内容正文:
2025年《考点通关》新高一暑假数学素养提升讲义(人教A版2019必修第一册)
专题02 集合间的基本关系8种常见考法归类(46题)
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考点一 集合间关系的判断
考点二 求集合的子集、真子集
考点三 判断集合子集、真子集的个数
考点四 根据子集、真子集的个数求参数
考点五 空集的概念及判断
考点六 空集的性质及其应用
考点七 集合相等及其应用
(一)判断两个集合是否相等
(二)根据两个集合相等求参数
考点八 由集合间的包含关系求参数
知识点1:图(韦恩图)
在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图形称为图。
图和数轴一样,都是用来解决集合问题的直观的工具。利用图,可以使问题简单明了地得到解决。
对图的理解
(1)表示集合的图的边界是封闭曲线,它可以是圆、椭圆、矩形,也可以是其他封闭曲线.
(2)用图表示集合的优点是能够呈现清晰的视觉形象,即能够直观地表示集合之间的关系,缺点是集合元素的公共特征不明显.
知识点2:子集
1.子集:
一般地,对于两个集合,,如果集合中任意一个元素都是集合中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合为集合的子集
(1)记法与读法:记作(或),读作“含于”(或“包含”)
(2)性质:
①任何一个集合是它本身的子集,即.
②对于集合,,,若,且,则
(3)图表示:
2.集合与集合的关系与元素与集合关系的区别
符号“”表示集合与集合之间的包含关系,而符号“”表示元素与集合之间的从属关系.
知识点3:集合相等
一般地,如果集合的任何一个元素都是集合的元素,同时集合的任何一个元素都是集合的元素,那么集合与集合相等,记作.也就是说,若,且,则.
(1)的图表示
(2)若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素排列顺序无关
知识点4:真子集的含义
如果集合,但存在元素,且,我们称集合是集合的真子集;
(1)记法与读法:记作,读作“真包含于”(或“真包含”)
(2)性质:
①任何一个集合都不是是它本身的真子集.
②对于集合,,,若,且,则
(3)图表示:
知识点5:空集的含义
我们把不含任何元素的集合,叫做空集,记作:
规定:空集是任何集合的子集,即;
性质:①空集只有一个子集,即它的本身,
(2),则
和
和
和
相同点
都表示无
都是集合
都是集合
不同点
表示集合;
是实数
不含任何元素
含有一个元素
不含任何元素
含有一个元素,该元素为:
关系
或者
策略方法
1.符号“∈”与“⊆”区别
①“∈”表示元素与集合之间的关系,比如1∈N,-1N.
②“⊆”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.
2.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
首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关系.
一般地,设A={x|p(x)},B={x|q(x)},①若由p(x)可推出q(x),则A⊆B;②若由q(x)可推出p(x),则B⊆A;③若p(x),q(x)可互相推出,则A=B;④若由p(x)推不出q(x),由q(x)也推不出p(x),则集合A,B无包含关系.
(3)数形结合法
利用Venn图、数轴和直角坐标平面等图示形象直观地判断集合间的关系.一般地,判断不等式的解集之间的关系,适合画出数轴,但要注意端点值的取舍.
3.对子集概念的三角度理解
(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)不能把“A⊆B”理解为“A是B中部分元素组成的集合”,因为集合A可能是空集,也可能是集合B.
(3)特殊情形:如果集合A中存在着不是集合B中的元素,那么集合A不包含于B,或集合B不包含集合A.
4.求集合子集、真子集的步骤
5.有限集的子集的确定问题,求解关键有三点:
(1)确定所求集合;
(2)合理分类,按照子集所含元素的个数依次写出,一般按元素从少到多的顺序逐个写出满足条件的集合;
(3)注意两个特殊的集合,即空集和集合本身.
6.与子集、真子集个数有关的四个结论
假设集合A中含有n个元素,则有:
(1)A的子集的个数为2n个;
(2)A的非空子集的个数有2n-1个
(3)A的真子集的个数为2n-1个;
(4)A的非空真子集的个数为2n-2个.
具体示例如下:
集合A
所有子集
子集个数
真子集个数
非空真子集个数
{a}
∅,{a}
2=21
1
0
{a,b}
∅,{a},{b},{a,b}
4=22
3
2
{a,b,c}
∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}
8=23
7
6
A={a1,a2,…,an}
2n
2n-1
2n-2
注:对于元素个数有限的集合A,B,C,设集合A中含有n个元素,集合B中含有m个元素(n,m∈N+,且m<n).若B⊆C⊆A,则C的个数为;若B⊆CA,则C的个数为;若BC⊆A,则C的个数为;若BCA,则C的个数为.
