内容正文:
2025年上海高一数学暑假班预修提升课程
专题03 集合之间的关系
知识点一、子集
定义
一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集
记法与读法
记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”)
图示
结论
任何一个集合是它本身的子集,即 A⊆A;
规定:∅⊆A
对于集合A,B,C,若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C
【注意】
1、 “集合A是集合B的子集”可以表述为:若x∈A,则x∈B;
2、 集合的相等与子集的关系:
(1)一般地,如果集合A和集合B的元素完全相同,则称集合A与集合B相等,记作A=B,读作“A等于B”;(2)由集合相等以及子集的定义可知:如果A⊆B且B⊆A,则A=B;反之,如果A=B,则A⊆B且B⊆A;(3)若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素的排列顺序无关。
知识点二、真子集
定义
如果集合,但存在元素,且,我们称集合A是集合B的真子集
记法
记作(或)
图示
结论
(1)且,则;
(2),且,则
【注意】
1、
在真子集的定义中,AB首先要满足A⊆B,其次至少有一个x∈B,但x∉A;
2、
对常用的数集,有如下的包含关系:NZQR;
3、
对于集合的包含关系,有结论(1)A⊆A;(2)对于集合A,B,C,①如果A⊆B,B⊆C,则A⊆C;②如果AB,BC,则AC;(3)理解:∅A(A是非空集合);
4、【以前与有些书上用得记号:AB或BA】
知识点三、文氏图
如果用平面上一条封闭曲线的内部来表示集合,这种示意图通常称为文氏图(维恩)维恩图;
【注意】表示集合的维恩图的边界是封闭曲线,它可以是圆、矩形,也可以是其他封闭曲线;
知识点四、有限集的子集个数
求集合的子集问题时,一般可以按照子集元素个数分类,再依次写出符合要求的子集;
集合的子集、真子集个数的规律为:含n(n∈N*)个元素的集合有2n个子集,有(2n-1)个真子集,有(2n-2)个非空真子集.写集合的子集时,空集和集合本身易漏掉;
知识点五、由集合间的关系求参数问题的注意点及常用方法
(1)注意点: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;
(2)常用方法:对于用不等式给出的集合,已知集合的包含关系求相关参数的范围(值)时,常采用数形结合的思想,借助数轴解答.
考点一 子集 真子集的概念
题型01:子集、真子集的概念
【名师点拨】①集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素,即由x∈A能推出x∈B,这是判断A⊆B的常用方法.
②不能简单地把“A⊆B”理解成“A是B中部分元素组成的集合”,因为若A=∅时,则A中不含任何元素;若A=B,则A中含有B中的所有元素.
③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.
【例1】对于集合A,B,“A⊆B”不成立的含义是( )
A.B是A的子集
B.A中的元素都不是B的元素
C.A中至少有一个元素不属于B
D.B中至少有一个元素不属于A
【分析】“A⊆B”不成立,是对命题的否定,任何的反面是至少,即可得到结论.
【解答】解:∵“A⊆B”成立的含义是集合A中的任何一个元素都是B的元素,
∴不成立的含义是A中至少有一个元素不属于B,
故选:C.
【点评】本题考查集合的包含关系,考查命题的否定,属于基础题.
【跟踪训练】
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“∈”“⊆”的意义是一样的;( )
(2)空集是任何集合的真子集;( )
(3)若集合A是集合B的真子集,则集合B中必定存在元素不在集合A中;( )
(4)若a∈A,集合A是集合B的子集,则必定有a∈B;( )
(5)若A=B,则必有A⊆B;( )
1、答案:(1)×;(2)×;(3)√;(4)√;(5)√。
题型02:子集、真子集的确定
【例2】集合的子集为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据集合子集的定义,即可求解.
【解答过程】由集合,
根据集合子集的定义,可得,
故选:D.
【例3】集合的一个真子集可以为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由真子集的定义对选项一一判断即可得出答案.
【解答过程】 ,故A错误;
,故B错误;
因为是集合的子集,但不是真子集,故D错误;
是集合的真子集,故C正确.
故选:C.
【跟踪训练】
1.集合的所有子集中的元素之和为( )
A.126 B.128 C.130 D.132
【解题思路】根据子集概念分析即可求解.
【解答过程】,
集合的所有子集有:,
,
1,3,5,7分别在子集中各出现8次,.
故选:B.
2.已知,,若,则集合中的所有非空子集的元素之和为( )
A.15 B.30 C.60 D.120
【解题思路】根据给定条件,利用列举法表示出集合,进而求出结果.
【解答过程】由,,得,
含有数1的的子集有:,共8个,
同理含有数2、4、8的的子集都各有8个,
所以集合中的所有非空子集的元素之和为.
故选:D.
考点二 集合相等与空集
题型03:集合的相等
【例4】下列集合中表示同一集合的是( ).
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】B
【解析】选项A,集合,为点集,而点与点为不同的点,故A错;选项C,集合为点集,集合为数集,故C错;选项D,集合为数集,集合为点集,故D错;选项B,集合,表示的都是“大于的实数”,为同一个集合.故选:B
【跟踪训练】
1.设所示有理数集,集合,在下列集合中:①;②;③;④;与相同的集合有( )
A.①② B.②③ C.①②④ D.①②③
【答案】D
【分析】根据集合相等的含义,逐一分析①②③④,即可得答案
【详解】对于①:集合,则,
解得,即,是一一对于,所以与集合相同.
对于②:集合,则,也是一一对应,所以与集合相同.
对于③:集合,,一一对应,,所以与集合相同.
对于④:,但方程无解,则,与不相同.
故选:D
2.是有理数集,集合,在下列集合中:
①;②;
③;④.
与集合相等的集合序号是 .
【答案】④
【分析】集合相等的条件为集合中的元素相同,根据此条件分别判断①②③④中四个集合中元素是否与集合一致即可.
【详解】对于①,因为,设,
则,
不妨取,可知,而,显然,所以①与集合不相等;
对于②,令,则,
显然,但,即②与集合不相等;
对于③,当时,此时,即,
而集合中不包含元素0,所以③与集合不相等;
对于④,令,
则,其中,
所以④与集合相等;
故答案为:④
3. ,集合A 与 B有什么关系?
【答案】相等
【分析】求出集合,进行判断即可.
【详解】因为,
所以.
4.下列各组两个集合和表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A选项中集合中的元素为无理数,而中的元素为有理数,故;
B选项中集合中的元素为实数,而中的元素为有序数对,故;
C选项中因为,则集合,故;
D选项中集合中的元素为0,1,而中的元素为1,故.故选:C.
