内容正文:
1.2
子集、全集、补集
(教学方式: 基本概念课—逐点理清式教学)
课时目标
1.理解集合之间包含与相等的含义,能从教材实例中抽象出子集、真子集的概念.
2.能识别给定集合的子集、真子集,掌握列举有限集所有集合的方法,并注意空集在解题中的影响.
3.会判断集合间的关系,并能用符号和Venn图表示.
4.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,能求给定子集的补集.
CONTENTS
目录
1
2
3
逐点清(一) 子集、真子集
逐点清(二) 补集与全集
逐点清(三) 确定子集(真子集)的个数
4
课时检测
逐点清(一) 子集、真子集
01
多维理解
1.子集
定义 如果集合A的___________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
记法与读法 记为______或______,读作“集合A包含于集合B”或“集合B包含集合A”
任意一个
A⊆B
B⊇A
续表
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_______.
(3)若A⊆B且B⊆A,则______.
(4)规定∅⊆A,即空集是任何集合的子集
A⊆A
A⊆C
A=B
定义 如果A⊆B,并且________,那么集合A称为集合B的真子集
记法与读法 记为_________或B A,读作“A真包含于B”或“B真包含A”
2.真子集
A B
A≠B
图示
结论 (1)A B,B C,则_______.
(2)A⊆B且A≠B,则_______.
(3)规定∅ B(B为非空集合)
A C
续表
A B
|微|点|助|解| 对子集的理解
(1)“A是B的子集”的含义: 集合A中的任何一个元素都是集合B的元素,即有任意x∈A能推出x∈B.
(2)真子集的理解: 需明确A B,首先满足A⊆B,只要满足至少一个元素x∈B且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}.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若a∈A,则{a}⊆A.( )
(2)若A⊆B,且A≠B,则A B.( )
(3)如果集合B⊆A,那么若元素a不属于A,则必不属于B.( )
微点练明
√
√
√
2.已知A={x|x是正数},B={x|x是正整数},C={x|x是实数},那么A,B,C之间的关系是 ( )
A.A⊆B⊆C B.B⊆A⊆C
C.C⊆A⊆B D.A=B⊆C
√
解析: 集合A,B,C的关系如图所示.
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. D.-1
√
解析: 依题意有a-2=0或2a-2=0.当a-2=0时,解得a=2,此时A={0,-2},
B={1,0,2},不满足A⊆B;当2a-2=0时,解得a=1,此时A={0,-1},B=
{-1,0,1},满足A⊆B.所以a=1,故选B.
4.选用适当的符号填空:
(1)若集合A={x|2x-3<3x},B={x|x≥2},则-4____B,-3___A,
{2}____B,B____A.
∉
∉
解析: ∵集合A={x|2x-3<3x}={x|x>-3},B={x|x≥2},
∴-4∉B,-3∉A,{2} B,B A.
(2)若集合A={x|x2-1=0},则1____A,{-1}____A,∅____A,{1,-1}___A.
∈
=
解析: ∵集合A={x|x2-1=0}={-1,1},∴1∈A,{-1} A,∅ A,{1,-1}=A.
(3){x|x是菱形} {x|x是平行四边形};{x|x是等边三角形} {x|x是等腰三角形}.
解析: {x|x是菱形} {x|x是平行四边形};{x|x是等边三角形} {x|x是等腰三角形}.
5.若集合A {1,2,3},且A中至少含有一个奇数,则这样的集合有___个.
5
解析: 若A中含有一个奇数,则A可能为{1},{3},{1,2},{2,3};若A中含有两个奇数,则A={1,3}.
逐点清(二) 补集与全集
02
多维理解
1.补集
定义 设A⊆S,由S中_______A的所有元素组成的集合称为S的子集A的补集
记法与读法 记为∁SA(读作“A在S中的补集”),即∁SA=________________
不属于
{x|x∈S,且x∉A}
续表
图示
运算性质 ∁UA⊆U,∁UU=∅,∁U∅=____,∁U(∁UA)=___,A∪(∁UA)=___,
A∩(∁UA)=___
U
A
U
∅
2.全集
如果一个集合包含我们所研究问题中涉及的_____元素,那么就称这个集合为_____,全集通常记作___.
