1.2集合间的基本关系(知识清单)高一数学人教A版必修第一册
2026-07-22
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 1.2 集合间的基本关系 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 集合间的基本关系 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.35 MB |
| 发布时间 | 2026-07-22 |
| 更新时间 | 2026-07-22 |
| 作者 | 高中数学教辅专家孙小明 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58919906.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学知识清单系统梳理了集合间的基本关系知识体系。从Venn图直观工具切入,依次构建子集、真子集、空集等概念,明确集合相等判定依据,推导有限集子集个数公式,进而掌握三种集合关系判定方法及含参集合求参数通用步骤,形成从直观到抽象、从概念到应用的学习支架。
知识链路按“直观工具—基础概念—特殊情形—量化公式—判定方法—参数应用”逻辑展开,每个知识点配易错警示和归纳总结。通过Venn图与数轴数形结合培养数学眼光,分类讨论空集与非空情形发展数学思维,规范符号语言表达,习题分题型配备方法技巧,助力学生构建完整认知框架并提升应用能力。
内容正文:
第一章
集合与常用逻辑用语
1.2集合间的基本关系
🔷知识点一 Venn图(韦恩图)
1.定义:用平面封闭曲线内部代表集合,直观展示集合间包含、相等、独立关系。
2.使用规则
子集:小封闭曲线完全落在大曲线内部;
相等集合:两个曲线完全重合;
无包含关系:两曲线部分相交或完全分离。
作用:快速判断连续数集、离散集合的包含关系,解含参集合题辅助数轴分析。
⚠️特别提醒
Venn图仅作直观辅助,不能替代严谨代数证明;无限区间集合优先用数轴,离散有限集合优先用Venn图。
📌归纳总结
Venn图看包含,数轴看区间,数形结合快速判断集合从属关系。
🔷 知识点二 子集
1.文字定义:对两集合,若中任意一个元素都属于,称是的子集。
2.符号语言:(读作包含于);等价描述:。
3.性质
① 自反性:任意集合是自身子集,;
② 传递性:;
③ 空集规定:(空集是所有集合的子集)。
4.两层含义
包含两种情况: 或 。
⚠️特别提醒
单独说“是子集”表述错误,必须指明谁的子集,规范表述:是的子集。
📌归纳总结
子集两层含义:集合相等或真包含;空集永远是任何集合的子集,子集关系具备传递性。
🔷 知识点三 集合相等
1.判定依据: 且 。
2.本质:两集合元素完全相同,与元素书写顺序、列举形式无关。
3.两类集合相等证明方法
有限离散集:元素一一对应,结合互异性检验;
无限描述集:双向证明互相包含,缺一不可。
4.拓展结论:相等集合拥有完全相同的所有子集。
⚠️特别提醒
仅单向证明不能判定集合相等,必须双向互相包含;有限集合相等务必检验元素互异性,避免参数取值重复。
📌归纳总结
双向包含则集合相等,无序、重复元素不改变集合本身。
🔷 知识点四 真子集
1.定义:,且存在元素,称是的真子集。
2.符号:,读作真包含于。
3.性质
① 任何集合不能是自身真子集;
② 传递性:;
③ 空集规定:(,空集是所有非空集合的真子集)。
⚠️特别提醒
可推出,但推不出;空集不是自身的真子集。
📌归纳总结
真子集是“范围更小、元素更少”的子集,不能与原集合完全等同。
🔷 知识点五 空集
1.定义:不含任何元素的集合,区别于、。
2.三条硬性规定
任意集合;
任意非空集合;
空集唯一子集是自身,无真子集。
3.解题提醒:已知且含参数,必须优先讨论,极易漏解。
⚠️特别提醒
是集合,含数字0,含集合元素,三者完全不同,不可混淆。
📌归纳总结
空集是子集万能情况,含参集合求包含关系第一步必讨论空集。
🔷 知识点六 有限集合子集个数万能公式
设集合含有个元素:
1.子集总数:(包含空集与集合本身)
2.真子集个数:(去掉集合自身)
