素的集合,{0}是含有一个元素的集合,∅⫋{0}.
二、补集
1.补集
定义
文字语言
设A⊆S,由S中________________的所有元素组成的集合称为S的子集A的补集
符号语言
∁SA=________________
图形语言
性质
(1)A⊆S,∁SA⊆S;(2)∁S(∁SA)=___________________;(3)∁SS=________,∁S∅=________
2.全集
如果一个集合包含我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,全集通常记作________.
在实数范围内讨论集合时,R便可看作一个全集U.
注意点:
(1)“全集”是一个相对的概念,并不是固定不变的,它是依据具体的问题加以选择的.
(2)∁UA包含三层含义:①A⊆U;②∁UA是一个集合,且∁UA⊆U;③∁UA是U中所有不属于A的元素构成的集合.
题型01子集与真子集
【解题策略】
(1)判断集合关系的方法
①观察法:一一列举观察.
②元素特征法:首先确定集合的元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断关系.
③数形结合法:利用数轴或Venn图.
(2)求有限集的子集的两个关注点
①要注意两个特殊的子集:∅和它本身.
②按集合中含有元素的个数由少到多,分类一一写出,保证不重不漏
【典例分析】
【例1】已知集合M满足:{1,2}M⊆{1,2,3,4,5},写出集合M所有的可能情况.
【变式演练】
【变式1】(23-24高一上·湖南株洲·期末)集合的子集个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式2】判断下列各组中集合之间的关系:
(1)A={x|x是12的约数},B={x|x是36的约数};
(2)A={x|x是平行四边形},B={x|x是菱形},C={x|x是四边形},D={x|x是正方形};
(3)A={x|-1<x<4},B={x|x<5}.
【变式3】已知集合A={(x,y)|x+y=2,x,y∈N},试写出A的所有子集及真子集.
题型02 补集
【解题策略】
(1)求补集的方法
①列举法表示:从全集U中去掉属于集合A的所有元素后,由所有余下的元素组成的集合.
②由不等式构成的无限集表示:借助数轴,取全集U中集合A以外的所有元素组成的集合.
(2)利用补集求参数应注意两点
①与集合的补集运算有关的参数问题一般利用数轴求解,涉及集合间关系时不要忘掉空集的情形.
②不等式中的等号在补集中能否取到,要引起重视,还要注意补集是全集的子集.
【典例分析】
【例2】(1)已知全集为U,集合A={1,3,5,7},∁UA={2,4,6},∁UB={1,4,6},则集合B=________;
(2)已知全集U={x|x≤5},集合A={x|-3≤x<5},则∁UA=________.
【变式演练】
【变式1】设集合U=R,M={x|x>2,或x<-2},则∁UM等于( )
A.{x|-2≤x≤2} B.{x|-2<x<2}
C.{x|x<-2,或x>2} D.{x|x≤-2,或x≥2}
【变式2】(多选)(23-24高一上·山东泰安·期中)已知全集,其中,则可以是( )
A. B. C. D.
【变式3】(23-24高一上·广东茂名·期中)设全集,,则 .
题型03 由集合间的关系求参数范围
【解题策略】
利用集合关系求参数的关注点
(1)此类问题通常借助数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值.
(2)此类问题还要注意“空集”的情况,因为空集是任何集合的子集.
【典例分析】
【例3】已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若BA,求实数m的取值范围.
【变式演练】
【变式1】(23-24高一上·湖南衡阳·阶段练习)已知集合.
(1)若,求的取值范围.
(2)若,求的取值范围.
【变式2】.(23-24高一上·上海·期末)已知集合.
(1)若只有一个元素,试求实数的值,并用列举法表示集合;
(2)若至少有两个子集,试求实数的取值范围.
【变式3】.(23-24高一上·吉林四平·阶段练习)已知集合.
(1)若,存在集合使得为 的真子集且为的真子集,求这样的集合;
(2)若集合是集合的一个子集,求的取值范围.
