内容正文:
第02讲 集合间的基本关系(知识详解+8典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:子集
知识点02:真子集
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:集合的子集(真子集)的个数
题型02:求集合的子集(真子集)
题型03:判断两个集合的包含关系
题型04:根据集合的包含关系求参数
题型05:判断两个集合是否相等
题型06:根据两个集合相等求参数
题型07:空集的概念以及判断
题型08:空集的性质及应用
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】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)任何一个集合是它本身的子集,即 A⊆A;
(2)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,集合“A=B”可类比实数中的结论“若a≤b,且b≤a,则a=b”,即“若A⊆B,且B⊆A,则A=B”,反之亦成立.
【例1】已知集合,集合,①判断和的包含关系;②写出集合的全部子集。
【知识点02】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
特性
(1)空集只有一个子集,即它本身,∅⊆∅;
(2)A≠∅,则∅⊂A
3.性质:
(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,如果A⊂B,且B⊂C,那么A⊂C.
注意点:
(1)在真子集的定义中,A⫋B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}.
【例2】已知集合,①写出集合的所有真子集;②说明空集与集合的关系。
【题型01】判断集合的子集(真子集)的个数
【典例1-1】(25-26高一下·江西赣州·期中)集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【变式1-1】(25-26高一上·黑龙江大庆·阶段检测)已知集合,则集合A的所有真子集的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式1-2】(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期中)已知集合,则集合的子集有________个.
【变式1-3】(24-25高一上·广西河池·期中)已知集合,其子集个数为__________,真子集个数为__________.
【题型02】求集合的子集(真子集)
【典例2-1】(25-26高一上·全国·课后作业)集合的子集为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(24-25高一上·全国·课后作业)(多选)下列是集合的子集的为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(24-25高一上·海南省直辖县级单位·阶段检测)写出集合的一个真子集__________.
【变式2-3】(24-25高一上·广西桂林·阶段检测)(1)写出集合的子集和真子集.
(2)写出集合的所有子集和真子集.
【题型03】判断两个集合的包含关系
【典例3-1】(25-26高一上·青海西宁·期中)若集合,则( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)以下四个选项中,正确的为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(2024高一上·全国·专题练习)是菱形____是平行四边形;是等边三角形}______是等腰三角形
【变式3-3】(23-24高一下·全国·随堂练习)判定下列集合之间的关系:
(1){x|x是矩形},{x|x是平行四边形};
(2),
【题型04】根据集合的包含关系求参数
【典例4-1】(25-26高一上·河北·期中)已知集合,,若,则m的值为( )
A.1 B.2 C.0 D.1或2
【变式4-1】(多选)(24-25高一上·四川成都·期末)已知集合,,若,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·湖南怀化·期末)若,则实数的值为__________.
【变式4-3】(24-25高一上·全国·课后作业)已知集合,,是否存在实数,使得是的子集?若存在,求出集合,;若不存在,请说明理由.
【题型05】判断两个集合是否相等
【典例5-1】(25-26高一上·河北衡水·阶段检测)下列与集合表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)下列各组中M,P表示相同集合的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【变式5-2】(多选)(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)与集合相等的集合是( )
A. B.
C. D.
【变式5-3】集合与__________(填“是”或“不是”)相等集合.
【题型06】根据两个集合相等求参数
【典例6-1】(25-26高一上·河北唐山·期中)设,若P=Q,则( )
A. B.5 C. D.1
【变式6-1】(多选)(25-26高一上·河北保定·阶段检测)已知集合,则的值可能为( )
A.2 B.0 C. D.4
【变式6-2】(2026高一·全国·专题练习)已知集合A=,B={0,,1}(a,b∈R),若A=B,则________.
【变式6-3】设,若P=Q,求的值.
【题型07】空集的概念以及判断
【典例7-1】(24-25高一上·全国·课后作业)下列四个集合中是空集的是( )
A. B.
C.,或 D.