所有
全集
U
|微|点|助|解|
(1)∁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.
(2)“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.
微点练明
√
1.已知全集U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则∁UM= ( )
A.U B.{1,3,5}
C.{3,5,6} D.{2,4,6}
2.已知全集U={x|-1≤x<3},集合A={x|-1≤x≤2},则∁UA= ( )
A.{x|-1≤x<2} B.{x|2<x<3}
C.{x|2≤x<3} D.{x|x<-1或x>2}
√
解析: 由题意知∁UA={x|2<x<3}.
3.(2022·全国乙卷)设全集U={1,2,3,4,5},集合M满足∁UM={1,3},则 ( )
A.2∈M B.3∈M
C.4∉M D.5∉M
√
解析: 由题意知M={2,4,5},故选A.
4.已知全集U=R,A={x|1≤x<b},∁UA={x|x<1或x≥2},则实数b=___.
2
解析: 因为∁UA={x|x<1或x≥2},所以A={x|1≤x<2}.所以b=2.
逐点清(三) 确定子集(真子集)
的个数
03
根据子集的定义可知,若集合A是集合B的子集,则有A⊆B,它包含A=∅,A B,A=B,所以有限集合的子集个数的结论为
①n个元素的集合有2n个子集;
②n个元素的集合有(2n-1)个真子集;
③n个元素的集合有(2n-1)个非空子集;
④n个元素的集合有(2n-2)个非空真子集.
[典例] (1)已知a为给定的实数,那么集合M={x|x2-3x-a2+2=0,x∈R}的子集的个数为 ( )
A.1 B.2
C.4 D.不确定
√
解析: 由方程x2-3x-a2+2=0的根的判别式Δ=1+4a2>0,知方程有两个不相等的实数根,则M有2个元素,得集合M有22=4个子集.
(2)满足{a}⊆M {a,b,c,d}的集合M共有____个.
7
解析:集合M中必含元素a,且为{a,b,c,d}的真子集,可按元素个数分类依次写出集合M为{a},{a,b},{a,c},{a,d},{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},共7个.
|思|维|建|模|
(1)当集合中元素很少时,我们可以写出它的全部子集,从而得到子集和真子集的个数.写子集时不要忘记空集及集合本身.
(2)当集合中元素很多时,可以利用公式求解,注意真子集与子集公式的不同.
变式拓展
1.已知集合A,B,C,其中A有10个元素,C有15个元素,则满足A B C的集合B的个数为( )
A.32 B.31
C.30 D.5
√
解析: 由题意,知集合B的个数可以看成由5个元素构成的集合的非空真子集的个数,有25-2=30个,所以集合B的个数为30.
2.设M={1,2},N={a|a⊆M},则集合N中元素的个数为____.
4
解析: 由题,可知集合N是由集合M的子集构成的集合,因为集合M的子集个数为22=4,所以集合N中元素的个数为4.
3.设集合A={0,1,2},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},集合M的真子集的个数为_____.
15
解析: 集合A={0,1,2},B={4,5},而M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},
则M={4,5,6,7},所以集合M的真子集的个数为24-1=15.
课时检测
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1.已知集合A={y|y=|x|-1,x∈R},B={x|x≥2},则下列结论正确的是 ( )
A.-3∈A B.3∉B
C.B⊆A D.A⊆B
√
解析:集合A={y|y≥-1},B={x|x≥2},所以B⊆A.
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2.已知集合A={x∈N|0≤x≤4},B={3,4},则∁AB等于 ( )
A.{0,1,2} B.{1,2}
C.{1,2,3} D.{4}
√
解析:集合A={x∈N|0≤x≤4}={0,1,2,3,4},∁AB={0,1,2},故选A.
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3.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.
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√
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4.若集合A={1,3,x},B={x2,1}且B⊆A,则满足条件的实数x的个数是 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:因为B⊆A,所以x2∈A.又x2≠1,所以x2=3或x2=x,解得x=±或x=0.故选C.
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5.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:由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.