题型04:根据集合相等求参数
【例5】已知,,若,则( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】C
【分析】由两集合相等,元素完全一样,则可列出等式,结合集合中元素满足互异性即可解出答案.
【详解】因为,所以或,解得或或,
又集合中的元素需满足互异性,所以,
则.
故选:C.
【跟踪训练】
1.已知集合A={a2,0,﹣1},B={a,b,0},若A=B,则(ab)2021的值为( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.±1
【分析】由A=B,推导出a=﹣1,b=1,由此能求出(ab)2021的值.
【解答】解:∵集合A={a2,0,﹣1},B={a,b,0},A=B,
∴,
∴a=﹣1,b=1,
∴(ab)2021=(﹣1)2021=﹣1.
故选:B.
【点睛】本题考查代数式的值的求法,考查集合相等的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.已知集合,集合.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的值;
(3)是否存在实数,使.
【答案】(1)0或;(2);(3)不存在.
【分析】(1)中不可能等于,让另外两个元素分别等于求得检验;
(2)让中元素分别等于,求得,然后检验;
(3)由,令和分别求得,然后检验是否符合题意.
【详解】(1)集合中有三个元素:,,,,
或,
解得或,
当时,,,,成立;
当时,,,,成立.
的值为0或.
(2)集合中也有三个元素:0,1,.,
当取0,1,时,都有,
集合中的元素都有互异性,,,
.
实数的值为.
(3),
若,则,,5,,
若,则,,,,
不存在实数,,使.
题型05:空集的概念、性质及应用
【例6】下列四个集合中,是空集的是( )
A. B.,且
C. D.
【答案】B
【解析】A中有元素0,B中集合没有任何元素,为空集,C中有元素1,D中集合,大于4的实数都是其中的元素.故选:B.
【例7】下列关于空集∅的叙述:
①0∈∅;②∅∈{∅};③∅={0};④满足{1,2}⊆A⫋{1,2,3,4}的集合A的个数是4个.
正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】直接根据∅中没有任何中元素,∅是{∅}的元素,且是{0}的真子集即可判断.
【解答】解:∵∅中没有任何中元素,
0∉∅,故①错误;
∅∈{∅},故②正确;
{0}≠∅,故③错误;
满足{1,2}⊆A⫋{1,2,3,4}的集合A的个数是集合{3,4}的真子集的个数,有22﹣1=3个,故④错误,
故正确的只有②.
故选:A.
【点睛】本题考查命题真假的判断,考查元素与集合、空间和单元素集合{0}关系等基础知识,是基础题.
【例8】已知集合M={x|2m<x<m+1},且M=∅,则实数m的取值范围是____.
【答案】m≥1
【解析】∵M=∅,∴2m≥m+1,∴m≥1.故答案为m≥1
【跟踪训练】
1.下列集合是空集的是( )
A.或 B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、B、C选项的集合中均含有元素,均不为空集;
对D,因为,所以不存在实数,使得,所以.故选:D
2.下列命题中正确的是( )
A.空集没有子集
B.空集是任何一个集合的真子集
C.任何一个集合必有两个或两个以上的子集
D.设集合,那么,若,则
【答案】D
【解析】A选项,空集是其本身的子集,A错;
B选项,空集是任一非空集合的真子集,B错;
C选项,空集只有一个子集,即是空集本身;C错;
D选项,若,则中元素都在中,中没有的元素,则中也没有;故D正确.故选:D.
3.已知六个关系式①;②;③;④;⑤;⑥,它们中关系表达正确的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【解题思路】根据空集的性质、元素与集合、集合与集合的关系判断各关系式的正误.
【解答过程】根据元素与集合、集合与集合关系:
是的一个元素,故,①正确;
是任何非空集合的真子集,故、,②③正确;
没有元素,故,④正确;且、,⑤错误,⑥正确;
所以①②③④⑥正确.
故选:C.
4.设集合T={∅,{∅}},则下列命题:①∅∈T,②∅⊆T,③{∅}∈T,④{∅}⊆T中正确的是 ①②③④ (写出所有正确命题对应的序号).
【分析】根据元素与集合的关系即可判断出①③都正确,根据子集的定义即可判断出②④都正确,从而找出正确的命题序号.
【解答】解:∵T={∅,{∅}},
∴∅∈T,∅⊆T,{∅}∈T,{∅}⊆T.
故答案为:①②③④.
【点睛】本题考查了元素与集合的关系的判断,子集的定义,考查了推理能力,属于基础题.
5.已知a是实数,若集合是任何集合的子集,则a的取值范围值是 .
【答案】
【分析】根据题意分析可知方程无解,结合判别式分析求解.
【详解】由题意可知:集合是空集,即方程无解,
则,解得,
所以a的取值范围值是.
故答案为:.
考点三 集合与集合间关系的判断与表示
题型06:集合间关系的判断
【名师点拨】①列举法:用列举法将两个集合表示出来,再通过比较两集合中的元素来判断两集合之间的关系.
②元素特征法:根据集合中元素满足的性质特征之间的关系判断.
③图示法:利用数轴或Venn图判断两集合间的关系.
【例9】已知集合,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为集合,所以根据子集的定义可知,故选:D.
【例10】设集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由且,即,而,
所以为的子集,则.故选:A
【跟踪训练】
1.已知,,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由知为集合的子集,集合为集合的所有子集构成的集合,从而确定集合与集合的关系.
【详解】由知为集合的子集,
即可取元素为,
所以是集合的一个元素,即,
故选:A
2.在下列选项中,能正确表示集合A={﹣2,0,2}和B={x|x2+2x=0}关系的是( )
A.A=B B.A⊆B C.A⊋B D.A⊊B
【分析】先求出集合B,然后利用两个集合之间的关系进行判断即可.
【解答】解:解方程x2+2x=0,得x=0或x=﹣2,所以B={﹣2,0},
又A={1﹣2,0,2},
所以A⊋B.
故选:C.
【点评】本题考查了集合之间关系的判断,属于基础题.
3.设集合P={y|y=x2+1),M={x|y=x2+1},则集合M与集合P的关系是( )
A.M=P B.P∈M C.M⫋P D.P⫋M
【分析】由函数得:P={y|y≥1},M=R,即P⫋M,得解
【解答】解:因为y=x2+1≥1,
即P={y|y≥1},
M={x|y=x2+1}=R,
所以P⫋M,
故选:D.
【点评】本题考查了集合的表示及函数,属简单题.
