内容正文:
1.2 集合间的基本关系
目录
01 思维导图 2
02 知识回顾 3
知识点一.子集 3
知识点二.真子集 3
知识点三.空集 3
03 题型精讲 5
题型 1:求解集合的子集与真子集 5
题型 2:韦恩图的理解与应用 6
题型 3:子集、真子集的个数计算 7
题型 4:由集合包含关系求参数 7
题型 5:集合间包含关系的判定 8
题型 6:集合相等关系的判断 8
题型 7:利用集合相等关系计算 9
题型 8:空集的概念、性质与应用 10
04 课后精练 11
05 培优拓展 14
知识点一.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 (或),读作“A包含于B”(或“B包含A”)
图示
结论
(1)反身性:任何一个集合是它本身的子集,即
(2)传递性:对于集合A,B,C,若,且,则
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.也就是说,若,且,则.
知识点二.真子集
定义
若集合,存在元素,则称集合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
知识点三.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
特性
(1)空集只有一个子集,即它本身,;
(2),则∅A
结论:(1)(类比)
(2)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
(3)若则(类比,则)
(4)一般地,一个集合元素若为n个,则其子集数为个,其真子集数为个,特别地,空集的子集个数为1,真子集个数为0.
题型 1:求解集合的子集与真子集
【例1】写出集合的所有子集和真子集.
【方法技巧与总结】
分类讨论是写出所有子集的有效方法,一般按集合中元素个数的多少来划分,遵循由少到多的原则,做到不重不漏.
【变式1-1】(2026·高一·四川达州·阶段检测)已知集合.
(1)求集合;
(2)写出集合的所有子集.
【变式1-2】(2026·高一·广东江门·阶段检测)已知集合且,且
(1)写出集合的子集,真子集;
(2)求集合的子集数,非空真子集数.
【变式1-3】(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.
(3)写出集合的所有子集和真子集.
题型 2:韦恩图的理解与应用
【例2】(2026·高一·广东佛山·期末)已知集合U=R,则正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2-x=0}关系的文氏图是( )
A. B.C. D.
【方法技巧与总结】
Venn是集合的又一种表示方法,使用方便,表达直观,可迅速帮助我们分析问题、解决问题,但它不能作为严密的数学工具使用.
【变式2-1】设集合M={y|y=x2+1},N={x|y=x2+1},能正确表示集合M与集合N的关系的Venn图是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2026·高一·辽宁大连·阶段检测)已知全集,则正确表示集合和关系的韦恩()图是______(填序号).
题型 3:子集、真子集的个数计算
【例3】满足条件的集合的个数是____
【方法技巧与总结】
若集合A中有n个元素,则集合A有个子集,有个真子集,有个非空子集,有个非空真子集,该结论可在选择题或填空题中直接使用.
【变式3-1】(2026·高一·四川成都·期中)已知集合,集合,则满足关系的所有集合为__________________
【变式3-2】(2026·高一·山东德州·阶段检测)集合的全部非空子集的元素和等于_________.
【变式3-3】若集合的所有三元子集的三数之积构成集合,则________
题型 4:由集合包含关系求参数
【例4】已知集合,.
(1)若是的子集,求实数的值;
(2)若是的子集,求实数的取值范围.
【方法技巧与总结】
1、求解此类问题通常是借助于数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,同时还要注意验证端点值,做到准确无误,一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心点表示.
2、涉及“A⊆B”或“A⫋B,且B≠⌀”的问题,一定要分A=⌀和A≠⌀两种情况进行讨论,其中A=⌀的情况容易被忽略,应引起足够的重视.
【变式4-1】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4-2】(专题01集合的四类重难点题型(压轴题专项训练)数学苏教版2026·高一必修第一册)设全集,集合,非空集合.
(1)若A是B的真子集,求实数a的取值范围;
(2)若B是A的子集,求实数a取值范围.
【变式4-3】(2026·高一·云南昆明·阶段检测)设集合,.
(1)若集合B中有两个大于0的元素,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
【变式4-4】设集合,已知,求实数a的取值范围.
【变式4-5】(02限时小练2集合间的基本关系高中数学必修第一册�RA)(1)已知集合,.若,求实数的取值范围.
