内容正文:
2025-2026学年《解题秘籍》高一数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019必修第一册)
1.2 集合间的基本关系8题型分类
一、子集、真子集、集合相等的相关概念
1、子集:如果集合A中的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A叫做集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”).
2、真子集: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叫做集合B的真子集。记作AB或(BA)
【思考】任何两个集合之间是否有包含关系?
提示:不一定.如集合A={0,1,2},B={-1,0,1},这两个集合就没有包含关系.
【特别提醒】
符号“∈”与“⊆”的区别:符号“∈”表示元素与集合间的关系,而“⊆”表示集合与集合之间的关系.
二、空集
1.定义:不含任何元素的集合叫做空集,记为.
2.规定:空集是任何集合的子集.
在这个规定的基础上,结合子集和真子集的有关概念,可以得到:
(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.
【思考】{0}与∅表示同一集合吗?
提示:{0}表示一个集合,且集合中有且仅有一个元素0;而∅表示空集,其不含有任何元素,故{0}≠∅.
三、集合关系的性质
1.任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A.
2.对于集合A,B,C,①若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C;②若AB,BC,则AC.
3.若A⊆B,A≠B,则AB.
【注意】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.
四、Venn图的优点及其表示
(1)优点:形象直观.
(2)表示:通常用封闭曲线的内部代表集合.
(一)
集合间的关系判断
1、集合与集合之间的关系判断是通过两个集合间的元素是否相同,注意跟集合与元素之间的属于关系进行区分,通过集合的列举、描述、图示法等进行判断.
2、判断集合关系的方法.
(1)观察法:一一列举观察.
(2)元素特征法:首先确定集合的元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断关系.
(3)数形结合法:利用数轴或Venn图.
提醒:若A⊆B和AB同时成立,则AB更能准确表达集合A,B之间的关系.
题型1:判断集合间的关系
1.(2025高一·全国·专题练习)(多选)下列关系正确的为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】辨析集合元素与集合的关系,集合与集合的关系.
【解析】A正确,0是集合的元素;
B错误,集合含有两个元素含有一个元素点,所以这两个集合没关系;
C正确,是任何非空集合的真子集;
D错误,集合含有一个元素点,集合含有一个元素点,这两个元素不同,所以集合不相等.故选:AC.
2.(2025高一·全国·专题练习)指出下列各组集合之间的关系.
(1);
(2)是等边三角形是等腰三角形};
(3).
【答案】(1)A与B之间无包含关系
(2)
(3)
【解析】(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)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.
(3)解法一 两个集合都表示正奇数组成的集合,但由于,因此集合M含有元素“1”,而集合N不含元素“1”,故.
解法二 由列举法知,所以.
3.(2025高一·全国·专题练习)已知集合和集合,则两个集合间的关系是( )
A. B. C. D.互不包含
【答案】D
【解析】因为集合M为函数中x的取值集合,为数集,而P为曲线上的点的集合,为点集,因此,M与P互不包含.
4.(沪教版(2020)一轮复习堂堂清第一单元1.1集合的概念)已知集合,,,则M、N、P的关系满足( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将集合M、N、P化简成统一形式,然后判断即可.
【解析】,
,
,
所以.
故选:B.
5.(2025高一·江苏·假期作业)指出下列各对集合之间的关系.
(1)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
(2)A={x|-1<x<4},B={x|x-5<0};
(3)A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};
(4)M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*};
(5)A={x|x=2a+3b,a∈Z,b∈Z},B={x|x=4m-3n,m∈Z,n∈Z}.
【答案】(1)无包含关系
(2)
(3)
(4)
(5)A=B
【分析】(1)由集合A和集合B的代表元素判断;
(2)利用数轴求解判断;
(3)由等边三角形和等腰三角形的关系判断;
(4)由n∈N*判断;
(5)由任意k∈Z是否符合集合元素的公共属性判断.
【解析】(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.
(5)A={x|x=2a+3b,a∈Z,b∈Z},因为任意k∈Z,k=2×(-k)+3k∈A,所以A={x|x=2a+3b,a∈Z,b∈Z}=Z,
因为任意k∈Z,k=4k-3k∈B,所以B={x|x=4m-3n,m∈Z,n∈Z}=Z,所以A=B=Z.
(二)
子集、真子集
1、求集合子集、真子集个数的3个步骤
2、子集、真子集个数有关的4个结论
假设集合A中含有n个元素,则有
(1)A的子集的个数有2n个.
(2)A的非空子集的个数有2n-1个.
(3)A的真子集的个数有2n-1个.
(4)A的非空真子集的个数有2n-2个.
题型2:求集合的子集、真子集
6.(2025高一·全国·专题练习)写出集合的所有子集.