易错点01 混淆元素与集合、集合与集合之间的关系而致错
1.(多选)如下四个结论中,正确的有( )
A.∅⊆∅ B.0∈∅ C.{0}∅ D.{0}=∅
易错点02 忽视对空集的讨论而致错
2.设集合A={x|2≤x≤6},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,则实数a的取值范围是( )
A.{a|1≤a≤3} B.{a|a≥3} C.{a|a≥1} D.{a|1<a<3}
易错点03 忽略端点的取值情况而致错
3.[江苏扬州中学2022高一月考]已知集合M={x|2x+1<3},N={x|x<a},若N⊆M,则实数a的取值范围为( )
A.{a|a≥1} B.{a|a≥2} C.{a|a≤1} D.{a|a<1}
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一上·山西阳泉·期末)设是小于的正整数,,则( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一上·河南商丘·期末)已知集合,,若,则的值为( )
A.1 B. C.1或 D.1或2
3.(2024高一上·全国·专题练习)已知集合满足,则满足条件的集合的个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
4.(23-24高一上·河南开封·期末)集合的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8
二、多选题
5.(23-24高一上·江苏南京·期中)下列各个选项中,满足的集合有( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一上·广东惠州·阶段练习)下列选项中正确的有( )
A.
B.集合与集合非空子集的个数相同
C.空集是非空集合的真子集
D.若,,则
三、填空题
7.(2023高一·全国·专题练习)设,,,则 ; .
8.(23-24高一上·河北·阶段练习)是廊坊人} 是河北人}.(填,,,,)
9.(23-24高一上·新疆·期中)已知集合M满足,则满足条件的集合M的个数是 .
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一上·吉林长春·期末)设集合,,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·浙江杭州·期中)若集合,下列关系式中成立的为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一上·湖北·阶段练习)集合,,且,则集合的真子集的个数为( )
A.5 B.15 C.31 D.32
4.(23-24高一上·河南安阳·阶段练习)设集合,集合,若,则实数取值集合的真子集的个数为( ).
A.2 B.4 C.7 D.8
二、多选题
5.(23-24高一上·山西太原·阶段练习)已知集合M满足⫋,则这样的集合M可能为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一上·广东珠海·阶段练习)给出下列四个结论,其中正确的有( )
A.
B.若,则
C.集合是无限集
D.集合的子集共有4个
三、填空题
7.(23-24高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习)设全集,,则 .
8.(23-24高一上·上海杨浦·阶段练习)以下六个关系式中正确的编号是
①;②;③;④;⑤;⑥
9.(2021高一下·广东佛山·竞赛)设集合,的所有子集构成的集合记为集合,则集合的非空真子集一共有 个.
【创新拓展】
一、单选题
1.(23-24高一上·甘肃白银·期中)已知集合,集合,若,则的取值范围为 ( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一上·甘肃武威·阶段练习)已知集合,,若,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.(22-23高一上·广东广州·阶段练习)已知,设集合,集合,若,则实数的取值范围是 .
三、解答题
4.(23-24高一上·上海嘉定·期中)已知集合
(1)若A中只有一个元素,求a的值
(2)若A中至多有一个元素,求a的取值范围
(3)若,求a的取值范围
【下节预览】
1.(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知集合,.求及;
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第02讲 子集、全集、补集
【苏教版2019必修一】
目录
题型归纳 1
题型01 子集与真子集 3
题型02 补集 5
题型03 由集合间的关系求参数范围 7
易错归纳 10
分层练习 11
夯实基础 11
能力提升 14
创新拓展 18
一、子集与真子集
子集
真子集
定义
如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素(若a∈A,则a∈B),那么集合A称为集合B的子集
如果A⊆B,并且A≠B,那么集合A称为集合B的真子集
记法
A⊆B或B⊇A
A⫋B或BA
读法
集合A包含于集合B或集合B包含集合A
A真包含于B或B真包含A
图示
性质
(1)任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A;
(2)对于集合A,B,C,若A⊆B且B⊆C,则A⊆C;
(3)若A⊆B且B⊆A,则A=B;
(4)规定∅⊆A
(1)对于集合A,B,C,若A⫋B且B⫋C,则A⫋C;
(2)若A≠∅,则∅⫋A
注意点:
(1)“A是B的子集”的含义:集合A的任意一个元素都是集合B的元素,即由任意x∈A,能推出x∈B.
(2)在真子集的定义中,A⫋B首先要满足A⊆B,其次至少有一个x∈B,但x∉A.
(3)∅与{0}的区别:∅是不含任何元素的集合,{0}是含有一个元素的集合,∅⫋{0}.
