内容正文:
1.1.3 集合之间的关系
第一章 集 合
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第一章 集 合
数学基础模块(RM上)
课前·预习学案
课堂·互动学案
01
02
随堂·步步夯实
03
课后·素养提升
04
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第一章 集 合
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[学习目标]
1.理解子集的概念及子集相关的一些结论;
2.理解真子集的概念,理解子集与真子集的区别与联系;
3.理解集合相等的定义,能运用相关知识解决集合相等简单问题;
4.能正确地运用符号表示集合与集合的关系.
草原上,蓝蓝的天上白云飘.白云下面马儿跑.如果草原上的枣红马组成集合A,草原上的所有马组成集合B.
[问题] (1)那么集合A中的元素与集合B中的元素的关系是怎样的?
(2)集合A与集合B又存在什么关系?
提示:(1)集合A中的元素都是集合B中的元素.
(2)A是B的子集.
[知识点一] 子集
1.子集定义: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的子集,记作 A⊆B或B⊇A ,读作“A 包含于 B”或“B 包含 A”.
当集合A不是集合B的子集时,记作A B或B⊉A,读作“A不包含于B”,或“B不包含A”.
2.子集的性质:任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A;空集是任何集合的子集,对于任意一个集合A都有∅⊆A.
1.符号“∈”与“⊆”有什么区别?
提示:①“∈”是表示元素与集合之间的关系,比如1∈N,-1∉N.
②“⊆”是表示集合与集合之间的关系,比如N⊆R,{1,2,3}⊆{3,2,1}.
③“∈”的左边是元素,右边是集合,而“⊆”的两边均为集合.
[知识点二] 真子集
1.真子集定义:如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A,那么集合A称为集合B的真子集,记作AB或BA,读作“A真包含于B”或”B真包含A”.
2.空集是任何非空集合的真子集.
2.任意两个集合之间是否有包含关系?
提示:不一定,如集合A={1,3},B={2,3},这两个集合就没有包含关系.
[知识点三] 维恩图
如果用平面上一条封闭曲线的内部来表示集合,那么我们就可作出示意图来形象地表示集合之间的关系,这种示意图通常称为维恩图.如图表示集合A与集合B的关系是A⊆B.
[知识点四] 集合相等
如果两个集合的元素完全相同,那么我们就说这两个集合相等,记作 A=B .
由集合相等的定义可得:如果A⊆B,且B⊆A,则A=B.反之,如果A=B,那么A⊆B,且B⊆A.
1.若集合A={-2,0,2},B={0},则( )
A.A∈B
B.B∈A
C.A⊆B
D.B⊆A
解析:D [因集合B中只有一个元素0,并且0∈A,于是得集合B是集合A的子集,从而得B⊆A,故选D.]
2.集合{1,2}的子集有( )
A.4个
B.3个
C.2个
D.1个
解析:A [集合{1,2}的子集有∅,{1},{2},{1,2}共4个.]
3.已知集合A={-1,m},B={2,n},且A=B,则m= ______ ,n= ______
解析:因为A=B,所以集合元素完全相同,所以m=2,n=-1.
答案:2 -1
4.集合{1}与集合{x|x2-1=0}的关系是 ________ .
解析:因为{x|x2-1=0}={-1,1},
所以1∈{x|x2-1=0},
又因为-1∈{x|x2-1=0},且-1∉{1},
所以{1}{x|x2-1=0}.
答案:{1}{x|x2-1=0}
求集合的子集、真子集
(1)写出集合{a,b}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
(2)写出集合{a,b,c}的所有子集?写出集合{a,b,c,d}的所有子集?
[解] (1)集合{a,b}的所有子集为∅,{a},{b},{a,b}.真子集为∅,{a},{b}.
(2)集合{a,b,c}的所有子集为∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}.
集合{a,b,c,d}的所有子集为∅,{a},{b},{c},{d},{a,b},{a,c},{a,d},{b,c},{b,d},{c,d},{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},{b,c,d},{a,b,c,d}.
