内容正文:
专题1.2 集合的基本关系
教学目标
1.理解子集、真子集、相等集合的定义,区分符号;
2.掌握空集、任意集合、全集之间的包含关系核心性质;
3.会写出有限集合的全部子集、真子集、非空子集、非空真子集并熟记个数公式;
4.能根据集合包含关系求解参数取值范围,分类讨论空集情况;
5.能利用集合相等、真包含关系综合求值,规范书写解题步骤。
教学重难点
1.重点
子集、真子集概念与符号;
有限集子集个数公式;
由求参数范围。
2.难点
含参数集合包含关系分类讨论(勿忘空集);
区分从属符号与包含符号
知识点 01 子集(包含关系)
定义:若集合A中任意一个元素都属于集合B,则称A是B的子集,记作,读作 “A包含于B”。
逻辑判定:。
基础性质: ① 任何集合是自身子集:; ② 空集是任意集合的子集:; ③ 传递性:。
【即学即练】
集合的一个子集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据集合的子集的定义即可求解.
【详解】因为,,所以,故A正确;
因为,所以,不是的子集,故BC错误;
因为,所以不是的子集,故D错误.
故选:A.
知识点 02 真子集(真包含关系)
定义:,且存在元素属于B但不属于A,则A是B的真子集,记作。
判定:。
性质: ① 空集是任意非空集合的真子集:; ② 传递性:; ③ 一个集合不能是自身的真子集:。
【即学即练】
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.
知识点 03 集合相等
等价条件:;
含义:两个集合元素完全相同,与元素顺序无关。
【即学即练】
已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.0或1 D.2
【答案】A
【分析】根据集合相等的关系求解.
【详解】∵集合,,若,
∴,得.
知识点 04 有限集合子集个数公式
设集合A含有n个元素:
子集总数:和集合本身);
真子集个数:个(去掉集合自身);
非空子集个数:个(去掉空集);
非空真子集个数:个(去掉空集、集合自身)。
【即学即练】
已知集合A,B,,,,则满足条件的B的个数为( )
A.16 B.32 C.36 D.64
【答案】B
【分析】应用元素和集合关系及集合的包含关系判断求解.
【详解】已知,,且,所以的个数为.
知识点 05 易混符号辨析(高频易错)
:元素属于集合,连接元素与集合;
:集合包含于集合,连接两个集合;
【即学即练】
已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求解集合的元素,再根据元素与集合、集合与集合的关系逐一分析选项.
【详解】由,得或,因此集合,
选项A,是集合中的元素,所以,选项A正确;
选项B,是一个集合,集合与集合之间的关系应为包含(),而非属于(),选项B错误;
选项C,是集合中的元素,元素与集合的关系是属于(),而非包含(),选项C错误;
选项D,集合,而只包含元素,不包含,选项D错误.
故选:A.
题型 01 判断集合间包含、真包含、相等关系
【典例1】
已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以.
【变式1】
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
【变式2】
已知集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分别化简集合,利用集合相等的概念、集合间的包含关系以及交集运算即可求解.
【详解】,
,
则,,故B正确;A、C错误;
,故D错误;
故选:B.
【变式3】
已知集合,集合,则与关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用列举法表示集合,再根据元素与集合的关系和集合与集合的关系判断结论.
【详解】因为,,
所以,
因为,所以集合不是集合的子集,A错误
因为可视为集合的一个元素,但集合中不含该元素,所以集合不是集合的子集,C错误;
因为集合的元素中含有元素,所以,B错误,D正确.
题型 02 写出有限集合的所有子集、真子集、非空真子集
【典例1】
满足⫋的集合的个数为( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【答案】B
【详解】满足条件的集合有,
,共7个.
【变式1】
满足 的所有集合的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先确定,再由题意可得,其中集合为集合的子集,从而可得结果.
【详解】由,得.
设集合为集合的子集,则集合可能为:,共种.
由题意,集合,所以集合共有个,
分别为:.
【变式2】
已知集合,则的所有子集中的元素之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据集合的子集直接求解即可.
【详解】由题知,的所有非空子集为,
所以以上集合所有元素之和为.
【变式3】
利用列举法求集合的子集的过程中,含有三个元素的子集共有( )
A.8个 B.9个 C.10个 D.11个
【答案】C
【分析】列举出集合含有三个元素的子集即可求出答案.
【详解】集合含有三个元素的子集有,,,,,,,,,.
所以集合含有三个元素的子集共有个.
故选:C.
题型 03 空集参与包含关系辨析
【典例1】
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1】
下列表述中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据空集、点集、数集的定义判断集合是否相等及元素与集合的关系.