【变式7-1】(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)下列集合中表示空集的是( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】下列集合:①;②;③;④;⑤.表示空集的有_______
【变式7-3】给出下列选项,其中正确的有________
(1)∈{{ }} (2)⊆{{ }}
(3)∈{ } (4){ }
【题型08】空集的性质及应用
【典例8-1】下列关系表述正确的是 ( )
A. B. C. D.
【变式8-1】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______.
【变式8-2】已知集合,若,则实数a的取值范围为___.
【变式8-3】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.
知识点01核心知识框架
1. 子集
(1)定义
对于集合,若集合中任意一个元素都属于集合,则称是的子集。
(2)符号与读法
(读作:包含于);(读作:包含)
(3)两大基础规定
任何集合都是自身的子集:
空集是任意集合的子集:
2. 真子集
(1)定义
若,且存在元素,同时,则称是的真子集。
(2)符号与读法
(读作:真包含于);(读作:真包含)
(3)基础规定
空集是任意非空集合的真子集:若,则
3. 集合相等
若且,则。
知识点02子集与真子集对比表格(高频考点)
比较维度
子集
真子集
集合相等关系
允许
不允许,必须
是否包含自身
集合是自身的子集
集合不是自身的真子集
空集关系
一切集合
一切非空集合
推导关系
知识点03有限集合子集个数万能公式(必背)
设集合中有个元素():
1.子集个数:
2.真子集个数:
3.非空子集个数:
4.非空真子集个数:
记忆口诀:总子集为二的n次方,去自身减一,去空集减一,二者都去减二
知识点04本节高频易错点(避坑总结)
关系符号严禁混用:描述元素与集合的从属关系;描述集合与集合的包含关系
分清空集误区:是空集,无任何元素;是以空集为元素的集合,二者完全不同
列举子集必查空集:列举子集、真子集时,最容易遗漏空集,做题优先写空集
相等关系判断:双向包含即可判定两集合相等,是证明集合相等的唯一方法
一、单选题
1.(25-26高一下·云南普洱·期中)集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.8 D.9
2.(25-26高一上·江苏徐州·期末)下面关于集合的表示正确的是( )
A. B..
C. D..
3.(24-25高一下·湖北黄石·阶段检测)下列六个关系式:①;②;③;④;⑤;⑥Ü;其中正确的个数为( )
A.6个 B.5个 C.4个 D.少于4个
4.(25-26高一上·福建宁德·期末)设,,,若,则实数a的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
5.(25-26高一上·重庆·阶段检测)已知集合,,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高一上·湖北武汉·阶段检测)设集合,集合,若,则实数取值集合的真子集的个数为( )
A.1 B.3 C.7 D.8
7.(2024高一上·全国·专题练习)集合 之间的关系是( )
A.⫋ B.⫋ C.⫋⫋ D.⫋
8.(2026高一上·广东清远·专题练习)已知集合,,则满足B的集合C的个数为( )
A.4 B.7 C.8 D.15
二、多选题
9.(24-25高一上·广西河池·期中)已知集合,则下列集合中哪些是A的子集( )
A. B. C. D.
10.(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)已知集合,,若,则实数a的值可以是( )
A.2 B.1 C. D.0
11.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)已知,,则的值可以为( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.(2026高一·全国·专题练习)已知集合,若,则__,__.
13.(25-26高一上·浙江·期末)已知,,若,则所有集合B中全部元素之和为______.
14.(25-26高一上·山东德州·期中)已知集合,集合,若,记的所有取值构成的集合为,则集合的子集个数为_____.
四、解答题
15.(25-26高一上·辽宁沈阳·期中)已知集合,写出集合的所有子集.
16.(2025高一上·福建厦门·专题练习)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.
17.(23-24高一上·湖北武汉·阶段检测)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.
18.已知集合,,
(1)若集合,求实数的值;
(2)若集合,求实数的取值范围.
19.(25-26高一上·河北保定·期中)已知集合.
(1)若中恰有一个元素,求实数的取值构成的集合;
(2)若,求实数的取值范围.