3.非空子集个数:(去掉空集)
4.非空真子集个数:(同时去掉空集、集合自身)
记忆口诀:总子集二的次方,真子集减一,非空真子集再减一。
⚠️特别提醒
公式仅适用于元素互不重复的有限集合;含重复元素的集合要先去重,再统计有效元素个数。
📌归纳总结
元集合子集总数,减1去自身为真子集,再减1去空集为非空真子集。
🔷 知识点七 三种集合关系判定方法
1.枚举观察法(离散有限集专用)
全部列举元素,直接对比元素是否全部包含,适合元素个数少的集合。
2.元素特征统一法(描述式集合专用)
统一两个集合元素表达式,对比取值范围,如,得。
3.数轴数形结合法(连续不等式集合专用)
把解集画在数轴,小范围集合对应真子集,端点单独验证能否取等。
⚠️特别提醒
描述型集合不能只看表达式,要化简统一形式再判断;数轴判断时实心端点可重合,空心端点不可包含。
📌归纳总结
离散枚举、整数统一表达式、不等式画数轴,三类集合对应三种判定方法。
🔷 知识点八 集合包含关系求参数通用步骤
1.化简两个集合,写出解集区间;
2.分类讨论:含参集合、两种情况;
3.根据或列不等式组;
4.端点验证:真子集要求两端不能同时取等,剔除两集合完全相等的参数值;
5.合并所有符合条件的参数范围。
⚠️特别提醒
求解子集参数时不等式先带等号,最后单独验证端点;真子集要排除两集合完全重合的情况。
📌归纳总结
含参子集求解分两步:先讨论空集,再列区间不等式,最后检验端点。
易错点1 混淆元素与集合符号
错例:、
错因:分不清两种符号适用对象; 用于元素与集合之间; 用于集合与集合之间,符号匹配错误。
规避方法:先判断式子两侧是元素还是集合,再匹配对应符号。正确写法:,。
易错点2 误判空集性质
错例 1:空集是任何集合的真子集
错因 1:忽略空集不能是自身的真子集,空集仅为任意非空集合的真子集。
规避 1:牢记定理:空集是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集。
错例 2:
错因 2:混淆含 0 集合与空集; 内有元素 0,是非空集合; 不含任何元素。
规避 2:区分空集、含 0 集合,二者不相等。
错例 3:
错因 3: 是以空集为元素的非空集合,与无元素的空集概念不同。
规避 3:分清三类易混集合:、、。
易错点3 含参子集问题遗漏空集讨论
错例:,仅计算,漏掉时成立的情况。
错因:忘记空集是任意集合的子集,含参数方程可能无解、集合为空,未分类讨论。
规避方法:方程、不等式含参数,第一步先令解集为空集求解参数,再讨论集合非空的正常情况。
易错点4 子集、真子集个数公式混用
错例:3 个元素的集合,计算真子集个数写成。
错因:混淆子集与真子集计算公式;个元素集合,子集总数,真子集需去掉集合本身,个数为。
规避方法:熟记公式:
①个元素集合:子集个数;
②真子集个数;
③非空真子集个数。
易错点5 数轴求包含关系端点取舍错误
错例:,,错误写。
错因:不清楚子集允许区间端点重合,未验证边界值是否满足包含关系。
规避方法:列区间不等式统一带上等号;若为真子集,额外验证区间完全重合的特殊情况,排除相等情形。
易错点6 混淆“子集”文字描述
错例:认为是的子集等价于集合元素数量少于集合。
错因:不理解子集包含集合相等的情况;当时,两集合元素数量相同,但仍满足。
规避方法:子集包含 “相等、真包含” 两种情况,两集合元素数量可以相等;只有真子集才满足元素个数更少。
题型一:判断集合间关系
📝方法技巧
1.离散集合:列举全部元素对比;
2.整数型描述集合:统一变量表达式,对比取值;
3.不等式解集:数轴画图,小范围真包含于大范围。
特别提醒:判断真子集必须找到一个属于后者、不属于前者的元素佐证。
归纳总结:范围小的集合真包含于范围大的集合,范围相等则两集合相等。
1.(2026·天津红桥·一模)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
2.(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)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.