【详解】对于A,由表示没有元素的集合,则不相等,A错,
对于B,由是点集,是数集,则不相等,B错,
对于C,由表示仅含有空集的单元素集合,则不相等,C错,
对于D,由于是自然数,故,D对.
故选:D
【变式2】
下列关系中,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据空集的性质和子集的概念得到答案.
【详解】由于是的一个子集,故,B正确,AD错误,C选项,空集不是的元素,故C错误.
故选:B
【变式3】
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,
【变式4】
下列各选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据集合的定义和空集的定义逐项判断.
【详解】对于A,空集不含任何元素,故,故A错误;
对于B,空集不含任何元素,而集合含有一个元素0,二者不相等,故B错误;
对于C,空集是任何集合的子集,故C正确;
对于D,0是一个元素,而是一个集合,元素和集合是不同的概念,不能相等,故D错误.
故选:C.
题型 04 已知,求参数取值(必考大题,含空集讨论)
【典例1】
已知集合,,若,则a的取值可以是( )
A. B.0 C.2 D.
【答案】BC
【分析】由集合子集的关系和元素互异性求解.
【详解】因为,又,,
所以或,
解得或或,
当时,,,满足要求,
当时,,,满足要求,
当时,,与元素互异性矛盾,不满足要求,
所以或2.
【变式1】
集合,.若,则实数( )
A.0 B.2 C.3 D.-1
【答案】D
【详解】由知是的子集,若,则中有重复元素0,不合题意舍去;
若,则无解;若,则,经检验符合题意.
所以
【变式2】
已知集合,,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令,解得或,所以.
因为,所以或,解得或或.
经检验:当时,与集合中元素的互异性矛盾.
所以实数的取值集合为.
【变式3】
若集合,,且,则的值为( )
A.4 B.2或4 C.或4 D.或4
【答案】C
【详解】当时,满足;
当时,因为,所以,
此时,满足.
题型 05 已知求参数范围
【典例1】
已知集合,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由子集的定义,解不等式可得结果.
【详解】由,可得,解得.
故选:D.
【变式1】
已知集合,,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,分、,结合进行求解.
【详解】当时,,符合;
当时,,,又,
,
综上,.
【变式2】
设集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若 ,求实数a的取值范围
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)由,对集合进行分类讨论:①若,②若为,,③若,由此求得的值即可.
(2)先化简集合,,再由 ,能求得的值.
【详解】(1)集合,,
由题意,
①若,则,则;
②若或,则
解得:,将代入方程得:得:,
即符合要求;
③若,则,即
即的两根分别为、0,
则有且,则.
综上所述,实数的取值范围是或.
(2),,
则,即 ,
即0和是方程的两根,
,,
解得:或(舍去),
故.
【变式3】
记集合,.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由条件,列不等式求的范围;
(2)分,两种情况,结合条件列不等式求的范围;
【详解】(1)由,得,解得或,
故的取值范围是.
(2)当时题设显然成立,此时有,解得;
当时,有,解得或.
综上的取值范围是.
题型 06 由(集合相等)求参数
【典例1】
1.若集合中有三个元素、、,集合中也有三个元素、、,且,则实数______.
【答案】
【分析】两个集合相等且都有三个元素,又都含有元素 ,所以除去公共元素 后,剩余两个元素组成的集合也相等.对两个二元集合的元素对应关系分类讨论,并结合集合元素的互异性检验所得结果.
【详解】因为集合 和集合 中都恰有三个元素,所以 与各自集合中的另外两个元素均不相同.
又因为 ,且 是两个集合的公共元素,所以 .
两个二元集合相等,分以下两种情况讨论.
① 若 ,,则 ,解得 或 .
当 时,,其中只有两个不同的元素,不符合“集合 中有三个元素”的条件,舍去.
当 时,,符合题意.
② 若 ,,则由第一个等式得 .
代入第二个等式,得 ,所以 .
但将 代入 ,得到 ,矛盾,因此此种情况无解.
综上,.
2.设集合,,若,则的值为________.
【答案】
【分析】首先由集合元素的特征得,再由集合相等分和两种情况解得.
【详解】由集合,,得,
又因为,则或,
当时,,,,
于是,得,因此;
当时,集合,,有,则,解得与矛盾,舍去.
因此.
【变式1】
设a,,若集合,则______.
【答案】0
【分析】根据集合相等的定义,结合集合元素的互异性,推导出、的值后代入所求式子计算.
【详解】因为右侧集合中有,分母不能为0,故,
两个集合相等,左侧集合必须含元素0,结合,得:,即 ,因此,
此时左侧集合为,右侧集合为,集合元素对应相等,可得,,
此时,符合条件.
所以.
【变式2】
设集合,若,则__________.
【答案】
【分析】利用两个集合相等的定义结合集合的互异性求解.
【详解】,,且且且,
或,
当时,且,,.
