内容正文:
集合与常用逻辑用语
1.2 集合间的基本关系
第一章
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高中数学 必修 第一册 A
学习目标 1.理解集合之间包含与相等的含义.
2.能用符号和Venn图表示两个集合间的基本关系.
3.能识别给定集合的子集,理解空集与子集、真子集之间的关系.
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高中数学 必修 第一册 A
知识点一 子集
1.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____
记法与读法 记作____(或B⊇A),读作“__________”(或“B包含A”)
图示
结论 (1)任何一个集合是它本身的子集,即______;
(2)对于集合A,B,C,若A⊆B,且B⊆C,则______
子集
A⊆B
A包含于B
A⊆A
A⊆C
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高中数学 必修 第一册 A
“A是B的子集”的含义:集合A中的任意一个元素都是集合B中的元素,即由任意x∈A,都能推出x∈B.
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2.Venn图
在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为Venn图.
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[例1] 判断下列各对集合是否有包含关系.
(1)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
(2)M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*}.
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解
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判断集合间关系的三种方法
(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.
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解
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知识点二 集合相等、真子集与空集
观察下面几个实例:
(1)设A={x|x是长方形},B={x|x是有一个角是直角的平行四边形};
(2)A={1,5,6},B={5,6}.
你发现两个集合间有什么关系了吗?
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1.集合相等
一般地,如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么集合A与集合B相等,记作_____. 也就是说,若A⊆B,且B⊆A,则______.
A=B
A=B
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2.真子集
∈
定义 如果集合A⊆B,但存在元素x__B,且x__A,就称集合A是集合B的真子集
记法 记作A__B(或BA)
读法 读作“_____________”(或“B真包含A”)
结论 (1)AB且BC,则AC;
(2)A⊆B且A≠B,则AB
∉
A真包含于B
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(1)两集合的相等与真子集关系是子集关系的特例.
(2)假设集合A中含有n个元素,则有:
①A的子集的个数为2n;
②A的真子集的个数为2n-1;
③A的非空真子集的个数为2n-2.
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3.空集
空集
∅
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∅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}.
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解
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求集合子集、真子集的步骤
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C
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解 析
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解 析
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综合应用:由集合间的包含关系求参数
[例3] 已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|1<x<m}(m>1),且B⊆A,则实数m的取值范围是________.
答案:1<m≤4
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解 析
由于B⊆A,结合数轴分析可知,m≤4,
又m>1,所以1<m≤4.
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[变式探究1]
本例若将“B={x|1<x<m}(m>1)”改为“B={x|1<x<m}”,其他条件不变,则实数m的取值范围是什么?
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解
若m≤1,则B=∅,满足B⊆A.
若m>1,则由例题解析可知1<m≤4.
则m的取值范围为m≤4.
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[变式探究2]
本例若将“B={x|1<x<m}(m>1)”改为“B={x|2m-1<x<m+1}”,其他条件不变,则实数m的取值范围是什么?
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解
因为B⊆A,
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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,一般需要分类讨论.
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[练4]设集合M={x|2x2-5x-3=0},N={x|mx=1},若N⊆M,求m的取值集合.
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解
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1.知识清单
(1)子集、真子集的概念与性质;
(2)子集的个数;
(3)由集合间的关系求参数.
2.方法归纳:分析法、观察法、元素特征法、数形结合、分类讨论.
3.常见误区
(1)在解决问题时,容易遗忘空集,它在集合中有至高的地位;
(2)求含参的问题时,容易遗漏端点的取值,应注意讨论.
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◎随堂演练
1.(2025·郑州高一期中)设集合M={x|1≤x<2},N={x|x<3},则集合M和集合N的关系是( )
A.N∈M B.M∈N
C.M⊆N D.N⊆M
C
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解 析
∵M={x|1≤x<2},N={x|x<3},
∴M⊆N.
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2.已知集合M={x|x是菱形},N={x|x是正方形},则有 ( )
A.M⊆N B.MN
C.N⊆M D.M=N
C
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解 析
∵M={x|x是菱形},N={x|x是正方形},∴集合N的元素一定是集合M的元素,而集合M的元素不一定是集合N的元素,∴N⊆M.
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3.已知集合A={2,-1},集合B={m2-m,-1},且A=B,则实数m等于 ( )
A.2 B.-1
C.2或-1 D.4
C
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解 析
依题意,得m2-m=2,解得m=2或m=-1,经验证符合题意,故选C.
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4.(2025·青岛高一期中)已知集合{0,m3}⊆{0,m,1},则实数m的取值集合为 ________.
答案:{-1}
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解 析
因为集合{0,m3}⊆{0,m,1},所以m3=m或m3=1,
解得m=0或m=1或m=-1.当m=0或m=1时,不满足元素的互异性,舍去;
当m=-1时,集合{0,-1}⊆{0,-1,1},符合题意.
综上所述,实数m的取值集合为{-1}.
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5.已知集合Q={x|k+1≤x≤2k-1}=∅,则实数k的取值范围是________.
答案:k<2
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解 析
∵Q={x|k+1≤x≤2k-1}=∅,∴k+1>2k-1,解得k<2.∴实数k的取值范围是k<2.
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课时梯级训练(3)
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谢谢观看
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高中数学 必修 第一册 A
(1)集合A是数集,集合B是点集,故A与B之间无包含关系.
(2)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N⊆M,M与N有包含关系.
[练1]写出下列每对集合之间的关系.
(1)A={1,2,3,4,5},B={1,3,5};
(2)E={x|x<3},F={x|-1<x≤2}.
(1)因为集合B的每个元素都属于集合A,而4∈A且4∉B,所以B⊆A.
(2)在数轴上表示出集合E和F,如图所示.
由图可知F⊆E.
定义
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做____
记法
__
规定
空集是任何集合的子集,即∅⊆A
特性
(1)空集只有一个子集,即它的本身,∅⊆∅;
(2)A≠∅,则∅A
[例2] 写出集合{a,b,c}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
集合{a,b,c}的子集有∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c},
其中∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c}是它的真子集.
[练2](2024·陕西师大附中期中)集合A={x|x≤2,x∈N},则集合A的非空真子集个数为 ( )
A.2 B.3 C.6 D.7
A={x|x≤2,x∈N}={0,1,2},元素个数为3,故集合A的非空真子集个数为23-2=6.
[练3]满足{2,4,6}⊆A{1,2,3,4,5,6}的集合A的个数为________.
答案:7
集合A中的元素除了2,4,6外,还要从1,3,5中取一个或两个元素,有3+3=6(个),故集合A的个数为1+6=7.
由2x2-5x-3=0,得x=3或x=-,所以集合M=.若N⊆M,则N={3}或或∅.当N={3}时,m=;当N=时,m=-2;当N=∅时,m=0.所以m的取值集合为.
$$