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第02讲 集合间的基本关系(知识详解+8典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:子集
知识点02:真子集
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:集合的子集(真子集)的个数
题型02:求集合的子集(真子集)
题型03:判断两个集合的包含关系
题型04:根据集合的包含关系求参数
题型05:判断两个集合是否相等
题型06:根据两个集合相等求参数
题型07:空集的概念以及判断
题型08:空集的性质及应用
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】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)任何一个集合是它本身的子集,即 A⊆A;
(2)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,集合“A=B”可类比实数中的结论“若a≤b,且b≤a,则a=b”,即“若A⊆B,且B⊆A,则A=B”,反之亦成立.
【例1】已知集合,集合,①判断和的包含关系;②写出集合的全部子集。
解:判断集合包含关系
逐一检验元素:,,
集合内所有元素均属于集合,
根据子集定义可得:。
列举集合A所有子集
集合含有2个元素,按照空集→单元素子集→集合本身分类书写:
空集:、一元子集:、集合本身:
综上:;集合的全部子集为。
【知识点02】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
特性
(1)空集只有一个子集,即它本身,∅⊆∅;
(2)A≠∅,则∅⊂A
3.性质:
(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,如果A⊂B,且B⊂C,那么A⊂C.
注意点:
(1)在真子集的定义中,A⫋B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}.
【例2】已知集合,①写出集合的所有真子集;②说明空集与集合的关系。
解:书写全部真子集
集合含有3个元素,真子集不包含集合自身,分类列举:
空集:、 一元真子集:、二元真子集:
即所有真子集:。
判断空集与M的关系
集合为非空集合,根据真子集规定:空集是一切非空集合的真子集,
因此:。
【题型01】判断集合的子集(真子集)的个数
【典例1-1】(25-26高一下·江西赣州·期中)集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【详解】解:由题意得,其元素个数为3,子集个数为.
【变式1-1】(25-26高一上·黑龙江大庆·阶段检测)已知集合,则集合A的所有真子集的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】因为集合A的元素的个数为,故集合A的所有真子集的个数为.
【变式1-2】(25-26高一上·内蒙古巴彦淖尔·期中)已知集合,则集合的子集有________个.
【答案】4
【分析】求得集合,可求子集.
【详解】因为,所以集合的子集有共4个.
故答案为:4.
【变式1-3】(24-25高一上·广西河池·期中)已知集合,其子集个数为__________,真子集个数为__________.
【答案】
【详解】集合的元素个数为4,
集合的子集个数为:个;
集合的真子集个数为:个.
【题型02】求集合的子集(真子集)
【典例2-1】(25-26高一上·全国·课后作业)集合的子集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据集合子集的定义,即可求解.
【详解】由集合,
根据集合子集的定义,可得,
故选:D.
【变式2-1】(24-25高一上·全国·课后作业)(多选)下列是集合的子集的为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】写出集合的所有子集即可得解.
【详解】集合的子集为.
故选:ABD
【变式2-2】(24-25高一上·海南省直辖县级单位·阶段检测)写出集合的一个真子集__________.
【答案】 答案不唯一
【分析】先求出集合的元素,在结合真子集的定义即可.
【详解】由,则,则是其一个真子集.
故答案为:
【变式2-3】(24-25高一上·广西桂林·阶段检测)(1)写出集合的子集和真子集.
(2)写出集合的所有子集和真子集.
【答案】(1)子集:;真子集:.
(2)子集:;真子集:.
【分析】根据题意,由子集与真子集的定义,即可得到结果.
【详解】(1)集合的子集:;集合的真子集.
(2)集合的子集:;
集合的真子集:.
【题型03】判断两个集合的包含关系
【典例3-1】(25-26高一上·青海西宁·期中)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
【变式3-1】(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)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
【变式3-2】(2024高一上·全国·专题练习)是菱形____是平行四边形;是等边三角形}______是等腰三角形
【答案】 ⫋ ⫋
【分析】由菱形是特殊的平行四边形,等边三角形是特殊的等腰三角形即可得.