【答案】
【解析】此集合一个元素也没有的子集为;
含有一个元素的子集为:;
含有两个元素的子集为:;
含有三个元素的子集为:,
因此,此集合的子集为,一共有8个子集.
7.(25-26高一·全国·课堂例题)写出下列集合的子集和真子集,并观察“元素个数”与“子集个数”、“真子集个数”之间存在什么关系?
(1)
(2)
(3)
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)根据子集和真子集的概念进行辨析.
(2)根据子集和真子集的概念进行辨析.
(3)根据子集和真子集的概念进行辨析.
【解析】(1)子集:,共2个;真子集:共1个.
(2)子集:,,,共4个;真子集:,,共3个.
(3)子集:,,,,,,,共8个;
真子集:,,,,,,共7个.
元素个数为n,则子集个数为,真子集个数.
8.(2025高一·西藏拉萨·期中)已知集合,则集合的子集为 .
【答案】
【分析】根据一元二次方程的解法,求得集合,结合子集的概念,即可求解.
【解析】由集合,
则集合的子集为.
故答案为:.
9.(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:
,,,,,,.
10.(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.
题型3:判断集合子集、真子集的个数
11.(2025高一·江苏苏州·开学考试)由英文单词“book”中的字母构成的集合的子集个数为( )
A.3 B.6 C.8 D.16
【答案】C
【分析】首先写出该集合,即可判断集合的元素个数,根据含有个元素的集合的子集个数为个计算可得.
【解析】解:由英文单词“book”中的字母构成的集合为,集合中含有个元素,
所以该集合的子集为个.
故选:C
12.(2025高一·全国·课后作业)集合且的真子集的个数是( )
A.16 B.15 C.8 D.7
【答案】B
【分析】用列举法表示集合A,根据下面的结论求解:含有个元素的集合的真子集的个数是个.
【解析】,集合A含有4个元素,真子集的个数是,
故选:B.
13.(2025高三·全国·中职高考)若集合A满足,则集合A所有可能的情形有( )
A.3种 B.5种 C.7种 D.9种
【答案】C
【分析】由集合的包含关系讨论A所含元素的可能性即可.
【解析】由,可知集合A必有元素,即至少有两个元素,至多有四个元素,
依次有以下可能:七种可能.
故选:C
14.(2025高一·全国·课后作业)集合,则的子集的个数为( )
A.4 B.8 C.15 D.16
【答案】D
【分析】先求出,再找出中6的正约数,可确定集合,进而得到答案.
【解析】集合,,
,
故有个子集.
故选:D.
15.(2025高一·全国·专题练习)满足的集合M有 个.
【答案】7
【解析】由题意可得,可以确定集合M必含有元素,且含有元素中的至少一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:
含有三个元素:;
含有四个元素:;
含有五个元素:.
故满足题意的集合M共有7个.
16.(2025高一·辽宁沈阳·期末)已知集合满足,那么这样的集合M的个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【分析】根据集合的包含关系一一列举出来即可.
【解析】因为,
所以集合可以为:,
共8个,
故选:C.
题型4:根据子集、真子集个数求参数
17.(2025高一·湖北武汉·期中)已知集合的子集只有两个,则实数的值为 .
【答案】0或1
【分析】分类讨论确定集合中元素或元素个数后得出其子集个数,从而得结论.
【解析】时,,子集只有两个,满足题意,
时,若即,则,子集只有1个,不满足题意;
若,即,则集合有两个元素,子集有4个,不满足题意,
时,,,子集只有两个,满足题意,
所以或1.
故答案为:0或1,
18.(2025高一·山西大同·阶段练习)若集合有且仅有1个子集,则a的值可以为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据子集个数确定是空集,然后由方程无实数解得参数范围,确定正确选项.
【解析】由集合A有且仅有1个子集可知,A是,
当时,,不符合题意;
当时,由可得.
故选:C.
19.(2025高一·甘肃酒泉·期末)已知集合恰有两个非空真子集,则m的值可以是 .(说明:写出满足条件的一个实数m的值)
【答案】(答案不唯一)
【分析】先根据题意得集合A中所含元素个数,再通过二次方程得答案.
【解析】集合恰有两个非空真子集,
则集合A中含有2个元素,即方程由2个不等实根,
,
解得且.
故答案为:(答案不唯一).
20.(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.
(三)
集合的相等与空集
1、两集合相等常见考法及解法:
(1)若两个集合相等,则所含元素完全相同,与顺序无关,但要注意检验,排除与集合元素互异性或与已知相矛盾的情形.
(2)若两个集合中元素均有无限多个,则要看两集合的代表元素是否一致,再看代表元素满足的条件是否一致.若均一致,则两集合相等.