1.写出一个集合的所有子集的常用方法
(1)首先要注意两个特殊子集:∅和它自身;
(2)其次要依次按含有1个元素的子集,含有2个元素的子集、含有3个元素的子集……写出所有子集,在本例中,写出含有2个元素的子集时,首先从1起,1与每个元素搭配,然后不看1,再看2可与哪些元素搭配.
2.求一个集合子集个数的规律
含有n(n≥1且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.
[变式训练]
1.已知集合M=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(4,x)>1,x∈N)),则M的非空子集的个数是( )
A.15 B.16 C.7 D.8
解析:C [M={1,2,3},所以M的非空子集为{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}共7个.]
2.写出集合A={1,2,3}的所有子集和真子集.
解:由0个元素构成的子集:∅;
由1个元素构成的子集:{1},{2},{3};
由2个元素构成的子集:{1,2},{1,3},{2,3};
由3个元素构成的子集:{1,2,3}.
由此得集合A的所有子集为∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}.在上述子集中,除去集合A本身,即{1,2,3},剩下的都是A的真子集.
集合间关系的判断
(1)下列各式中,表述正确的个数是( )
①{0}∈{0,1,2};②{0,1,2}⊆{2,1,0};③∅⊆{0,1,2};④∅={0};⑤{0,1}={(0,1)};⑥0={0}.
A.1 B.2 C.3
D.4
[解析] B [对于①,是集合与集合的关系,应为{0}{0,1,2};对于②,实际为同一集合,任何一个集合是它本身的子集;对于③,空集是任何集合的子集;对于④,{0}是含有单元素0的集合,空集不含任何元素,并且空集是任何非空集合的真子集,所以∅{0};对于⑤,{0,1}是含有两个元素0与1的集合,而{(0,1)}是以有序数组(0,1)为元素的单元素集合,所以{0,1}与{(0,1)}不相等;对于⑥,0与{0}是“属于与否”的关系,所以0∈{0}.故②③是正确的,应选B.]
(2)指出下列各对集合之间的关系:
①A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
②A={x|-1<x<4},B={x|x-5<0};
③A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};
④M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*}.
[解] ①集合A的代表元素是数,集合B的代表元素是有序实数对,故A与B之间无包含关系.
②集合B={x|x<5},用数轴表示集合A,B如图所示,由图可知AB.
③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.
④两个集合都表示正奇数组成的集合,但由于n∈N*,因此集合M含有元素“1”,而集合N不含元素“1”,故NM.
判断集合间关系的常用方法
1.列举观察法
当集合中元素较少时,可列举出集合中的全部元素,通过定义得出集合之间的关系.
2.集合元素特征法
先确定集合的代表元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断得出集合之间的关系.
3.数形结合法
利用数轴或Venn图可清晰、明了地判断集合间的关系,其中不等式的解集之间的关系,适合用数轴法.
[变式训练]
3.已知集合A={x|x≥-2},B={x|-2≤x≤1},则下列关系正确的是( )
A.A=B
B.A⊆B
C.B⊆A
D.B∈A
解析:C [因为集合A={x|x≥-2},B={x|-2≤x≤1},所以根据子集的定义可知B⊆A.]
4.能正确表示集合M={x∈R|0≤x≤2}和集合N={x∈R|x2-x=0}关系的Venn图是( )
解析:B [解x2-x=0,得x=1或x=0,故N={0,1},易得N⊆M,其对应的Venn图如选项B所示.]
集合相等
已知集合{1,a,b}与{a,a2,ab}相等,求实数a,b的值.
[解] 因为集合{1,a,b}与{a,a2,ab}相等,所以有两种情况:①eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a2=1,ab=b)),⇒a=1或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=-1,b=0)),当a=1时,不符合集合元素的互异性,故舍去;当eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=-1,b=0))时,符合集合元素的互异性.
②eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a2=b,ab=1)),⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=1,b=1)),不符合集合元素的互异性,故舍去,所以a=-1,b=0.
(1)若A⊆B,且B⊆A,则A=B;反之,若A=B,则A⊆B,且B⊆A,这就给出了证明两个集合相等的方法,即欲证A=B,只需要证A⊆B与B⊆A均成立即可.
