1.2 集合间的基本关系(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中数学必修第一册(人教A版)

2026-08-23
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摘要:

该高中数学导学案聚焦集合间的基本关系,核心内容包括子集、真子集、空集的含义及Venn图表达。课堂通过高一新生班级集合情境导入,从具体实例抽象出集合关系,衔接集合基本概念,搭建从具体到抽象的学习支架,引导学生理解包含与相等关系。 导学案以情境激发兴趣,通过实例分析培养数学抽象,利用Venn图强化直观想象,例题变式训练提升逻辑推理。分层习题兼顾基础与提能,规律方法总结助力形成数学思维,有效促进学生用数学眼光观察、用数学思维思考集合关系。

内容正文:

1.2 集合间的基本关系 课标要求 情境导入 1.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集(数学抽象、逻辑推理). 2.能使用Venn图表达集合的基本关系,体会图形对理解抽象概念的作用(数学抽象、直观想象). 3.在具体情境中,了解空集的含义(数学抽象).   2026年开学季,我校高一新生组成集合A,其中高一(1)班的50位新生组成集合B,那么,集合A与集合B有什么关系呢? 知识点一 子集 问题 观察下面两个实例,回答问题: ①集合A={0,1,2},B={0,1,2,3}; ②集合A={x|x=2k,k∈Z},B={偶数}. 上述两个实例中,集合A中的元素都是集合B中的元素吗?集合B中的元素都是集合A中的元素吗? 1.Venn图:用平面上    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    记法与 读法 记作    (或B⊇A),读作“      ”(或“B包含A”) 图示 结论 (1)任何一个集合是它本身的子集,即    ; (2)对于集合A,B,C,如果A⊆B,且B⊆C,那么    提醒:“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. 【微思考】 符号“∈”与“⊆”有什么不同? 3.集合相等 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    .也就是说,若A⊆B,且B⊆A,则    . 提醒: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. (链接教材P9练习3题)判断下列两个集合之间的关系: (1)A={1,2,3},B={x|(x-1)(x-2)·(x-3)=0}; (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)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)}. 规律方法 判断集合间关系的常用方法 训练1 (1)已知A={x|x是正数},B={x|x是正整数},C={x|x是实数},那么A,B,C之间的关系是(  ) A.A⊆B⊆C B.B⊆A⊆C C.C⊆A⊆B D.A=B⊆C (2)已知集合M={x|x2-1=0},则(  ) A.1∉M B.-1⊆M C.{-1,1}⊆M D.{-1,1}∈M 知识点二 真子集与空集 问题 观察下面两个例子,回答问题: ①集合A={1,5,6},B={5,6}; ②集合M={x∈R|x2-2x+2=0}. (1)实例①中,集合A中的元素都是集合B中的元素吗?集合B中的元素都是集合A中的元素吗? (2)集合M中有多少个元素? 1.真子集 定义 如果集合A⊆B,但    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A⫋B(或B⫌A),读作“        ”(或“B真包含A”) 图示 提醒: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.集合间关系的性质 对于集合A,B,C,若A⊆B且B⊆C,则A   C;若A⊆B且A≠B,则A   B. 3.空集 定义 我们把      的集合叫做空集 记法 ⌀ 规定 空集是任何集合的    ,即⌀⊆A 特性 空集只有一个子集,即它的本身,⌀⊆⌀;若A≠⌀,则⌀   A 【微思考】 (1)⌀,{⌀},{0},0四者有什么关系? (2)能不能说空集是任何集合的真子集? (链接教材P8例1)已知集合A={0,1},B={-1,0,1}. (1)写出集合A的子集、真子集; (2)求集合B的子集数、真子集数和非空真子集数. 规律方法 求集合子集、真子集个数的3个步骤 提醒:要注意两个特殊的子集:⌀和本身. 训练2 已知集合A⫋{1,2,3},且A中至少有一个奇数,则这样的集合有(  ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 提能点 由集合间的关系求参数(范围) 已知集合A={x|-2≤x≤5},集合B={x|m+1≤x≤2m-1}.是否存在实数m使得A⊆B,若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,请说明理由. 【破题思维】 题目信息 信息转化 集合A={x|-2≤x≤5},集合B={x|m+1≤x≤2m-1},A⊆B 联想到子集的定义,集合A中的元素都在集合B中 变式1 若本例中的条件不变,且B⊆A,求实数m的取值范围. 变式2 若本例中的条件“A={x|-2≤x≤5}”改为“A={x|-2≤x<5}且B⊆A”,其他条件不变,求实数m的取值范围. 变式3 若本例中的条件不变,且B⫋A,求实数m的取值范围. 规律方法 应用集合关系求参数的步骤 提醒:不能忽视集合为⌀的情形. 训练3 已知集合A={-1,2},B={x|ax-2=0},若B⊆A,则实数a的取值所组成的集合是(  ) A.