(3)证明集合A与B相等的常用思路是“证A⊆B且B⊆A”.
2、集合与集合之间的关系,元素与集合之间的关系是用不同的符号表示的,特别注意空集是不含有任何元素的集合,且规定∅⊆∅.
3、求解含参数的集合是确定集合的子集或真子集时,应考虑该集合为空集的特殊情况,因此本题求解的易错之处是忽视集合B为空集的特殊情况而导致漏解.本题若改为A⊆B时,则不需要考虑集合B为空集的特殊情况.
题型5:判断集合相等
21.(2025高一·湖北宜昌·阶段练习)下列集合中表示同一集合的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【分析】根据集合的定义及集合中元素的特性分别判断.
【解析】A选项:与不是同一个点,A选项错误;
B选项:集合是点集,集合是数集,B选项错误;
C选项:根据集合中元素的无序性可知,是同一个集合,C选项正确;
D选项:集合是数集,集合是点集,D选项错误;
故选:C.
22.(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.
23.(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.
24.(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.
题型6:利用集合相等求参数
25.(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,.
26.(2025高二·河北秦皇岛·期末)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.
【解析】因为,,,
所以,解得.
故选:C
27.(2025·陕西西安·模拟预测)已知,,若集合,则( )
A.0 B.1 C. D.1或-1
【答案】C
【分析】由两集合相等及分式的分母不为可求出,再利用集合相等和互异性求,代入计算即可.
【解析】因为,,所以,故,
此时集合为,根据集合相等,必有,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.
故选:C.
28.(2025高一·安徽·期中)若,则 .
【答案】
【分析】由为分母可得,再利用集合相等的性质计算即可得解.
【解析】由题意可得,则,即,
则,解得或,
若,则违背集合元素的互异性,舍去;
若,则有,符合要求;
综上所述,,则.
故答案为:.
29.(25-26高三·吉林延边·开学考试)已知集合,,若,则集合的非空子集个数为( )
A.2 B.3 C.7 D.8
【答案】B
【分析】由集合相等分情况讨论得到所求集合,再求子集可得.
【解析】由题意可得,当时,,此时;
当时,或,此时;
所以集合,
所以非空子集的个数为3个.
故选:B.
题型7:空集及其应用
30.(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:.
31.(25-26高一·北京·开学考试)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.
【解析】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.
32.(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.
33.(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:
34.(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.
35.(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.
36.(2025高一·新疆喀什·期中)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.
【解析】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:.
(四)
利用集合的关系求参数问题
(1)利用集合的关系求参数的范围问题,常涉及两个集合,其中一个为动集合(含参数),另一个为静集合(具体的),解答时常借助数轴来建立变量间的关系,需特别注意端点问题.
(2)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.
题型8:利用集合的包含关系求参数问题
37.(2025高一·全国·专题练习)设集合,若,则( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【解析】,则,满足题意,选B.
38.(2025高一·全国·专题练习)已知集合,若,求实数m的取值范围.
【答案】
【解析】,
解得故.
的取值范围是.
39.(2025高一·全国·专题练习)已知集合,若,求实数m的取值范围.
【答案】
【解析】当时,,即;
当时,解得即.
故实数m的取值范围是.
40.(2025高一·全国·专题练习)设集合,已知,求实数a的取值范围.
【答案】,或
【分析】已知,要根据是否为空集分两种情况来讨论.
【解析】当时,,解得;
当时,解得;
综上所述,的取值范围为,或.
41.(2025高一·安徽滁州·阶段练习)已知集合,,
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】根据集合之间的包含关系,建立不等式组,解得答案.
【解析】(1)因为,
当时:,即符合题意;
当时,,,
综上所述:.
(2)因为,
当时,,
,解得,无解,
当时,或,
,
综上所述:.
42.(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.
一、单选题
1.(2025高一·全国·课后作业)下列表述正确的有( )
①空集没有子集;
②任何集合都有至少两个子集;
③空集是任何集合的真子集;
④若∅是A的真子集,则A≠∅.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【分析】根据空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集判断.
【解析】因为∅⊆∅,故①错;
∅只有一个子集,即它本身.故②错;
空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,故③错;
空集是任何非空集合的真子集,故④正确,
故选:B.
2.(2025高一·广西河池·阶段练习)已知集合,表示空集,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由集合与集合间的关系,元素与集合的关系判断即可.
【解析】,,,,A,B,D正确,∵表示以为元素的集合,而集合A中不含元素,
∴不是A的子集。故C不对,
故选:C.
3.(2025·宁夏银川·模拟预测)下列集合关系中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据集合与集合的关系判断即可.
