内容正文:
1.2 集合间的基本关系
1.2 集合间的基本关系
内容导图预览
新知要点探究
知识点1 子集
1.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.
2.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
(1)反身性:任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A;
(2)传递性:对于集合A,B,C,若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C
3.一般地,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A=B.也就是说,若A⊆B,且B⊆A,则A=B.
注意点:
(1)“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,能推出x∈B.
(2)集合A与集合B相等,就是集合A与集合B中的元素完全一致,即A⊆B,且B⊆A⇔A=B.
知识点2 真子集
1.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
记法与
读法
记作AB(或BA),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”)
图示
2.空集
定义
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集
记法
∅
规定
空集是任何集合的子集,即∅⊆A
性质
(1)空集只有一个子集,即它本身,∅⊆∅;
(2)空集是任何非空集合的真子集,即若A≠∅,则∅A;
(3)传递性:对于集合A,B,C,如果AB,且BC,那么AC
注意点:
(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)∅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}.
思路方法总结
1.判断集合间关系的常用方法
2.集合的子集的两个注意点
(1)要注意两个特殊的子集:∅和自身.
(2)按集合中含有元素的个数由少到多,分类一一写出,保证不重不漏.
3.由集合间的关系求参数范围
(1)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.
(2)要注意“空集”的情况,空集是任何集合的子集.
典例·举一反三
题型一 判断集合的包含关系
1.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.
【详解】因为,
所以.
故选:C
2.下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由元素、集合间的关系可解.
【详解】对于A,应为;对于B,应为;
对于 C,空集是任何集合的子集,故;
对于D,是点集,是数集,故说法错误.
故选:C.
3.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.
【详解】∵,
是整数,是奇数,∴.
故选:A.
4.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
【详解】(1);(2);(3)⫌;(4)⫋;
(5)⫌;(6)
故答案为:,=,⫌,⫋,⫌,=
5.若,,并有以下7个关系式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦
其中正确的有 (填序号).
【答案】①②③④⑥⑦.
【分析】根据条件,利用元素与集合、集合与集合间的关系的判断方法,逐一对各个命题分析判断,即可求解.
【详解】因为,所以,又,若作为一个元素并不在A中,故①正确;③,④正确;
又任何一个集合都是它本身的子集,空集是任何集合的子集,任何非空集合的真子集,
所以②,⑥正确,
又,所以⑤错误,显然⑦正确,
故答案为:①②③④⑥⑦.
题型二 求(真)子集的个数
6.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.
【详解】,因为集合中有个元素,所以真子集个数为.
故选:D.
7.已知集合,,则满足的集合的个数为( )
A.4 B.7 C.8 D.15
【答案】B
【分析】根据题意写出集合,再由子集和真子集的定义即可解得.
【详解】方法一:的含义是有的都有,有的都有,但不能等于.
因为集合,,
所以集合可为,共7个.
方法二:集合中有2个元素,中有5个元素,则集合可以是集合的任意一个真子集与集合并集组成,
所以满足的集合有(个).
故选:B.
8.已知a为给定实数,那么集合的非空子集的个数为( )
A.1 B.3 C.4 D.不确定
【答案】B
【分析】根据判别式判断集合中元素个数,进而确定集合非空子集个数.
【详解】由,则集合有2个元素,
所以的非空子集个数为个.
故选:B
9.若集合,则集合的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.15
【答案】D
【分析】分类讨论和时,的可能取值,得出集合,即可求出集合的真子集.
【详解】集合,集合,
若,则或;若,则或1,
∴,
∴的真子集的个数为.
故选:D.
10.已知集合,则集合的子集个数为( )
A.16 B.15 C.4 D.8
【答案】A
【分析】根据题意先求集合,进而得集合元素个数,利用子集个数公式即可求解.
【详解】因为,,
所以或或或,
故,
即集合中含有4个元素,所以集合的子集个数为.
故选:A.
题型三 空集的概念及性质应用
11.下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用元素与集合、集合与集合之间的关系及相等集合的概念逐一判断.