(2)若(1)中条件“”改为“”,其他条件不变,求实数的取值范围.
题型 5:集合间包含关系的判定
【例5】(2026·高二·河南南阳·阶段检测)已知集合,集合,则与关系为( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
判断两个集合间的关系的关键在于:弄清两个集合的元素的构成,也就是弄清楚集合是由哪些元素组成的.这就需要把较为抽象的集合具体化(如用列举法来表示集合)、形象化(用Venn图,或数形集合表示).
【变式5-1】(2026·天津红桥·一模)集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】集合 之间的关系是( )
A.⫋ B.⫋ C.⫋⫋ D.⫋
【变式5-3】(2026·高一·天津河北·阶段检测)已知集合,集合,则( )
A. B.
C. D.与没有包含关系
题型 6:集合相等关系的判断
【例6】(2026·高一·福建福州·期中)下列四组中,表示相等集合的是( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
判断两集合是否相等,关键在于确认它们是否拥有完全相同的元素,即两个集合中的每一个元素都能在另一个集合中找到,且元素的数量也相同。不考虑元素的排列顺序,只关注元素的存在性和数量。若满足这些条件,则两个集合相等。
【变式6-1】(2026·高一·江苏南京·期中)若集合,,则集合,之间的关系表示最准确的为( )
A. B. C. D.无法确定
【变式6-2】(2026·高一·重庆·阶段检测)已知集合,,则的关系满足( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(2026·高一·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.
题型 7:利用集合相等关系计算
【例7】设集合,,且,则________.
【方法技巧与总结】
根据两集合相等求参数,关键在于利用集合相等的定义:两个集合相等当且仅当它们拥有完全相同的元素。这意味着,我们可以通过比较两个集合的元素,建立等式或不等式关系,进而求解参数。求解过程中,需要确保集合中的元素满足相等条件,从而解出参数的值。
【变式7-1】(2026·高一·湖南张家界·阶段检测)若集合A中有三个元素1,,a,集合B中有三个元素0,,b.若集合A与集合B相等,则的值为________.
【变式7-2】,若,则______.
【变式7-3】(2026·高一·上海浦东新·期中)已知集合,,且,则的值为_____.
题型 8:空集的概念、性质与应用
【例8】(2026·高一·上海宝山·期中)已知六个关系式①;②;③;④;⑤;⑥,它们中关系表达正确的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【方法技巧与总结】
空集是特殊的集合,它不包含任何元素。空集具有独特的性质:它是任何集合的子集,包括它自身。空集与任何集合的并集仍是该集合本身,空集与任何集合的交集仍是空集。
【变式8-1】(2026·高一·广东揭阳·阶段检测)若集合,则实数的取值范围是______.
【变式8-2】(2026·高一·北京·期中)下列集合:①;②;③;④;⑤;⑥方程的实数解组成的集合.其中,是空集的所有序号为__________.
【变式8-3】(2026·高一·云南红河·阶段检测)写出下列关系正确的序号______.
(1);(2);(3)⫋;(4);(5);(6).
【变式8-4】(2026·高一·上海长宁·开学考试)若不等式的解集为,则a的取值集合为______
【变式8-5】下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.
1.(2026·山东烟台·二模)已知集合,,若,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
2.(2026·贵州六盘水·一模)集合的子集的个数为( )
A.64 B.16 C.6 D.4
3.已知集合,,则满足B的集合C的个数为( )
A.4 B.7 C.8 D.15
4.(2026·湖南永州·一模)设集合,且,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
5.已知集合,,,则集合的关系是( )
A. B.
C. D.
6.(2026·高一·安徽·期中)下列说法错误的是( )
A.由1,2,3组成的集合可表示为或
B.空集是集合的子集
C.代数式的值组成的集合是
D.集合与集合是同一个集合
7.(多选题)(2026·高一·云南曲靖·阶段检测)若集合,则( )
A. B.
C. D.
8.(多选题)(2026·高一·辽宁·阶段检测)已知,,则的值可以为( )
A. B. C. D.
9.(多选题)(2026·高一·云南昭通·期中)已知集合,则( )
A.若,则
B.若,则有两个子集
C.若中只有一个元素,则
D.不可能为
10.(多选题)(2026·高一·贵州遵义·阶段检测)下列四个命题:其中不正确的命题为( )
A.是空集
B.若,则
C.集合有两个元素
D.集合是有限集
11.(多选题)(2026·高一·江苏南京·期中)已知为实数,若集合,且,则的值可以是( )
A. B. C. D.
12.下列命题中正确的有 ________ (写出全部正确命题的序号).