3.(2026高一·全国·专题练习)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.
4.(25-26高一上·安徽滁州·阶段检测)下列关系说法错误的有( )
① ② ③⫋ ④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】根据元素与集合,集合与集合间的符号表示判断即可.
【详解】①:因为是集合中的元素,所以,表示的符号不正确,故①错误;
②:因为是任何集合的子集,所以,表示的符号不正确,故②错误;
③:因为中含有元素,而且还有其它元素,所以⫋,故③正确;
④:因为是无理数,而是有理数集,所以,故④错误.
故选:C
题型二:空集概念、性质应用
📝方法技巧
1.概念辨析:分清三者区别;
2.性质判断:牢记空集是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集;
3.简单应用:判断含空集符号式子的对错,识别方程无解对应空集。
特别提醒:空集是集合,不能用表示集合间包含关系;空集没有真子集。
1.(2026高一·全国·专题练习)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.
2.(25-26高一上·天津河北·阶段检测)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.
3.(多选)(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)以下选项正确的是( )
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.
4.(25-26高一上·广东·阶段检测)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
题型三:子集、真子集枚举书写
📝方法技巧
按元素个数由少到多分层列举:空集→单元素子集→双元素子集→全集;
真子集剔除集合本身,非空子集剔除空集,非空真子集两者均剔除。
特别提醒:列举不要漏空集、全集,区分子集与真子集范围。
1.(25-26高二上·甘肃天水·阶段检测)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.
2.(2026·广西崇左·一模)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.(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:,,,.
4.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)已知集合.
(1)若中有两个元素,求实数的取值集合;
(2)若中只有一个元素,写出实数的取值集合B的所有子集.
【答案】(1)或或;
(2)答案见解析.
【分析】(1)根据方程有两个不同的解的问题直接可得;
(2)根据方程有一个解进行分类讨论可得实数的取值,再列所有子集.
【详解】(1)由中有两个元素,得方程有两个不同的解,
所以,,解得或且.
故实数的取值集合为或或.
(2)由中只有一个元素,得方程有一个解.
当时,方程有一个解;
当时,,解得或.
所以实数的取值集合,
故集合B的所有子集有:,,,,,,,.
题型四:求子集、真子集个数
📝方法技巧
集合含个元素,直接套用公式:
总子集:;真子集或非空子集:;非空真子集:
特别提醒:计算前对集合去重,统计有效元素数量。
1.(25-26高二下·福建厦门·期末)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.
2.(25-26高二下·河南商丘·期末)集合的真子集个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,集合有个元素,故集合的真子集个数为.
3.(25-26高一上·上海·期中)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:.
4.(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.
题型五: 由集合相等求参数
📝方法技巧
1.元素一一对应,分情况列方程;
2.检验集合互异性,重复元素直接舍去对应参数;
3.简便验算:两集合元素和、积分别相等快速验证。
特别提醒:求出参数后代回原集合,必须检验元素互不重复。
归纳总结:集合相等则元素完全相同,分情况解方程,最后验证互异性。
1.(2026·甘肃·模拟预测)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.
2.(2026·江苏徐州·模拟预测)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
3.(2026高二下·贵州贵阳·竞赛)已知,且集合与集合表示同一个集合,则实数__________.
【答案】1
【分析】通过集合相等的性质分类讨论求解.
【详解】显然,
①若,则解得,此时,不满足集合中元素的互异性;
②若,则,则,,时即可满足集合中元素的互异性,满足题意;
③若,则,则或可解得或.
经检验这两种情况均不满足集合中元素的互异性.
综上可知,.
4.(25-26高一·全国·寒假作业)已知,,若集合,则的值为________.
【答案】1
【分析】根据集合相等,结合集合的确定性、互异性,分析求解,即可得答案.
【详解】根据题意,,,所以,
故,则,
故,则,解得.
当时,与集合的互异性相矛盾,故舍去,
当,时,,符合题意,
所以.
