内容正文:
专题1.1 集合的概念(知识梳理及题型总结)
·模块一 集合的概念
·模块二 课后作业
模块一
集合的概念
1. 集合与元素定义
· 集合:把一些确定的对象汇集在一起构成集合,常用大写字母A,B,C……表示。
· 元素:集合中的每个对象叫元素,常用小写字母表示。
· 关系:
· :属于集合A(是A的元素)
· :不属于集合A(不是A的元素)
2. 集合中元素的三大特性
· 确定性:一个对象要么属于集合,要么不属于,不能模棱两可。
· 互异性:集合里元素互不重复。
· 无序性:集合元素没有顺序。
3. 常用数集
· :自然数集
· :正自然数集
· :整数集
· :有理数集
· :实数集
4. 集合的表示方法
· 列举法:把全部元素写在大括号内,例:
· 描述法:,例:
5. 集合相等
· 含义:集合A的每一个元素都在B中,同时集合B的每一个元素都在A中,两个集合元素完全相同(不看顺序)。
【考点1 判断一组对象能否构成集合】
【例1.1】下列各组对象中,不能构成集合的对象个数为( )
(1)高二(3)班个子偏高的学生;(2)所有难度较大的数学题;(3)某市中考总分600分以上的考生;(4)五大淡水湖;(5)国内知名的高校;(6)小于4的正奇数.
A.2 B.3 C.4 D.6
【例1.2】给出下列说法:①所有无限接近的数构成集合;②年高考数学新高考卷填空题构成集合;③高端数码产品构成集合;④所有不大于的非负整数构成集合;⑤组成的集合含个元素.其中正确的是( )
A.①②④ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④
【变式1.1】(多选)下列各组对象能组成集合的是( )
A.大于6的所有整数
B.高中数学的所有难题
C.被3除余2的所有整数
D.A,B是平面内的定点 ,在平面内与A,B等距离的点
【变式1.2】(多选)下列说法正确的是( )
A.中国的所有直辖市可以组成一个集合
B.高一(1)班较胖的同学可以组成一个集合
C.正偶数的全体可以组成一个集合
D.大于2 014且小于2 026的所有整数不能组成集合
【考点2 元素与集合的关系】
· 易错坑:0是自然数,不是正自然数
【例2.1】下列关系中正确的个数为( )
①;②;③;④
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式2.1】下列四个关系式:①;②;③;④.其中正确的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【变式2.2】给出下列5个关系:①,②,③,④,⑤.其中正确命题的个数为( )
A.4 B.2 C.3 D.5
【考点3 判断集合是否为同一集合】
· 易错坑:区分点集与数集。大括号里是:点集;只有字母:数集。
【例3.1】下列集合中,与集合表示同一个集合的是( )
A. B.
C. D.
【变式3.1】下列命题中正确的是( )
A.与表示同一个集合
B.集合和表示同一个集合
C.由组成的集合可表示为
D.接近于的所有实数可以构成集合
【变式3.2】下列与集合表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
【变式3.3】下列集合中表示同一集合的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点4 利用集合元素的互异性求参数】
· 易错坑:求出参数后,一定要回代检验集合元素不能重复。
· 解题思路:
1. 根据题意列出等式,解出参数
2. 回代,检查集合元素是否互不相同
3. 舍去造成元素重复的解
【例4.1】已知集合,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式4.1】已知集合,如果,那么实数的取值集合为________.
【变式4.2】已知集合 ,,则__________.
【变式4.3】含有三个实数的集合,若且,求的值.
【考点5 集合的表示方法】
【例5.1】用描述法表示下列集合:
(1)比1大又比10小的所有有理数组成的集合;
(2)正偶数组成的集合;
(3)函数的图象上所有的点组成的集合.
【例5.2】用列举法表示下列集合:
(1);
(2)大于2且小于15的所有质数组成的集合;
(3)绝对值不大于2的所有整数组成的集合.
【变式5.1】用列举法表示下列集合:
(1)方程的解组成的集合;
(2)函数的图象与坐标轴的交点组成的集合
【变式5.2】用适当的方法表示下列集合:
(1)比5大3的数组成的集合;
(2)方程的解集;
(3)不等式的解的集合;
(4)二次函数图象上的所有点组成的集合.
【考点6 根据集合相等关系进行计算】
· 解题思路
1. 无序性:元素顺序不用管,不需要位置对齐,只要元素全部一样即可。
2. 互异性是红线:求出参数一定要回代检验,这是本题型最常挖坑的地方。
3. 分类讨论:元素对应关系不唯一,要把所有匹配情况全部列出来,不能漏情况。
【例6.1】若集合,且,则实数的值为 ( ).
A.或 B. C. D.或
【例6.2】已知,若集合,则的值为_________.
【变式6.1】已知,,若集合,则的值为_______.
【变式6.2】已知集合,.若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式6.3】设,集合,若,则__________.
模块二
课后作业
1.下列说法正确的是( )
A.本校擅长打篮球的学生可构成集合
B.七大洲可以构成一个确定集合
C.数集含有7个元素
D.不大于3的正整数组成的集合为
2.集合,集合(A,B中,).则下列选项中元素与集合的关系都正确的是( )
A.,且 B.,且
C.,且 D.,且
3. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
4.已知集合,下列判断错误的是( )
A. B. C. D.
5.若且集合中的元素均为整数, 则的值为( )
A. B.0 C.2 D.3
6.下列说法中正确的是( )
A.0与表示同一个集合
B.方程的解集为
C.集合可以用列举法表示
D.集合与是两个相同的集合
7.集合,则( )
A. B.0 C.1 D.2
8.(多选)下列说法不正确的是( )
A.10以内质数集合:
B.