题型07:符号表示两个集合间的关系
【例11】有下列关系式:①;②;③;④;⑤;⑥.其中不正确的是( )
A.①③ B.②④⑤ C.①②⑤⑥ D.③④
【答案】D
【解析】对①:因为集合元素具有无序性,显然①正确;
对②:因为集合,故正确,即②正确;
对③:空集是一个集合,而集合是以为元素的一个集合,因此,故③不正确;
对④:是一个集合,仅有一个元素0,但是空集不含任何元素,于是,故④不正确;
对⑤:由④可知,非空,于是有,因此⑤正确;
对⑥:显然成立,因此⑥正确.综上,本题不正确的有③④,故选:D
【例12】指出下列各对集合之间的关系:
(1),;
(2),;
(3)为正整数},,为正整数}.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】判断两个集合的包含关系
【分析】(1)根据已知条件,结合子集的定义,举例即可求解;
(2)根据已知条件,结合子集的定义,理解的倍数一定是的倍数,的倍数不一定是的倍数,即可求解;
(3)根据已知条件,结合子集的定义,注意奇数1即可求解.
【详解】(1)解:的唯一元素,
又,
;
(2)解:,,
,,
的倍数一定是的倍数,
的倍数不一定是的倍数,
例如:,
;
(3)解:为正整数}正奇数,
,为正整数}不小于3的正奇数,
.
【跟踪训练】
1.下列各式:①{a}⊆{a}②Ø⊊{0}③0⊆{0}④{1,3}⊊{3,4},其中正确的有( )
A.② B.①② C.①②③ D.①③④
【分析】根据子集,真子集的定义,以及元素与集合的关系即可判断每个式子的正误,从而找到正确选项.
【解答】解:任何集合是它本身的子集,∴①正确;
空集是任何非空集合的真子集,∴②正确;
0表示元素,应为0∈{0∈},∴③错误;
1∉{3,4},∴{1,3}不是{3,4}的真子集,∴④错误;
∴正确的为①②.
故选:B.
【点评】考查任何集合和它本身的关系,空集和任何非空集合的关系,以及元素与集合的关系,真子集的定义.
2,如果集合A={x|x∈Z且x≥0},B={y|y=x2,x∈Z},则集合A、B的关系是 .
【分析】由子集的定义可判断B⊆A,再利用元素2即可判断.
【解答】解:∵x∈Z,
∴x2∈Z且x2≥0,
∴x2∈A,
∴B⊆A,
又∵2∈A,2∉B,
∴B⫋A,
故答案为:B⫋A.
【点评】本题考查了集合间关系的判断,属于基础题.
3.指出下列各组中两个集合的包含关系:
(1),是8的约数;
(2),;
【答案】(1)B;(2)B;(3)DBAC
【分析】(1)由题得,进而判断即可;
(2)根据以对任意的,即可判断;
(3)根据Venn图判断即可.
【详解】解:(1)8的约数有1,2,4,8,所以,从而有B.
(2)因为中的元素都是3的倍数,中的元素都是6的倍数,
所以对任意的,.
因为,所以,从而可得,从而有,
设,则,故,但,所以B.
题型08:Venn图表示两个集合间的关系
【例13】请用文氏图表示下列集合关系:
(1),.
(2)是平行四边形,是菱形,是四边形,是正方形.
【答案】答案见解析
【知识点】判断两个集合的包含关系、利用Venn图求集合
【分析】根据为的真子集,得到文氏图.
【详解】(1)由于高一(1)班班长是高一(1)班班委成员,即为的真子集,
(2)画出Venn图如图所示,由图可知DBAC.
【例14】已知集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,2,3},集合A与B的关系如图所示,则集合B可能是( )
A.{2,4,5} B.{1,2,5} C.{1,6} D.{1,3}
【分析】根据Venn图表达集合的关系可得集合A与集合B的关系,然后根据选项找符号条件的即可.
【解答】解:由图可知B⊆A,
而{1,3}⊆{1,2,3}.
故选:D.
【点评】本题主要考查了集合之间的关系,弄清元素与集合的隶属关系以及集合之间的包含关系是解题的关键.
【跟踪训练】
1.下列Venn图能正确表示集合和关系的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】确定集合,的关系,然后选择合适的图象即可.
【解答过程】,又,
所以,选项B符合,
故选:B.
2.已知集合,若关系如图所示,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】由题意得到,即可求解.
【解答过程】,
由图可知,
所以,
故选:D.
题型09:由集合间的关系求参数范围
【名师点拨】①当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,此时应注意端点处是实点还是虚点.
②当集合为不连续数集时,常根据集合包含关系的意义,建立方程求解,此时应注意分类讨论思想的运用.
【例15】设集合A={x|﹣1≤x+1≤6},B={x|m﹣1<x<2m+1},若A⊇B,则m的取值范围是 .
【分析】B⊆A,则说明B是A的子集,然后分m≤﹣2和m>﹣2两种情况求出m的取值范围.
【解答】解:∵A={x|﹣1≤x+1≤6}={x|﹣2≤x≤5},
当m﹣1≥2m+1,即m≤﹣2时,B=∅满足B⊆A.
当m﹣1<2m+1,即m>﹣2时,要使B⊆A成立,
需 ,可得﹣1≤m≤2,即﹣1≤m≤2,
综上,m≤﹣2或﹣1≤m≤2时有B⊆A.
故答案为:{m|m≤﹣2或﹣1≤m≤2}.
【点评】本题考查实数的取值范围的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意交集的性质的合理运用.
【例16】已知关于x不等式x2﹣2mx+m+2≤0(m∈R)的解集为M.
(1)[1,2]⊆M,求实数m的取值范围;
(2)当M不为空集,且M⊆[1,4]时,求实数m的取值范围.
【分析】(1)由题意得到关于m的不等式组,求解不等式组确定实数m的取值范围即可;
(2)由题意分类讨论即可求得实数m的取值范围.
【解答】解:(1)由题意[1,2]⊆M 可知,令 f(x)=x2﹣2mx+m+2,则,解得:m≥3.
(2)∵M不为空集,且M⊆[1,4],
当△>0 时,则,解得:,
当△=0 时,m=2也符合题目要求:
综上:.
【点评】本题主要考查集合的包含关系,分类讨论的数学思想,二次方程根的分布等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
【跟踪训练】
1.设集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围
【解题思路】(1)由,对集合进行分类讨论:①若,②若为,,③若,由此求得的值即可.
(2)先化简集合,,再由,能求得的值.
【解答过程】(1)集合,
,
①若,则
则;
②若或,则
解得:,将代入方程得:得:,即符合要求;
③若,则,即
即的两根分别为、0,
则有且,
则
综上所述,实数的取值范围是或.