故答案为:1
题型六: 集合包含关系传递性
📝方法技巧
1.;
;
3.。
特别提醒:传递只能顺向推导,不能反向推导;只要有一处是真子集,首尾一定是真子集关系。
归纳总结:子集、真子集均可顺向传递,相等可等价传递,单向箭头不可逆。
1.判断下列说法是否正确,并简要说明理由:
(1)若且,则;
(2)若且,则;
(3)若且,则.
【答案】(1)正确,理由见解析;
(2)不正确,理由见解析;
(3)正确,理由见解析.
【分析】由已知结合元素与集合,集合与集合的关系判断各命题即可求解.
【详解】(1)正确,根据元素与集合可知,若,则集合中的元素全属于集合,
故,则成立.
(2)不正确,若且,则不一定成立,
例如.
(3)正确,由子集与真子集的概念可得若且,则一定成立.
2.(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)已知集合,,则满足条件⫋的集合C的个数为______.
【答案】3
【分析】确定集合,再结合子集、真子集的概念即可求解.
【详解】由题得,.
因为,
所以根据子集的定义,集合C必须含有元素2,5,
所以或或.
故答案为:3
3.(25-26高一上·广东珠海·阶段检测)满足的集合A共有______个
【答案】63
【详解】问题等价于求集合的真子集个数,故所求为.
4.(25-26高一上·北京·阶段检测)满足条件的集合的个数是________.
【答案】4
【分析】根据子集的定义一一列举出符合题意的集合即可.
【详解】由题意,符合题意的集合有共4个.
故答案为:4
题型七: 已知包含关系求参数
📝方法技巧
分、两类列不等式组,端点验证。
特别提醒:二次不等式解集为空集要考虑开口、判别式;一次方程空集只需系数为0。
归纳总结:含参集合求包含,空集优先讨论,区间端点带等号,真子集剔除重合情况。
1.(2026·河南·二模)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,a∈
2.(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知集合,,若,则所有的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】至多一个解,当时,无解,故,
当时,,解得,
当时,,
故所有的取值构成的集合为.
3.(2026·河南·一模)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,.
4.(2026高一·全国·专题练习)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.
题型八: 证明两集合相等
📝方法技巧
标准两步证明
1.证:任取,推导;
2.证:任取,推导;
两步完成,才可下结论。
特别提醒:只证单向只能证明子集,不能证明相等,大题两步缺一不可。
归纳总结:双向包含证明集合相等,先证左包含右,再证右包含左。
1.(高一上·湖北·专题练习)已知,求证:
【答案】证明见解析
【分析】证两个集合相等,先证明,再证明即可得出结论.
【详解】(1)先证,
设,
则存在,
满足,
,
,
即.
(2)再证,
设,
则存在,
满足,
,
,
即.
综上:..
2.(高一·全国·课堂例题)集合,,试证明.
【答案】证明见解析
【分析】设,利用集合的的含义和奇偶数的性质即可得,再设,再次利用集合的的含义和奇偶数的性质即可得,综合即可证明.
【详解】(1)设,则,且.
①若是偶数,可设,,则,,∴;
②若是奇数,可设,,则,,∴.
∴不论是奇数还是偶数,都有.∴.
(2)设,则,或,.
∵,或,,,,
∴,则.
由(1)(2),得.
3.(高一上·安徽马鞍山·阶段检测)已知集合,集合.
(1)若,求的值;
(2)是否存在实数,,使.
【答案】(1);(2)不存在.
【解析】(1)转化条件为或,验证元素的互异性即可得解;
(2)按照、讨论,验证即可得解.
【详解】(1)由题意,或,解得或,
当时,,不成立;
当时,,成立;
∴.
(2)由题意,,
若,则,,不合题意;
若,则,,不合题意;
∴不存在实数,,使得.
4.(高一·全国·课后作业)已知集合A={x|y=x2+3},B={y|y=x2+3},C={(x,y)|y=x2+3},它们三个集合相等吗?试说明理由.
【答案】三个集合不相等,理由见解析.
【分析】求出函数的定义域和值域化简集合A,B,得到B⊆A,再由C为点集,可得三集合不等.
【详解】因为三个集合中代表的元素性质互不相同,
所以它们是互不相同的集合.理由如下:
集合A中代表的元素是x,满足条件y=x2+3中的x∈R,所以A=R;
集合B中代表的元素是y,满足条件y=x2+3中y的取值范围是y≥3,所以B={y|y≥3}.