二、补集
1.补集
定义
文字语言
设A⊆S,由S中不属于A的所有元素组成的集合称为S的子集A的补集
符号语言
∁SA={x|x∈S,且x∉A}
图形语言
性质
(1)A⊆S,∁SA⊆S;(2)∁S(∁SA)=A;
(3)∁SS=∅,∁S∅=S
2.全集
如果一个集合包含我们所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,全集通常记作U.
在实数范围内讨论集合时,R便可看作一个全集U.
注意点:
(1)“全集”是一个相对的概念,并不是固定不变的,它是依据具体的问题加以选择的.
(2)∁UA包含三层含义:①A⊆U;②∁UA是一个集合,且∁UA⊆U;③∁UA是U中所有不属于A的元素构成的集合.
题型01子集与真子集
【解题策略】
(1)判断集合关系的方法
①观察法:一一列举观察.
②元素特征法:首先确定集合的元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断关系.
③数形结合法:利用数轴或Venn图.
(2)求有限集的子集的两个关注点
①要注意两个特殊的子集:∅和它本身.
②按集合中含有元素的个数由少到多,分类一一写出,保证不重不漏
【典例分析】
【例1】已知集合M满足:{1,2}M⊆{1,2,3,4,5},写出集合M所有的可能情况.
[解] 由题意可以确定集合M必含有元素1,2,且至少含有元素3,4,5中的一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:
含有3个元素:{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5};
含有4个元素:{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5};
含有5个元素:{1,2,3,4,5}.
故满足条件的集合M为{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5}.
【变式演练】
【变式1】(23-24高一上·湖南株洲·期末)集合的子集个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】求出集合的子集即可判断个数.
【详解】因为,所以集合有共4个子集.
故选:D
【变式2】判断下列各组中集合之间的关系:
(1)A={x|x是12的约数},B={x|x是36的约数};
(2)A={x|x是平行四边形},B={x|x是菱形},C={x|x是四边形},D={x|x是正方形};
(3)A={x|-1<x<4},B={x|x<5}.
[解] (1)因为若x是12的约数,则必定是36的约数,反之不成立,所以AB.
(2)由图形的特点可画出Venn图如图所示,从而DBAC.
(3)易知A中的元素都是B中的元素,但存在元素,如-2∈B,但-2∉A,故AB.
【变式3】已知集合A={(x,y)|x+y=2,x,y∈N},试写出A的所有子集及真子集.
[解] ∵A={(x,y)|x+y=2,x,y∈N},
∴A={(0,2),(1,1),(2,0)}.
∴A的子集有∅,{(0,2)},{(1,1)},{(2,0)},{(0,2),(1,1)},{(0,2),(2,0)},{(1,1),(2,0)},{(0,2),(1,1),(2,0)}.
A的真子集有∅,{(0,2)},{(1,1)},{(2,0)},{(0,2),(1,1)},{(0,2),(2,0)},{(1,1),(2,0)}.
题型02 补集
【解题策略】
(1)求补集的方法
①列举法表示:从全集U中去掉属于集合A的所有元素后,由所有余下的元素组成的集合.
②由不等式构成的无限集表示:借助数轴,取全集U中集合A以外的所有元素组成的集合.
(2)利用补集求参数应注意两点
①与集合的补集运算有关的参数问题一般利用数轴求解,涉及集合间关系时不要忘掉空集的情形.
②不等式中的等号在补集中能否取到,要引起重视,还要注意补集是全集的子集.
【典例分析】
【例2】(1)已知全集为U,集合A={1,3,5,7},∁UA={2,4,6},∁UB={1,4,6},则集合B=________;
(2)已知全集U={x|x≤5},集合A={x|-3≤x<5},则∁UA=________.
【答案】(1){2,3,5,7} (2){x|x<-3或x=5}
【解析】(1)法一(定义法):因为A={1,3,5,7},∁UA={2,4,6},所以U={1,2,3,4,5,6,7}.
又∁UB={1,4,6},
所以B={2,3,5,7}.
法二(Venn图法):满足题意的Venn图如图所示.
由图可知B={2,3,5,7}.
(2)将集合U和集合A分别表示在数轴上,如图所示.
由补集的定义可知∁UA={x|x<-3或x=5}.