当时,解得,且,不成立.
综上可得,.
故答案为:.
【变式3】
设,,其中,若,则________.
【答案】1
【分析】由集合元素互异性、和集合相等的概念,分类讨论求解.
【详解】,由元素互异性得:,且.
,由元素互异性得:.
若集合中,则,此时,,
由得,所以,此时,符合要求;
若集合中,则,此时,
,这与矛盾,故这种情况不成立,
综上可知,,故.
1.集合且的非空子集的个数为( )
A.15 B.31 C.32 D.64
【答案】B
【详解】因为,
所以集合有5个元素,故的非空子集个数是.
2.若,则A的子集个数为( )
A.3 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【分析】根据集合子集的性质可得
【详解】因为集合共含有个元素,
因此A的子集个数为
3.由数字2,0,2,6组成的集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.8 D.16
【答案】C
【详解】由已知,
其子集为,,,,,,,,共计8个.
4.若,则的真子集个数为( )
A.8 B.7 C.6 D.3
【答案】B
【详解】因为,所以,
所以的真子集个数为个
5.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.
6.集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题知,
所以与的关系为
7.已知集合,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据集合中元素的特征,对集合中的元素逐一判断即可.
【详解】因为集合,且,
所以,对集合中的元素逐一判断,
,所以;
,所以;
,所以;
,所以;
,所以.
综上,.
8.已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.0或1 D.2
【答案】A
【详解】由,得或,解得或.
当时,,,,符合题意,
当时,A不满足元素互异性,不符合题意,所以.
9.已知集合,,若,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】C
【分析】由可知中元素必属于,故或;分别求解后,结合集合元素的互异性排除,最终得或.
【详解】由,得或,
若,则,,满足,
若,则或,
时,,,满足,
时,,不满足集合元素的互异性,
综上,或.
10.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.
11.已知为实数,集合,且,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【详解】因为,所以或,
解得,或,(不符合集合元素的互异性,舍去)
所以.
12.已知集合,.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)解分式不等式,确定集合;
(2)根据集合的包含关系,求参数的取值范围.
【详解】(1)由题意得,解得,
则.
(2)因为,
当时,,解得,满足题意;
当时,因为,所以,解得,
综上所述,实数的取值范围为.
1.满足条件的集合的个数为( )
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
【答案】B
【详解】由题意得,集合中的元素可能为2,3,4个
当集合中含有两个元素时,可为;
当集合中含有三个元素时,可为,,;
当集合中含有四个元素时,可为,,;
综上所述满足条件的集合的个数为个.
2.已知实数a,b,设,,若,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【详解】,则集合中元素都在集合中,
若,解得,则集合有两个2,不符合集合中元素的互异性,舍去;
若,方程无解;
由题意知,则必有,
此时,若,则,方程无实数根,
,则或,
当时,,此时;
当时,,此时;
综上可得,.
3.设集合,,若,则由实数组成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,分和,两种情况讨论,结合,列出方程,即可求解.
【详解】当时,方程无解,即,满足;
当时,由方程,解得,即,
因为,可得或,解得或,
所以由实数组成的集合为.
4.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为集合,
,
所以.
5.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为集合,
,
所以.
6.已知集合,,,则集合的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】对集合分析,当为偶数时,比较它与集合的描述得到与集合的关系;通过整理集合与集合的描述,得到集合与集合的关系,从而得出集合的关系.
【详解】集合,
当时,,
当时,,
又集合,,
集合,集合,
,可得,
综上可得
故选:C.
7.已知集合,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由集合相等可得一元二次方程的两个根,再由根与系数的关系可得,进而可得所求值.
【详解】已知 ,,所以一元二次方程 的两个根就是 和.
设一元二次方程的两根为,则: ,,
所以,即,因此
8.已知集合,若,则( )
A.-2 B.0 C.2 D.4
【答案】B
【详解】由于集合,,
则,故
,,不是的子集,故ABD错误,C正确;
故选:C.
9.已知集合,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据集合的定义,分别分析集合与集合的元素特征,再据此对各选项进行判断.
【详解】集合集合.
集合表示抛物线的点的坐标组成的集合,
故,A错误;
由知时,,当时,,故CD正确;
由知,故B正确.
故选:BCD.
10.已知集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据真子集定义列出不等式组即可求解;
(2)根据子集定义,对集合是否为空集进行分类讨论,列出对应不等式组即可求解.
【详解】(1)由可得:,且等号不能同时取得
解得,
即a的取值范围是.
(2)若,则,即,解得;
若,则
解得,
综上所述,a的取值范围是.