(2),,
则,即
即0和是方程的两根
解得:或(舍去)
故.
2.已知集合.
(1)若,求实数的取值集合.
(2)若的子集有两个,求实数的取值集合.
(3)若且,求实数的取值集合.
【解题思路】(1)根据,可得,再分和两种情况讨论即可;
(2)由题意可得集合中只有一个元素,再分和两种情况讨论即可;
(3)先根据求出,进而求出集合,再分和两种情况讨论即可.
【解答过程】(1)因为,所以,
当时,则,与题意矛盾,
当时,则,解得,
综上所述,实数的取值集合为;
(2)因为的子集有两个,所以集合中只有一个元素,
当时,则,符合题意,
当时,则,解得,
综上所述,实数的取值集合为;
(3)因为,
所以,解得,
所以,
当时,,
当时,,
因为,所以或,解得或,
综上所述,实数的取值集合为.
考点四 子集、真子集的个数问题
题型10:求子集、真子集的个数
【名师点拨】①确定所求集合,是子集还是真子集.
②合理分类,按照子集所含元素的个数依次写出.
③注意两个特殊的集合,即空集和集合本身.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
假设集合A中含有n个元素,则有:
①A的子集的个数为2n个;②A的真子集的个数为2n-1个;③A的非空真子集的个数为2n-2个.
【例17】集合A={x|0≤x<3,x∈N}的真子集的个数是( )
A.7 B.8 C.16 D.4
【答案】A
【解析】,集合含有3个元素,真子集的个数是,故选A.
【例18】设集合,且,则满足条件的集合的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,由题意可知,集合为的子集,
则满足条件的集合的个数为.故选:B.
【例19】已知集合M={2,4,8},N={1,2},P={x|x,a∈M,b∈N},则集合P的子集个数为( )
A.4 B.6 C.16 D.63
【分析】由集合M={2,4,8},N={1,2},P={x|x,a∈M,b∈N},求出集合P,由此能求出集合P的子集个数.
【解答】解:集合M={2,4,8},N={1,2},
P={x|x,a∈M,b∈N},
∴P={1,2,4,8},
∴集合P的子集个数为:24=16.
故选:C.
【点评】本题考查集合的子集个数的求法,考查子集的定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
【例20】已知集合A={x|x2﹣3x+2=0},B={x|0<x<6,x∈N},则满足A⊆C⊆B的集合C的个数为( )
A.4 B.8 C.7 D.16
【分析】求出集合A={x|x2﹣3x+2=0}={1,2},B={x|0<x<6,x∈N}={1,2,3,4,5},由此利用列举法能求出满足A⊆C⊆B的集合C的个数.
【解答】解:集合A={x|x2﹣3x+2=0}={1,2},
B={x|0<x<6,x∈N}={1,2,3,4,5},
∴满足A⊆C⊆B的集合C有:
{1,2},{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},
共8个.
故选:B.
【点评】本题考查满足条件的集合的个数的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意子集定义、列举法的合理运用.
【跟踪训练】
1.已知,则集合A的非空真子集的个数为 .
【答案】6
【知识点】列举法求集合中元素的个数、判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据描述法表示的集合元素特征,可知,即可求得结果.
【详解】由可知是15的约数,又,因此可以是;
此时,即可得,
所以集合A的非空真子集的个数为个.
故答案为:6
2.已知整数集合,集合A满足条件:①;②若,则.则所有这样的集合A的个数为 .
【答案】31
【分析】根据集合,利用韦达定理,可求出集合M,进而根据已知中集合A满足的两个条件,可得互为相反数的两个元素同属于A,或同不属于A,进而得到满足条件的集合A的个数.
【详解】由,
知的整数解,只能是36的约数,
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
当方程的解为时,;
故集合
由集合A满足条件:①;②若,则,
即集合中互为相反数的两个元素同属于集合A或同不属于集合A,共有5对相反数,
得这样的非空集合共有个.
故答案为:31
题型11:由集合子集、真子集的个数求参数
【例21】已知集合A={x|ax2﹣3x+2=0}的子集只有两个,则实数a的值为( )
A. B.0 C.或0 D.无解
【分析】由集合子集的性质可知集合A中的元素只有一个,然后分别对a=0与a≠0讨论即可求解.
【解答】解:由集合子集的性质可知集合A中的元素只有一个,
则当a=0时,方程﹣3x+2=0,解得x,满足题意,
当a≠0时,方程ax2﹣3x+2=0只有一个解,
只需△=9﹣8a=0,解得a,
综上,满足题意的实数a的值为0或,
故选:C.
【点睛】本题考查了一元二次方程以及集合的子集的性质,考查了学生的运算能力,属于基础题.
【跟踪训练】
1.已知集合A={x|(a﹣1)x2+3x﹣2=0},若A的子集个数为2个,则实数a= .
【分析】推导出(a﹣1)x2+3x﹣2=0只有一个实数解,当a﹣1=0时,a=1,(a﹣1)x2+3x﹣2=0即3x﹣2=0,当a﹣1≠0时,(a﹣1)x2+3x﹣2=0只有一个实数根,△=9+8(a﹣1)=0,由此能求出实数a的值.
【解答】解:∵集合A={x|(a﹣1)x2+3x﹣2=0},且A的子集个数为2个,
∴(a﹣1)x2+3x﹣2=0只有一个实数解,
当a﹣1=0时,a=1,(a﹣1)x2+3x﹣2=0即3x﹣2=0,解得x,
当a﹣1≠0时,(a﹣1)x2+3x﹣2=0只有一个实数根,
△=9+8(a﹣1)=0,解得a.
∴实数a的值为1或.
故答案为:1或.
【点评】本题考查实数值的求法,考查子集定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
考点六 综合提升
题型12:集合间关系中的新定义问题
【例22】已知非空集合A,若对于任意x∈A,都有,则称集合A具有“反射性”.则在集合{1,2,4,8}的所有子集中,具有“反射性”的集合个数为 .
【分析】利用列举法能求出在集合{1,2,4,8}的所有子集中,具有“反射性”的集合个数.
【解答】解:在集合{1,2,4,8}的所有子集中,具有“反射性”的集合有:
{1,4},{2},{1,2,4},
∴在集合{1,2,4,8}的所有子集中,具有“反射性”的集合个数为3.
故答案为:3.
【点评】本题考查集合的子集中具有“反射性”的集合个数的求法,考查子集定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
【跟踪训练】
1.设集合,若非空集合同时满足:①,②,(其中表示中元素的个数,表示集合中最小的元素)称集合为的一个好子集,则的所有好子集的个数为______.