【变式演练】
【变式1】设集合U=R,M={x|x>2,或x<-2},则∁UM等于( )
A.{x|-2≤x≤2} B.{x|-2<x<2}
C.{x|x<-2,或x>2} D.{x|x≤-2,或x≥2}
【答案】A
【解析】如图,在数轴上表示出集合M,
可知∁UM={x|-2≤x≤2}.
【变式2】(多选)(23-24高一上·山东泰安·期中)已知全集,其中,则可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据集合元素的性质及补集的概念求解即可得答案.
【详解】已知全集,其中,
当时,
当时,
当时,
故选:AC.
【变式3】(23-24高一上·广东茂名·期中)设全集,,则 .
【答案】
【分析】根据补集的定义即可求解.
【详解】因为,,所以.
故答案为:.
题型03 由集合间的关系求参数范围
【解题策略】
利用集合关系求参数的关注点
(1)此类问题通常借助数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值.
(2)此类问题还要注意“空集”的情况,因为空集是任何集合的子集.
【典例分析】
【例3】已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若BA,求实数m的取值范围.
[思路点拨]
―→
[解] (1)当B=∅时,
由m+1>2m-1,得m<2.
(2)当B≠∅时,如图所示.
∴或
解这两个不等式组,得2≤m≤3.
综上可得,m的取值范围是{m|m≤3}.
【变式演练】
【变式1】(23-24高一上·湖南衡阳·阶段练习)已知集合.
(1)若,求的取值范围.
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用空集的定义即可得解;
(2)利用集合的包含关系,分类讨论与两种情况即可得解.
【详解】(1)因为,,
所以中没有元素,即,
所以的取值范围为.
(2)因为,,
由(1)知,当时,,此时满足;
当时,则;
所以的取值范围为.
【变式2】.(23-24高一上·上海·期末)已知集合.
(1)若只有一个元素,试求实数的值,并用列举法表示集合;
(2)若至少有两个子集,试求实数的取值范围.
【答案】(1)或,或
(2)
【分析】(1)考虑和且两种情况.
(2)至少有两个子集,则方程由一个或两个根,考虑第一问的结果和且两种情况.
【详解】(1)时,解得符合题意;
时令解得,
此时,
解得符合题意,
故或,或
(2)若至少有两个子集,则至少有一个元素.
由(1)知或时符合题意.
由题意可知时若也符合题意.
即解得且.
综上
【变式3】.(23-24高一上·吉林四平·阶段练习)已知集合.
(1)若,存在集合使得为 的真子集且为的真子集,求这样的集合;
(2)若集合是集合的一个子集,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)确定,并求出集合,写出的真子集即得;
(2)分类讨论,时满足题意,时,由集合中的元素属于集合,分别代入求出参数,得集合检验即可.
【详解】(1)当时,方程的根的判别式,所以.
又,故.
由已知,得应是一个非空集合,且是的一个真子集,
用列举法可得这样的集合共有6个,分别为.
(2)当时,是的一个子集,此时对于方程,
有,所以.
当时,因为,所以当时,
,即,此时,
因为,所以不是的子集;
同理当时,,,也不是的子集;
当时,,,也不是的子集.
综上,满足条件的的取值范围是.
易错点01 混淆元素与集合、集合与集合之间的关系而致错
1.(多选)如下四个结论中,正确的有( )
A.∅⊆∅ B.0∈∅ C.{0}∅ D.{0}=∅
【解析】空集是自身的子集,A正确;0不是空集中的元素,B错误;空集是任何非空集合的真子集,C正确;{0}是含一个元素0的集合,不是空集,D错误.故答案为AC。
易错点02 忽视对空集的讨论而致错
2.设集合A={x|2≤x≤6},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,则实数a的取值范围是( )
A.{a|1≤a≤3} B.{a|a≥3} C.{a|a≥1} D.{a|1<a<3}
【解析】因为B⊆A,所以当B=∅时,符合题意,则有2a>a+3,即a>3;当B≠∅时,则有解得1≤a≤3.综上,实数a的取值范围是{a|a≥1},故选C.