【详解】菱形是特殊的平行四边形;等边三角形是特殊的等腰三角形,
故是菱形⫋是平行四边形,是等边三角形}⫋是等腰三角形.
故答案为:⫋;⫋.
【变式3-3】(23-24高一下·全国·随堂练习)判定下列集合之间的关系:
(1){x|x是矩形},{x|x是平行四边形};
(2),
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据子集定义可判断;
(2)根据已知条件,结合子集的定义,理解的倍数一定是的倍数,的倍数不一定是的倍数,即可求解;
【详解】(1)x是矩形是平行四边形,;
(2),,
,,
的倍数一定是的倍数,的倍数不一定是的倍数,
例如:
所以;
【题型04】根据集合的包含关系求参数
【典例4-1】(25-26高一上·河北·期中)已知集合,,若,则m的值为( )
A.1 B.2 C.0 D.1或2
【答案】B
【分析】解方程得集合,根据集合的关系即可得结果.
【详解】集合,
因为,,所以的值为2,
故选:B.
【变式4-1】(多选)(24-25高一上·四川成都·期末)已知集合,,若,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】根据集合的性质列不等式,集合的包含关系列方程可求结论.
【详解】因为,,
所以且且,
所以且且且,
因为,
所以或,
所以或或(舍去),
故选:BD.
【变式4-2】(25-26高一上·湖南怀化·期末)若,则实数的值为__________.
【答案】0
【分析】由条件结合集合包含关系的定义可得,列方程求,利用集合元素的互异性排除增根即可..
【详解】因为,所以,
故或,解得或,
当时:,与集合元素的互异性矛盾,舍去;
当时:,,满足条件,
故答案为:
【变式4-3】(24-25高一上·全国·课后作业)已知集合,,是否存在实数,使得是的子集?若存在,求出集合,;若不存在,请说明理由.
【答案】存在,,
【分析】分、两种情况讨论,求出的值,以及此时集合,,即可得解.
【详解】存在,理由如下:
若,则,此时,,符合题意;
若,则无实根,故不成立;
综上所述,存在实数,使得是的子集,此时,.
【题型05】判断两个集合是否相等
【典例5-1】(25-26高一上·河北衡水·阶段检测)下列与集合表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用集合相等的条件,对各个选项逐一分析判断,即可求解.
【详解】对于A,集合中只有一个元素,所以A错误,
对于B,集合的元素是点,所以B错误,
对于C,由,解得或,
所以,故C正确,
对于D,集合中有二个元素,,所以D错误,
故选:C.
【变式5-1】(25-26高一上·安徽六安·阶段检测)下列各组中M,P表示相同集合的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用相同集合的定义逐项判断即得.
【详解】对于A,与表示不同的点,则,二者不是同一集合;
对于B,是数集,是点集,二者不是同一集合;
对于C,集合表示大于或者等于的数,集合也表示大于或者等于的数,
则,二者是同一集合;
对于D,集合表示二次函数中取值的集合,为数集,
而集合是二次函数图象上所有点组成的集合,为点集,
则,二者不是同一集合.
故选:C.
【变式5-2】(多选)(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)与集合相等的集合是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【分析】分析集合中的关系式得到题目中集合对应的区间,然后逐个分析各个选项,集合对应区间相同即可.
【详解】∵,∴,
A选项中,∴,A选项错误;
B选项为函数函数图像上所有的点的集合,B选项错误;
C选项∵,∴,C选项正确;
D选项∵,∴,D选项正确.
故选:CD.
【变式5-3】集合与__________(填“是”或“不是”)相等集合.
【答案】是
【分析】解出集合,利用集合相等的概念可得出结果.
【详解】因为,所以或.
又,所以.
故答案为:是.
【题型06】根据两个集合相等求参数
【典例6-1】(25-26高一上·河北唐山·期中)设,若P=Q,则( )
A. B.5 C. D.1
【答案】C
【分析】根据集合相等的定义求得,得解.