(2)若两个集合相等,则这两个集合中所含的元素完全相同,与元素的排列顺序无关.
(3)要判断两个集合是否相等,对于元素较少的有限集,可用列举法将元素列举出来,看两个集合中的元素是否完全相同;对于元素较多的有限集或无限集,应从“互为子集”入手进行判断.
[变式训练]
5.若整数x、y能使{2x,x+y}={7,4}成立,则xy= ______ .
解析:因为{2x,x+y}={7,4},所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x=7,x+y=4))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x=4,x+y=7)),解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=\f(7,2),y=\f(1,2)))(舍去)或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=2,y=5)),所以xy=10.
答案:10
6.已知集合A={1,-m},B={1,m2},且A=B,则m的值为 ______ .
解析:因为A={1,-m},B={1,m2},且A=B,所以m2=-m,解得m=-1或者m=0.m=-1不满足集合中元素的互异性,舍去.m=0符合题意.
答案:0
由集合间的关系求参数问题
(1)已知集合A={x|x=x2},B={1,m,2},若A⊆B,则实数m的值为( )
A.2
B.0
C.0或2
D.1
[解析] B [由题意,集合A={x|x=x2}={0,1},因为A⊆B,所以m=0,故选B.]
(2)已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-1<x<m+1},且B⊆A.求实数m的取值范围.
[解] 因为B⊆A,①当B=∅时,m+1≤2m-1,解得m≥2.
②当B≠∅时,有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-3≤2m-1,,m+1≤4,,2m-1<m+1,))
解得-1≤m<2,综上可知实数m的取值范围为m≥-1.
由集合间的包含关系求参数的方法
(1)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;
(2)当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,应注意端点处是实点还是虚点.
提醒:(1)不能忽视集合为∅的情形.
(2)当集合中含有字母参数时,一般要分类讨论.
[变式训练]
7.已知集合A={-2,3,1},集合B={3,m2}.若B⊆A,则实数m的取值集合为( )
A.{1}
B.{eq \r(3)}
C.{1,-1}
D.{eq \r(3),eq \r(3)}
解析:C [若m=1,则B={1,3},符合B⊆A,排除B,D两个选项.若m=-1,则B={1,3},符合B⊆A,排除A选项.故选C.]
8.已知集合A={-1,2},B={x|ax=1},若B⊆A,则由实数a的所有可能的取值组成的集合为( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(1,\f(1,2))) B.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,2)))
C.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(0,1,\f(1,2)))
D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-1,0,\f(1,2)))
解析:D [因为集合A={-1,2},B={x|ax=1},B⊆A,若B为空集,则方程ax=1无解,解得a=0;
若B不为空集,则a≠0;由ax=1解得x=eq \f(1,a),所以eq \f(1,a)=-1或eq \f(1,a)=2,解得a=-1或a=eq \f(1,2),综上,由实数a的所有可能的取值组成的集合为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(-1,0,\f(1,2))).故选D.]
1.若集合M={x|x≤6},a=eq \r(5),则下面结论中正确的是( )
A.{a}⊂M
B.a⊂M
C.{a}∈M
D.a∉M
解析:A [因为集合M={x|x≤6},a=eq \r(5),所以{a}⊂M,故选A.]
2.集合M={x|-2<x≤3且x∈N}的真子集个数为( )
A.7 B.8 C.15 D.16
解析:C [因为M={0,1,2,3},所以M的真子集个数为24-1=15个.]
3.下列集合与集合A={1,3}相等的是( )
A.(1,3)
B.{(1,3)}
C.{x|x2-4x+3=0}
D.{(x,y)|x=1,y=3}
解析:C [A项不是集合,B项与D项中的集合是由点坐标组成,C项:x2-4x+3=0,即(x-3)(x-1)=0,解得x=3或x=1,集合{x|x2-4x+3=0}即集合{1,3},因为若两个集合相等,则这两个集合中的元素相同,所以与集合A={1,3}相等的是集合{x|x2-4x+3=0}.]
4.设A={x|x2-5x+m=0},B={x|x-3=0},且B⊆A,则m= ________ .