集合C中代表的元素是(x,y),这是个点集,这些点在抛物线y=x2+3上,
所以C={P|P是抛物线y=x2+3上的点}.
∴三个集合不相等.
题型九:新定义集合运算与子集综合
📝方法技巧
先按定义求出新集合全部元素,去重后统计元素个数,再用子集个数公式计算。
特别提醒:新集合元素存在重复,必须先去重再计算子集数量。
归纳总结:新运算先化简集合,再套用有限集子集个数公式解题。
1.(2026·广东深圳·三模)当一个非空数集满足:如果,那么且当时,时,我们称就是一个数域.有以下关于数域的说法:①0是任何数域的元素;②若数域有非零元素,则;③集合是一个数域;④有理数集是一个数域.其中正确的说法是( ).
A.①②④ B.②③④ C.①④ D.①②
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用数域的定义依次判断各个命题即可..
【详解】当,且时,,因此0是任何数域的元素,①正确;
当,且时,由数域的定义知,
因此,②正确;
当时,,③错误;
如果,那么,且当时,,因此有理数集是一个数域,④正确.
2.(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)整数集合中,被4所除余数为的所有整数组成一个“类”,记作,以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.,,则
【答案】D
【分析】由新概念“类”的定义逐一检验即可求解
【详解】对于A:因为,所以,故A错误;
对于B:因为,所以,故B错误;
对于C:因为,所以,故C错误;
对于D:,则,,,,
,,,
因为,,所以,所以,故D正确;
故选:D
3.(25-26高一上·河南郑州·期中)当一个含有非零实数的数集满足“如果,则”时,我们称就是一个数域.①0和1是任何数域的元素;②;③集合是一个数域;④有理数集是最小的数域(即对于任意的数域,都有).以上关于数域的说法中不正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【分析】根据有理数的定义及数域的定义一一判断即可.
【详解】由题意可知对任意数域,存在非零实数,
则由数域定义,所以和是任何数域的元素,故①正确;
由①知,所以,以此类推,所有的正整数均属于数域,
所以,故②正确;
集合,则,但,不满足数域的定义,
故集合不是一个数域,故③错误;
由①知所有正整数均属于数域,又,
以此类推,所有负整数均属于数域,所以所有的整数均属于数域,
所以对任意整数,有,
故对有理数集,有,
又对任意的,有,
所以有理数集是数域,且有理数集是最小的数域,故④正确.
故选:C
4.(25-26高一上·山西大同·期中)用表示非空集合中的元素的个数,定义.已知,且,若的所有可能取值构成集合,则___________.
【答案】1
【分析】解方程得到,由定义知道的值,再分类讨论得出结果.
【详解】解得或,即,
∵,∴或,
当时,方程,只有实数根,
所以且,得;
当时,方程,
时,方程有个不等的实数根,分别为和,
0不是方程的实数根,
若是方程的实数根,则,
若,则方程整理为,
方程的实数根,分别为,,此时,不满足条件,
若,则方程整理为,
方程的实数根,分别为,,此时,不满足条件,
若不是方程的实数根,
所以方程有个相等的实数根,即,得,
由上可知不符合题意,
综上:符合题意,.