【答案】8
【分析】根据好子集的定义,分类讨论即可求出.
【详解】①当,即集合中元素的个数为1时,的可能情况为:,,
②当,即集合中元素的个数为2时,的可能情况为:
③当,即集合中元素的个数为3时,的可能情况为:
的所有好子集的个数为8.
故答案为:8.
2.若,则,就称是伙伴关系集合,集合的所有非空子集中,具有伙伴关系的集合个数是__.
【答案】
【分析】首先列出满足“伙伴关系集合”的元素有1,-1,“2和”,“3和”,“4和”五种可能,它们自由组合形成的非空集合即为所求结果.
【详解】因为;;;;;
即满足“伙伴关系集合”的元素有1,-1,“2和”,“3和”,“4和”五种可能;
这样所求集合即为这“五种元素”组成集合的非空子集;
所以,满足条件的集合个数为个.
故答案为:
3.若集合A的所有子集中,任意子集的所有元素和均不相同,称A为互斥集.若,且A为互斥集,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由集合的新定义先确定集合,而要想取得最大值,则要最小,从而确定,即可求解
【详解】因为,
所以为
又且为互斥集,
所以为,
要想取得最大值,
则要最小,此时,
不妨令,则,
故选:C
题型13:综合提升
【例23】已知集合A={x|﹣2≤x≤5}.
(1)若B⊆A,B={x|m+1≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(2)若A⊆B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(3)若A=B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据B⊆A分或两种情况进行解答即可;
(2)借助于子集概念得到两集合端点值的关系,求解不等式得到m的范围;
(2)借助于相等集合的概念得到两集合端点值的关系,求解等式得到m的范围.
【详解】(1)集合A={x|﹣2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m﹣1},
由B⊆A得或,
即或m+1>2m﹣1,
解得2≤m≤3或m<2,
所以实数m的取值范围是;
(2)集合A={x|﹣2≤x≤5},B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},
由A⊆B得,
解得3≤m≤4,
所以实数m的取值范围是[3,4];
(3)集合A={x|﹣2≤x≤5},B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},
由A=B得,无解,
所以实数.
【例24】已知y=x2﹣2mx+1,m为常数.
(1)若y≤0的解集为空集,求m的取值范围.
(2)若A={x|1≤x≤2}是B={x|x2﹣2mx+1≤0}的子集,求m的取值范围.
【分析】(1)利用△<0即可求出m的取值范围;
(2)函数f(x)=x2﹣2mx+1,利用二次函数根的分布列出不等式组,解出m的取值范围即可.
【解答】解:(1)∵y≤0的解集为空集,
∴△=(﹣2m)2﹣4<0,
解得:﹣1<m<1,
所以m的取值范围为:(﹣1,1).
(2)设函数f(x)=x2﹣2mx+1,
∵A={x|1≤x≤2}是B={x|x2﹣2mx+1≤0}的子集,
∴,解得:,
所以m的取值范围为:[,+∞).
【点睛】本题主要考查了一元二次不等式,考查了集合间的基本关系,以及二次函数根的分布问题,是中档题.
一、填空题
1.(2024高一上·上海长宁·期末)用符号“”“”或“”填空: .
【答案】
【知识点】判断两个集合的包含关系
【分析】由集合间的关系即可求.
【详解】a为集合的其中一个元素,故.
故答案为:.
2.(2024高一上·上海浦东新·阶段练习)集合A={y|y=x2+3x+1},B={y|y=x2﹣3x+1},则集合A与集合B之间的关系是 (用⊆、⊂、=来表示)
【答案】=
【知识点】判断两个集合的包含关系、求二次函数的值域或最值、描述法表示集合
【分析】根据配方法求出一元二次函数的值域,进而判定两集合的关系.
【详解】因为,
且,
所以,
即集合A与集合B之间的关系是=.
故答案为:=.
3.(23-24高一上·上海静安·阶段练习)设集合,,则集合M与N的关系是 .
【答案】
【知识点】判断两个集合的包含关系、判断两个集合是否相等
【分析】解绝对值不等式得到,配方得到,得到,得到答案.
【详解】,解得,又,故,
因为,又,所以,
故答案为:.
4.(2024延安中学高一月考)集合的所有真子集为 .
【答案】,,
【知识点】求集合的子集(真子集)
【分析】根据真子集的定义写出集合的所有真子集即可.
【详解】解:集合的所有真子集为:,,,
故答案为:,,.
5.(24-25高一上·上海·阶段练习)若集合,则满足条件的集合的个数是 .
【答案】6
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】根据已知中M满足条件,列举出所有满足条件的集合M,可得答案
【详解】若集合,
则M可能为:
共6个,
故答案为:6
6.(2022秋•奉贤区校级期中)已知A={x|﹣1<x<3},B={x|x<a},若A⊆B,则实数a的取值范围是 .
【分析】根据已知条件,结合集合的包含关系,即可求解.
【解答】解:A={x|﹣1<x<3},B={x|x<a},A⊆B,
则a≥3,
故实数a的取值范围是[3,+∞).
故答案为:[3,+∞).
【点评】本题主要考查集合的包含关系,属于基础题.
7.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知集合,,若,则实数m= .
【答案】或
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】利用集合间的包含关系,对两集合中的元素进行分类讨论即可得出结果.
【详解】根据题意若满足可知或,
解得或或;
经检验时,集合中,不合题意,舍去;
所以可得或.
故答案为:或.
8.(23-24高一上·上海普陀·期中)设,,若,则实数组成的集合 .
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】根据集合的包含关系分类讨论求解.
【详解】由解得,或,所以,
当时,方程无解,则,满足题意;
当时,由解得,所以或7,解得或,
综上,实数组成的集合.
故答案为:
9.(2022·上海·高一专题练习)下列说法中,正确的有________
(1)空集是任何集合的真子集
(2)若,,则
(3)任何一个集合必有两个或两个以上的真子集
(4)若不属于的元素一定不属于,则
【答案】(2)(4)
【分析】根据集合子集、真子集、包含关系可判断(1)(2)(3),画韦恩图可判断(4),进而可得正确答案.
【详解】对于(1):空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,故(1)错误;
对于(2):子集具有传递性,若,,则,故(2)正确;
对于(3):若一个集合是空集,则它没有真子集,故(3)错误;
对于(4):任何不属于的元素一定不属于,则由韦恩图可知(4)正确;
故答案为:(2)(4).
10.(2021秋·上海嘉定·高一上海市嘉定区第一中学校考期中)已知集合,,若,则实数______.
【答案】1
【分析】由题得,解出值检验即可.