解析:因为B={3}⊆A,所以3∈A,即9-15+m=0,所以m=6.
答案:6
5.A={x|x>3},B={x|x>a}.
(1)若A⊆B,求a的取值范围;
(2)若AB,求a的取值范围
解:(1)如图,a≤3.
(2)如图,a<3.
$$
1.1.3 集合之间的关系
[学习目标]
1.理解子集的概念及子集相关的一些结论;
2.理解真子集的概念,理解子集与真子集的区别与联系;
3.理解集合相等的定义,能运用相关知识解决集合相等简单问题;
4.能正确地运用符号表示集合与集合的关系.
草原上,蓝蓝的天上白云飘.白云下面马儿跑.如果草原上的枣红马组成集合A,草原上的所有马组成集合B.
[问题] (1)那么集合A中的元素与集合B中的元素的关系是怎样的?
(2)集合A与集合B又存在什么关系?
提示:(1)集合A中的元素都是集合B中的元素.
(2)A是B的子集.
[知识点一] 子集
1.子集定义: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的子集,记作 A⊆B或B⊇A ,读作“A 包含于 B”或“B 包含 A”.
当集合A不是集合B的子集时,记作A B或B⊉A,读作“A不包含于B”,或“B不包含A”.
2.子集的性质:任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A;空集是任何集合的子集,对于任意一个集合A都有∅⊆A.
1.符号“∈”与“⊆”有什么区别?
提示:①“∈”是表示元素与集合之间的关系,比如1∈N,-1∉N.
②“⊆”是表示集合与集合之间的关系,比如N⊆R,{1,2,3}⊆{3,2,1}.
③“∈”的左边是元素,右边是集合,而“⊆”的两边均为集合.
[知识点二] 真子集
1.真子集定义:如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A,那么集合A称为集合B的真子集,记作AB或BA,读作“A真包含于B”或”B真包含A”.
2.空集是任何非空集合的真子集.
2.任意两个集合之间是否有包含关系?
提示:不一定,如集合A={1,3},B={2,3},这两个集合就没有包含关系.
[知识点三] 维恩图
如果用平面上一条封闭曲线的内部来表示集合,那么我们就可作出示意图来形象地表示集合之间的关系,这种示意图通常称为维恩图.如图表示集合A与集合B的关系是A⊆B.
[知识点四] 集合相等
如果两个集合的元素完全相同,那么我们就说这两个集合相等,记作 A=B .
由集合相等的定义可得:如果A⊆B,且B⊆A,则A=B.反之,如果A=B,那么A⊆B,且B⊆A.
1.若集合A={-2,0,2},B={0},则( )
A.A∈B B.B∈A
C.A⊆B D.B⊆A
解析:D [因集合B中只有一个元素0,并且0∈A,于是得集合B是集合A的子集,从而得B⊆A,故选D.]
2.集合{1,2}的子集有( )
A.4个 B.3个
C.2个 D.1个
解析:A [集合{1,2}的子集有∅,{1},{2},{1,2}共4个.]
3.已知集合A={-1,m},B={2,n},且A=B,则m= ______ ,n= ______
解析:因为A=B,所以集合元素完全相同,所以m=2,n=-1.
答案:2 -1
4.集合{1}与集合{x|x2-1=0}的关系是 ________ .
解析:因为{x|x2-1=0}={-1,1},
所以1∈{x|x2-1=0},
又因为-1∈{x|x2-1=0},且-1∉{1},
所以{1}{x|x2-1=0}.
答案:{1}{x|x2-1=0}
求集合的子集、真子集
(1)写出集合{a,b}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
(2)写出集合{a,b,c}的所有子集?写出集合{a,b,c,d}的所有子集?
[解] (1)集合{a,b}的所有子集为∅,{a},{b},{a,b}.真子集为∅,{a},{b}.
(2)集合{a,b,c}的所有子集为∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}.
集合{a,b,c,d}的所有子集为∅,{a},{b},{c},{d},{a,b},{a,c},{a,d},{b,c},{b,d},{c,d},{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},{b,c,d},{a,b,c,d}.