故答案为:1
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第一章
集合与常用逻辑用语
1.2集合间的基本关系
🔷知识点一 Venn图(韦恩图)
1.定义:用平面封闭曲线内部代表集合,直观展示集合间包含、相等、独立关系。
2.使用规则
子集:小封闭曲线完全落在大曲线内部;
相等集合:两个曲线完全重合;
无包含关系:两曲线部分相交或完全分离。
作用:快速判断连续数集、离散集合的包含关系,解含参集合题辅助数轴分析。
⚠️特别提醒
Venn图仅作直观辅助,不能替代严谨代数证明;无限区间集合优先用数轴,离散有限集合优先用Venn图。
📌归纳总结
Venn图看包含,数轴看区间,数形结合快速判断集合从属关系。
🔷 知识点二 子集
1.文字定义:对两集合,若中任意一个元素都属于,称是的子集。
2.符号语言:(读作包含于);等价描述:。
3.性质
① 自反性:任意集合是自身子集,;
② 传递性:;
③ 空集规定:(空集是所有集合的子集)。
4.两层含义
包含两种情况: 或 。
⚠️特别提醒
单独说“是子集”表述错误,必须指明谁的子集,规范表述:是的子集。
📌归纳总结
子集两层含义:集合相等或真包含;空集永远是任何集合的子集,子集关系具备传递性。
🔷 知识点三 集合相等
1.判定依据: 且 。
2.本质:两集合元素完全相同,与元素书写顺序、列举形式无关。
3.两类集合相等证明方法
有限离散集:元素一一对应,结合互异性检验;
无限描述集:双向证明互相包含,缺一不可。
4.拓展结论:相等集合拥有完全相同的所有子集。
⚠️特别提醒
仅单向证明不能判定集合相等,必须双向互相包含;有限集合相等务必检验元素互异性,避免参数取值重复。
📌归纳总结
双向包含则集合相等,无序、重复元素不改变集合本身。
🔷 知识点四 真子集
1.定义:,且存在元素,称是的真子集。
2.符号:,读作真包含于。
3.性质
① 任何集合不能是自身真子集;
② 传递性:;
③ 空集规定:(,空集是所有非空集合的真子集)。
⚠️特别提醒
可推出,但推不出;空集不是自身的真子集。
📌归纳总结
真子集是“范围更小、元素更少”的子集,不能与原集合完全等同。
🔷 知识点五 空集
1.定义:不含任何元素的集合,区别于、。
2.三条硬性规定
任意集合;
任意非空集合;
空集唯一子集是自身,无真子集。
3.解题提醒:已知且含参数,必须优先讨论,极易漏解。
⚠️特别提醒
是集合,含数字0,含集合元素,三者完全不同,不可混淆。
📌归纳总结
空集是子集万能情况,含参集合求包含关系第一步必讨论空集。
🔷 知识点六 有限集合子集个数万能公式
设集合含有个元素:
1.子集总数:(包含空集与集合本身)
2.真子集个数:(去掉集合自身)
3.非空子集个数:(去掉空集)
4.非空真子集个数:(同时去掉空集、集合自身)
记忆口诀:总子集二的次方,真子集减一,非空真子集再减一。
⚠️特别提醒
公式仅适用于元素互不重复的有限集合;含重复元素的集合要先去重,再统计有效元素个数。
📌归纳总结
元集合子集总数,减1去自身为真子集,再减1去空集为非空真子集。
🔷 知识点七 三种集合关系判定方法
1.枚举观察法(离散有限集专用)
全部列举元素,直接对比元素是否全部包含,适合元素个数少的集合。
2.元素特征统一法(描述式集合专用)
统一两个集合元素表达式,对比取值范围,如,得。
3.数轴数形结合法(连续不等式集合专用)
把解集画在数轴,小范围集合对应真子集,端点单独验证能否取等。
⚠️特别提醒
描述型集合不能只看表达式,要化简统一形式再判断;数轴判断时实心端点可重合,空心端点不可包含。
📌归纳总结
离散枚举、整数统一表达式、不等式画数轴,三类集合对应三种判定方法。
🔷 知识点八 集合包含关系求参数通用步骤
1.化简两个集合,写出解集区间;
2.分类讨论:含参集合、两种情况;
3.根据或列不等式组;
4.端点验证:真子集要求两端不能同时取等,剔除两集合完全相等的参数值;
5.合并所有符合条件的参数范围。
⚠️特别提醒
求解子集参数时不等式先带等号,最后单独验证端点;真子集要排除两集合完全重合的情况。
📌归纳总结
含参子集求解分两步:先讨论空集,再列区间不等式,最后检验端点。
易错点1 混淆元素与集合符号
错例:、
错因:分不清两种符号适用对象; 用于元素与集合之间; 用于集合与集合之间,符号匹配错误。
规避方法:先判断式子两侧是元素还是集合,再匹配对应符号。正确写法:,。
易错点2 误判空集性质
错例 1:空集是任何集合的真子集
错因 1:忽略空集不能是自身的真子集,空集仅为任意非空集合的真子集。
规避 1:牢记定理:空集是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集。
错例 2:
错因 2:混淆含 0 集合与空集; 内有元素 0,是非空集合; 不含任何元素。
规避 2:区分空集、含 0 集合,二者不相等。
错例 3:
错因 3: 是以空集为元素的非空集合,与无元素的空集概念不同。
规避 3:分清三类易混集合:、、。
易错点3 含参子集问题遗漏空集讨论
错例:,仅计算,漏掉时成立的情况。
错因:忘记空集是任意集合的子集,含参数方程可能无解、集合为空,未分类讨论。
规避方法:方程、不等式含参数,第一步先令解集为空集求解参数,再讨论集合非空的正常情况。
易错点4 子集、真子集个数公式混用
错例:3 个元素的集合,计算真子集个数写成。
错因:混淆子集与真子集计算公式;个元素集合,子集总数,真子集需去掉集合本身,个数为。
规避方法:熟记公式:
①个元素集合:子集个数;
②真子集个数;
③非空真子集个数。
易错点5 数轴求包含关系端点取舍错误
错例:,,错误写。
错因:不清楚子集允许区间端点重合,未验证边界值是否满足包含关系。
规避方法:列区间不等式统一带上等号;若为真子集,额外验证区间完全重合的特殊情况,排除相等情形。
易错点6 混淆“子集”文字描述
错例:认为是的子集等价于集合元素数量少于集合。
错因:不理解子集包含集合相等的情况;当时,两集合元素数量相同,但仍满足。
规避方法:子集包含 “相等、真包含” 两种情况,两集合元素数量可以相等;只有真子集才满足元素个数更少。
题型一:判断集合间关系
📝方法技巧
1.离散集合:列举全部元素对比;
2.整数型描述集合:统一变量表达式,对比取值;
3.不等式解集:数轴画图,小范围真包含于大范围。
特别提醒:判断真子集必须找到一个属于后者、不属于前者的元素佐证。
归纳总结:范围小的集合真包含于范围大的集合,范围相等则两集合相等。
1.(2026·天津红桥·一模)集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)已知集合,集合,则与关系为( )
A. B. C. D.
3.(2026高一·全国·专题练习)已知集合,,,则集合的关系是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高一上·安徽滁州·阶段检测)下列关系说法错误的有( )
① ② ③⫋ ④
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
题型二:空集概念、性质应用
📝方法技巧
1.概念辨析:分清三者区别;
2.性质判断:牢记空集是任意集合的子集,是任意非空集合的真子集;
3.简单应用:判断含空集符号式子的对错,识别方程无解对应空集。
特别提醒:空集是集合,不能用表示集合间包含关系;空集没有真子集。
1.(2026高一·全国·专题练习)下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·天津河北·阶段检测)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
3.(多选)(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)以下选项正确的是( )
A. B.
C. D.是空集
4.(25-26高一上·广东·阶段检测)记集合,.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的取值范围.
题型三:子集、真子集枚举书写
📝方法技巧
按元素个数由少到多分层列举:空集→单元素子集→双元素子集→全集;
真子集剔除集合本身,非空子集剔除空集,非空真子集两者均剔除。
特别提醒:列举不要漏空集、全集,区分子集与真子集范围。
1.(25-26高二上·甘肃天水·阶段检测)集合的一个子集为( )
A. B. C. D.
2.(2026·广西崇左·一模)集合的一个真子集可以为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·辽宁沈阳·期中)已知集合,写出集合的所有子集.
4.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)已知集合.
(1)若中有两个元素,求实数的取值集合;
(2)若中只有一个元素,写出实数的取值集合B的所有子集.
题型四:求子集、真子集个数
📝方法技巧
集合含个元素,直接套用公式:
总子集:;真子集/非空子集:;非空真子集:
特别提醒:计算前对集合去重,统计有效元素数量。
1.(25-26高二下·福建厦门·期末)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
2.(25-26高二下·河南商丘·期末)集合的真子集个数为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·上海·期中)满足 的所有集合的个数是( )
A. B. C. D.
4.(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_____.