【解析】对于A:集合为点集,含有元素,集合含有两个元素,,
所以不包含于,故A错误;
对于B:,故B正确;
对于C:,故C正确;
对于D:因为,所以,故D正确;
故选:A
4.(2025高一·辽宁·期中)已知集合满足,则满足条件的集合的个数为( )
A.8个 B.4个 C.2个 D.1个
【答案】C
【分析】根据给定的条件,确定集合中元素即可求解作答.
【解析】因,则有都是集合中元素,4,6都不在中,5可以在中,
因此集合可以是或,
所以满足条件的集合的个数为2.
故选:C
5.(2025·新疆乌鲁木齐·模拟预测)已知集合满足,那么这样的集合的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据题意,利用列举法计数即可.
【解析】∵,∴要确定集合M,只需确定1和4是否放置在其中,
共有4种情况,,
故选:D
6.(2025高一·浙江衢州·期末)已知集合,则集合的子集有( )
A.7个 B.6个 C.4个 D.3个
【答案】C
【分析】列举出集合的子集即可得解.
【解析】因为集合,
所以集合的子集有共个.
故选:C.
7.(2025高一·全国·课后作业)已知集合且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据二元一次方程组求解方程组的根,进而可得集合,由子集的性质即可求解.
【解析】由,又且,所以,
故选:B
8.(2025高一·全国·课后作业)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由,知集合与集合都是奇数集,利用集合与集合间的关系,即可求出结果.
【解析】因为集合,集合,
所以集合与集合都是奇数集,所以,
故选:C.
9.(2025高一·辽宁葫芦岛·期末)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】运用集合与集合的包含关系分析即可.
【解析】由题意知,,
所以.
故选:B.
10.(2025高一·江苏盐城·期中)若集合,,则集合A与B的关系是( )
A. B.
C. D.不确定
【答案】B
【分析】根据子集和真子集的定义即可判断.
【解析】因为集合A中的元素,都在集合B中,而B中的元素不一定都在A中,
所以,
故选:.
11.(2025高一·全国·课后作业)定义集合,若集合P={4,5,6},Q={1,2,3},则集合P-Q的所有真子集的个数为( )
A.32 B.31
C.16 D.15
【答案】B
【解析】先求出P-Q集合中元素的个数,根据公式即可求得真子集个数.
【解析】根据题中所给定义,可知P-Q={1,2,3,4,5},共5个元素,
∴P-Q的所有真子集的个数为25-1=31.
故选:B.
【点睛】本题通过新定义入手,考查集合真子集个数的求法,考查分析理解的能力,属基础题.
12.(2025高一·广东佛山·期中)已知集合的非空子集的个数是7,则集合中的元素的个数是( )
A.3 B.4 C.2 D.5
【答案】A
【解析】由若集合中的元素有个,则非空子集有个求解.
【解析】设集合中的元素的个数是,则,
解得.
所以集合中的元素的个数是3,
故选:A
13.(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.
14.(2025高一·全国·课后作业)已知集合{是三角形},{是等腰三角形},{是等腰直角三角形},{是等边三角形},则
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据各集合中三角形的特征可判断它们之间的相互关系.
【解析】∵等腰直角三角形必为等腰三角形,∴.
故选B.
【点睛】本题考查集合间的包含关系,弄清楚集合中元素的属性是关键,此类问题是基础题.
15.(2025高一·全国·课后作业)集合,则的子集的个数为( )
A.4 B.8 C.15 D.16
【答案】D
【分析】先求出,再找出中6的正约数,可确定集合,进而得到答案.
【解析】集合,,
,
故有个子集.
故选:D.
16.(2025高一·安徽芜湖·阶段练习)集合是的子集,当时,若有且,则称为的一个“孤立元素”,那么的子集中无“孤立元素”且包含有四个元素的集合个数是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【分析】用列举法列出符合题意的集合,即可判断;
【解析】解:,
其中不含“孤立元素”且包含有四个元素的集合有:
,,,,,共个,
那么中无“孤立元素”的4个元素的子集的个数是个.
故选:B.
17.(2025高一·全国·课后作业)若集合,,则A与B的关系是( )
A.A⊆B B.B⊆A
C.A=B D.A∈B
【答案】A
【分析】用列举法表示集合,即可判断两集合的关系;
【解析】解:因为,,所以集合A中任意一个元素均在集合B中,
故选:A
【点睛】本题考查集合的基本关系的判断,属于基础题.
二、多选题
18.(2025高三·全国·专题练习)已知集合A=,B={x|ax+1=0},且B⊆A,则实数a的取值可能为( )
A.-3 B.-2
C.0 D.3
【答案】BCD
【分析】由题得B=,,,,再分四种情况讨论得解.
【解析】由题知B⊆A,B={x|ax+1=0},A=.
所以B=,,,.