【详解】对于A,不是的元素,故A错误;
对于B,“”不能用于表示元素与集合的关系,故B错误;
对于C,空集是任何集合的子集,故,故C正确.
对于D,表示是无限集,而中只有元素1,2,,故D错误.
故选:C.
12.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..
【详解】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.
13.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.
【详解】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:.
14.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:.
15.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.
【详解】(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.
题型四 根据包含关系求参数
16.已知集合,,若,则x的值可以是( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】依次由、和排除ACD,接着令检验是否符合题意即可得解.
【详解】由题意得,排除C;
由,得,排除A;
由,得,排除D;
令,可得,,符合,故B正确.
故选:B.
17.已知集合,,若为的真子集,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分集合是否是空集进行讨论即可求解.
【详解】当时,满足为的真子集,此时,解得.
当时,则或解得.
综上,,即m的取值范围是.
故选:C.
18.(多选)设集合,,若,则实数a的值可以为( )
A. B.1 C.0 D.
【答案】BCD
【分析】解二次方程化简集合A,由知,按照和两种情况分类求解即可.
【详解】由十字相乘法可得,所以或,即.
当时,B可能为,也可能不为.
B是方程的解集,求解时需对B中元素个数进行分类讨论.
当时,,此时满足;
当时,因为,所以.
又,所以或,解得或1.
综上可知,a的值为或1或0.
故选:BCD
19.已知集合,,若,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据集合间的关系列不等式,可得解.
【详解】由已知,,且,
得,解得,
所以的取值范围为,
故答案为:.
20.已知集合,,且,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】根据集合的基本关系得出不等式组计算即可.
【详解】由于,在数轴上表示A,B,如图,
可得解得
所以的取值范围是.
题型五 根据集合相等求参数
21.已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据集合相等列方程求解即可.
【详解】因为,,,
所以,解得.
故选:C
22.已知集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】由集合相等可得元素完全相等,得到或,又由元素的互异性即可求得结果.
【详解】由题意可知,两集合元素全部相等,得到或,
又根据集合互异性,可知,解得舍去,
所以解得,所以,
故选:A
23.已知集合,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据方程的解是任意实数,即可得求解.
【详解】,即关于的方程的解是任意实数,
则所以所以.
故选:B.
24.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.
【详解】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:
25.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.
【详解】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,.
题型六 包含关系的综合应用
26.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.
【详解】(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:
,,,,,,.
27.已知集合,.
(1)若,存在集合使得,求这样的集合;
(2)若集合是集合的一个子集,求的取值范围.
【答案】(1),,,,,
(2)
【分析】(1)根据集合间的包含关系可直接写出符合题意的集合;
(2)对集合是否为空集进行分类讨论,解不等式即可求出的取值范围.
【详解】(1)当时,方程的根的判别式,所以.
又,故.
由已知得应是一个非空集合,且是的一个真子集,
用列举法可得这样的集合共有6个,分别为,,,,,.
(2)当时,是的一个子集,
此时对于方程,有,所以.
当时,因为,所以当时,,即,
此时,因为,所以不是的子集;
同理,当时,,也不是的子集;
当时,,也不是的子集.
综上,满足条件的的取值范围是.
28.已知集合
(1)若集合A中至多有一个元素,求实数k的取值范围;
(2)若集合A最少有一个真子集,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分两种情况进行分类讨论,列出不等式即可求得结果.
(2)将问题转化为方程至少有一个根,分两种情况进行分类讨论,求得结果.
【详解】(1)当时,,即,符合题意;
当时,,解得:.
综上所述,实数k的取值范围为.
(2)集合A最少有一个真子集,则集合中至少有一个元素,
当时,,即,符合题意;
当时,,解得:且.
综上所述,实数k的取值范围为.
29.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.
【详解】(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.
30.已知关于的一元二次方程有实根对应的取值构成集合,集合.
(1)求集合;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据判别式求解出结果;
(2)分类讨论和,列出不等式组求解出的取值范围.
【详解】(1)因为有实根,
所以,解得,
所以.
(2)因为,
当时,满足,此时,解得;
当时,因为,所以,解得,
综上所述,的取值范围是或.
