内容正文:
第02讲 集合间基本关系
基●础●知●识
一子集与真子集的定义与表示
1、子集:如果集合中的任意一个元素都是集合的元素,那么集合叫做集合的子集,记作(或),读作“包含于”(或“包含”).
2、真子集:如果集合是集合的子集,并且中至少有一个元素不属于,那么集合叫做集合的真子集记作或
【注意】(1)子集是刻画两个集合之间关系的,它反映的是局部与整体之间的关系(而元素与集合之间的关系是个体与整体之间的关系).
(2)并不是任意两个集合之间都具有包含关系.
例如:,因为,但,所以不是的子集;同理,因为,但,所以也不是的子集.
二、空集
1、定义:一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为,并规定: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.
2、的关系
与0
与
与
相同点
都表示无意思
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;含一个元素0
不含任何元素;含一个元素,该元素是
关系
$或
三、子集的性质
(1)规定:空集是任意一个集合的子集也就是说,对任意集合,都有.
(2)任何一个集合都是它本身的子集,即.
(3)如果,则.
(4)如果,,则.
【注意】空集是任何集合的子集,因此在解的含参数的问题时,要注意讨论和两种情况,前者常被忽视1,造成思考问题不全面.
四、子集的个数
如果集合中含有个元素,则有
(1)的子集的个数有个.
(2)的非空子集的个数有个.
(3)的真子集的个数有个.
(4)的非空真子集的个数有个.
题●型●破●译
题型 01 判断集合子集(真子集)个数
【典例01】已知集合,则集合A的子集个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.8
【答案】C
【详解】因为,
所以集合A的子集个数为.
【变式01】集合的子集的个数为( )
A.64 B.16 C.6 D.4
【答案】A
【分析】确定集合,根据集合中元素的个数确定子集的个数.
【详解】由题意且,的值可以为:,所以有6个元素.
故集合的子集有:个.
【变式02】全集,且,则满足条件的集合的个数为( )
A.8 B.7 C.4 D.2
【答案】A
【详解】因为全集,且,
所以可能为,共个
即集合的个数为.
题型02 判断集合包含关系
【典例01】设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两集合中的数字特征,即可得出两集合的关系.
【详解】由题意得,
显然仅表示奇数,而表示整数,
因此集合是集合的子集,即,
故选:B
【变式01】已知集合,则( )
A. B. C. D.⫋
【答案】C
【分析】根据集合的描述法将集合化成列举法,根据集合中的元素确定集合的关系.
【详解】,
,
则,故.
故选:C.
【变式02】若集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】解方程化简集合A,然后根据元素与集合的关系、集合与集合的关系逐项判断.
【详解】集合,
所以,,,.
故选项A正确,选项BCD错误.
故选:A
题型03 根据集合关系求参数
【典例01】设集合,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由集合间的包含关系,判断端点大小关系即可.
【详解】集合,因为,所以.
【变式01】已知集合,,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用子集的定义可得答案.
【详解】由,得:,
即,故,
由,得:,
又因为,
所以.
【变式02】集合,,若,则实数m的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知,集合,,可得.
所以的取值范围是.
题型04 空集性质与应用
【典例01】下列各式中:①;②;③;④;⑤;⑥,正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】运用集合的基本关系与概念:集合间的包含关系(子集、相等集合);空集的定义与性质;元素与集合、集合与集合的区别.
【详解】①:
子集的定义是:若集合的所有元素都属于集合,则,
中的元素属于,因此是的子集,①正确;
②:
集合具有“无序性”,和是同一个集合;而任何集合都是自身的子集,故②正确;
③:
空集的性质:空集是任何集合的子集,因此是的子集,③正确;
④:
空集是“不含任何元素的集合”,而是包含元素的集合,二者元素不同,因此,④错误;
⑤:
是“包含两个数、的集合”,而是“包含一个有序数对的集合”,元素类型不同,因此,⑤错误;
⑥:
是“元素”,是“包含元素的集合”,元素和集合不能相等,因此⑥错误.
故选C.
【变式01】下列各结论中,正确的是( )
A.是空集 B.空集没有子集
C. D.与不是相同的集合
【答案】C
【分析】根据定义逐项判断即可.
【详解】A:是含有一个元素的数集,故错误;
B:因为空集是任何集合的子集,故错误;
C:因为是自然数集,所以,故正确;
D:由元素具有无序性可知,与是相同的集合,故错误;
故选:C.