1.写出一个集合的所有子集的常用方法
(1)首先要注意两个特殊子集:∅和它自身;
(2)其次要依次按含有1个元素的子集,含有2个元素的子集、含有3个元素的子集……写出所有子集,在本例中,写出含有2个元素的子集时,首先从1起,1与每个元素搭配,然后不看1,再看2可与哪些元素搭配.
2.求一个集合子集个数的规律
含有n(n≥1且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.
[变式训练]
1.已知集合M=,则M的非空子集的个数是( )
A.15 B.16 C.7 D.8
解析:C [M={1,2,3},所以M的非空子集为{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}共7个.]
2.写出集合A={1,2,3}的所有子集和真子集.
解:由0个元素构成的子集:∅;
由1个元素构成的子集:{1},{2},{3};
由2个元素构成的子集:{1,2},{1,3},{2,3};
由3个元素构成的子集:{1,2,3}.
由此得集合A的所有子集为∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}.
在上述子集中,除去集合A本身,即{1,2,3},剩下的都是A的真子集.
集合间关系的判断
(1)下列各式中,表述正确的个数是( )
①{0}∈{0,1,2};②{0,1,2}⊆{2,1,0};③∅⊆{0,1,2};④∅={0};⑤{0,1}={(0,1)};⑥0={0}.
A.1 B.2 C.3 D.4
[解析] B [对于①,是集合与集合的关系,应为{0}{0,1,2};对于②,实际为同一集合,任何一个集合是它本身的子集;对于③,空集是任何集合的子集;对于④,{0}是含有单元素0的集合,空集不含任何元素,并且空集是任何非空集合的真子集,所以∅{0};对于⑤,{0,1}是含有两个元素0与1的集合,而{(0,1)}是以有序数组(0,1)为元素的单元素集合,所以{0,1}与{(0,1)}不相等;对于⑥,0与{0}是“属于与否”的关系,所以0∈{0}.故②③是正确的,应选B.]
(2)指出下列各对集合之间的关系:
①A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
②A={x|-1<x<4},B={x|x-5<0};
③A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};
④M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*}.
[解] ①集合A的代表元素是数,集合B的代表元素是有序实数对,故A与B之间无包含关系.
②集合B={x|x<5},用数轴表示集合A,B如图所示,由图可知AB.
③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.
④两个集合都表示正奇数组成的集合,但由于n∈N*,因此集合M含有元素“1”,而集合N不含元素“1”,故NM.
判断集合间关系的常用方法
1.列举观察法
当集合中元素较少时,可列举出集合中的全部元素,通过定义得出集合之间的关系.
2.集合元素特征法
先确定集合的代表元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断得出集合之间的关系.
3.数形结合法
利用数轴或Venn图可清晰、明了地判断集合间的关系,其中不等式的解集之间的关系,适合用数轴法.
[变式训练]
3.已知集合A={x|x≥-2},B={x|-2≤x≤1},则下列关系正确的是( )
A.A=B B.A⊆B
C.B⊆A D.B∈A
解析:C [因为集合A={x|x≥-2},B={x|-2≤x≤1},所以根据子集的定义可知B⊆A.]
4.能正确表示集合M={x∈R|0≤x≤2}和集合N={x∈R|x2-x=0}关系的Venn图是( )
解析:B [解x2-x=0,得x=1或x=0,故N={0,1},易得N⊆M,其对应的Venn图如选项B所示.]
集合相等
已知集合{1,a,b}与{a,a2,ab}相等,求实数a,b的值.
[解] 因为集合{1,a,b}与{a,a2,ab}相等,所以有两种情况:①,⇒a=1或,当a=1时,不符合集合元素的互异性,故舍去;当时,符合集合元素的互异性.
②,⇒,不符合集合元素的互异性,故舍去,所以a=-1,b=0.
(1)若A⊆B,且B⊆A,则A=B;反之,若A=B,则A⊆B,且B⊆A,这就给出了证明两个集合相等的方法,即欲证A=B,只需要证A⊆B与B⊆A均成立即可.
(2)若两个集合相等,则这两个集合中所含的元素完全相同,与元素的排列顺序无关.