当 B=时,此种情况不可能,所以舍去;
当B=时,,解得a=3;
当B=时,,解得a=-2;
当B=时,a=0.
综上可得实数a的可能取值为3,0,-2.
故选:BCD.
19.(2025高一·河北石家庄·阶段练习)给出以下几组集合,其中是相等集合的有( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【分析】根据题意,利用集合相等的定义,代入计算,即可得到结果.
【解析】为点集,为数集,所以,故A错误;
,,所以,故B错误;
,,所以,故C正确;
,,所以,故D正确;
故选:CD
20.(2025高一·全国·课前预习)下列与集合表示同一个集合的有( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】解方程组求得的值,得到方程组的解的有序数对,集合M是这个有序数对构成的集合,据此作出判定.
【解析】由解得,
所以,
所以根据集合的表示方法知A,C与集合M表示的是同一个集合,
集合的元素是和两个数,的元素是和这两个等式,与集合M的元素是有序数对(可以看做点的坐标或者对应坐标平面内的点)不同,故BD错误.
故选:.
三、填空题
21.(2025高一·上海宝山·期中)已知集合,且,则实数a的值是 .
【答案】-3
【分析】根据得出是方程的解,将代入方程中进行计算,即可得出结果.
【解析】因为,,,
所以是方程的解,
即,解得.
经检验,符合题意,所以.
故答案为:.
22.(重难点01与集合有关的参数问题(2)【帮课堂】高一数学同步学与练(苏教版2019必修第一册))集合与 相等集合.(填“是”或“不是”)
【答案】是
【分析】解方程求出集合可得答案.
【解析】因为,所以或,
又,所以.
故答案为:是.
23.(2025高一·浙江·课后作业)集合,若,则a的取值范围为 .
【答案】.
【分析】根据集合的包含关系利用数轴求a的范围.
【解析】∵,∴a在数轴上的对应点位于6所对应点的右侧或为6所对应的点,
∴a的取值范围是.
故答案为:
【点睛】本题考查根据集合的包含关系求参数的范围,属于基础题.
24.(2025高一·安徽淮南·阶段练习)已知集合,求 .
【答案】
【分析】根据题意可得方程有两个等根,即,从而求出,的值,进而求解即可.
【解析】由集合,
则方程有两个等根,
所以,解得,
所以,解得,
所以,即,
故.
故答案为:.
25.(2025高一·安徽滁州·期中)已知集合,若,则 .
【答案】
【分析】根据集合相等求参再检验即可.
【解析】因为,所以,解得或,
当时,与集合中元素的互异性矛盾,故不符合题意.
经检验可知符合.
故答案为:-1.
26.(2025高一·广东汕头·期中)若集合有且仅有两个子集,则实数的值是 .
【答案】
【分析】通过集合有且仅有两个子集,可知集合中只有一个元素,根据二次项系数是否为分类讨论.
【解析】由集合有且仅有两个子集,得中只有一个元素.
当即时,,符合题意.
当即时, 解得.
故答案为:
27.(2024高一·全国·专题练习)已知集合至多有1个真子集,则的取值范围是 .
【答案】或
【分析】根据或为单元素集,分情况讨论,结合判别式即可求解.
【解析】由于集合至多有1个真子集,则集合中的元素个数至多为1,故或为单元素集,分情况讨论:
①当时,且,解得;
②当为单元素集时,中只有一个元素,
若,则,符合题意,
若,则,解得.
综上,的取值范围是或,
故答案为:或
28.(2025高一·江苏扬州·阶段练习)设集合A={-1,1},B={x|ax=1,a∈R},则使得B⊆A的a的所有值构成的集合是
【答案】
【分析】利用,求出的取值,注意要分类讨论.
【解析】解:,
①当是时,可知显然成立;
②当时,可得,符合题意;
③当时,可得,符合题意;
故满足条件的的取值集合为,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查利用集合子集关系确定参数问题,注意对集合为空集时也满足条件,属于基础题.
29.(2025高一·江西南昌·阶段练习)已知集合,且若,则所有满足要求的集合的各个元素之和为 .
【答案】24
【解析】由题意推出集合A是两个集合的子集,求出集合B,C的公共元素得到集合A,进而求出结论.
【解析】因为集合,且,
所以集合A是的子集,
故A可能为,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},
所以集合的各个元素之和为,
故答案为:24
【点睛】本题主要考查集合的基本运算,集合的子集的运算,考查基本知识的应用,属于中档题.
30.(2025高一·陕西西安·阶段练习)已知集合,,则集合A,B之间的关系为 .
【答案】A=B
【分析】分别讨论k=2n和k=2n-1,n∈Z时,集合A所表示的集合,由描述法的定义即可知道集合A=B.