【变式02】下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据空集的定义和元素与集合、集合与集合的关系判断即可.
【详解】因为中没有任何元素,故A错误;
,故B错误;
因为是任何集合的子集,故C正确;
由于,故D错误.
故选:C.
题型05 空集性质求参数
【典例01】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】(1)根据题意,由,分类讨论当和两种情况,解不等式即可得出实数的取值范围;
(2)根据题意,由,得出,解不等式即可求实数的取值范围.
【详解】(1)解:由题可知,,,
①若,则,即;
②若,则,解得:;
综合①②,得实数的取值范围是.
(2)解:已知,,,
则,解得:,
所以实数的取值范围是.
【变式01】已知集合,集合.
(1)若,求实数的取值范围
(2)若,求实数的值
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)利用判别式计算即可;
(2)直接代入1计算即可.
【详解】(1)若,则,
即实数的取值范围为;
(2)若,则
即实数的值为2.
【变式02】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】(1)由已知,可得集合是集合的子集,结合两个集合的范围,可得直接求解出实数的取值范围.
(2)由已知,可得集合和集合没有交集,结合两个集合的范围,可得直接求解出实数的取值范围.
【详解】(1)已知,,要满足,
即中的任意一个元素都是中的元素,则,
即实数a的取值范围是:
(2)当,即与没有公共元素,
因为和都不可能为空集,
所以要使得两个集合没有公共元素,则,
即实数a的取值范围:.
题●型●巩●固
1.已知集合,则的非空子集的个数为( )
A.32 B.31 C.64 D.63
【答案】D
【详解】因为集合的元素有个,
所以集合的非空子集的个数为.
2.集合的一个真子集可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据真子集的概念可知为的一个真子集.
3.设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】集合A为所有奇数组成的集合,集合B为所有整数组成的集合,故A是B的子集.
【详解】,
,
集合A为所有奇数组成的集合,集合B为所有整数组成的集合,故A是B的子集.
故选:A
4.以下四个选项中,正确的为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据集合与集合的关系依次判断各选项即可得答案.
【详解】对于A,混淆元素与集合,集合与集合的关系,为的真子集,故错误;
对于B,是的真子集 ,不存在大小关系,故错误;
对于C,,正确;
对于D,空集是任何集合的子集,即,不是的元素,故错误.
故选:C
5.若,则的真子集个数为( )
A.3 B.8 C.7 D.6
【答案】C
【分析】由集合的无序性结合集合的关系确定,进而可求集合的真子集个数.
【详解】因为,所以,所以的真子集个数为.
6.下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据空集的定义和相关性质逐项分析判断即可.
【详解】因为空集不含任何元素,且空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,
所以,,,不是的子集,故ABD错误,C正确;
故选:C.
7.给出下列关系:①;②;③;④;⑤;⑥.其中正确的是( )
A.①②④⑤ B.②③④⑤ C.②④⑤ D.②④⑤⑥
【答案】D
【分析】根据元素与集合,集合与之间的关系一一判断即可.
【详解】由于元素与集合之间用或表示,所以①错误,②正确,
由于,集合与集合之间用或等表示,所以③错误,④正确,
根据集合与集合的关系可得⑤,⑥均正确,
所以正确的是②④⑤⑥,
故选:D.
8.(多选)已知集合,,若,则符合条件的实数的值可能为( )几何关系求参数
A. B. C. D.0
【答案】ABD
【分析】讨论集合中的参数和,再利用子集关系求解.
【详解】由,可知.
当时,,此时,满足条件.
当时,,则有或,
解得或.
9.(多选)若集合.下列关系式正确的有( )空集概念判断
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据子集、空集、元素的性质和概念,对各选项进行分析判断.
【详解】选项A:是任何集合的子集,故成立,故A正确;
选项B:符号用于表示元素与集合的从属关系,不是集合B的元素,
错误,故B错误;
选项C:,,故C正确;
选项D:中元素,故错误,故D错误.
故选:AC.
10.(多选)以下选项正确的是( )空集概念判断
A. B.
C. D.是空集
【答案】BCD
【分析】根据元素与集合间的关系、集合与集合间的关系可判定得到答案.
【详解】对于A,因为,故A错误;
对于B,因为空集是任何集合的子集,故B正确;
对于C,因为,故C正确;
对于D,因为,所以,又,所以方程无解,故是空集,故D正确.