7.根据子集、真子集的个数求参数
首先,明确子集、真子集个数与集合元素个数的关系:若集合有n个元素,则子集个数为2ⁿ,真子集个数为2ⁿ-1。据此可由已知的子集或真子集个数反推集合元素个数n。
其次,根据集合元素个数的要求,分析集合的构成。若集合由方程的根组成,需分方程是一次还是二次等情况讨论,结合判别式等确定参数取值;若集合含不等式等,需根据元素个数列出关于参数的不等式,求解参数范围。
最后,对求出的参数值或范围进行验证,确保集合元素个数符合由子集、真子集个数推出的结果,保证逻辑一致性。
8.空集的概念及判断
0,{0},∅,{∅}的关系
∅与0
∅与{0}
∅与{∅}
相同点
都表示无
的意思
都是集合
都是集合
不同点
∅是集合;
0是实数
∅中不含任何元素;
{0}含一个元素0
∅不含任何元素;
{∅}含一个元素,该元素是∅
关系
0∉∅
∅{0}
∅{∅}或∅∈{∅}
9.空集的性质及应用解题策略:
首先,明确空集定义:不含任何元素的集合。若集合为空集,需结合其表达式(方程、不等式等)分析元素不存在的条件。
对于方程构成的集合,若为一元二次方程,空集意味着方程无实根。分一次方程(参数系数为 0)和二次方程(参数系数非 0)讨论:一次方程需方程不成立;二次方程需判别式小于 0。
对于不等式构成的集合,空集表示不等式无解。同样分一次不等式(参数系数为 0 时,不等式不成立)和二次不等式(参数系数非 0 时,结合二次函数图像,开口方向与判别式判断无解条件)。
含分式、根式等的方程,空集可能因解为增根或无意义导致,需先化简方程,再分析解的有效性,确定参数使解不存在。
最后,对求得的参数范围或值验证,确保集合确实为空集,避免遗漏特殊情况(如参数为 0 时的一次式情形)。
10.判断两个集合是否相等解题策略
首先,明确集合相等的核心:两集合元素完全相同,包括元素的种类、个数及具体内容,与元素顺序无关。
其次,判断集合元素类型是否一致。若一个是数集、一个是点集(如含坐标形式),直接判定不相等;若类型相同,再深入分析元素。
然后,化简集合,明确元素具体内容。对于描述法表示的集合,需转化为直观形式(如列举法),比较元素是否完全一致。例如,含方程解集的集合,需求解方程得到元素后再对比。
最后,注意特殊情况:空集只与空集相等;单元素集需元素完全相同;多元素集需所有元素一一对应相等,不可有遗漏或差异。
11.根据两个集合相等求参数
根据集合相等求参数,首先分析一个集合中元素与另一个集合中哪个元素相等,分几种情况进行讨论,然后通过列方程(组)求解.当集合中的未知元素不止一个时,情况会更复杂,需要多次讨论.求出参数后要根据集合中元素的互异性进行检验,排除不符合要求的解.
12.由集合间的关系求参数问题的注意点及常用方法
(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.
注:(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.
13.利用集合关系求参数的关注点
(1)分析集合关系时,首先要分析、简化每个集合.
(2)此类问题通常借助数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值,做到准确无误.一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心点表示.
(3)此类问题还要注意“空集”的情况,因为空集是任何集合的子集.
14.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.
考点一 集合间关系的判断
1.(25-26高一·全国·单元测试)给出下列四个结论:①;②;③;④.其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由元素与集合、集合与集合的关系即可求解.
【解析】是有理数,所以,①正确;是实数,所以,②错误;
中含有元素0,所以不是空集,③错误;自然数集真包含于整数集,所以,④正确.综上,正确结论的个数为2.
故选:B.
2.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据集合A,B中元素的特征可判断各选项.
【解析】由题意知,集合,
因为,所以C、D不正确;
“”用于表示元素与集合之间的关系,故B不正确
所以.
故选:A.
3.(25-26高一·全国·随堂练习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据子集包含关系得到答案.
【解析】因为,
所以.
故选:C
4.(25-26高一·全国·课后作业)用“”,“”,“⫋”,“⫌”或“=”填空
(1)5 (2)
(3)Z N (4)Z Q
(5) (6)
【答案】 = ⫌ ⫋ ⫌ =
【分析】根据元素和集合,集合与集合之间的关系进行填空即可
【解析】(1);(2);(3)⫌;(4)⫋;
(5)⫌;(6)
故答案为:,=,⫌,⫋,⫌,=
5.(2025高一·四川成都·期中)已知集合,则( )
A. B. C. D.与的关系不确定
【答案】A
【分析】根据,再利用是整数,是奇数即可判断集合间的关系.
【解析】∵,
是整数,是奇数,∴.
故选:A.
考点二 求集合的子集、真子集
6.(2025高一·四川眉山·期末)已知集合,且.
(1)求的值;
(2)写出集合的所有真子集.
【答案】(1)
(2),,,,,,.
