内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1.2 集合的基本关系
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第一章 集合与常用逻辑用语
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课前案·自主学习
01
课堂案·互动探究
02
课后案·学业评价
03
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子集
A⊆B
B⊇A
“A包含于B”(或“B包含A”)
“A不包含于B”
(或“B不包含A”)
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A⊆A
∅⊆A
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不属于
真子集
A真包含于B
B真包含A
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S=T
A=B
A⊆B且B⊆A
T⊆S
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课堂案·互动探究
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第一章 集合与常用逻辑用语
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学业标准
素养目标
1.理解集合之间包含与相等的含义,会求一些给定集合的子集.
2.能使用维恩(Venn)图表达集合之间的关系,尤其要注意空集这一特殊集合的意义.(重点)
3.理解集合关系与其特征性质之间的关系,并能写出有限集的子集、真子集与非空真子集.(重点、难点)
1.通过情景得出集合间的关系,培养学生数学抽象等核心素养.
2.通过判断集合间的关系,培养学生逻辑推理、直观想象等核心素养.
导学1 子集
已知集合A={1,2},B={1,2,3,4}.集合A中的任意一个元素都是集合B中的元素吗?
[提示] 是
如果B={2,3,4}呢?
[提示] 不是.
◎结论形成
1.子集
如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的________,记作________或________,读作________________________.如果A不是B的子集,则记作___________________,读作______________ __________________.
2.性质
(1)任何一个集合是它自身的子集,即________.
(2)若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C.
(3)________,即空集是任意一个集合的子集.
导学2 真子集
已知集合A={1,2},B={1,2,3}.集合A中的任意一个元素都是集合B中的元素,那么集合B中是否有元素不在集合A呢?
[提示] B中有元素3,3∉A.
◎结论形成
1.真子集
如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素__________A,那么集合A称为集合B的__________,记作________或________,读作________________或______________.
AB
BA
2.性质
(1)若A≠∅,则∅A,即空集是任何非空集合的真子集.
(2)若AB,且BC,则AC.
导学3 集合的相等及子集的关系
已知集合A={x|x<3且x∈N},B={0,1,2},则A是B的子集吗?B也是A的子集吗?
[提示] A⊆B,同时B⊆A.
◎结论形成
1.集合相等
组成S的元素与组成T的元素完全相同,即__________,另外,由子集的定义可知S⊆T且________.
2.等价表示
(1)如果A⊆B且B⊆A,则__________.
(2)如果A=B,则________________.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)空集中只有元素0,而无其余元素.( )
(2)任何一个集合都有子集.( )
(3)若A=B,则A⊆B或B⊆A.( )
(4)空集是任何集合的真子集.( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.已知集合N={1,3,5},则集合N的真子集个数为( )
A.5
B.6
C.7
D.8
解析 集合N的真子集有∅,{1},{3},{5},{1,3},{1,5},{3,5},共7个.
答案 C
3.(多选)集合P={x|x2-1=0},T={-1,0,1},则P与T的关系为( )
A.P⊆T
B.T⊇P
C.P=T
D.PT
解析 集合P={x|x2-1=0}={-1,1},T={-1,0,1},
∴P⊆T,或者写成T⊇P或PT.
答案 ABD
4.下列正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+x=0}关系的维恩图是( )
解析 由N={x|x2+x=0},得N={-1,0}.
∵M={-1,0,1},∴NM.
答案 B
题型一 集合间的关系
指出下列各对集合之间的关系:
(1)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
(2)A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};
(3)A=(-1,4),B={x|x-5<0};
(4)M={x|x=2n-1,n∈N+},N={x|x=2n+1,n∈N+}.
[解析] (1)集合A的元素是数,集合B的元素是有序实数对,故A与B之间无包含关系.
(2)等边三角形是三边相等的三角形,等腰三角形是两边相等的三角形,故AB.
(3)集合B={x|x<5},用数轴表示集合A,B,
如图所示,由图可知AB.
(4)由列举法知M={1,3,5,7,…},N={3,5,7,9,…},
故NM.
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:利用数轴或维恩图.
2.证明A=B,只需证明A⊆B且B⊆A.
3.证明集合间的包含关系,一般用定义.