31.设集合.
(1)当时,求A的非空真子集的个数;
(2)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2){或}
【分析】(1)先解不等式确定集合A,再由元素个数计算非空真子集即可;
(2)根据集合间的基本关系,分类讨论B是否为空集计算即可.
【详解】(1)由知,且可得,
所以A的非空真子集的个数为;
(2)因为,若,则,可得;
若,则,解之得;
综上所述:实数m的取值范围为{或}.
32.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.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(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.
【详解】(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.
试卷第1页,共3页
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1.2 集合间的基本关系
内容导图预览
新知要点探究
知识点1 子集
1.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.
2.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
(1)反身性:任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A;
(2)传递性:对于集合A,B,C,若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C
3.一般地,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A=B.也就是说,若A⊆B,且B⊆A,则A=B.
注意点:
(1)“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,能推出x∈B.
(2)集合A与集合B相等,就是集合A与集合B中的元素完全一致,即A⊆B,且B⊆A⇔A=B.
知识点2 真子集
1.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
记法与
读法
记作AB(或BA),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”)
图示
2.空集
定义
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集
记法
∅
规定
空集是任何集合的子集,即∅⊆A
性质
(1)空集只有一个子集,即它本身,∅⊆∅;
(2)空集是任何非空集合的真子集,即若A≠∅,则∅A;
(3)传递性:对于集合A,B,C,如果AB,且BC,那么AC
注意点:
(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)∅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}.
思路方法总结
1.判断集合间关系的常用方法
2.集合的子集的两个注意点
(1)要注意两个特殊的子集:∅和自身.
(2)按集合中含有元素的个数由少到多,分类一一写出,保证不重不漏.
3.由集合间的关系求参数范围
(1)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.
(2)要注意“空集”的情况,空集是任何集合的子集.
典例·举一反三
题型一 判断集合的包含关系
1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2.下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
3.已知集合,则( )
A. B. C. D.与的关系不确定
4.用“”,“”,“⫋”,“⫌”或“=”填空
(1)5 (2)
(3)Z N (4)Z Q
(5) (6)
5.若,,并有以下7个关系式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦
其中正确的有 (填序号).
题型二 求(真)子集的个数
6.设集合,则的真子集的个数是( )
A.8 B.7 C.4 D.3
7.已知集合,,则满足的集合的个数为( )
A.4 B.7 C.8 D.15
8.已知a为给定实数,那么集合的非空子集的个数为( )
A.1 B.3 C.4 D.不确定
9.若集合,则集合的真子集的个数为( )
A.3 B.4 C.7 D.15
10.已知集合,则集合的子集个数为( )
A.16 B.15 C.4 D.8
题型三 空集的概念及性质应用
11.下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
12.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
13.若集合,则实数a的值的集合为 .
14.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 .
15.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.
题型四 根据包含关系求参数
16.已知集合,,若,则x的值可以是( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
17.已知集合,,若为的真子集,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
18.(多选)设集合,,若,则实数a的值可以为( )
A. B.1 C.0 D.
19.已知集合,,若,则的取值范围为 .
20.已知集合,,且,求实数的取值范围.
题型五 根据集合相等求参数
21.已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.3
22.已知集合,,若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
23.已知集合,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
24.已知,,若集合,则的值为 .
25.设集合含有3个元素,集合含有3个元素,若,求实数和的值.
题型六 包含关系的综合应用
26.已知集合,且.
(1)求的值;(2)写出集合的所有真子集.
27.已知集合,.
(1)若,存在集合使得,求这样的集合;
(2)若集合是集合的一个子集,求的取值范围.
28.已知集合
(1)若集合A中至多有一个元素,求实数k的取值范围;
(2)若集合A最少有一个真子集,求实数k的取值范围.
29.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.
30.已知关于的一元二次方程有实根对应的取值构成集合,集合.
(1)求集合;
(2)若,求的取值范围.
31.设集合.
(1)当时,求A的非空真子集的个数;
(2)若,求实数m的取值范围.
32.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.
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试卷第1页,共3页
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