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√
6.(多选)已知A⊆B,A⊆C,B={2,0,1,8},C={1,9,3,8},则A可以是 ( )
A.{1,8} B.{2,3}
C.{1} D.{2}
解析:∵A⊆B,A⊆C,∴A中的元素应为B和C的共同元素.∵B={2,0,1,8},C={1,9,3,8},∴B和C的共同元素为1和8.∴A⊆{1,8}.结合选项知,A、C选项满足题意,故选A、C.
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7.已知集合A={x|x=3k,k∈Z},B={x|x=6k,k∈Z},则A与B之间最适合的关系是 ( )
A.A⊆B B.B⊆A
C.A B D.B A
解析:集合A是能被3整除的整数组成的集合,集合B是能被6整除的整数组成的集合,能被6整除的数一定能被3整除,所以B A.
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8.已知集合M={x∈Z|1≤x≤m},若集合M有4个子集,则实数m= ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:根据题意,集合M有4个子集,则M中有2个元素,又由M={x∈Z|1≤x≤m},其元素为大于等于1而小于等于m的全部整数,故m=2.
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9.设集合A={-1,1},集合B={x|x2-2ax+1=0},若B≠∅,B⊆A,则a等于 ( )
A.-1 B.0
C.1 D.±1
解析:当B={-1}时,x2-2ax+1=0有两个相等的实根-1,即a=-1;当B={1}时,x2-2ax+1=0有两个相等的实根1,即a=1;当B={-1,1}时,不成立.故a=±1.
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10.设全集U={1,2,3,4,5},集合A={1,a+6,5},∁UA={2,a2-1},则a的值为 ( )
A.-3 B.-3和-2
C.-2 D.2
解析:由补集的定义可知a+6的可能取值为3或4,当a+6=3,即a=-3时,a2-1=8,不满足题意;当a+6=4,即a=-2时,a2-1=3,此时A={1,4,5},∁UA={2,3},满足题意.综上,a=-2.
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11.(5分)已知集合U={-1,0,1},A={x|x=m2,m∈U},则∁UA= .
{-1}
解析:因为集合U={-1,0,1},A={x|x=m2,m∈U},所以A={0,1},则∁UA={-1}.
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12.(5分)设A,B是R的两个子集,对任意x∈R,定义:m=
n=若A⊆B,则对任意x∈R,m(1-n)=_____.
0
解析:∵A⊆B,∴当x∉A时,m=0,m(1-n)=0;当x∈A时,必有x∈B,m=n=1,m(1-n)=0.综上,m(1-n)=0.
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13.(5分)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=______________.
{2,3,5,7}
解析: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}.
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14.(5分)已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|1<x<m},且B⊆A,则实数m的取值范围是___________.
{m|m≤4}
解析:由集合B={x|1<x<m},若m≤1时,可得B=∅,此时满足B⊆A;若m>1时,要使B⊆A,则满足解得1<m≤4.综上可得,实数m的取值范围是{m|m≤4}.
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15.(10分)已知集合A={1,2,3}.
(1)若M是A的子集,且至少含有元素3,写出满足条件的所有集合M;(3分)
解:∵M⊆A,3∈M,∴集合M可能为{3},{1,3},{2,3},{1,2,3}.
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解:当a=0时,B=∅,满足B⊆A;
当a≠0时,B=;
若B⊆A,则=1或=2或=3,
解得a=3或a=或a=1.
综上所述,实数a的取值集合为.
(2)若B={x|ax-3=0},且B⊆A,求实数a的取值集合.(7分)
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16.(10分)若集合A={x|ax2+2x+1=0,x∈R}至多有一个真子集,求a的取值范围.
解:①当A无真子集时,即A=∅时,
则方程ax2+2x+1=0无实根,
所以解得a>1.
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②当A只有一个真子集时,即A为单元素集,这时有两种情况:
当a=0时,方程化为2x+1=0,
解得x=-,符合题意;
当a≠0时,由Δ=4-4a=0,解得a=1,符合题意.
综上,当集合A至多有一个真子集时,a的取值范围是{a|a=0或a≥1}.
本课结束
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