{-1,2} B.{-2,1} C.{-2,0,1} D.{-1,0,2} 1.已知集合A={x|-1<x<6},B={x|2<x<3},则(  ) A.A∈B B.A⫋B C.A=B D.B⫋A 2.已知集合A={-1,1},则集合A的真子集有(  ) A.3个   B.4个 C.5个   D.6个 3.〔多选〕以下四个选项中,正确的为(  ) A.{1}∈{0,1,2} B.{1,-3}={-3,1} C.{0,1,2}⊆{1,0,2} D.⌀={0} 4.已知集合A={x|-a≤x≤a},B={x|x≤2},A⊆B,求实数a的取值范围.  子集个数的探究 通过教材第8页例1与练习1题,我们知道可用列举法写出集合的子集,那么求集合的子集是否还有其他方法呢?阅读下表,找出规律并填空: 集合 元素个数 所有子集 子集个数 {a} 1个 ⌀,{a}    个 {a,b} 2个 ⌀,{a},{b},{a,b}    个 {a,b,c} 3个 ⌀,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}    个 【问题探究】 1.你能找出“元素个数”与“子集个数”之间关系的规律吗? 2.如果一个集合中有n个元素,你能写出计算它的所有子集、真子集和非空真子集数目的公式吗(用n表达)? 【迁移应用】 1.已知集合A={0,1},则集合A的真子集有(  ) A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 2.满足{1,2}⫋M⊆{1,2,3,4,5}的集合M的个数为    . 完成课后作业 第一章 1.2 答案 1.2 集合间的基本关系 知识点一 导入新知 问题 提示:集合A中的元素都是集合B中的元素;①中集合B中的元素0,1,2是A中的元素,但3∉A.②中集合B中的元素都是A中的元素. 学习新知 1.封闭曲线 2.子集 A⊆B A包含于B (1)A⊆A (2)A⊆C 微思考 提示:符号“∈”表示元素与集合之间的关系,“⊆”表示集合与集合之间的关系. 3.A=B A=B 【例1】 解:(1)B={x|(x-1)(x-2)(x-3)=0}={1,2,3}=A. (2)集合B={x|x<5},用数轴表示集合A,B如图所示,由图可知A⊆B. (3)∵A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形}, 又∵等边三角形也是等腰三角形,而等腰三角形不一定是等边三角形, ∴A⊆B. (4)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. 训练1 (1)B (2)C 解析:(1)集合A,B,C的关系如图. (2)集合M={x|x2-1=0}={-1,1},1∈M,A错误;-1∈M,元素与集合不能用⊆符号,B错误;根据子集的定义,有{-1,1}⊆M,C正确;集合{-1,1}不是集合M中的元素,不能用∈符号,D选项错误.故选C. 知识点二 导入新知 问题 (1)提示:不全是.1∈A,但1∉B;集合B中的元素都是集合A中的元素. (2)提示:集合M中没有元素. 学习新知 1.存在 A真包含于B 2.⊆ ⫋ 3.不含任何元素 子集 ⫋ 微思考 (1)提示:⌀是不含任何元素的集合;{⌀}表示集合中含有⌀这样一个元素;{0}是含有一个元素0的集合.0∈{0},0∉⌀,⌀⫋{0},⌀⫋{⌀}. (2)提示:不能,空集不是空集的真子集,但能说空集是任何非空集合的真子集. 【例2】 解:(1)A的子集为⌀,{0},{1},{0,1};其中真子集为⌀,{0},{1}. (2)B的子集为⌀,{-1},{0},{1},{-1,0},{-1,1},{0,1},{-1,0,1}. 所以B的子集数为8,真子集数为7,非空真子集数为6. 训练2 D 满足条件的集合A可以是{1},{3},{1,2},{1,3},{2,3},共有5个. 提能点 【例3】 解:因为A⊆B,如图所示,此时B≠⌀, 所以即所以m不存在.即不存在实数m使A⊆B. 变式1 解:(1)当B=⌀时,满足B⊆A, 此时m+1>2m-1,解得m<2. (2)当B≠⌀,且B⊆A时,如图所示. 则 解得2≤m≤3. 所以实数m的取值范围是{m|m≤3}. 变式2 解:(1)当B=⌀时,满足B⊆A,此时m+1>2m-1,解得m<2. (2)当B≠⌀,且B⊆A时,如图所示. 则 解得即2≤m<3, 所以实数m的取值范围是{m|m<3}. 变式3 解:(1)当B=⌀时,满足B⫋A,此时m+1>2m-1,解得m<2. (2)当B≠⌀,且B⫋A时,如图所示. 所以或 解得2≤m≤3. 所以实数m的取值范围是{m|m≤3}. 训练3 C 因为B⊆A,当a=0时,B=⌀,满足条件;当a≠0时,B={-1}或B={2},即-a-2=0或2a-2=0,解得a=-2或a=1.综上可得,实数a的取值所组成的集合是{-2,0,1}.故选C. 随堂自测 1.D 2.A 3.BC  4.解:因为A⊆B,所以可分为A=⌀和A≠⌀两种情况, 当A=⌀时,-a>a,解得a<0; 当A≠⌀时,应满足解得0≤a≤2. 综上所述,实数a的取值范围是{a|a≤2}. 【教材挖掘】 2 4 8 问题探究 1.提示:“元素个数”与“子集个数”之间的关系是:设该集合中有n个元素,则该集合的子集个数为2n. 2.提示:子集个数为2n,真子集个数为2n-1,非空真子集的个数为2n-2. 迁移应用 1.A 根据有n个元素的集合的真子集有(2n-1)个,集合A中有2个元素,得其真子集个数为22-1=3.故选A. 2.7 解析:由{1,2}⫋M⊆{1,2,3,4,5},可以确定集合M必含有元素1,2,且含有元素3,4,5中的至少一个,又集合{3,4,5}的非空子集的个数为23-1=7,故集合M的个数为7. 4 / 4 学科网(北京)股份有限公司 $

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