【分析】(1)由,求得或,结合元素的特征,即可求解;
(2)由(1)知集合,根据集合子集的概念,即可求解.
【解析】(1)当时,,不满足集合元素的互异性,不合题意;
当时,解得或,不合题意,
当时,,符合题意;
综上,;
(2)由(1)可得,故集合A的所有真子集为:
,,,,,,.
7.(2025高一·河北石家庄·阶段练习)已知集合.
(1)若,写出集合A的所有子集;
(2)若集合A中仅含有一个元素,求实数a的值.
【答案】(1)
(2)0或
【分析】(1)求出集合A,进而求出其子集即得.
(2)按a的值是否为0,分类求解即得.
【解析】(1)若,则,
所以集合A的所有子集是:,
(2)当时,方程,符合题意,因此,
当时,集合A中仅含有一个元素,则,解得,
所以实数a的值为0或.
8.(2025高一·浙江衢州·期中)若集合,则集合可用列举法表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据子集关系分析求解即可.
【解析】因为,则,
所以.
故选:D.
9.(2025高一·广西南宁·期中)写出集合的所有子集和真子集.
【答案】答案见解析
【分析】借助子集的概念与真子集的概念逐项列出即可得.
【解析】的子集有:
、、、、、、、;
的真子集有:
、、、、、、.
10.(2025高三·江西南昌·阶段练习)已知集合,,则集合的子集的个数为( )
A.3 B.7 C.8 D.15
【答案】C
【分析】根据集合的定义求得其元素,再求子集的个数即可.
【解析】,根据集合的定义,故可得,则其子集个数有个.
故选:C.
考点三 判断集合子集、真子集的个数
11.(25-26高三·四川绵阳·开学考试)已知集合,则的子集个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】求出集合,由子集的定义可得.
【解析】由集合,所以的子集个数为个;
故选:D
12.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合满足,则不同的集合的个数为 .
【答案】4
【分析】根据集合的包含关系列举出集合,即可得解.
【解析】由题知中必然含有元素,1,可能含有元素,2,
所以可能为,共4个.
故答案为:4
13.(25-26高三·湖北武汉·开学考试)设集合,则的真子集的个数是( )
A.8 B.7 C.4 D.3
【答案】D
【分析】写出集合,计算真子集个数.
【解析】,因为集合中有个元素,所以真子集个数为.
故选:D.
14.【多选】(25-26高一·全国·单元测试)若,,则称集合为幸福集合.对集合的所有非空子集,下列叙述正确的是( )
A.幸福集合个数为8 B.含的幸福集合个数为4
C.不含1的幸福集合个数为4 D.元素个数为3的幸福集合有2个
【答案】BD
【分析】求出集合所有非空子集中“幸福关系”个数逐项判断可得答案.
【解析】具有“幸福关系”的元素组有:1;,2;三组.
含一组的幸福集合有,,,共3个;
含两组的幸福集合有,,,共3个;
含三组的幸福集合有,共1个,
所以的非空子集中幸福集合的个数为,故A错误;
其中含的幸福集合个数为4,不含1的幸福集合个数为3,故B正确,C错误;
元素个数为3的幸福集合有2个,故D正确.
故选:BD.
15.(25-26高一·全国·课后作业)已知集合,则集合的非空真子集的个数为( )
A.4 B.8 C.14 D.15
【答案】C
【分析】根据集合的性质,依次求出集合,即可求得答案.
【解析】由
又由,可得,即.
故的非空真子集的个数为.
故选:C.
考点四 根据子集、真子集的个数求参数
16.(2025高一·云南大理·期末)已知集合.
(1)当时,求集合;
(2)若集合只有2个子集,求实数的值.
【答案】(1)
(2)0或
【分析】(1)代入求解出方程的解,则可知;
(2)根据进行分类讨论:当时,根据(1)的结果分析即可,当时,考虑的情况,由此可求结果.
【解析】(1)当时,由解得,
所以.
(2)因为集合只有个子集,所以集合中只有个元素,
当时,,显然满足;
当时,若中只有个元素,只需满足方程仅有个解,
所以,解得,解方程可得,此时,满足条件;
综上所述,的取值为0或
17.(2025高一·青海西宁·阶段练习)若有且仅有2个子集,则实数k的值是 .
【答案】或或
【分析】根据集合子集的个数,确定集合中元素的个数,再分类讨论求的值.
【解析】因为集合有且只有2个子集,所以集合中有且只有1个元素,
即方程有且只有1解.
若,则原方程可化为:,有且只有1解,符合题意;
若,由或.
故答案为:或或.
18.(2025高一·江苏南京·阶段练习)已知集合,满足,则.若集合只有个子集,则 .
【答案】或/或
【分析】分析可知集合中有且只有一个元素,可得出关于的等式,即可得解.
【解析】因为集合只有个子集,则集合中有且只有一个元素,
所以,,整理可得,其中,解得或.