【详解】由P=Q,可得,解得,
.
故选:C.
【变式6-1】(多选)(25-26高一上·河北保定·阶段检测)已知集合,则的值可能为( )
A.2 B.0 C. D.4
【答案】AC
【分析】分或或三种情况讨论的值即可求解.
【详解】若,则,此时,符合题意;
若,则,此时,这不符合集合中元素的互异性,所以不符合题意;
若,则,此时,符合题意.
故选:AC
【变式6-2】(2026高一·全国·专题练习)已知集合A=,B={0,,1}(a,b∈R),若A=B,则________.
【答案】1
【分析】根据集合相等的定义求得后可得结论.
【详解】集合A=,B={0,,1}(a,b∈R).
由A=B,
得①解得此时集合A中,=0与元素0重复,,违反互异性;
②解得,此时A=B=,符合题意.
综上,,所以.
【变式6-3】设,若P=Q,求的值.
【答案】
【分析】由集合相等可得元素相同,由此建方程求解即可.
【详解】由P=Q,则,
因为,所以.
所以,解得,
此时,满足题意.
故.
【题型07】空集的概念以及判断
【典例7-1】(24-25高一上·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.
【详解】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.
【变式7-1】(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)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.
【详解】对于A,因为,不为空集,故A错误;
对于B,因为,不为空集,故B错误;
对于C,因为,不为空集,故C错误;
对于D,因为,所以无解,
所以,故D正确.
故选:D.
【变式7-2】下列集合:①;②;③;④;⑤.表示空集的有_______
【答案】②④/④②
【分析】由空集的概念,结合各项集合的描述及表示判断空集即可.
【详解】,故为空集;为空集,而、、均不是空集.
故答案为:②④
【变式7-3】给出下列选项,其中正确的有________
(1)∈{{ }} (2)⊆{{ }}
(3)∈{ } (4){ }
【答案】(2)(3)(4)
【分析】结合空集、元素与集合、集合与集合的关系确定正确结论.
【详解】对于(1),不是{{}}的元素,故不正确;对于(2),是任何集合的子集,所以是{{}}的子集,故正确;对于(3),是{}的元素,故正确;对于(4),是任何非空集合的真子集,{}有一个元素,是非空集合,故正确.
故答案为:(2)(3)(4).
【题型08】空集的性质及应用
【典例8-1】下列关系表述正确的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用空集的定义和性质以及两集合之间的包含关系可判断每个选项
【详解】解:对于A,空集不含任何元素,故A错误;
对于B,是只含有一个元素0的集合,是不含任何元素的集合,故B错误;
对于C,是含有一个元素的集合,是不含任何元素的集合,故C错误;
对于D,表述正确,故D正确,
故选:D
【变式8-1】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:.
【变式8-2】已知集合,若,则实数a的取值范围为___.
【答案】.
【解析】分和两种情况讨论,分别求得满足题意的a的范围,综合即可得答案.
【详解】当时,方程化为,解得,此时,满足题意,
当时,要使,则,解得且,
所以使的实数a的取值范围为.
故答案为:.
【变式8-3】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.
【详解】(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.