①;②;③;④;⑤;⑥.
13.(2026·高一·福建泉州·期中)已知非空集合,且⫋,则___________
14.(2026·高三·山东·阶段检测)已知集合,若,则整数a的所有可能取值构成的集合为________
15.(2026·高一·北京·阶段检测)已知集合,则满足条件的集合的个数为__________.
16.已知集合,,,为实数且.
(1)当,时,判断集合,间的关系;
(2)若,求实数和的值.
17.(2026·高一·上海·期末)已知集合.
(1)若只有一个元素,试求实数的值,并用列举法表示集合;
(2)若至少有两个子集,试求实数的取值范围.
18.(2026·高一·上海普陀·期中)已知集合,且满足,求实数可能取的一切值.
19.(2026·高一·安徽安庆·阶段检测)已知集合
(1)若求实数的取值范围.
(2)是否存在实数,使得?若存在求出的值;若不存在,请说明理由.
1.若对任意,都有,则称非空集合为“和谐集”,已知集合,则集合的子集中“和谐集”的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(2026·高三·河北雄安·期中)已知,均为整数,且,,则集合的真子集的个数为( )
A. B. C. D.
3.(2026·高一·云南曲靖·阶段检测)对于非空集合,其所有元素的几何平均数记为,即若非空数集满足下列两个条件:① ;②,则称为的一个“保均值真子集”,,则集合的“保均值真子集”的个数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
4.(2026·高一·贵州贵阳·阶段检测)已知集合,则的关系满足( )
A.⫋ B.⫋⫋
C.⫋⫋ D.⫋⫋
5.(2026·高一·江苏苏州·阶段检测)若,则下列结论中正确结论的个数为( )
①;②;③若,则;④若且,则
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(多选题)(2026·高一·湖南长沙·期中)已知 ,且 均不为空集,对于集合 ,我们把集合{}记作 . 例如, ,则有 . 当集合 有 3 个元素,且最大元素不大于 2 时,称集合 为一个集合键. 那么,下列说法中正确的是( )
A.若,则中有 3 个元素
B.若,则
C.若 ,则是一个集合键
D.集合键共有6个
7.(2026·高一·黑龙江绥化·阶段检测)已知集合,集合,⫋,求k的取值集合.
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1.2 集合间的基本关系
目录
01 思维导图 2
02 知识回顾 3
知识点一.子集 3
知识点二.真子集 3
知识点三.空集 3
03 题型精讲 5
题型 1:求解集合的子集与真子集 5
题型 2:韦恩图的理解与应用 6
题型 3:子集、真子集的个数计算 7
题型 4:由集合包含关系求参数 8
题型 5:集合间包含关系的判定 11
题型 6:集合相等关系的判断 13
题型 7:利用集合相等关系计算 14
题型 8:空集的概念、性质与应用 16
04 课后精练 19
05 培优拓展 27
知识点一.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 (或),读作“A包含于B”(或“B包含A”)
图示
结论
(1)反身性:任何一个集合是它本身的子集,即
(2)传递性:对于集合A,B,C,若,且,则
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.也就是说,若,且,则.
知识点二.真子集
定义
若集合,存在元素,则称集合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
知识点三.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
特性
(1)空集只有一个子集,即它本身,;
(2),则∅A
结论:(1)(类比)
(2)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.
(3)若则(类比,则)
(4)一般地,一个集合元素若为n个,则其子集数为个,其真子集数为个,特别地,空集的子集个数为1,真子集个数为0.
题型 1:求解集合的子集与真子集
【例1】写出集合的所有子集和真子集.
【解析】由0个元素构成的子集:;
由1个元素构成的子集:{1},{2},{3};
由2个元素构成的子集:{1,2},{1,3},{2,3};
由3个元素构成的子集:{1,2,3}.