故答案为:或.
19.(2025高一·安徽铜陵·阶段练习)若集合有且仅有2个子集,则满足条件的实数m组成的集合是( )
A. B. C.或 D.
【答案】B
【分析】根据集合子集个数确定集合元素只有一个,讨论参数m判断方程仅有一个解情况下m取值.
【解析】由题设集合有2个子集,则集合中仅含一个元素,
所以有且仅有一个解,
当,则,满足要求;
当,则,满足要求;
综上,满足条件的实数m组成的集合是.
故选:B
20.(2025高一·湖北武汉·阶段练习)已知集合,求:
(1)当时,中至多只有个子集,求的取值范围;
(2)当、满足什么条件时,集合为空集.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)分析可知,方程至多一个实根,分、两种情况讨论,在时,直接验证即可;在时,可得出,综合可得出实数的取值范围;
(2)分析可知,方程无实解,分、两种情况讨论,综合可得出、所满足的条件.
【解析】(1)解:由题意得,方程可化为,
①当时,方程可化为,得,
所以,符合题意,
②当时,因为中至多只有一个元素,所以,解得,
综上所述,的取值范围为或.
(2)解:①当时,方程可化为,
因为为空集,所以,
②当时,因为为空集,所以,
综上所述,当或时,集合为空集.
考点五 空集的概念及判断
21.(25-26高一·全国·课前预习)已知是一个集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据子集、空集、元素属于等概念的定义来逐一判断选项即可.
【解析】是一个以空集为元素的集合,集合中不一定包含元素,不一定成立,故A错误;
集合是只含有一个元素的集合,因为空集是所有非空集合的真子集,则成立,故B正确;
空集是集合,0是元素,不能相等,故C错误;
因为空集中不含任何元素,,故D错误.
故选:.
22.【多选】(25-26高一·全国·课前预习)下列说法正确的是( )
A.是菱形是正方形
B.若,,则
C.集合的真子集个数为7
D.
【答案】BC
【分析】借助菱形与正方形的关系、集合相等定义、真子集与元素个数关系及空集关系定义逐项判断即可得.
【解析】对A:菱形不一定是正方形,A错误;
对B:因为集合与集合均表示奇数集,所以,B正确;
对C:集合的真子集为,共7个,C正确;
对D:,由于空集不是空集的真子集,D错误.
故选:BC.
23.(2025·福建漳州·模拟预测)下列集合中表示空集的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据空集的定义,逐项判别,可得答案.
【解析】对于A,集合存在一个元素为,故A不符合题意;
对于B,集合存在一个元素为,故B不符合题意;
对于C,由,则,即该方程存在两个不相等的实数根,
所以集合存在两个元素,故C不符合题意;
对于D,由,则,即该方程不存在实数根,
所以集合无元素,故D符合题意.
故选:D.
24.(2025高一·全国·课后作业)下列四个集合中是空集的是( )
A. B.
C.,或 D.
【答案】B
【分析】根据空集的定义进行判断可得答案.
【解析】对于A,不是空集,故A错误;
对于B,无解,所以集合是空集,故B正确;
对于C,集合,或不是空集,故C错误;
对于D,集合不是空集,故D错误.
故选:B.
25.(2025高一·四川成都·期中)设集合,则下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知集合,结合元素与集合、集合与集合关系判断各项正误.
【解析】由题设、、,只有C正确.
故选:C
考点六 空集的性质及应用
26.(2025高一·北京·期中)若集合,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用空集的意义,结合方程根的情况列式求解即得.
【解析】当时,不成立,即,则;
当时,由,得,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
27.(2025高一·辽宁大连·阶段练习)关于x的方程的解集为空集,则k的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】先对方程进行整理,然后根据方程的解为增根即可求解..
【解析】方程整理得,
则有,解得且,
由方程的解集为空集,所以,即.
故选:D.
28.(2025高一·上海·阶段练习)已知:集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若A和B有且只有一个是,求实数a的取值范围.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)(2)根据给定条件,利用空集的意义,结合一元二次方程判别式列出不等式组并求解即得.
【解析】(1)由,得,解得,
所以实数a的取值范围是.
(2)由A和B有且只有一个是,得且或且,
则有或,解得或,
所以实数a的取值范围是或.
29.(2025高一·四川广安·期中)若集合,则实数a的值的集合为 .
【答案】
【分析】分与两种情况,结合根的判别式得到不等式,求出答案.
【解析】当时,满足题意;
当时,应满足,解得;
综上可知,a的值的集合为.
故答案为:.
30.(2025高三·浙江·阶段练习)若集合是空集,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用空集的意义,结合一元二次方程根的情况求得答案.
【解析】集合是空集,则关于的方程无实根,
当时,方程为有两个不等实根,不符合要求,
当时,,方程无实根,
所以的取值范围是.