易错点03 忽略端点的取值情况而致错
3.[江苏扬州中学2022高一月考]已知集合M={x|2x+1<3},N={x|x<a},若N⊆M,则实数a的取值范围为( )
A.{a|a≥1} B.{a|a≥2} C.{a|a≤1} D.{a|a<1}
【解析】∵集合M={x|2x+1<3}={x|x<1},且N⊆M,∴a≤1.故选C.
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一上·山西阳泉·期末)设是小于的正整数,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求得,进而求得.
【详解】依题意,,
而,所以.
故选:B
2.(23-24高一上·河南商丘·期末)已知集合,,若,则的值为( )
A.1 B. C.1或 D.1或2
【答案】C
【分析】根据,可得或,从而可求解.
【详解】由得或,即或,
当时,;
当时,,都符合题意,故C正确.
故选:C.
3.(2024高一上·全国·专题练习)已知集合满足,则满足条件的集合的个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】根据集合间的基本关系,利用集合中的元素个数即可求得满足条件的集合的个数.
【详解】由题意知中必有元素1,2,且至少含有3,4,5中的一个,
所以集合的个数等价于集合的非空子集的个数,即,
故选:C.
4.(23-24高一上·河南开封·期末)集合的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.8
【答案】A
【分析】计算出该集合后,可得元素个数,从而得到真子集个数.
【详解】,共有两个元素,
故其真子集的个数为.
故选:A.
二、多选题
5.(23-24高一上·江苏南京·期中)下列各个选项中,满足的集合有( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】先化简集合,利用子集的含义可得答案.
【详解】因为,即有,
所以中定有和3,故排除B,又因为是的真子集,故排除D.
故选:AC.
6.(23-24高一上·广东惠州·阶段练习)下列选项中正确的有( )
A.
B.集合与集合非空子集的个数相同
C.空集是非空集合的真子集
D.若,,则
【答案】CD
【分析】根据集合间的基本关系及子集的个数求法一一判定即可.
【详解】对于A,因为2是质数,但2不是奇数,所以A错误;
对于B,集合有两个元素,其非空子集的个数为个,集合有一个元素,其非空子集个数为个,所以B错误;
对于C,因为空集是任何集合的子集,也是任何非空集合的真子集,所以C正确;
对于D,因为,所以,所以D正确.
故选:CD
三、填空题
7.(2023高一·全国·专题练习)设,,,则 ; .
【答案】
【分析】应用集合的补运算求集合即可.
【详解】由,,,
,.
故答案为:,.
8.(23-24高一上·河北·阶段练习)是廊坊人} 是河北人}.(填,,,,)
【答案】
【分析】根据集合的描述,判断集合间的包含关系,即可确定答案.
【详解】由于廊坊人也是河北人,但河北人不一定是廊坊人,
所以是廊坊人}是河北人}.
故答案为:
9.(23-24高一上·新疆·期中)已知集合M满足,则满足条件的集合M的个数是 .
【答案】8
【分析】由包含关系分类讨论,一一列举即可求解.
【详解】由题意可得集合M中至少含0,2这2个元素,至多含0,1,2,3,5这5个元素.
若集合M中含2个元素,则集合M为;
若集合M中含3个元素,则集合M为,,;
若集合M中含4个元素,则集合M为,,;
若集合M中含5个元素,则集合M为.
故满足条件的集合M有8个.
故答案为:8
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一上·吉林长春·期末)设集合,,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据集合之间的关系可直接得到答案.
【详解】因为集合,,
若,则,
故选:A.
2.(23-24高一上·浙江杭州·期中)若集合,下列关系式中成立的为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用元素与集合、集合与集合的关系判断即可.
【详解】显然,A错误;,B错误,D正确;,C错误.
故选:D
3.(23-24高一上·湖北·阶段练习)集合,,且,则集合的真子集的个数为( )
A.5 B.15 C.31 D.32
【答案】C
【分析】根据题意,写出集合,根据集合所包含的元素个数,得到其真子集的个数.
【详解】由,,
所以,集合中含有5个元素,
所以集合的真子集个数为个.
故选:C.
4.(23-24高一上·河南安阳·阶段练习)设集合,集合,若,则实数取值集合的真子集的个数为( ).
A.2 B.4 C.7 D.8
【答案】C
【分析】分和两种情况由可求出的值,从而可求出实数取值集合,进而可求出其真子集的个数.