知识点01核心知识框架
1. 子集
(1)定义
对于集合,若集合中任意一个元素都属于集合,则称是的子集。
(2)符号与读法
(读作:包含于);(读作:包含)
(3)两大基础规定
任何集合都是自身的子集:
空集是任意集合的子集:
2. 真子集
(1)定义
若,且存在元素,同时,则称是的真子集。
(2)符号与读法
(读作:真包含于);(读作:真包含)
(3)基础规定
空集是任意非空集合的真子集:若,则
3. 集合相等
若且,则。
知识点02子集与真子集对比表格(高频考点)
比较维度
子集
真子集
集合相等关系
允许
不允许,必须
是否包含自身
集合是自身的子集
集合不是自身的真子集
空集关系
一切集合
一切非空集合
推导关系
知识点03有限集合子集个数万能公式(必背)
设集合中有个元素():
1.子集个数:
2.真子集个数:
3.非空子集个数:
4.非空真子集个数:
记忆口诀:总子集为二的n次方,去自身减一,去空集减一,二者都去减二
知识点04本节高频易错点(避坑总结)
关系符号严禁混用:描述元素与集合的从属关系;描述集合与集合的包含关系
分清空集误区:是空集,无任何元素;是以空集为元素的集合,二者完全不同
列举子集必查空集:列举子集、真子集时,最容易遗漏空集,做题优先写空集
相等关系判断:双向包含即可判定两集合相等,是证明集合相等的唯一方法
一、单选题
1.(25-26高一下·云南普洱·期中)集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.8 D.9
【答案】C
【详解】由题意得,其元素个数为3,子集个数为.
2.(25-26高一上·江苏徐州·期末)下面关于集合的表示正确的是( )
A. B..
C. D..
【答案】C
【分析】对于A,根据集合元素的无序性判断;对于B,根据特征元素判断;对于C,根据集合相等的定义判断;对于D,根据集合相等的定义判断.
【详解】对于A,根据集合元素的无序性,可知,故错误;
对于B,特征元素不相同,故不是相等集合,故错误;
对于C,都是数集,且范围相同,故相等,故正确;
对于D,不是空集,0是一个元素,故错误;
故选C.
3.(24-25高一下·湖北黄石·阶段检测)下列六个关系式:①;②;③;④;⑤;⑥Ü;其中正确的个数为( )
A.6个 B.5个 C.4个 D.少于4个
【答案】D
【分析】利用子集的概念及性质可判断①,利用相等集合的概念可判断②,利用空集的定义可判断③、⑥,利用元素与集合的关系进行判断④,利用集合与集合间的关系可判断⑤.
【详解】根据任意集合是自身的子集,可知①正确;
根据集合的元素及相等集合的概念可知②不正确;
因集合中含有1个元素,故不是空集,可知③不正确;
根据元素与集合之间可知④正确;
根据集合与集合间没有属于关系可知⑤不正确;
根据空集是任何集合的子集可知⑥正确.
所以①④⑥正确
故选:D.
4.(25-26高一上·福建宁德·期末)设,,,若,则实数a的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据子集的定义即可求解.
【详解】,,,
,,,解得,即,,符合题意.
故选:B.
5.(25-26高一上·重庆·阶段检测)已知集合,,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】两个集合相等,则元素相同,据此分类讨论求解即可.
【详解】由题意可知,故或,
或或
由集合元素互异性可知,
则实数的取值集合为.
故选:.
6.(25-26高一上·湖北武汉·阶段检测)设集合,集合,若,则实数取值集合的真子集的个数为( )
A.1 B.3 C.7 D.8
【答案】C
【分析】分和两种情况讨论求出,从而可求出实数取值集合,进而可求出其真子集的个数.
【详解】由题意有:当时,,满足题意,
当时,,所以,
由,所以或,
解得或,
所以数取值集合为,
所以实数取值集合的真子集的个数为,
故选:C.
7.(2024高一上·全国·专题练习)集合 之间的关系是( )
A.⫋ B.⫋ C.⫋⫋ D.⫋
【答案】A
【分析】由题意可得,,,即可得答案.
【详解】集合,
,
所以,
,
,
所以⫋.
故选:A
8.(2026高一上·广东清远·专题练习)已知集合,,则满足B的集合C的个数为( )
A.4 B.7 C.8 D.15
【答案】B
【分析】方法一:根据集合关系写出所有满足题意的集合C即可得答案.
方法二:转化为求集合的任意一个真子集的个数求解即可.
【详解】方法一:因为集合,,
所以满足条件的集合C有:,,,,,,,共7个.