故选:B
考点七 集合相等及其应用
(1) 判断两个集合是否相等
31.(2025高一·湖南岳阳·专题练习)下列不是同一集合的是( )
A.且
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】分析各对集合元素的特征,即可判断.
【解析】对于A,由,得,∴且,故A不正确;
对于B,,∴,故B不正确;
对于C,集合是数集,是点集,∴,故C正确;
对于D,∴,故D不正确.
故选:C.
32.(25-26高一·全国·课前预习)用“”“ ”或“=”填空:
(1) ;(2) .
【答案】
【分析】根据元素与集合以及集合与集合间的关系即可填空.
【解析】(1);(2).
故答案为:;.
33.(25-26高一·全国·假期作业)集合与集合表示同一集合.( )
【答案】错误
【分析】利用相等集合的定义判断即可.
【解析】集合为数集,集合为点集,不是同一集合,错误;
故答案为:错误
34.(2025高二·湖南郴州·学业考试)下列各组集合中表示同一集合的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据集合的表示方法,以及集合相等的概念,逐项分析判定,即可求解.
【解析】对于A中,集合与集合中的元素完全相同,所以,所以A正确;
对于B中,集合表示由点作为元素,构成的单元素集合,
集合表示由点作为元素,构成的单元素集合,
所以集合与集合不相等,所以B不符合题意;
对于C中,集合表示由两个元素构成的数集;
集合表示由点作为元素,构成的单元素数集,
所以集合与集合不相等,所以B不符合题意;
对于D中,集合表示直线的点作为元素构成的无限点集,
集合表示直线的点的纵坐标作为元素构成的无限数集,
所以集合与集合不相等,所以B不符合题意;
故选:A.
35.(2025高一·山东泰安·阶段练习)下列每组集合是相等集合的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】根据集合相等的概念判断四个选项即可.
【解析】对于A,,,故,所以A错误;
对于B,为点集,为数集,故,所以B错误;
对于C,,,故,所以C错误;
对于D,数集和数集元素一样,故,所以D正确,
故选:D.
(二)根据两个集合相等求参数
36.(25-26高一·全国·课后作业)设为实数,,若与相等,则 .
【答案】0
【分析】根据集合相等结合互异性求解即可.
【解析】集合中的元素必须满足互异性,且两集合相等,所以,且,故.
故答案为:0.
37.(25-26高一·全国·课堂例题)设集合含有3个元素,集合含有3个元素,若,求实数和的值.
【答案】,或,
【分析】根据集合相等列方程组求解,然后根据集合的定义检验.
【解析】由集合相等的概念可知,
或,
解得:或或,
因为当,时,
集合中,集合中,都不符合集合中元素的互异性,
所以,或,.
38.(25-26高一·全国·单元测试)已知,,若集合,则的值为 .
【答案】
【分析】由两集合相等及分式的分母不为0可求出n,再利用集合相等和互异性求m,代入计算即可.
【解析】因为,,所以,故,所以解得或.
当时,不满足集合元素的互异性,
当时,集合为,符合条件.
所以.
故答案为:
39.(2025高一·海南省直辖县级单位·阶段练习)设,,,若,则 .
【答案】0
【分析】根据集合相等求出的值,计算即得结果.
【解析】∵集合,
∴
∴.
故答案为:.
40.(2025高一·贵州贵阳·阶段练习)已知实数集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】根据得到,或,,然后解方程,再根据集合中元素的互异性得到,,最后计算即可.
【解析】当,时,,或任意,(不符集合元素的互异性,舍);
当,时,,,不符集合元素的互异性,
所以,,.
故选:A.
考点八 由集合间的包含关系求参数
41.【多选】(2025高一·山东德州·阶段练习)已知集合,,若,则实数的值可以是( )
A. B. C.0 D.1
【答案】ABD
【分析】先求出集合,分和两种情况结合包含关系求解即可.
【解析】由,
,
当时,,满足;
当时,,则或,
解得或.
综上所述,或或.
故选:ABD.
42.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合,非空集合,若,求实数的值.
【答案】2
【分析】根据一元二次方程的知识对集合中的方程求出解集,然后根据子集的定义求出的值.
【解析】因为,所以.由题知,
当时,,即,解得或.
若,则,所以,满足题意;
若,则,不符合题意.
当时,,即,解得或.
若,则,不合题意.
综上所述,实数的值为2.
43.(25-26高一·全国·课前预习)(多选)已知集合,,且,则可以取( )
A. B.0 C. D.1
【答案】BD
【分析】分别讨论情况下的集合的元素,然后结合子集的定义求出的可能取值.
【解析】当时,集合,满足,B正确;
当时,集合,要使,则或.
当时,,此时,集合不满足集合中元素的互异性,舍去;
当时,,此时,集合,满足题意,D正确,
所以的值可以为0或1.