故选:BCD.
11.已知集合,或.
(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】(1)利用非空集合思想来得到参数的不等式求解即可;
(2)根据子集思想,讨论空集和非空集合两种情形,再进行端点值比较,得到不等式求解即可.
【详解】(1)由,则,
因为集合,所以,
解得:,故实数的取值范围是;
(2)由,则,
当为空集时满足题意,此时有,即;
当,且,或.则,
而且还满足或,解得:或,
由于,所以此时只有,
综上可得:实数的取值范围是.
12.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)利用空集的定义即可得解;
(2)利用集合的包含关系,分类讨论与两种情况即可得解.
【详解】(1)因为,,
所以中没有元素,即,
所以的取值范围为.
(2)因为,,
由(1)知,当时,,此时满足;
当时,则;
所以的取值范围为.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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第02讲 集合间基本关系
基●础●知●识
一子集与真子集的定义与表示
1、子集:如果集合中的任意一个元素都是集合的元素,那么集合叫做集合的子集,记作(或),读作“包含于”(或“包含”).
2、真子集:如果集合是集合的子集,并且中至少有一个元素不属于,那么集合叫做集合的真子集记作或
【注意】(1)子集是刻画两个集合之间关系的,它反映的是局部与整体之间的关系(而元素与集合之间的关系是个体与整体之间的关系).
(2)并不是任意两个集合之间都具有包含关系.
例如:,因为,但,所以不是的子集;同理,因为,但,所以也不是的子集.
二、空集
1、定义:一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为,并规定: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.
2、的关系
与0
与
与
相同点
都表示无意思
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;含一个元素0
不含任何元素;含一个元素,该元素是
关系
$或
三、子集的性质
(1)规定:空集是任意一个集合的子集也就是说,对任意集合,都有.
(2)任何一个集合都是它本身的子集,即.
(3)如果,则.
(4)如果,,则.
【注意】空集是任何集合的子集,因此在解的含参数的问题时,要注意讨论和两种情况,前者常被忽视1,造成思考问题不全面.
四、子集的个数
如果集合中含有个元素,则有
(1)的子集的个数有个.
(2)的非空子集的个数有个.
(3)的真子集的个数有个.
(4)的非空真子集的个数有个.
题●型●破●译
题型 01 判断集合子集(真子集)个数
【典例01】已知集合,则集合A的子集个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.8
【变式01】集合的子集的个数为( )
A.64 B.16 C.6 D.4
【变式02】全集,且,则满足条件的集合的个数为( )
A.8 B.7 C.4 D.2
题型02 判断集合包含关系
【典例01】设集合,则( )
A. B. C. D.
【变式01】已知集合,则( )
A. B. C. D.⫋
【变式02】若集合,则( )
A. B.
C. D.
题型03 根据集合关系求参数
【典例01】设集合,若,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式01】已知集合,,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式02】集合,,若,则实数m的取值范围( )
A. B. C. D.
题型04 空集性质与应用
【典例01】下列各式中:①;②;③;④;⑤;⑥,正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式01】下列各结论中,正确的是( )
A.是空集 B.空集没有子集
C. D.与不是相同的集合
【变式02】下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
题型05 空集性质求参数
【典例01】已知集合.
(1)若,,求实数的取值范围;
(2)若,,求实数的取值范围.
【变式01】已知集合,集合.
(1)若,求实数的取值范围
(2)若,求实数的值
【变式02】已知集合,
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
题●型●巩●固
1.已知集合,则的非空子集的个数为( )
A.32 B.31 C.64 D.63
2.集合的一个真子集可以为( )
A. B.
C. D.
3.设集合,,则( )
A. B. C. D.
4.以下四个选项中,正确的为( )
A. B.
C. D.
5.若,则的真子集个数为( )
A.3 B.8 C.7 D.6
6.下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
7.给出下列关系:①;②;③;④;⑤;⑥.其中正确的是( )
A.①②④⑤ B.②③④⑤ C.②④⑤ D.②④⑤⑥
8.(多选)已知集合,,若,则符合条件的实数的值可能为( )几何关系求参数
A. B. C. D.0
9.(多选)若集合.下列关系式正确的有( )空集概念判断
A. B. C. D.
10.(多选)以下选项正确的是( )空集概念判断
A. B.
C. D.是空集
11.已知集合,或.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
12.已知集合.
(1)若,求的取值范围.
(2)若,求的取值范围.
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