因此集合A的所有子集为,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3};
集合A的所有真子集为,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3}.
【方法技巧与总结】
分类讨论是写出所有子集的有效方法,一般按集合中元素个数的多少来划分,遵循由少到多的原则,做到不重不漏.
【变式1-1】(2026·高一·四川达州·阶段检测)已知集合.
(1)求集合;
(2)写出集合的所有子集.
【解析】(1)当都为正数时,;
当都为负数时,;
当中有一个是正数,另外两个是负数时,;
当中有一个是负数,另外两个是正数时,.
综上所述,.
(2)集合的所有子集为:
.
【变式1-2】(2026·高一·广东江门·阶段检测)已知集合且,且
(1)写出集合的子集,真子集;
(2)求集合的子集数,非空真子集数.
【解析】(1),
的子集有:,,,,,,,;
的真子集有:,,,,,,.
(2),
有4个元素,的子集数为个,
的非空真子集数为个.
【变式1-3】(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.
(3)写出集合的所有子集和真子集.
【解析】(1)子集:,;真子集:;
(2)子集:,,,;真子集:,,;
(3)子集:,,,,,,,;
真子集:,,,,,,.
题型 2:韦恩图的理解与应用
【例2】(2026·高一·广东佛山·期末)已知集合U=R,则正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2-x=0}关系的文氏图是( )
A. B.C. D.
【答案】B
【解析】N={x|x2-x=0}={0,1},M={-1,0,1},所以N⊆M,所以选B.
故选:B
【方法技巧与总结】
Venn是集合的又一种表示方法,使用方便,表达直观,可迅速帮助我们分析问题、解决问题,但它不能作为严密的数学工具使用.
【变式2-1】设集合M={y|y=x2+1},N={x|y=x2+1},能正确表示集合M与集合N的关系的Venn图是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵M={y|y=x2+1}={y|y≥1},N={x|y=x2+1}=R,
∴M⫋N,对应的Venn图是D.
故选:D
【变式2-2】(2026·高一·辽宁大连·阶段检测)已知全集,则正确表示集合和关系的韦恩()图是______(填序号).
【答案】②
【解析】.由N={x|x2+x=0},
得N={﹣1,0}.
∵M={﹣1,0,1},
∴N⊊M,
故答案为②.
题型 3:子集、真子集的个数计算
【例3】满足条件的集合的个数是____
【答案】7
【解析】由题意,是集合的真子集,且集合为集合的子集,
所以集合至少有3个元素,最多有5个元素,
如果集合有3个元素:,,;
如果集合有4个元素:,,;
如果集合有5个元素:;
所以满足条件的集合共有7个.
【方法技巧与总结】
若集合A中有n个元素,则集合A有个子集,有个真子集,有个非空子集,有个非空真子集,该结论可在选择题或填空题中直接使用.
【变式3-1】(2026·高一·四川成都·期中)已知集合,集合,则满足关系的所有集合为__________________
【答案】
【解析】因为,,,
所以集合可以为
【变式3-2】(2026·高一·山东德州·阶段检测)集合的全部非空子集的元素和等于_________.
【答案】240
【解析】集合中共有个元素,
对于集合中的任意一个元素,它在所有子集中出现的次数为次,
则集合的全部非空子集的元素和等于.
故答案为:.
【变式3-3】若集合的所有三元子集的三数之积构成集合,则________
【答案】
【解析】因为所有三元子集中每个元素共出现3次,
所以所有三元子集的元素之积,
所以,
用120分别除以中的元素即得.
题型 4:由集合包含关系求参数
【例4】已知集合,.
(1)若是的子集,求实数的值;
(2)若是的子集,求实数的取值范围.
【解析】(1)
由题意得,因为集合表示一元二次方程的解集,
若是的子集,则,
所以,解得 .
(2)①若为空集,则,解得;
②若中只有一个元素,则,解得,
把代入集合得 ,符合要求;
③若中有两个元素,则,则由(1)可知;
综上所述,实数的取值范围为.
【方法技巧与总结】
1、求解此类问题通常是借助于数轴,利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,同时还要注意验证端点值,做到准确无误,一般含“=”用实心点表示,不含“=”用空心点表示.