故选:BD.
44.(2025高一·辽宁朝阳·期末)已知集合,集合.若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意得或,求出即可.
【解析】已知集合,集合.若,则或,
而方程无解,方程的解为,
经检验当时,满足集合中元素间的互异性,且.
故选:D.
45.【多选】(2025高一·山东日照·阶段练习)设集合,若满足,则实数可以是( )
A.0 B. C. D.3
【答案】ABC
【分析】求出,分,和三种情况,得到实数a的值.
【解析】,因为,
当时,,满足要求,
当时,,当时,,
综上,或或.
故选:ABC
46.(2025高一·河南驻马店·阶段练习)已知集合,.
(1)若是的真子集,求的取值范围;
(2)若是的子集,求的取值范围;
(3)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由真子集的定义,确定的取值范围;
(2)由子集的定义,确定的取值范围;
(3)由集合相等求出的值.
【解析】(1)
若是的真子集,则由图知,,
故的取值范围为.
(2)
若是的子集,已知,则,
则由图知,,
故的取值范围为.
(3)若,则.
$$2025年《考点通关》新高一暑假数学素养提升讲义(人教A版2019必修第一册)
专题02 集合间的基本关系8种常见考法归类(46题)
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考点一 集合间关系的判断
考点二 求集合的子集、真子集
考点三 判断集合子集、真子集的个数
考点四 根据子集、真子集的个数求参数
考点五 空集的概念及判断
考点六 空集的性质及其应用
考点七 集合相等及其应用
(一)判断两个集合是否相等
(二)根据两个集合相等求参数
考点八 由集合间的包含关系求参数
知识点1:图(韦恩图)
在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图形称为图。
图和数轴一样,都是用来解决集合问题的直观的工具。利用图,可以使问题简单明了地得到解决。
对图的理解
(1)表示集合的图的边界是封闭曲线,它可以是圆、椭圆、矩形,也可以是其他封闭曲线.
(2)用图表示集合的优点是能够呈现清晰的视觉形象,即能够直观地表示集合之间的关系,缺点是集合元素的公共特征不明显.
知识点2:子集
1.子集:
一般地,对于两个集合,,如果集合中任意一个元素都是集合中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合为集合的子集
(1)记法与读法:记作(或),读作“含于”(或“包含”)
(2)性质:
①任何一个集合是它本身的子集,即.
②对于集合,,,若,且,则
(3)图表示:
2.集合与集合的关系与元素与集合关系的区别
符号“”表示集合与集合之间的包含关系,而符号“”表示元素与集合之间的从属关系.
知识点3:集合相等
一般地,如果集合的任何一个元素都是集合的元素,同时集合的任何一个元素都是集合的元素,那么集合与集合相等,记作.也就是说,若,且,则.
(1)的图表示
(2)若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素排列顺序无关
知识点4:真子集的含义
如果集合,但存在元素,且,我们称集合是集合的真子集;
(1)记法与读法:记作,读作“真包含于”(或“真包含”)
(2)性质:
①任何一个集合都不是是它本身的真子集.
②对于集合,,,若,且,则
(3)图表示:
知识点5:空集的含义
我们把不含任何元素的集合,叫做空集,记作:
规定:空集是任何集合的子集,即;
性质:①空集只有一个子集,即它的本身,
(2),则
和
和
和
相同点
都表示无
都是集合
都是集合
不同点
表示集合;
是实数
不含任何元素
含有一个元素
不含任何元素
含有一个元素,该元素为:
关系
或者
策略方法
1.符号“∈”与“⊆”区别
①“∈”表示元素与集合之间的关系,比如1∈N,-1N.
②“⊆”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.
2.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
首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关系.
一般地,设A={x|p(x)},B={x|q(x)},①若由p(x)可推出q(x),则A⊆B;②若由q(x)可推出p(x),则B⊆A;③若p(x),q(x)可互相推出,则A=B;④若由p(x)推不出q(x),由q(x)也推不出p(x),则集合A,B无包含关系.
(3)数形结合法
利用Venn图、数轴和直角坐标平面等图示形象直观地判断集合间的关系.一般地,判断不等式的解集之间的关系,适合画出数轴,但要注意端点值的取舍.
3.对子集概念的三角度理解
(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)不能把“A⊆B”理解为“A是B中部分元素组成的集合”,因为集合A可能是空集,也可能是集合B.
(3)特殊情形:如果集合A中存在着不是集合B中的元素,那么集合A不包含于B,或集合B不包含集合A.
4.求集合子集、真子集的步骤
5.有限集的子集的确定问题,求解关键有三点:
(1)确定所求集合;
(2)合理分类,按照子集所含元素的个数依次写出,一般按元素从少到多的顺序逐个写出满足条件的集合;
(3)注意两个特殊的集合,即空集和集合本身.