【详解】由题知,若,则或,
当时,方程无解;
当时,,
解得:,
此时,,符合题意,所以.
故答案为:1.
11.(2022秋·上海徐汇·高一上海市第二中学校考阶段练习)满足的集合的个数为_________
【答案】7
【分析】根据得到集合中一定有元素,再与其他几个数进行组合,得到满足要求的集合,得到答案.
【详解】因为
所以集合中一定有元素,
所以满足要求的集合有,,,,,,,共7个,
故答案为:7
12.(2022秋·上海浦东新·高一华师大二附中校考期中)已知集合有且仅有两个子集,则满足条件的实数组成的集合是___________
【答案】
【分析】根据集合的子集的个数得到集合中只有一个元素,然后分和两种情况求解即可.
【详解】因为集合有且仅有两个子集,所以集合中只有一个元素,即方程只有一个解,
当时,,只有一个解,满足要求;
当时,,解得,所以或0.
故答案为:.
二、选择题
13.(2022•杨浦区校级开学)已知集合A={x∈N|﹣1<x<5},B={0,1,2,3,4,5},则A,B间的关系为( )
A.A=B B.B⊆A C.A∈B D.A⊆B
【分析】根据已知求出集合A,然后根据集合的包含关系即可判断求解.
【解答】解:因为集合A={x∈N|﹣1<x<5},
所以集合A={0,1,2,3,4},又B={0,1,2,3,4,5},
所以A⊆B,
故选:D.
【点评】本题考查了集合的包含关系的应用,考查了学生的求解能力,属于基础题.
14.(24-25高一上·上海·阶段练习)下列关系式错误的个数为:( )
①;②;③;④.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】判断两个集合的包含关系、判断元素与集合的关系
【分析】根据元素与集合、集合与集合的关系逐项判断即可.
【详解】对①:空集不含任何元素,故①错误;
对②:空集是任何集合的子集,故②正确;
对③:是自然数,故③正确;
对④:,故错误,故④错误;
故错误的个数为.
故选:B.
15.(2024七宝中学高一月考)下列结论正确的是( )
A.任何一个集合至少有两个子集 B.空集是任何集合的真子集
C.若且,则 D.若且,则
【答案】C
【知识点】判断元素与集合的关系、判断集合的子集(真子集)的个数、判断两个集合的包含关系、空集的性质及应用
【分析】利用空集的性质以及子集,真子集的定义、元素与集合的属于关系、集合与集合的包含关系对各个问题逐个判断即可求解.
【详解】解:A.空集只有一个子集,是它本身,故错误,不符合题意;
B.空集是任何非空集合的真子集,故错误,不符合题意;
C.若且,则,正确,符合题意;
D.若且,则不一定相等,故错误,不符合题意;
故选:C.
16.(2024复旦附中高一月考)正交数组的概念在现代广泛应用.设集合.任取,若,则称与正交.若,且中任意两个元素均正交,则中元素个数最多是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【解题思路】不妨设,则中其他元素包含2个1和2个,最多共有6个元素,又,,三组元素不正交,所以6个元素中最多只有3个元素在中,即可得到答案.
【解答过程】不妨设,
由,则中最多包含6个元素,
又,,三组元素不正交,
所以6个元素中最多只有3个元素在集合中,如,
若,且中任意两个元素均正交,则中元素个数最多是.
故选:C.
3、 解答题
17.(2024复兴高级中学高一月考)观察下列各组集合,你能发现两个集合间的关系吗?
(1),;
(2){等边三角形},{等腰三角形};
(3),{偶数}.
【解题思路】根据两个集合中的元素,即可判断.
【解答过程】(1)集合的每个元素都是集合的元素,所以;
(2)集合的每个元素都是集合的元素,所以;
(3)集合,的元素相同,故.
18.(2024徐汇中学高一月考)(1)已知集合,.若,求实数的取值范围.
(2)若(1)中条件“”改为“”,其他条件不变,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)根据题意,当时,求得,符合题意;当时,结合,列出不等式组,即可求得的取值范围;
(2)当时,求得,满足题意;当时,结合,列出不等式组,即可求得的取值范围.
【解答过程】解:(1)由集合,
当时,,解得,此时满足 ;
当时,要使得,
则满足且等号不能同时取,解得.
综上可得,实数的取值范围是.
解:(2)当时,由,得,满足;
当时,要使得,
则满足,解得,
综上可得,实数m的取值范围是.
19.(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.
20.(23-24高一下·上海杨浦·期中)已知集合,集合.
(1)若,求实数的取值范围
(2)若,求实数的值
【答案】(1)
(2)2
【知识点】根据集合的包含关系求参数、根据集合中元素的个数求参数、空集的性质及应用
【分析】(1)利用判别式计算即可;
(2)直接代入1计算即可.
【详解】(1)若,则,
即实数的取值范围为;
(2)若,则
即实数的值为2.
21.(2024高一上·上海浦东新·阶段练习)集合.
(1)若是,求实数的取值范围
(2)是否存在这样的实数,使得集合有且仅有两个子集,若存在,求出实数及对应的子集,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)当时,对应的两个子集为和;当时,对应的两个子集为和.
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、空集的概念以及判断、根据集合中元素的个数求参数
【分析】(1)若,对应的方程没有实数根,可求实数的取值范围;
(2)要使集合A有且仅有两个子集,集合A有且只有一个元素,即对应的方程有且只有一个实根,可求实数的值.
【详解】(1)若,方程没有实数根,当时,方程有实数根不合题意;则,二次方程没有实数根,,解得.
所以实数的取值范围为
(2)要使集合A有且仅有两个子集,则集合A有且只有一个元素,即对应的方程有且只有一个实根,
当时,方程化为,解得,此时,对应的两个子集为和;
当,二次方程只有一个实根,,解得,此时,对应的两个子集为和.