2、涉及“A⊆B”或“A⫋B,且B≠⌀”的问题,一定要分A=⌀和A≠⌀两种情况进行讨论,其中A=⌀的情况容易被忽略,应引起足够的重视.
【变式4-1】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
【解析】(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4-2】(专题01集合的四类重难点题型(压轴题专项训练)数学苏教版2026·高一必修第一册)设全集,集合,非空集合.
(1)若A是B的真子集,求实数a的取值范围;
(2)若B是A的子集,求实数a取值范围.
【解析】(1)因为A是B的真子集,
则,等号不能同时取到,
所以;
(2)因为B是A的子集,
因为,则,又,
所以.
【变式4-3】(2026·高一·云南昆明·阶段检测)设集合,.
(1)若集合B中有两个大于0的元素,求实数a的取值范围;
(2)若,求实数a的取值范围.
【解析】(1)因为集合B中有两个大于0的元素,所以有两个不等正根,
所以,解得,
所以实数a的取值范围为;
(2)由,可得,解得或,
因为,所以或或或;
当时,,解得;
当时,,无解,故舍去;
当时,,解得;
当时,,无解,故舍去;
综上所述:实数a的取值范围为.
【变式4-4】设集合,已知,求实数a的取值范围.
【解析】当时,,解得;
当时,解得;
综上所述,的取值范围为,或.
【变式4-5】(02限时小练2集合间的基本关系高中数学必修第一册�RA)(1)已知集合,.若,求实数的取值范围.
(2)若(1)中条件“”改为“”,其他条件不变,求实数的取值范围.
【解析】(1)由集合,
当时,,解得,此时满足 ;
当时,要使得,
则满足且等号不能同时取,解得.
综上可得,实数的取值范围是.
(2)当时,由,得,满足;
当时,要使得,
则满足,解得,
综上可得,实数m的取值范围是.
题型 5:集合间包含关系的判定
【例5】(2026·高二·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
【解析】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.
【方法技巧与总结】
判断两个集合间的关系的关键在于:弄清两个集合的元素的构成,也就是弄清楚集合是由哪些元素组成的.这就需要把较为抽象的集合具体化(如用列举法来表示集合)、形象化(用Venn图,或数形集合表示).
【变式5-1】(2026·天津红桥·一模)集合,则与的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题知,
所以与的关系为
【变式5-2】集合 之间的关系是( )
A.⫋ B.⫋ C.⫋⫋ D.⫋
【答案】A
【解析】集合,
,
所以,
,
,
所以⫋.
故选:A
【变式5-3】(2026·高一·天津河北·阶段检测)已知集合,集合,则( )
A. B.
C. D.与没有包含关系
【答案】A
【解析】由,因为,所以,
又,所以,
故选:A.
题型 6:集合相等关系的判断
【例6】(2026·高一·福建福州·期中)下列四组中,表示相等集合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于A,两集合表示点的坐标不同,不是同一个集合,故A错误;
对于B,两集合元素相同,是相等集合,故B正确;
对于C,集合中有元素,集合为空集,不是相等集合,故C错误;
对于D,集合表示抛物线上的点,集合为数集,故D错误.
故选:B
【方法技巧与总结】
判断两集合是否相等,关键在于确认它们是否拥有完全相同的元素,即两个集合中的每一个元素都能在另一个集合中找到,且元素的数量也相同。不考虑元素的排列顺序,只关注元素的存在性和数量。若满足这些条件,则两个集合相等。
【变式6-1】(2026·高一·江苏南京·期中)若集合,,则集合,之间的关系表示最准确的为( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
【解析】对于集合,当时,,
当时,,所以.
故选:A.
【变式6-2】(2026·高一·重庆·阶段检测)已知集合,,则的关系满足( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于,;
对于,;
对于,.
因,则,则表示偶数,故易得.
故选:D.
【变式6-3】(2026·高一·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
【解析】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.
题型 7:利用集合相等关系计算
【例7】设集合,,且,则________.
【答案】
【解析】由集合中元素的互异性,可知,
因为,所以,或,
解得,所以.