6.与子集、真子集个数有关的四个结论
假设集合A中含有n个元素,则有:
(1)A的子集的个数为2n个;
(2)A的非空子集的个数有2n-1个
(3)A的真子集的个数为2n-1个;
(4)A的非空真子集的个数为2n-2个.
具体示例如下:
集合A
所有子集
子集个数
真子集个数
非空真子集个数
{a}
∅,{a}
2=21
1
0
{a,b}
∅,{a},{b},{a,b}
4=22
3
2
{a,b,c}
∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}
8=23
7
6
A={a1,a2,…,an}
2n
2n-1
2n-2
注:对于元素个数有限的集合A,B,C,设集合A中含有n个元素,集合B中含有m个元素(n,m∈N+,且m<n).若B⊆C⊆A,则C的个数为;若B⊆CA,则C的个数为;若BC⊆A,则C的个数为;若BCA,则C的个数为.
7.根据子集、真子集的个数求参数
首先,明确子集、真子集个数与集合元素个数的关系:若集合有n个元素,则子集个数为2ⁿ,真子集个数为2ⁿ-1。据此可由已知的子集或真子集个数反推集合元素个数n。
其次,根据集合元素个数的要求,分析集合的构成。若集合由方程的根组成,需分方程是一次还是二次等情况讨论,结合判别式等确定参数取值;若集合含不等式等,需根据元素个数列出关于参数的不等式,求解参数范围。
最后,对求出的参数值或范围进行验证,确保集合元素个数符合由子集、真子集个数推出的结果,保证逻辑一致性。
8.空集的概念及判断
0,{0},∅,{∅}的关系
∅与0
∅与{0}
∅与{∅}
相同点
都表示无
的意思
都是集合
都是集合
不同点
∅是集合;
0是实数
∅中不含任何元素;
{0}含一个元素0
∅不含任何元素;
{∅}含一个元素,该元素是∅
关系
0∉∅
∅{0}
∅{∅}或∅∈{∅}
9.空集的性质及应用解题策略:
首先,明确空集定义:不含任何元素的集合。若集合为空集,需结合其表达式(方程、不等式等)分析元素不存在的条件。
对于方程构成的集合,若为一元二次方程,空集意味着方程无实根。分一次方程(参数系数为 0)和二次方程(参数系数非 0)讨论:一次方程需方程不成立;二次方程需判别式小于 0。
对于不等式构成的集合,空集表示不等式无解。同样分一次不等式(参数系数为 0 时,不等式不成立)和二次不等式(参数系数非 0 时,结合二次函数图像,开口方向与判别式判断无解条件)。
含分式、根式等的方程,空集可能因解为增根或无意义导致,需先化简方程,再分析解的有效性,确定参数使解不存在。
最后,对求得的参数范围或值验证,确保集合确实为空集,避免遗漏特殊情况(如参数为 0 时的一次式情形)。
10.判断两个集合是否相等解题策略
首先,明确集合相等的核心:两集合元素完全相同,包括元素的种类、个数及具体内容,与元素顺序无关。
其次,判断集合元素类型是否一致。若一个是数集、一个是点集(如含坐标形式),直接判定不相等;若类型相同,再深入分析元素。
然后,化简集合,明确元素具体内容。对于描述法表示的集合,需转化为直观形式(如列举法),比较元素是否完全一致。例如,含方程解集的集合,需求解方程得到元素后再对比。
最后,注意特殊情况:空集只与空集相等;单元素集需元素完全相同;多元素集需所有元素一一对应相等,不可有遗漏或差异。
11.根据两个集合相等求参数
根据集合相等求参数,首先分析一个集合中元素与另一个集合中哪个元素相等,分几种情况进行讨论,然后通过列方程(组)求解.当集合中的未知元素不止一个时,情况会更复杂,需要多次讨论.求出参数后要根据集合中元素的互异性进行检验,排除不符合要求的解.
12.由集合间的关系求参数问题的注意点及常用方法
(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.
注:(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.
13.利用集合关系求参数的关注点
(1)分析集合关系时,首先要分析、简化每个集合.
(2)此类问题通常借助数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值,做到准确无误.一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心点表示.
(3)此类问题还要注意“空集”的情况,因为空集是任何集合的子集.
14.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.
考点一 集合间关系的判断
1.(25-26高一·全国·单元测试)给出下列四个结论:①;②;③;④.其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一·全国·随堂练习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一·全国·课后作业)用“”,“”,“⫋”,“⫌”或“=”填空
(1)5 (2)
(3)Z N (4)Z Q
(5) (6)
5.(2025高一·四川成都·期中)已知集合,则( )
A. B. C. D.与的关系不确定
考点二 求集合的子集、真子集
6.(2025高一·四川眉山·期末)已知集合,且.
(1)求的值;
(2)写出集合的所有真子集.