方法二:集合中有2个元素,集合中有5个元素,
故满足条件的集合C可以是集合的任意一个真子集与集合A的并集,
因为集合的真子集的个数为,
所以满足条件的集合C有
二、多选题
9.(24-25高一上·广西河池·期中)已知集合,则下列集合中哪些是A的子集( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【详解】,解得,集合,
中元素均属于集合,是集合的子集,故A正确;
中有元素不属于集合,不是集合的子集,故B错误;
等于集合,是集合A的子集,故C正确;
中元素均属于集合,是集合的子集,故D正确.
10.(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)已知集合,,若,则实数a的值可以是( )
A.2 B.1 C. D.0
【答案】BCD
【分析】先求出集合,再根据分情况讨论集合的情况即可确定的值.
【详解】集合,,
当时,,符合题意;
当时,,即,符合题意;
当时,,即,符合题意;
综上,实数的值可以是0,1,.
故选:BCD
11.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)已知,,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】利用枚举法逐一判断即可.
【详解】当时,由,得,满足,所以;
当时,由,得,满足,所以;
当时,由,得,满足,所以;
当时,由,得,不满足.
故选:ABD
三、填空题
12.(2026高一·全国·专题练习)已知集合,若,则__,__.
【答案】 5 6
【分析】根据一元二次方程根与系数的关系进行求解即可.
【详解】因为,
所以一元二次方程的两个实数根为,
所以有.
13.(25-26高一上·浙江·期末)已知,,若,则所有集合B中全部元素之和为______.
【答案】72
【分析】根据集合之间的关系写出集合B所有的情况,再计算即可.
【详解】因为,,
集合B可以为,
所有元素之和为.
故答案为:.
14.(25-26高一上·山东德州·期中)已知集合,集合,若,记的所有取值构成的集合为,则集合的子集个数为_____.
【答案】8
【分析】接着分别和求出B结合求集合C,进而可得其子集个数.
【详解】因为集合,集合,且,
当时,则,满足;
当时,则,可得或,解得或;
综上所述:,集合的子集个数为.
故答案为:8.
四、解答题
15.(25-26高一上·辽宁沈阳·期中)已知集合,写出集合的所有子集.
【答案】,,,
【分析】通过解二次方程求得集合,由子集的定义写出所有子集.
【详解】由,
∴,
∴,
∴集合的所有子集分别为:,,,.
16.(2025高一上·福建厦门·专题练习)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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由可得,分和进行讨论;
(2)由的子集有两个得出只含有一个元素,分和进行讨论.
【详解】(1)若,则,
若,则,不符合题意,
若,则,解得,
所以实数的取值集合为.
(2)若的子集有两个,则集合只含有一个元素,
若,则,符合题意;
若,,解得.
综上所述,实数的取值集合为.
17.(23-24高一上·湖北武汉·阶段检测)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.
18.已知集合,,
(1)若集合,求实数的值;
(2)若集合,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)先化简集合,然后根据条件即可确定实数的值;
(2)由条件集合知,集合中至多有2个元素,对集合中的元素个数进行分类讨论即可.
【详解】(1)易知集合,由得: 或,解得:.
(2)(1)当时满足;
(2)当时
①当即时,满足,.
②当即时,,不满足.
③当即时,满足,只能, 无解.
综上所述:或.
19.(25-26高一上·河北保定·期中)已知集合.
(1)若中恰有一个元素,求实数的取值构成的集合;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据一次方程以及二次方程的判别式即可求解,
(2)对进行讨论,即可结合(1)的结论以及韦达定理求解.
【详解】(1)对于,
当,即时,方程为,则,集合中只有一个元素,满足题意;
当时,方程为关于的一元二次方程,
由题意知,该方程有两个相等的实根,
所以,
解得或.
所以实数的取值构成的集合为.
(2)由题意可知,,若,则分以下几种情况讨论:
①当时,,即.
②当集合中只有一个元素时,由(1)知,
当时,,,;
当时,,,,;
当时,,,,.
③当集合中有两个元素时,
因为,所以,即,
即关于的方程的两根分别为1,2,
所以,无解.
综上所述,实数的取值范围是.
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