【方法技巧与总结】
根据两集合相等求参数,关键在于利用集合相等的定义:两个集合相等当且仅当它们拥有完全相同的元素。这意味着,我们可以通过比较两个集合的元素,建立等式或不等式关系,进而求解参数。求解过程中,需要确保集合中的元素满足相等条件,从而解出参数的值。
【变式7-1】(2026·高一·湖南张家界·阶段检测)若集合A中有三个元素1,,a,集合B中有三个元素0,,b.若集合A与集合B相等,则的值为________.
【答案】
2
【解析】由题意可知,即集合与集合的元素完全相同,因为,所以;
又集合的元素为,若,则无意义,因此,
故仅能,即;
将代入,得,
此时集合,集合,
由元素对应相等可得,.
因此.
【变式7-2】,若,则______.
【答案】1
【解析】由已知得,则,所以,
于是,即或,
又由集合中元素的互异性知应舍去,故,
所以.
【变式7-3】(2026·高一·上海浦东新·期中)已知集合,,且,则的值为_____.
【答案】
【解析】因为,,且,
所以或,
解得或或 ,
根据集合的元素的互异性可得,且,
所以,此时,,满足,
所以.
故答案为:
题型 8:空集的概念、性质与应用
【例8】(2026·高一·上海宝山·期中)已知六个关系式①;②;③;④;⑤;⑥,它们中关系表达正确的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】根据元素与集合、集合与集合关系:
是的一个元素,故,①正确;
是任何非空集合的真子集,故、,②③正确;
没有元素,故,④正确;且、,⑤错误,⑥正确;
所以①②③④⑥正确.
故选:C
【方法技巧与总结】
空集是特殊的集合,它不包含任何元素。空集具有独特的性质:它是任何集合的子集,包括它自身。空集与任何集合的并集仍是该集合本身,空集与任何集合的交集仍是空集。
【变式8-1】(2026·高一·广东揭阳·阶段检测)若集合,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】根据集合,分和两种情况讨论,结合一元二次方程的性质,即可求解.由题意,集合,
若时,集合,满足题意;
若时,要使得集合,
则满足,解得,
综上可得,实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式8-2】(2026·高一·北京·期中)下列集合:①;②;③;④;⑤;⑥方程的实数解组成的集合.其中,是空集的所有序号为__________.
【答案】②④⑥
【解析】①集合中含有一个元素,故不是空集;
②因为,,故是空集;
③集合中含有一个元素,故不是空集;
④是空集;
⑤集合中含有一个元素,故不是空集;
⑥因为方程没有实数解,故是空集;
故答案为:②④⑥.
【变式8-3】(2026·高一·云南红河·阶段检测)写出下列关系正确的序号______.
(1);(2);(3)⫋;(4);(5);(6).
【答案】(1)(2)(3)(4)(5)
【解析】一个集合是它本身的子集,故(1)正确;
集合具有无序性,故(2)正确;
空集是任意非空集合的真子集,故(3)正确;
0是集合中的元素,故(4)正确;
是有理数,故(5)正确;
空集是不包含任何元素的集合,中有一个元素0,和空集不相等,故(6)错误.
故答案为:(1)(2)(3)(4)(5).
【变式8-4】(2026·高一·上海长宁·开学考试)若不等式的解集为,则a的取值集合为______
【答案】
【解析】若不等式的解集为,则,所以,符合题意,
故a的取值集合为.
故答案为:.
【变式8-5】下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对于A选项,的表示格式不对,元素与集合间用,不能用等号,故A不正确;
对于B选项,正确,因为事任何集合的子集;
对于C选项, 因为事任何集合的子集,所以有,故C不正确;
对于D选项,由于空集中没有任何元素,所以事错误的,故D不正确,
故选B.
1.(2026·山东烟台·二模)已知集合,,若,则实数的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】C
【解析】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.
2.(2026·贵州六盘水·一模)集合的子集的个数为( )
A.64 B.16 C.6 D.4
【答案】A
【解析】由题意且,的值可以为:,所以有6个元素.
故集合的子集有:个.
3.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
【解析】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
4.(2026·湖南永州·一模)设集合,且,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得.
当时,;
当时,,由,可得或.
综上所述,实数的取值集合为.
故选:D.