7.(2025高一·河北石家庄·阶段练习)已知集合.
(1)若,写出集合A的所有子集;
(2)若集合A中仅含有一个元素,求实数a的值.
8.(2025高一·浙江衢州·期中)若集合,则集合可用列举法表示为( )
A. B. C. D.
9.(2025高一·广西南宁·期中)写出集合的所有子集和真子集.
10.(2025高三·江西南昌·阶段练习)已知集合,,则集合的子集的个数为( )
A.3 B.7 C.8 D.15
考点三 判断集合子集、真子集的个数
11.(25-26高三·四川绵阳·开学考试)已知集合,则的子集个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合满足,则不同的集合的个数为 .
13.(25-26高三·湖北武汉·开学考试)设集合,则的真子集的个数是( )
A.8 B.7 C.4 D.3
14.【多选】(25-26高一·全国·单元测试)若,,则称集合为幸福集合.对集合的所有非空子集,下列叙述正确的是( )
A.幸福集合个数为8 B.含的幸福集合个数为4
C.不含1的幸福集合个数为4 D.元素个数为3的幸福集合有2个
15.(25-26高一·全国·课后作业)已知集合,则集合的非空真子集的个数为( )
A.4 B.8 C.14 D.15
考点四 根据子集、真子集的个数求参数
16.(2025高一·云南大理·期末)已知集合.
(1)当时,求集合;
(2)若集合只有2个子集,求实数的值.
17.(2025高一·青海西宁·阶段练习)若有且仅有2个子集,则实数k的值是 .
18.(2025高一·江苏南京·阶段练习)已知集合,满足,则.若集合只有个子集,则 .
19.(2025高一·安徽铜陵·阶段练习)若集合有且仅有2个子集,则满足条件的实数m组成的集合是( )
A. B. C.或 D.
20.(2025高一·湖北武汉·阶段练习)已知集合,求:
(1)当时,中至多只有个子集,求的取值范围;
(2)当、满足什么条件时,集合为空集.
考点五 空集的概念及判断
21.(25-26高一·全国·课前预习)已知是一个集合,则( )
A. B. C. D.
22.【多选】(25-26高一·全国·课前预习)下列说法正确的是( )
A.是菱形是正方形
B.若,,则
C.集合的真子集个数为7
D.
23.(2025·福建漳州·模拟预测)下列集合中表示空集的是( )
A. B.
C. D.
24.(2025高一·全国·课后作业)下列四个集合中是空集的是( )
A. B.
C.,或 D.
25.(2025高一·四川成都·期中)设集合,则下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
考点六 空集的性质及应用
26.(2025高一·北京·期中)若集合,则实数的取值范围是 .
27.(2025高一·辽宁大连·阶段练习)关于x的方程的解集为空集,则k的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
28.(2025高一·上海·阶段练习)已知:集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若A和B有且只有一个是,求实数a的取值范围.
29.(2025高一·四川广安·期中)若集合,则实数a的值的集合为 .
30.(2025高三·浙江·阶段练习)若集合是空集,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点七 集合相等及其应用
(1) 判断两个集合是否相等
31.(2025高一·湖南岳阳·专题练习)下列不是同一集合的是( )
A.且
B.
C.
D.
32.(25-26高一·全国·课前预习)用“”“ ”或“=”填空:
(1) ;(2) .
33.(25-26高一·全国·假期作业)集合与集合表示同一集合.( )
34.(2025高二·湖南郴州·学业考试)下列各组集合中表示同一集合的是( )
A.
B.
C.
D.
35.(2025高一·山东泰安·阶段练习)下列每组集合是相等集合的是( )
A., B.,
C., D.,
(二)根据两个集合相等求参数
36.(25-26高一·全国·课后作业)设为实数,,若与相等,则 .
37.(25-26高一·全国·课堂例题)设集合含有3个元素,集合含有3个元素,若,求实数和的值.
38.(25-26高一·全国·单元测试)已知,,若集合,则的值为 .
39.(2025高一·海南省直辖县级单位·阶段练习)设,,,若,则 .
40.(2025高一·贵州贵阳·阶段练习)已知实数集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
考点八 由集合间的包含关系求参数
41.【多选】(2025高一·山东德州·阶段练习)已知集合,,若,则实数的值可以是( )
A. B. C.0 D.1
42.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合,非空集合,若,求实数的值.
43.(25-26高一·全国·课前预习)(多选)已知集合,,且,则可以取( )
A. B.0 C. D.1
44.(2025高一·辽宁朝阳·期末)已知集合,集合.若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
45.【多选】(2025高一·山东日照·阶段练习)设集合,若满足,则实数可以是( )
A.0 B. C. D.3
46.(2025高一·河南驻马店·阶段练习)已知集合,.
(1)若是的真子集,求的取值范围;
(2)若是的子集,求的取值范围;
(3)若,求的值.
$$