【解析】对于集合A,k=2n时, ,
当k=2n-1时,
即集合A= ,由B=
可知A=B,故填:A=B.
【点睛】本题考查了集合之间的关系,考查了集合相等的判断,涉及了集合的表示法,是基础题.
四、解答题
31.(2025高一·海南儋州·期中)写出集合的所有子集和它的真子集.
【答案】答案见解析.
【分析】根据子集和真子集的定义进行求解即可.
【解析】集合的所有子集为;
集合的所有真子集为.
32.(2025高一·全国·课后作业)已知集合,,若,求实数的取值范围.
【答案】.
【分析】先将集合化简,再分与讨论,即可得到结果.
【解析】由解得,所以,且,
当时,符合,
则,解得,
当时,即时,
要使,则,解得,
综上所述,实数的取值范围为.
33.(2025高一·上海·课后作业)已知集合.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)不存在
【分析】(1)根据题意,分和两种情况讨论,列出不等式组,即可求解;
(2)根据题意,结合,列出不等式组,即可求解.
【解析】(1)解:①当时,即,解得,此时满足;
②当时,要使得,
则满足,解得,
综上可得,实数的取值范围是.
(2)解:由题意,要使得,则满足,此时不等式组无解,
所以实数不存在,即不存在实数使得.
34.(2024高一·全国·专题练习)已知集合.
(1)若,为常数,求实数m的取值范围.
(2)若,为常数,求实数m的取值范围.
(3)若为常数,是否存在实数m,使得?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不存在,理由见解析
【分析】(1)由集合的包含关系,分和两种情况,列不等式求实数m的取值范围;
(2)由集合的包含关系,列不等式求实数m的取值范围;
(3)由集合的相等关系,列方程组求实数m的值.
【解析】(1)①若,满足,则,解得.
②若,满足,则解得.
由①②可得,符合题意的实数m的取值范围为.
(2)若,数轴表示如下:
依题意有即
此时m的取值范围是.
(3)假设存在满足题意的实数m.若,
则必有且,此时无解,即不存在使得的实数m.
35.(2025高一·全国·课后作业)已知集合.
(1)若⫋,求的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)根据⫋,结合集合的包含关系,即可求得的取值范围.
(2)根据,结合集合的包含关系,即可求得的取值范围.
【解析】(1)由题意,集合,
又由⫋,可得,即实数的取值范围是.
(2) 由集合,
又由,根据集合的包含关系,可得,
即实数的取值范围是.
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$2025-2026学年《解题秘籍》高一数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019必修第一册)
1.2 集合间的基本关系8题型分类
一、子集、真子集、集合相等的相关概念
1、子集:如果集合A中的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A叫做集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”).
2、真子集: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叫做集合B的真子集。记作AB或(BA)
【思考】任何两个集合之间是否有包含关系?
提示:不一定.如集合A={0,1,2},B={-1,0,1},这两个集合就没有包含关系.
【特别提醒】
符号“∈”与“⊆”的区别:符号“∈”表示元素与集合间的关系,而“⊆”表示集合与集合之间的关系.
二、空集
1.定义:不含任何元素的集合叫做空集,记为.
2.规定:空集是任何集合的子集.
在这个规定的基础上,结合子集和真子集的有关概念,可以得到:
(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.
【思考】{0}与∅表示同一集合吗?
提示:{0}表示一个集合,且集合中有且仅有一个元素0;而∅表示空集,其不含有任何元素,故{0}≠∅.
三、集合关系的性质
1.任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A.
2.对于集合A,B,C,①若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C;②若AB,BC,则AC.
3.若A⊆B,A≠B,则AB.
【注意】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.
四、Venn图的优点及其表示
(1)优点:形象直观.
(2)表示:通常用封闭曲线的内部代表集合.
(一)
集合间的关系判断
1、集合与集合之间的关系判断是通过两个集合间的元素是否相同,注意跟集合与元素之间的属于关系进行区分,通过集合的列举、描述、图示法等进行判断.
2、判断集合关系的方法.
(1)观察法:一一列举观察.
(2)元素特征法:首先确定集合的元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断关系.
(3)数形结合法:利用数轴或Venn图.
提醒:若A⊆B和AB同时成立,则AB更能准确表达集合A,B之间的关系.
题型1:判断集合间的关系
1.(2025高一·全国·专题练习)(多选)下列关系正确的为( )
A. B.
C. D.
2.(2025高一·全国·专题练习)指出下列各组集合之间的关系.
(1);
(2)是等边三角形是等腰三角形};
(3).