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专题03 集合之间的关系
知识点一、子集
定义
一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集
记法与读法
记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”)
图示
结论
任何一个集合是它本身的子集,即 A⊆A;
规定:∅⊆A
对于集合A,B,C,若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C
【注意】
1、 “集合A是集合B的子集”可以表述为:若x∈A,则x∈B;
2、 集合的相等与子集的关系:
(1)一般地,如果集合A和集合B的元素完全相同,则称集合A与集合B相等,记作A=B,读作“A等于B”;(2)由集合相等以及子集的定义可知:如果A⊆B且B⊆A,则A=B;反之,如果A=B,则A⊆B且B⊆A;(3)若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素的排列顺序无关。
知识点二、真子集
定义
如果集合,但存在元素,且,我们称集合A是集合B的真子集
记法
记作(或)
图示
结论
(1)且,则;
(2),且,则
【注意】
1、
在真子集的定义中,AB首先要满足A⊆B,其次至少有一个x∈B,但x∉A;
2、
对常用的数集,有如下的包含关系:NZQR;
3、
对于集合的包含关系,有结论(1)A⊆A;(2)对于集合A,B,C,①如果A⊆B,B⊆C,则A⊆C;②如果AB,BC,则AC;(3)理解:∅A(A是非空集合);
4、【以前与有些书上用得记号:AB或BA】
知识点三、文氏图
如果用平面上一条封闭曲线的内部来表示集合,这种示意图通常称为文氏图(维恩)维恩图;
【注意】表示集合的维恩图的边界是封闭曲线,它可以是圆、矩形,也可以是其他封闭曲线;
知识点四、有限集的子集个数
求集合的子集问题时,一般可以按照子集元素个数分类,再依次写出符合要求的子集;
集合的子集、真子集个数的规律为:含n(n∈N*)个元素的集合有2n个子集,有(2n-1)个真子集,有(2n-2)个非空真子集.写集合的子集时,空集和集合本身易漏掉;
知识点五、由集合间的关系求参数问题的注意点及常用方法
(1)注意点: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;
(2)常用方法:对于用不等式给出的集合,已知集合的包含关系求相关参数的范围(值)时,常采用数形结合的思想,借助数轴解答.
考点一 子集 真子集的概念
题型01:子集、真子集的概念
【名师点拨】①集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素,即由x∈A能推出x∈B,这是判断A⊆B的常用方法.
②不能简单地把“A⊆B”理解成“A是B中部分元素组成的集合”,因为若A=∅时,则A中不含任何元素;若A=B,则A中含有B中的所有元素.
③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.
【例1】对于集合A,B,“A⊆B”不成立的含义是( )
A.B是A的子集
B.A中的元素都不是B的元素
C.A中至少有一个元素不属于B
D.B中至少有一个元素不属于A
【跟踪训练】
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“∈”“⊆”的意义是一样的;( )
(2)空集是任何集合的真子集;( )
(3)若集合A是集合B的真子集,则集合B中必定存在元素不在集合A中;( )
(4)若a∈A,集合A是集合B的子集,则必定有a∈B;( )
(5)若A=B,则必有A⊆B;( )
题型02:子集、真子集的确定
【例2】集合的子集为( )
A. B.
C. D.
【例3】集合的一个真子集可以为( )
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.集合的所有子集中的元素之和为( )
A.126 B.128 C.130 D.132
2.已知,,若,则集合中的所有非空子集的元素之和为( )
A.15 B.30 C.60 D.120
考点二 集合相等与空集
题型03:集合的相等
【例4】下列集合中表示同一集合的是( ).
A.,
B.,
C.,
D.,
【跟踪训练】
1.设所示有理数集,集合,在下列集合中:①;②;③;④;与相同的集合有( )
A.①② B.②③ C.①②④ D.①②③
2.是有理数集,集合,在下列集合中:
①;②;
③;④.
与集合相等的集合序号是 .
3. ,集合A 与 B有什么关系?
4.下列各组两个集合和表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
题型04:根据集合相等求参数
【例5】已知,,若,则( )
A.0 B.1 C. D.
【跟踪训练】
1.已知集合A={a2,0,﹣1},B={a,b,0},若A=B,则(ab)2021的值为( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.±1
2.已知集合,集合.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的值;
(3)是否存在实数,使.
题型05:空集的概念、性质及应用
【例6】下列四个集合中,是空集的是( )
A. B.,且
C. D.
【例7】下列关于空集∅的叙述:
①0∈∅;②∅∈{∅};③∅={0};④满足{1,2}⊆A⫋{1,2,3,4}的集合A的个数是4个.
正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【例8】已知集合M={x|2m<x<m+1},且M=∅,则实数m的取值范围是____.
【跟踪训练】
1.下列集合是空集的是( )
A.或 B.
C. D.
2.下列命题中正确的是( )
A.空集没有子集
B.空集是任何一个集合的真子集
C.任何一个集合必有两个或两个以上的子集
D.设集合,那么,若,则
3.已知六个关系式①;②;③;④;⑤;⑥,它们中关系表达正确的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
4.设集合T={∅,{∅}},则下列命题:①∅∈T,②∅⊆T,③{∅}∈T,④{∅}⊆T中正确的是 ①②③④ (写出所有正确命题对应的序号).
5.已知a是实数,若集合是任何集合的子集,则a的取值范围值是 .
考点三 集合与集合间关系的判断与表示
题型06:集合间关系的判断
【名师点拨】①列举法:用列举法将两个集合表示出来,再通过比较两集合中的元素来判断两集合之间的关系.
②元素特征法:根据集合中元素满足的性质特征之间的关系判断.
③图示法:利用数轴或Venn图判断两集合间的关系.
【例9】已知集合,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【例10】设集合,,则( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练】
1.已知,,则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
2.在下列选项中,能正确表示集合A={﹣2,0,2}和B={x|x2+2x=0}关系的是( )
A.A=B B.A⊆B C.A⊋B D.A⊊B
3.设集合P={y|y=x2+1),M={x|y=x2+1},则集合M与集合P的关系是( )
A.M=P B.P∈M C.M⫋P D.P⫋M
题型07:符号表示两个集合间的关系
【例11】有下列关系式:①;②;③;④;⑤;⑥.其中不正确的是( )
A.①③ B.②④⑤ C.①②⑤⑥ D.③④
【例12】指出下列各对集合之间的关系:
(1),;
(2),;
(3)为正整数},,为正整数}.
【跟踪训练】
1.下列各式:①{a}⊆{a}②Ø⊊{0}③0⊆{0}④{1,3}⊊{3,4},其中正确的有( )
A.② B.①② C.①②③ D.①③④
2,如果集合A={x|x∈Z且x≥0},B={y|y=x2,x∈Z},则集合A、B的关系是 .
3.指出下列各组中两个集合的包含关系:
(1),是8的约数;
(2),;
题型08:Venn图表示两个集合间的关系
【例13】请用文氏图表示下列集合关系:
(1),.
(2)是平行四边形,是菱形,是四边形,是正方形.
【例14】已知集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,2,3},集合A与B的关系如图所示,则集合B可能是( )
A.{2,4,5} B.{1,2,5} C.{1,6} D.{1,3}
【跟踪训练】
1.下列Venn图能正确表示集合和关系的是( )
A. B.
C. D.
2.已知集合,若关系如图所示,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型09:由集合间的关系求参数范围
【名师点拨】①当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,此时应注意端点处是实点还是虚点.