5.已知集合,,,则集合的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】集合,
当时,,
当时,,
又集合,,
集合,集合,
,可得,
综上可得
故选:C.
6.(2026·高一·安徽·期中)下列说法错误的是( )
A.由1,2,3组成的集合可表示为或
B.空集是集合的子集
C.代数式的值组成的集合是
D.集合与集合是同一个集合
【答案】D
【解析】集合元素无序,和表示同一个集合,A对;
空集是任何非空集合的子集,B对;
当时,;当或时,;
当时,,C对;
是点集,是数集,D错.
故选:D
7.(多选题)(2026·高一·云南曲靖·阶段检测)若集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】对于A,因为空集是任何集合的子集,
即,故A正确;
对于B,因为,而是集合中的一个元素,
所以,故B正确;
对于C,因为,而是集合中的一个元素,
所以,故C错误;
对于D,因为集合是由集合中的元素组成的,
所以,故D正确.
8.(多选题)(2026·高一·辽宁·阶段检测)已知,,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】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
9.(多选题)(2026·高一·云南昭通·期中)已知集合,则( )
A.若,则
B.若,则有两个子集
C.若中只有一个元素,则
D.不可能为
【答案】AB
【解析】对于A,由,得,解得,A正确;
对于B,由,得,解得,集合有两个子集,B正确;
对于C,若集合只有一个元素,
当时,,合乎题意,
当时,则有,解得,
故当中只有一个元素时,或,C错误;
对于D,当时,则关于的方程无实数解,
所以,解得,
故当时,,D错误.
故选:AB.
10.(多选题)(2026·高一·贵州遵义·阶段检测)下列四个命题:其中不正确的命题为( )
A.是空集
B.若,则
C.集合有两个元素
D.集合是有限集
【答案】ABCD
【解析】对于A,不是空集,空集不含任何元素,故A是假命题;
对于B,若,则不一定属于,例:,,,,故B是假命题;
对于C,集合,只有一个元素,故C是假命题;
对于D,表示有理数,包括整数和分数,比如为正整数的倒数时,都有,所以集合是无限集,故D是假命题.
故选:ABCD.
11.(多选题)(2026·高一·江苏南京·期中)已知为实数,若集合,且,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】由解得或,则,
当时,此时,满足;
当时,此时,则,
若,则或,所以或;
综上所述,的可取值为,
故选:ABC.
12.下列命题中正确的有 ________ (写出全部正确命题的序号).
①;②;③;④;⑤;⑥.
【答案】①③
【解析】对于①,的元素都在中,故,①正确.
对于②,菱形不一定是矩形(矩形要求四个角都是直角,而菱形只需四边相等),故菱形不是矩形的子集,②错误.
对于③,,故,③正确.
对于④,的元素是有序数对,而的元素是数和,元素类型不同,故两个集合之间不存在包含关系,④错误.
对于⑤,,⑤错误.
对于⑥,,⑥错误.
13.(2026·高一·福建泉州·期中)已知非空集合,且⫋,则___________
【答案】8
【解析】由题意得,中只有1个元素,则,解得,
当时,,此时,则,
当时,,此时,则,
则.
14.(2026·高三·山东·阶段检测)已知集合,若,则整数a的所有可能取值构成的集合为________
【答案】
【解析】当时,,满足,故符合题意;
当时,,,,
或,或或,
,或或或,
综上可知所有整数的取值构成的集合为.
15.(2026·高一·北京·阶段检测)已知集合,则满足条件的集合的个数为__________.
【答案】7
【解析】因为集合,,
若,可知集合必含有元素1,2,可能含有元素3,4,5,且,
则集合的个数即为集合的非空子集的个数,
且集合有3个元素,所以集合的个数为.
故答案为:7.
16.已知集合,,,为实数且.
(1)当,时,判断集合,间的关系;
(2)若,求实数和的值.
【解析】(1)当时,集合,故B A.
(2)①当时,集合,由得,解得;
②当时,集合,此时,解得.
综上所述,或.
17.(2026·高一·上海·期末)已知集合.
(1)若只有一个元素,试求实数的值,并用列举法表示集合;
(2)若至少有两个子集,试求实数的取值范围.