(3)要判断两个集合是否相等,对于元素较少的有限集,可用列举法将元素列举出来,看两个集合中的元素是否完全相同;对于元素较多的有限集或无限集,应从“互为子集”入手进行判断.
[变式训练]
5.若整数x、y能使{2x,x+y}={7,4}成立,则xy= ______ .
解析:因为{2x,x+y}={7,4},所以或,解得(舍去)或,所以xy=10.
答案:10
6.已知集合A={1,-m},B={1,m2},且A=B,则m的值为 ______ .
解析:因为A={1,-m},B={1,m2},且A=B,所以m2=-m,解得m=-1或者m=0.m=-1不满足集合中元素的互异性,舍去.m=0符合题意.
答案:0
由集合间的关系求参数问题
(1)已知集合A={x|x=x2},B={1,m,2},若A⊆B,则实数m的值为( )
A.2 B.0
C.0或2 D.1
[解析] B [由题意,集合A={x|x=x2}={0,1},因为A⊆B,所以m=0,故选B.]
(2)已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-1<x<m+1},且B⊆A.求实数m的取值范围.
[解] 因为B⊆A,①当B=∅时,m+1≤2m-1,解得m≥2.
②当B≠∅时,有
解得-1≤m<2,综上可知实数m的取值范围为m≥-1.
由集合间的包含关系求参数的方法
(1)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;
(2)当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,应注意端点处是实点还是虚点.
提醒:(1)不能忽视集合为∅的情形.
(2)当集合中含有字母参数时,一般要分类讨论.
[变式训练]
7.已知集合A={-2,3,1},集合B={3,m2}.若B⊆A,则实数m的取值集合为( )
A.{1} B.{}
C.{1,-1} D.{,}
解析:C [若m=1,则B={1,3},符合B⊆A,排除B,D两个选项.若m=-1,则B={1,3},符合B⊆A,排除A选项.故选C.]
8.已知集合A={-1,2},B={x|ax=1},若B⊆A,则由实数a的所有可能的取值组成的集合为( )
A. B.
C. D.
解析:D [因为集合A={-1,2},B={x|ax=1},B⊆A,若B为空集,则方程ax=1无解,解得a=0;
若B不为空集,则a≠0;由ax=1解得x=,所以=-1或=2,解得a=-1或a=,
综上,由实数a的所有可能的取值组成的集合为.故选D.]
1.若集合M={x|x≤6},a=,则下面结论中正确的是( )
A.{a}⊂M B.a⊂M
C.{a}∈M D.a∉M
解析:A [因为集合M={x|x≤6},a=,所以{a}⊂M,故选A.]
2.集合M={x|-2<x≤3且x∈N}的真子集个数为( )
A.7 B.8 C.15 D.16
解析:C [因为M={0,1,2,3},所以M的真子集个数为24-1=15个.]
3.下列集合与集合A={1,3}相等的是( )
A.(1,3) B.{(1,3)}
C.{x|x2-4x+3=0} D.{(x,y)|x=1,y=3}
解析:C [A项不是集合,B项与D项中的集合是由点坐标组成,C项:x2-4x+3=0,即(x-3)(x-1)=0,解得x=3或x=1,集合{x|x2-4x+3=0}即集合{1,3},因为若两个集合相等,则这两个集合中的元素相同,所以与集合A={1,3}相等的是集合{x|x2-4x+3=0}.]
4.设A={x|x2-5x+m=0},B={x|x-3=0},且B⊆A,则m= ________ .
解析:因为B={3}⊆A,所以3∈A,即9-15+m=0,所以m=6.
答案:6
5.A={x|x>3},B={x|x>a}.
(1)若A⊆B,求a的取值范围;
(2)若AB,求a的取值范围
解:(1)如图,a≤3.
(2)如图,a<3.
1.下列结论正确的是( )
A.任何集合都有子集
B.任何集合都有真子集
C.{∅}=∅
D.{0}=∅
解析:A [A正确,B,C,D不正确.]