【详解】当时,,满足,
当时,,因为,所以或,得或,
综上,实数取值的集合为,
所以实数取值集合的真子集的个数为,
故选:C
二、多选题
5.(23-24高一上·山西太原·阶段练习)已知集合M满足⫋,则这样的集合M可能为( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】根据子集和真子集的概念进行求解.
【详解】因为⫋,故或或,
ABC正确,D错误.
故选:ABC
6.(23-24高一上·广东珠海·阶段练习)给出下列四个结论,其中正确的有( )
A.
B.若,则
C.集合是无限集
D.集合的子集共有4个
【答案】BC
【分析】根据已知条件,结合集合的关系、子集的定义等性质和概念,即可求解.
【详解】对于A,集合间不应有属于和不属于的关系,故A错误;
对于B,若为整数,则一定为整数,故B正确;
对于C,有理数有无数个,则集合是无限集,故C正确;
对于D,,即其子集的个数为个,故D错误;
故选:BC.
三、填空题
7.(23-24高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习)设全集,,则 .
【答案】
【分析】根据补集的定义即可得出答案.
【详解】由题可知,,
则,
故答案为:.
8.(23-24高一上·上海杨浦·阶段练习)以下六个关系式中正确的编号是
①;②;③;④;⑤;⑥
【答案】①③⑤
【分析】根据元素和集合、集合与集合的关系判断即可.
【详解】对于①:空集是任何集合的子集,故,故①正确;
②,故②错误;
③,故③正确;
④或,故④错误;
⑤,故⑤正确;
⑥空集是任何集合的子集,故,故⑥错误;
故答案为:①③⑤
9.(2021高一下·广东佛山·竞赛)设集合,的所有子集构成的集合记为集合,则集合的非空真子集一共有 个.
【答案】14
【分析】集合中的元素是的所有子集构成的,解题时不要漏掉空集和本身.
【详解】因为集合,共个元素,
所以集合的非空真子集的个数为.
故答案是:.
【创新拓展】
一、单选题
1.(23-24高一上·甘肃白银·期中)已知集合,集合,若,则的取值范围为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据一元一次不等式的解法化简集合A,根据二次函数值域求解集合B,然后利用集合关系列不等式求解.
【详解】集合,
集合,
因为,所以,解得.
故选:A.
2.(23-24高一上·甘肃武威·阶段练习)已知集合,,若,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论B集合为空集及非空分别列出不等式计算求解即可.
【详解】.
若,则,解得,符合题意;
若时,则解得.
综上,实数m的取值范围是.
故选:C.
二、填空题
3.(22-23高一上·广东广州·阶段练习)已知,设集合,集合,若,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求解,根据二次方程的两根关系讨论与两种情况,当时,化简可得,结合可得无解或解包含两根,再分类讨论求解即可.
【详解】.
①当时,,此时,,满足题意;
②当时,,且,故.
又,讨论,即
即,
即,
即,方程必有两根,
因为,故,则无解或解包含.
i)当为的解时,代入可得,此时满足条件;
ii)当为的解时,代入可得,此时满足条件;
iii)当无解时,,,解得,综上有,且.
综合①②可得.
故答案为:
三、解答题
4.(23-24高一上·上海嘉定·期中)已知集合
(1)若A中只有一个元素,求a的值
(2)若A中至多有一个元素,求a的取值范围
(3)若,求a的取值范围
【答案】(1)0或
(2)
(3)
【分析】(1)分和两种情况,结合二次方程的判别式分析求解;
(2)分A中有一个元素或两种情况,结合二次方程的判别式分析求解;
(3)分类讨论A是否为空集以及是否为0,结合二次方程的判别式和韦达定理分析求解.
【详解】(1)若时,,符合题意;
当时,可知方程为一元二次方程,则,解得;
综上所述:或.
(2)若A中至多有一个元素,即A中有一个元素或,
若A中有一个,由(1)可知:或;
若,则,解得;
综上所述:a的取值范围为.
(3)因为,则有:
若,由(2)可知:;
若,则有:
若时,由(1)可知,符合题意;
当时,则,解得;
综上所述:a的取值范围为.
【下节预览】
1.(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知集合,.求及;
【答案】,.
【分析】利用交集并集的定义即可求解.
【详解】因为,,
所以;
.
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