【解析】(1)时,解得符合题意;
时令解得,
此时,
解得符合题意,
故或,或
(2)若至少有两个子集,则至少有一个元素.
由(1)知或时符合题意.
由题意可知时若也符合题意.
即解得且.
综上.
18.(2026·高一·上海普陀·期中)已知集合,且满足,求实数可能取的一切值.
【解析】,
可能为,,.
当时,无解,故,满足,
当时,则,解得,
当时,则,解得.
综上,实数的取值为.
19.(2026·高一·安徽安庆·阶段检测)已知集合
(1)若求实数的取值范围.
(2)是否存在实数,使得?若存在求出的值;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)当时,,不成立;
当时,,因为所以,解得;
当时,,因为所以,解得,
综上:实数的取值范围是或;
(2)当时,,不成立;
当时,,,不成立;
当时,,因为所以,解得;
综上:实数的值是2;
1.若对任意,都有,则称非空集合为“和谐集”,已知集合,则集合的子集中“和谐集”的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】由且可得:
若,则,
所以“和谐集”不含元素;
若,不存在,所以“和谐集”不含元素;
若,则,要求也属于该集合,产生矛盾,
所以“和谐集”不含元素;
若,则,
若,则,
若,则;
所以集合的子集中“和谐集”只有.
故选:B.
2.(2026·高三·河北雄安·期中)已知,均为整数,且,,则集合的真子集的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】要求集合的真子集个数,只需求集合的元素个数,
即,则或.
对于,由整数知且为偶数,
则有个满足条件的;
对于,由整数知且为3的倍数,
则有个满足条件的,
又因为被重复统计,故集合的元素个数是,
故集合的真子集的个数是.
故选:C.
3.(2026·高一·云南曲靖·阶段检测)对于非空集合,其所有元素的几何平均数记为,即若非空数集满足下列两个条件:① ;②,则称为的一个“保均值真子集”,,则集合的“保均值真子集”的个数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【解析】因为集合,
则,
单元素子集需满足,故只有,
两个元素子集需满足,即,有,
三个元素的子集需满足,即,有,
四个元素的子集需满足,即,有,
所以集合的“保均值真子集”有:,共6个.
故选:C.
4.(2026·高一·贵州贵阳·阶段检测)已知集合,则的关系满足( )
A.⫋ B.⫋⫋
C.⫋⫋ D.⫋⫋
【答案】A
【解析】,,
,
因为,所以表示被6除余数为1的数;
因为,所以表示被3除余数为1的数;
因为,所以表示被3除余数为1的数;
所以,
被3除余1的整数,当其为奇数时,被6除余1;当其为偶数时,被6除余4.
集合中元素的分子均为被6除余1的数,而集合、中元素的分子为所有被3除余1的数,
所以是的真子集.
故选:A
5.(2026·高一·江苏苏州·阶段检测)若,则下列结论中正确结论的个数为( )
①;②;③若,则;④若且,则
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】①:,所以①正确;
②:当时,,满足,所以②正确;
③若,设,则,
因为,所以,则,所以③正确;
④:设,则,所以④错误;
故选:C.
6.(多选题)(2026·高一·湖南长沙·期中)已知 ,且 均不为空集,对于集合 ,我们把集合{}记作 . 例如, ,则有 . 当集合 有 3 个元素,且最大元素不大于 2 时,称集合 为一个集合键. 那么,下列说法中正确的是( )
A.若,则中有 3 个元素
B.若,则
C.若 ,则是一个集合键
D.集合键共有6个
【答案】ABD
【解析】对于A,由集合,可得,
所以中有3个元素,所以A正确;
对于B,由集合,根据的定义,可得,所以B正确;
对于C,由集合,可得,
此时中有4个元素,所以不是一个集合键,所以C错误;
对于D,要使得中有个元素,且最大元素不大于,
则有:;;;
;;;,共计6个,
所以共有6个集合键,所以D正确.
故选:ABD.
7.(2026·高一·黑龙江绥化·阶段检测)已知集合,集合,⫋,求k的取值集合.
【解析】由题意知,,
因为⫋,
所以①当时,,
②当时,,
③当时,,
综述:或或.即k的取值集合为.
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