②当集合为不连续数集时,常根据集合包含关系的意义,建立方程求解,此时应注意分类讨论思想的运用.
【例15】设集合A={x|﹣1≤x+1≤6},B={x|m﹣1<x<2m+1},若A⊇B,则m的取值范围是 .
【例16】已知关于x不等式x2﹣2mx+m+2≤0(m∈R)的解集为M.
(1)[1,2]⊆M,求实数m的取值范围;
(2)当M不为空集,且M⊆[1,4]时,求实数m的取值范围.
【跟踪训练】
1.设集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围
2.已知集合.
(1)若,求实数的取值集合.
(2)若的子集有两个,求实数的取值集合.
(3)若且,求实数的取值集合.
考点四 子集、真子集的个数问题
题型10:求子集、真子集的个数
【名师点拨】①确定所求集合,是子集还是真子集.
②合理分类,按照子集所含元素的个数依次写出.
③注意两个特殊的集合,即空集和集合本身.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
假设集合A中含有n个元素,则有:
①A的子集的个数为2n个;②A的真子集的个数为2n-1个;③A的非空真子集的个数为2n-2个.
【例17】集合A={x|0≤x<3,x∈N}的真子集的个数是( )
A.7 B.8 C.16 D.4
【例18】设集合,且,则满足条件的集合的个数为( )
A. B. C. D.
【例19】已知集合M={2,4,8},N={1,2},P={x|x,a∈M,b∈N},则集合P的子集个数为( )
A.4 B.6 C.16 D.63
【例20】已知集合A={x|x2﹣3x+2=0},B={x|0<x<6,x∈N},则满足A⊆C⊆B的集合C的个数为( )
A.4 B.8 C.7 D.16
【跟踪训练】
1.已知,则集合A的非空真子集的个数为 .
2.已知整数集合,集合A满足条件:①;②若,则.则所有这样的集合A的个数为 .
题型11:由集合子集、真子集的个数求参数
【例21】已知集合A={x|ax2﹣3x+2=0}的子集只有两个,则实数a的值为( )
A. B.0 C.或0 D.无解
【跟踪训练】
1.已知集合A={x|(a﹣1)x2+3x﹣2=0},若A的子集个数为2个,则实数a= .
考点五 综合提升
题型12:集合间关系中的新定义问题
【例22】已知非空集合A,若对于任意x∈A,都有,则称集合A具有“反射性”.则在集合{1,2,4,8}的所有子集中,具有“反射性”的集合个数为 .
【跟踪训练】
1.设集合,若非空集合同时满足:①,②,(其中表示中元素的个数,表示集合中最小的元素)称集合为的一个好子集,则的所有好子集的个数为______.
2.若,则,就称是伙伴关系集合,集合的所有非空子集中,具有伙伴关系的集合个数是__.
3.若集合A的所有子集中,任意子集的所有元素和均不相同,称A为互斥集.若,且A为互斥集,则的最大值为( )
A. B. C. D.
题型13:综合提升
【例23】已知集合A={x|﹣2≤x≤5}.
(1)若B⊆A,B={x|m+1≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(2)若A⊆B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围;
(3)若A=B,B={x|m﹣6≤x≤2m﹣1},求实数m的取值范围.
【例24】已知y=x2﹣2mx+1,m为常数.
(1)若y≤0的解集为空集,求m的取值范围.
(2)若A={x|1≤x≤2}是B={x|x2﹣2mx+1≤0}的子集,求m的取值范围.
一、填空题
1.(2024高一上·上海长宁·期末)用符号“”“”或“”填空: .
2.(2024高一上·上海浦东新·阶段练习)集合A={y|y=x2+3x+1},B={y|y=x2﹣3x+1},则集合A与集合B之间的关系是 (用⊆、⊂、=来表示)
3.(23-24高一上·上海静安·阶段练习)设集合,,则集合M与N的关系是 .
4.(2024延安中学高一月考)集合的所有真子集为 .
5.(24-25高一上·上海·阶段练习)若集合,则满足条件的集合的个数是 .
6.(2022秋•奉贤区校级期中)已知A={x|﹣1<x<3},B={x|x<a},若A⊆B,则实数a的取值范围是 .
7.(24-25高一上·上海·阶段练习)已知集合,,若,则实数m= .
8.(23-24高一上·上海普陀·期中)设,,若,则实数组成的集合 .
9.(2022·上海·高一专题练习)下列说法中,正确的有________
(1)空集是任何集合的真子集
(2)若,,则
(3)任何一个集合必有两个或两个以上的真子集
(4)若不属于的元素一定不属于,则
10.(2021秋·上海嘉定·高一上海市嘉定区第一中学校考期中)已知集合,,若,则实数______.
11.(2022秋·上海徐汇·高一上海市第二中学校考阶段练习)满足的集合的个数为_________
12.(2022秋·上海浦东新·高一华师大二附中校考期中)已知集合有且仅有两个子集,则满足条件的实数组成的集合是___________
二、选择题
13.(2022•杨浦区校级开学)已知集合A={x∈N|﹣1<x<5},B={0,1,2,3,4,5},则A,B间的关系为( )
A.A=B B.B⊆A C.A∈B D.A⊆B
14.(24-25高一上·上海·阶段练习)下列关系式错误的个数为:( )
①;②;③;④.
A.1 B.2 C.3 D.4
15.(2024七宝中学高一月考)下列结论正确的是( )
A.任何一个集合至少有两个子集 B.空集是任何集合的真子集
C.若且,则 D.若且,则
16.(2024复旦附中高一月考)正交数组的概念在现代广泛应用.设集合.任取,若,则称与正交.若,且中任意两个元素均正交,则中元素个数最多是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
3、 解答题
17.(2024复兴高级中学高一月考)观察下列各组集合,你能发现两个集合间的关系吗?
(1),;
(2){等边三角形},{等腰三角形};
(3),{偶数}.
18.(2024徐汇中学高一月考)(1)已知集合,.若,求实数的取值范围.
(2)若(1)中条件“”改为“”,其他条件不变,求实数的取值范围.
19.(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.
20.(23-24高一下·上海杨浦·期中)已知集合,集合.
(1)若,求实数的取值范围
(2)若,求实数的值
21.(2024高一上·上海浦东新·阶段练习)集合.
(1)若是,求实数的取值范围
(2)是否存在这样的实数,使得集合有且仅有两个子集,若存在,求出实数及对应的子集,若不存在,说明理由.
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