题型五: 由集合相等求参数
📝方法技巧
1.元素一一对应,分情况列方程;
2.检验集合互异性,重复元素直接舍去对应参数;
3.简便验算:两集合元素和、积分别相等快速验证。
特别提醒:求出参数后代回原集合,必须检验元素互不重复。
归纳总结:集合相等则元素完全相同,分情况解方程,最后验证互异性。
1.(2026·甘肃·模拟预测)已知集合,,若,则实数( )
A.0 B.1 C.0或1 D.2
2.(2026·江苏徐州·模拟预测)已知集合,,若,则( )
A. B. C. D.
3.(2026高二下·贵州贵阳·竞赛)已知,且集合与集合表示同一个集合,则实数__________.
4.(25-26高一·全国·寒假作业)已知,,若集合,则的值为________.
题型六: 集合包含关系传递性
📝方法技巧
1.;
;
3.。
特别提醒:传递只能顺向推导,不能反向推导;只要有一处是真子集,首尾一定是真子集关系。
归纳总结:子集、真子集均可顺向传递,相等可等价传递,单向箭头不可逆。
1.判断下列说法是否正确,并简要说明理由:
(1)若且,则;
(2)若且,则;
(3)若且,则.
2.(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)已知集合,,则满足条件⫋的集合C的个数为______.
3.(25-26高一上·广东珠海·阶段检测)满足的集合A共有______个
4.(25-26高一上·北京·阶段检测)满足条件的集合的个数是________.
题型七: 已知包含关系求参数
📝方法技巧
分、两类列不等式组,端点验证。
特别提醒:二次不等式解集为空集要考虑开口、判别式;一次方程空集只需系数为0。
归纳总结:含参集合求包含,空集优先讨论,区间端点带等号,真子集剔除重合情况。
1.(2026·河南·二模)已知集合,,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知集合,,若,则所有的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
3.(2026·河南·一模)已知实数a,b,设,,若,则( )
A.1 B. C. D.
4.(2026高一·全国·专题练习)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
题型八: 证明两集合相等
📝方法技巧
标准两步证明
1.证:任取,推导;
2.证:任取,推导;
两步完成,才可下结论。
特别提醒:只证单向只能证明子集,不能证明相等,大题两步缺一不可。
归纳总结:双向包含证明集合相等,先证左包含右,再证右包含左。
1.(高一上·湖北·专题练习)已知,求证:
2.(高一·全国·课堂例题)集合,,试证明.
3.(高一上·安徽马鞍山·阶段检测)已知集合,集合.
(1)若,求的值;
(2)是否存在实数,,使.
4.(高一·全国·课后作业)已知集合A={x|y=x2+3},B={y|y=x2+3},C={(x,y)|y=x2+3},它们三个集合相等吗?试说明理由.
题型九:新定义集合运算与子集综合
📝方法技巧
先按定义求出新集合全部元素,去重后统计元素个数,再用子集个数公式计算。
特别提醒:新集合元素存在重复,必须先去重再计算子集数量。
归纳总结:新运算先化简集合,再套用有限集子集个数公式解题。
1.(2026·广东深圳·三模)当一个非空数集满足:如果,那么且当时,时,我们称就是一个数域.有以下关于数域的说法:①0是任何数域的元素;②若数域有非零元素,则;③集合是一个数域;④有理数集是一个数域.其中正确的说法是( ).
A.①②④ B.②③④ C.①④ D.①②
2.(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)整数集合中,被4所除余数为的所有整数组成一个“类”,记作,以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.,,则
3.(25-26高一上·河南郑州·期中)当一个含有非零实数的数集满足“如果,则”时,我们称就是一个数域.①0和1是任何数域的元素;②;③集合是一个数域;④有理数集是最小的数域(即对于任意的数域,都有).以上关于数域的说法中不正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
4.(25-26高一上·山西大同·期中)用表示非空集合中的元素的个数,定义.已知,且,若的所有可能取值构成集合,则___________.
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