3.(2025高一·全国·专题练习)已知集合和集合,则两个集合间的关系是( )
A. B. C. D.互不包含
4.(沪教版(2020)一轮复习堂堂清第一单元1.1集合的概念)已知集合,,,则M、N、P的关系满足( )
A. B. C. D.
5.(2025高一·江苏·假期作业)指出下列各对集合之间的关系.
(1)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};
(2)A={x|-1<x<4},B={x|x-5<0};
(3)A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};
(4)M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*};
(5)A={x|x=2a+3b,a∈Z,b∈Z},B={x|x=4m-3n,m∈Z,n∈Z}.
(二)
子集、真子集
1、求集合子集、真子集个数的3个步骤
2、子集、真子集个数有关的4个结论
假设集合A中含有n个元素,则有
(1)A的子集的个数有2n个.
(2)A的非空子集的个数有2n-1个.
(3)A的真子集的个数有2n-1个.
(4)A的非空真子集的个数有2n-2个.
题型2:求集合的子集、真子集
6.(2025高一·全国·专题练习)写出集合的所有子集.
7.(25-26高一·全国·课堂例题)写出下列集合的子集和真子集,并观察“元素个数”与“子集个数”、“真子集个数”之间存在什么关系?
(1)
(2)
(3)
8.(2025高一·西藏拉萨·期中)已知集合,则集合的子集为 .
9.(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.
10.(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.
题型3:判断集合子集、真子集的个数
11.(2025高一·江苏苏州·开学考试)由英文单词“book”中的字母构成的集合的子集个数为( )
A.3 B.6 C.8 D.16
12.(2025高一·全国·课后作业)集合且的真子集的个数是( )
A.16 B.15 C.8 D.7
13.(2025高三·全国·中职高考)若集合A满足,则集合A所有可能的情形有( )
A.3种 B.5种 C.7种 D.9种
14.(2025高一·全国·课后作业)集合,则的子集的个数为( )
A.4 B.8 C.15 D.16
15.(2025高一·全国·专题练习)满足的集合M有 个.
16.(2025高一·辽宁沈阳·期末)已知集合满足,那么这样的集合M的个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
题型4:根据子集、真子集个数求参数
17.(2025高一·湖北武汉·期中)已知集合的子集只有两个,则实数的值为 .
18.(2025高一·山西大同·阶段练习)若集合有且仅有1个子集,则a的值可以为( )
A.1 B. C. D.
19.(2025高一·甘肃酒泉·期末)已知集合恰有两个非空真子集,则m的值可以是 .(说明:写出满足条件的一个实数m的值)
20.(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 .
(三)
集合的相等与空集
1、两集合相等常见考法及解法:
(1)若两个集合相等,则所含元素完全相同,与顺序无关,但要注意检验,排除与集合元素互异性或与已知相矛盾的情形.
(2)若两个集合中元素均有无限多个,则要看两集合的代表元素是否一致,再看代表元素满足的条件是否一致.若均一致,则两集合相等.
(3)证明集合A与B相等的常用思路是“证A⊆B且B⊆A”.
2、集合与集合之间的关系,元素与集合之间的关系是用不同的符号表示的,特别注意空集是不含有任何元素的集合,且规定∅⊆∅.
3、求解含参数的集合是确定集合的子集或真子集时,应考虑该集合为空集的特殊情况,因此本题求解的易错之处是忽视集合B为空集的特殊情况而导致漏解.本题若改为A⊆B时,则不需要考虑集合B为空集的特殊情况.
题型5:判断集合相等
21.(2025高一·湖北宜昌·阶段练习)下列集合中表示同一集合的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
22.(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.
23.(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.
24.(25-26高一·全国·课前预习)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
题型6:利用集合相等求参数
25.(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.
26.(2025高二·河北秦皇岛·期末)已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.3
27.(2025·陕西西安·模拟预测)已知,,若集合,则( )
A.0 B.1 C. D.1或-1
28.(2025高一·安徽·期中)若,则 .
29.(25-26高三·吉林延边·开学考试)已知集合,,若,则集合的非空子集个数为( )
A.2 B.3 C.7 D.8
题型7:空集及其应用
30.(25-26高一·全国·课前预习)已知是一个集合,则( )
A. B. C. D.
31.(25-26高一·北京·开学考试)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).
32.(2025·福建漳州·模拟预测)下列集合中表示空集的是( )
A. B.
C. D.
33.(2025高一·北京·期中)若集合,则实数的取值范围是 .
34.(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
35.(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.
36.(2025高一·新疆喀什·期中)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 .
(四)
利用集合的关系求参数问题
(1)利用集合的关系求参数的范围问题,常涉及两个集合,其中一个为动集合(含参数),另一个为静集合(具体的),解答时常借助数轴来建立变量间的关系,需特别注意端点问题.
(2)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.