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专题1.2 集合的基本关系
教学目标
1.理解子集、真子集、相等集合的定义,区分符号;
2.掌握空集、任意集合、全集之间的包含关系核心性质;
3.会写出有限集合的全部子集、真子集、非空子集、非空真子集并熟记个数公式;
4.能根据集合包含关系求解参数取值范围,分类讨论空集情况;
5.能利用集合相等、真包含关系综合求值,规范书写解题步骤。
教学重难点
1.重点
子集、真子集概念与符号;
有限集子集个数公式;
由求参数范围。
2.难点
含参数集合包含关系分类讨论(勿忘空集);
区分从属符号与包含符号
知识点 01 子集(包含关系)
定义:若集合A中 都属于集合B,则称A是B的子集,记作 读作 “A包含于B”。
逻辑判定:。
基础性质: ① 任何集合是自身子集: ② 空集是任意集合的子集: ③ 传递性:。
【即学即练】
集合的一个子集为( )
A. B. C. D.
知识点 02 真子集(真包含关系)
定义:,且存在元素属于B但不属于A,则A是B的真子集,记作。
判定:。
性质: ① 空集是任意非空集合的真子集:; ② 传递性:; ③ 一个集合不能是自身的真子集:。
【即学即练】
集合的一个真子集可以为( )
A. B.
C. D.
知识点 03 集合相等
等价条件:
含义:两个集合元素完全相同,与元素顺序无关。
【即学即练】
已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.0或1 D.2
知识点 04 有限集合子集个数公式
设集合A含有n个元素:
子集总数 和集合本身);
真子集个数 个(去掉集合自身);
非空子集个数 个(去掉空集);
非空真子集个数 个(去掉空集、集合自身)。
【即学即练】
已知集合A,B,,,,则满足条件的B的个数为( )
A.16 B.32 C.36 D.64
知识点 05 易混符号辨析(高频易错)
:元素属于集合,连接元素与集合;
:集合包含于集合,连接两个集合;
【即学即练】
已知集合,则( )
A. B. C. D.
题型 01 判断集合间包含、真包含、相等关系
【典例1】
已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【变式1】
设集合,,则( )
A. B. C. D.
【变式2】
已知集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
【变式3】
已知集合,集合,则与关系为( )
A. B. C. D.
题型 02 写出有限集合的所有子集、真子集、非空真子集
【典例1】
满足⫋的集合的个数为( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【变式1】
满足 的所有集合的个数是( )
A. B. C. D.
【变式2】
已知集合,则的所有子集中的元素之和为( )
A. B. C. D.
【变式3】
利用列举法求集合的子集的过程中,含有三个元素的子集共有( )
A.8个 B.9个 C.10个 D.11个
题型 03 空集参与包含关系辨析
【典例1】
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1】
下列表述中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2】
下列关系中,正确的是( )
A. B. C. D.
【变式3】
下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式4】
下列各选项正确的是( )
A. B. C. D.
题型 04 已知,求参数取值(必考大题,含空集讨论)
【典例1】
已知集合,,若,则a的取值可以是( )
A. B.0 C.2 D.
【变式1】
集合,.若,则实数( )
A.0 B.2 C.3 D.-1
【变式2】
已知集合,,若,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【变式3】
若集合,,且,则的值为( )
A.4 B.2或4 C.或4 D.或4
题型 05 已知求参数范围
【典例1】
已知集合,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】
已知集合,,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】
设集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若 ,求实数a的取值范围
【变式3】
记集合,.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
题型 06 由(集合相等)求参数
【典例1】
1.若集合中有三个元素、、,集合中也有三个元素、、,且,则实数______.
2.设集合,,若,则的值为________.
【变式1】
设a,,若集合,则______.
【变式2】
设集合,若,则__________.
【变式3】
设,,其中,若,则________.
1.集合且的非空子集的个数为( )
A.15 B.31 C.32 D.64
2.若,则A的子集个数为( )
A.3 B.6 C.7 D.8
3.由数字2,0,2,6组成的集合的子集个数为( )
A.3 B.4 C.8 D.16
4.若,则的真子集个数为( )
A.8 B.7 C.6 D.3
5.下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
6.集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
7.已知集合,且,则( )
A. B. C. D.
8.已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.0或1 D.2
9.已知集合,,若,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
10.下面关于集合的表示正确的是( )
A. B..
C. D..
11.已知为实数,集合,且,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
12.已知集合,.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
1.满足条件的集合的个数为( )
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
2.已知实数a,b,设,,若,则( )
A.1 B. C. D.
3.设集合,,若,则由实数组成的集合为( )
A. B. C. D.
4.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
5.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
6.已知集合,,,则集合的关系是( )
A. B.
C. D.
7.已知集合,,若,则( )
A. B. C. D.
8.已知集合,若,则( )
A.-2 B.0 C.2 D.4
9.已知集合,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
10.已知集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
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