2.给出下列6个关系:①∈R,②∈Q,③0∉N,
④∉N,⑤π∈Q,⑥|-2|∉Z,其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:A [R、Q、N、Z分别表示实数集、有理数集、自然数集、整数集,所以∈R,∉Q,0∈N,=2∈N,π∉Q,|-2|=2∈Z,因此,①正确,②③④⑤⑥不正确.]
3.集合M={0,1,2}的子集为( )
A.{0},{1},{2}
B.{0},{1},{2},{1,2}
C.{0},{1},{2},∅
D.{0},{1},{2},{1,2},{0,1},{0,2},{0,1,2},∅
解析:D [集合M={0,1,2}的子集有∅,{0},{1},{2},{1,2},{0,1},{0,2},{0,1,2}.]
4.集合A={1,a},B={0,b},若A=B,则a+b=( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
解析:C [因为集合A={1,a},B={0,b},又A=B,所以a=0,b=1,则a+b=1.]
5.已知集合M={x|x是平行四边形},N={x|x是矩形},P={x|x是正方形},Q={x|x是菱形},则( )
A.M⊆N B.P⊆N
C.Q⊆P D.Q⊆N
解析:B [平行四边形、矩形、正方形、菱形间的相互关系如图所示,由图可知,ACD错误,B正确.]
6.已知集合A={2,3,6},则集合A的真子集的个数是 ______ .
解析:因为集合A中有3个元素,所以集合A的真子集有23-1=7个.
答案:7
7.已知集合M={3,2a},N={a+1,3},若M⊆N,则a= ___________ .
解析:因为M⊆N,所以2a=a+1,即a=1.
答案:1
8.设a∈R,若集合{2,9}={1-a,9},则a=___________________.
解析:由{2,9}={1-a,9},
所以1-a=2⇒a=-1.
答案:-1
9.已知∅{x|x2+x+a=0},则实数a的取值范围是 ________ .
解析:因为∅{x|x2+x+a=0},所以方程x2+x+a=0有实数根,即Δ=1-4a≥0,所以a≤.
答案:a≤
10.已知集合P={0,x,y},Q={2x,0,y2},且P=Q,求x,y的值.
解:依题意P=Q,若,此时x=0,2x=0,不满足集合元素的互异性,不符合题意.若,解得x=y=0或x=,y=.
当x=y=0时,不满足集合元素的互异性,不符合题意.当x=,y=时,P=Q=,符合题意.故x=,y=.
11.与集合A=表示同一集合的是( )
A.{x=1,y=0} B.{1,0}
C.{(x,y)|1,0} D.{(1,0)}
解析:D [由,解得,所以A=={(1,0)}.]
12.已知集合A={a,a-1},B={2,y},C={x|1<x-1<4}.
(1)若A=B,y的值为 ________ ;
(2)若A⊆C,a的取值范围为 ____________ .
解析:(1)若a=2,则A={1,2},所以y=1.
若a-1=2,则a=3,A={2,3},所以y=3,
综上,y的值为1或3.
(2)因为C={x|2<x<5},
所以所以3<a<5.
答案:(1)1或3 (2)(3,5)
13.已知A={a,b,c},则求:
(1)集合A的子集的个数,并判断∅与集合A的关系;
(2)请写出集合A的所有非空真子集.
解:(1)A={a,b,c}的子集有∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}共8个,其中∅A.
(2)集合A的所有非空真子集有{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c}.
14.已知集合M满足{2,3}⊆M⊆{1,2,3,4,5},求集合M及其个数.
解:当M中含有两个元素时,M为{2,3};当M中含有三个元素时,M为{2,3,1},{2,3,4},{2,3,5};当M中含有四个元素时,M为{2,3,1,4},{2,3,1,5},{2,3,4,5};当M中含有五个元素时,M为{2,3,1,4,5};所以满足条件的集合M为{2,3},{2,3,1},{2,3,4},{2,3,5},{2,3,1,4},{2,3,1,5},{2,3,4,5},{2,3,1,4,5},集合M的个数为8.
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$$
1.下列结论正确的是( )
A.任何集合都有子集
B.任何集合都有真子集
C.{∅}=∅
D.{0}=∅
解析:A [A正确,B,C,D不正确.]