题型8:利用集合的包含关系求参数问题
37.(2025高一·全国·专题练习)设集合,若,则( )
A.2 B.1 C. D.
38.(2025高一·全国·专题练习)已知集合,若,求实数m的取值范围.
39.(2025高一·全国·专题练习)已知集合,若,求实数m的取值范围.
40.(2025高一·全国·专题练习)设集合,已知,求实数a的取值范围.
41.(2025高一·安徽滁州·阶段练习)已知集合,,
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
42.(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.
一、单选题
1.(2025高一·全国·课后作业)下列表述正确的有( )
①空集没有子集;
②任何集合都有至少两个子集;
③空集是任何集合的真子集;
④若∅是A的真子集,则A≠∅.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
2.(2025高一·广西河池·阶段练习)已知集合,表示空集,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
3.(2025·宁夏银川·模拟预测)下列集合关系中错误的是( )
A. B. C. D.
4.(2025高一·辽宁·期中)已知集合满足,则满足条件的集合的个数为( )
A.8个 B.4个 C.2个 D.1个
5.(2025·新疆乌鲁木齐·模拟预测)已知集合满足,那么这样的集合的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(2025高一·浙江衢州·期末)已知集合,则集合的子集有( )
A.7个 B.6个 C.4个 D.3个
7.(2025高一·全国·课后作业)已知集合且,则( )
A. B. C. D.
8.(2025高一·全国·课后作业)已知集合,则( )
A. B. C. D.
9.(2025高一·辽宁葫芦岛·期末)已知集合,则( )
A. B. C. D.
10.(2025高一·江苏盐城·期中)若集合,,则集合A与B的关系是( )
A. B.
C. D.不确定
11.(2025高一·全国·课后作业)定义集合,若集合P={4,5,6},Q={1,2,3},则集合P-Q的所有真子集的个数为( )
A.32 B.31
C.16 D.15
12.(2025高一·广东佛山·期中)已知集合的非空子集的个数是7,则集合中的元素的个数是( )
A.3 B.4 C.2 D.5
13.(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.
14.(2025高一·全国·课后作业)已知集合{是三角形},{是等腰三角形},{是等腰直角三角形},{是等边三角形},则
A. B.
C. D.
15.(2025高一·全国·课后作业)集合,则的子集的个数为( )
A.4 B.8 C.15 D.16
16.(2025高一·安徽芜湖·阶段练习)集合是的子集,当时,若有且,则称为的一个“孤立元素”,那么的子集中无“孤立元素”且包含有四个元素的集合个数是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
17.(2025高一·全国·课后作业)若集合,,则A与B的关系是( )
A.A⊆B B.B⊆A
C.A=B D.A∈B
二、多选题
18.(2025高三·全国·专题练习)已知集合A=,B={x|ax+1=0},且B⊆A,则实数a的取值可能为( )
A.-3 B.-2
C.0 D.3
19.(2025高一·河北石家庄·阶段练习)给出以下几组集合,其中是相等集合的有( )
A. B.
C. D.
20.(2025高一·全国·课前预习)下列与集合表示同一个集合的有( )
A. B. C. D.
三、填空题
21.(2025高一·上海宝山·期中)已知集合,且,则实数a的值是 .
22.(重难点01与集合有关的参数问题(2)【帮课堂】高一数学同步学与练(苏教版2019必修第一册))集合与 相等集合.(填“是”或“不是”)
23.(2025高一·浙江·课后作业)集合,若,则a的取值范围为 .
24.(2025高一·安徽淮南·阶段练习)已知集合,求 .
25.(2025高一·安徽滁州·期中)已知集合,若,则 .
26.(2025高一·广东汕头·期中)若集合有且仅有两个子集,则实数的值是 .
27.(2024高一·全国·专题练习)已知集合至多有1个真子集,则的取值范围是 .
28.(2025高一·江苏扬州·阶段练习)设集合A={-1,1},B={x|ax=1,a∈R},则使得B⊆A的a的所有值构成的集合是
29.(2025高一·江西南昌·阶段练习)已知集合,且若,则所有满足要求的集合的各个元素之和为 .
30.(2025高一·陕西西安·阶段练习)已知集合,,则集合A,B之间的关系为 .
四、解答题
31.(2025高一·海南儋州·期中)写出集合的所有子集和它的真子集.
32.(2025高一·全国·课后作业)已知集合,,若,求实数的取值范围.
33.(2025高一·上海·课后作业)已知集合.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
34.(2024高一·全国·专题练习)已知集合.
(1)若,为常数,求实数m的取值范围.
(2)若,为常数,求实数m的取值范围.
(3)若为常数,是否存在实数m,使得?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
35.(2025高一·全国·课后作业)已知集合.
(1)若⫋,求的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
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