[触类旁通]
1.已知集合M={x|y2=2x,y∈R}和集合P={(x,y)|y2=2x,y∈R},则两个集合间的关系是( )
A.M⊆P
B.P⊆M
C.M=P
D.M,P互不包含
解析 因为集合M为函数y2=2x中x的取值集合,为数集,而P为曲线y2=2x,为点集,因此,M与P互不包含.
答案 D
题型二 子集与真子集的个数
(1)集合{a,b,c}的所有子集为__________,其中它的真子集有________个.
(2)写出满足{3,4}P⊆{0,1,2,3,4}的所有集合P.
(1)[解析] 集合{a,b,c}的子集有:∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c},其中除{a,b,c}外,都是{a,b,c}的真子集,共7个.
[答案] ∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c} 7
(2)[解析] 由题意知,集合P中一定含有元素3,4,并且是至少含有三个元素的集合,
因此所有满足题意的集合P为:{0,3,4},{1,3,4},{2,3,4},{0,1,3,4},{0,2,3,4},{1,2,3,4},{0,1,2,3,4}.
求给定集合的子集的两个注意点
(1)按子集中元素个数的多少,以一定的顺序来写.
(2)在写子集时要注意不要忘记空集和集合本身.
[触类旁通]
2.集合M={x∈N|-2<x≤3}的真子集个数为( )
A.7
B.8
C.15
D.16
解析 集合M中共有0,1,2,3四个元素,
真子集的个数是24-1=15.
答案 C
题型三 利用集合的关系求参数 一题多变
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.
[解析] ①当B=∅时,由m+1>2m-1,得m<2.
②当B≠∅时,如图所示.
∴ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m+1≥-2,,2m-1<5,,2m-1≥m+1,)) 或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m+1>-2,,2m-1≤5,,2m-1≥m+1,))
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}.
[母题变式]
(变条件)若本例条件“A={x|-2≤x≤5}”改为“A={x|-2<x<5}”,其他条件不变,求m的取值范围.
解析 ①当B=∅时,由m+1>2m-1,得m<2.
②当B≠∅时,如图所示.
∴ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m+1>-2,,2m-1<5,,m+1≤2m-1,)) 解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m>-3,,m<3,,m≥2,)) 即2≤m<3,
综上可得,m的取值范围是{m|m<3}.
[素养聚焦] 利用集合间的关系,把逻辑推理和数学运算等核心素养体现在解题过程中.
利用集合的关系求参数问题
(1)利用集合的关系求参数的范围问题,常涉及两个集合,其中一个为动集合(含参数),另一个为静集合(具体的),解答时常借助数轴来建立变量间的关系,需特别注意端点问题.
(2)空集是任何集合的子集,因此在解A⊆B(B≠∅)的含参数的问题时,要注意讨论A=∅和A≠∅两种情况,前者常被忽视,造成思考问题不全面.
[触类旁通]
3.(2023·新课标Ⅱ卷)设集合A={0,-a},B={1,a-2,2a-2},若A⊆B,则a=( )
A.2 B.1
C. eq \f(2,3)
D.-1
解析 A⊆B,则2a-2=0,a=1,A={0,-1},B={1,-1,0},满足题意,选B.
答案 B
[缜密思维提能区] 易错辨析
忽略对∅的讨论而致误
【典例】 设集合A={x|x2-2x-15=0},B={x|ax-1=0},若BA,求实数a的值组成的集合.
[错解] A={-3,5},B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,a))) ,BA,
所以 eq \f(1,a) =-3或 eq \f(1,a) =5,解之得a=- eq \f(1,3) 或a= eq \f(1,5) .
综上知a的值组成的集合为 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),\f(1,5))) .
[正解] (1)当B=∅时,a=0.
(2)当B≠∅时,B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,a))) ,
因为A={-3,5},BA,
所以 eq \f(1,a) =-3或 eq \f(1,a) =5,解之得a=- eq \f(1,3) 或a= eq \f(1,5) .
综上知a的值组成的集合为 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),0,\f(1,5))) .
[纠错心得] 空集是任何集合的子集.不要忽略∅的情况.
知识落实
技法强化
(1)子集、真子集、维恩图的概念及集合间关系的判断.
(2)子集、真子集的个数问题.
(3)由集合间的关系求参数的值或范围.
由集合间的关系求参数的注意点及常用方法:(1)不能忽视集合为∅的情形.(2)当集合中含有字母参数时,一般需要分类讨论.
$$