2.给出下列6个关系:①∈R,②∈Q,③0∉N,
④∉N,⑤π∈Q,⑥|-2|∉Z,其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:A [R、Q、N、Z分别表示实数集、有理数集、自然数集、整数集,所以∈R,∉Q,0∈N,=2∈N,π∉Q,|-2|=2∈Z,因此,①正确,②③④⑤⑥不正确.]
3.集合M={0,1,2}的子集为( )
A.{0},{1},{2}
B.{0},{1},{2},{1,2}
C.{0},{1},{2},∅
D.{0},{1},{2},{1,2},{0,1},{0,2},{0,1,2},∅
解析:D [集合M={0,1,2}的子集有∅,{0},{1},{2},{1,2},{0,1},{0,2},{0,1,2}.]
4.集合A={1,a},B={0,b},若A=B,则a+b=( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
解析:C [因为集合A={1,a},B={0,b},又A=B,所以a=0,b=1,则a+b=1.]
5.已知集合M={x|x是平行四边形},N={x|x是矩形},P={x|x是正方形},Q={x|x是菱形},则( )
A.M⊆N B.P⊆N
C.Q⊆P D.Q⊆N
解析:B [平行四边形、矩形、正方形、菱形间的相互关系如图所示,由图可知,ACD错误,B正确.]
6.已知集合A={2,3,6},则集合A的真子集的个数是 ______ .
解析:因为集合A中有3个元素,所以集合A的真子集有23-1=7个.
答案:7
7.已知集合M={3,2a},N={a+1,3},若M⊆N,则a= ___________ .
解析:因为M⊆N,所以2a=a+1,即a=1.
答案:1
8.设a∈R,若集合{2,9}={1-a,9},则a=___________________.
解析:由{2,9}={1-a,9},
所以1-a=2⇒a=-1.
答案:-1
9.已知∅{x|x2+x+a=0},则实数a的取值范围是 ________ .
解析:因为∅{x|x2+x+a=0},所以方程x2+x+a=0有实数根,即Δ=1-4a≥0,所以a≤.
答案:a≤
10.已知集合P={0,x,y},Q={2x,0,y2},且P=Q,求x,y的值.
解:依题意P=Q,若,此时x=0,2x=0,不满足集合元素的互异性,不符合题意.若,解得x=y=0或x=,y=.
当x=y=0时,不满足集合元素的互异性,不符合题意.当x=,y=时,P=Q=,符合题意.故x=,y=.
11.与集合A=表示同一集合的是( )
A.{x=1,y=0} B.{1,0}
C.{(x,y)|1,0} D.{(1,0)}
解析:D [由,解得,所以A=={(1,0)}.]
12.已知集合A={a,a-1},B={2,y},C={x|1<x-1<4}.
(1)若A=B,y的值为 ________ ;
(2)若A⊆C,a的取值范围为 ____________ .
解析:(1)若a=2,则A={1,2},所以y=1.
若a-1=2,则a=3,A={2,3},所以y=3,
综上,y的值为1或3.
(2)因为C={x|2<x<5},
所以所以3<a<5.
答案:(1)1或3 (2)(3,5)
13.已知A={a,b,c},则求:
(1)集合A的子集的个数,并判断∅与集合A的关系;
(2)请写出集合A的所有非空真子集.
解:(1)A={a,b,c}的子集有∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}共8个,其中∅A.
(2)集合A的所有非空真子集有{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c}.
14.已知集合M满足{2,3}⊆M⊆{1,2,3,4,5},求集合M及其个数.
解:当M中含有两个元素时,M为{2,3};当M中含有三个元素时,M为{2,3,1},{2,3,4},{2,3,5};当M中含有四个元素时,M为{2,3,1,4},{2,3,1,5},{2,3,4,5};当M中含有五个元素时,M为{2,3,1,4,5};所以满足条件的集合M为{2,3},{2,3,1},{2,3,4},{2,3,5},{2,3,1,4},{2,3,1,5},{2,3,4,5},{2,3,1,4,5},集合M的个数为8.
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