C.的解集:
D.与是同一个概念
9. (多选)下列各组集合表示的不是同一集合的是( )
A., B.,
C., D.,
10. (多选)下面四个说法中正确的是( )
A.10以内的质数组成的集合是;
B.由2,3组成的集合可表示为或;
C.方程的所有解组成的集合是;
D.与不是同一个集合.
11. 用适当的方法表示下列集合:
(1)由三个数字中的两个数字(没有重复数字)所组成的自然数的集合______;
(2)______;
(3)方程的解集______;
(4)平面直角坐标系中第一、三象限的全体点的坐标构成的集合______.
12. 把下列集合用另一种方法表示出来:
(1);
(2)由1,2,3这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数;
(3);
(4)平面上以点为圆心、半径为5的圆上所有点的集合(这里平面指该平面上所有点组成的集合);
(5)由方程的所有整数解组构成的集合.
13. 已知集合.
(1)求 满足的条件;
(2)若,求 的值.
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专题1.1 集合的概念(知识梳理及题型总结)
·模块一 集合的概念
·模块二 课后作业
模块一
集合的概念
1. 集合与元素定义
· 集合:把一些确定的对象汇集在一起构成集合,常用大写字母A,B,C……表示。
· 元素:集合中的每个对象叫元素,常用小写字母表示。
· 关系:
· :属于集合A(是A的元素)
· :不属于集合A(不是A的元素)
2. 集合中元素的三大特性
· 确定性:一个对象要么属于集合,要么不属于,不能模棱两可。
· 互异性:集合里元素互不重复。
· 无序性:集合元素没有顺序。
3. 常用数集
· :自然数集
· :正自然数集
· :整数集
· :有理数集
· :实数集
4. 集合的表示方法
· 列举法:把全部元素写在大括号内,例:
· 描述法:,例:
5. 集合相等
· 含义:集合A的每一个元素都在B中,同时集合B的每一个元素都在A中,两个集合元素完全相同(不看顺序)。
【考点1 判断一组对象能否构成集合】
【例1.1】下列各组对象中,不能构成集合的对象个数为( )
(1)高二(3)班个子偏高的学生;(2)所有难度较大的数学题;(3)某市中考总分600分以上的考生;(4)五大淡水湖;(5)国内知名的高校;(6)小于4的正奇数.
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【详解】集合元素必须具备确定性.(1)(2)(5)描述模糊、无统一标准,无法构成集合;
(3)(4)(6)对象确定,可构成集合,共3组不能构成集合.
【例1.2】给出下列说法:①所有无限接近的数构成集合;②年高考数学新高考卷填空题构成集合;③高端数码产品构成集合;④所有不大于的非负整数构成集合;⑤组成的集合含个元素.其中正确的是( )
A.①②④ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④
【答案】D
【详解】因为构成集合的核心前提是集合的元素的确定性及互异性.
对①“无限接近的数”无标准,即集合的元素不确定,因此不能成集合,所以①错误;
对②试卷填空题数量、内容确定,即集合的元素的确定且互异,故可成集合,所以②正确;
对③“高端数码产品”定义模糊,即集合的元素不确定,因此不能成集合,所以③错误;
对④不大于的非负整数为确定且互异,因此可成集合,所以④正确;
对⑤因为 元素重复,集合仅有个元素,故⑤错误.
综上所述,②④正确.
【变式1.1】(多选)下列各组对象能组成集合的是( )
A.大于6的所有整数
B.高中数学的所有难题
C.被3除余2的所有整数
D.A,B是平面内的定点 ,在平面内与A,B等距离的点
【答案】ACD
【分析】根据集合中元素的确定性逐项判断即可得解.
【详解】选项A、C、D中的元素符合集合中元素的确定性;
而选项B中,“难题”没有标准,不符合集合中元素的确定性,不能构成集合.
【变式1.2】(多选)下列说法正确的是( )
A.中国的所有直辖市可以组成一个集合
B.高一(1)班较胖的同学可以组成一个集合
C.正偶数的全体可以组成一个集合
D.大于2 014且小于2 026的所有整数不能组成集合
【答案】AC
【详解】对于A,由于中国的所有直辖市是确定的,所以可以组成一个集合,故A正确;
对于B,由于“较胖”的标准不明确,不满足集合元素的确定性,故B错误;
对于C,由于正偶数是确定的,所以正偶数的全体可以组成一个集合,故C正确;
对于D,由于大于2 014且小于2 026的所有整数是确定的,
所以大于2 014且小于2 026的所有整数能组成集合,故D错误.
【考点2 元素与集合的关系】
· 易错坑:0是自然数,不是正自然数
【例2.1】下列关系中正确的个数为( )
①;②;③;④
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】①∵是无理数,∴,故①错误;
②∵0是非负整数,∴,故②错误;
③∵是实数,∴,故③错误;
④∵是整数,∴,故④正确.
故正确的个数为1个.
【变式2.1】下列四个关系式:①;②;③;④.其中正确的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【答案】C
【详解】由于,,,,故②错误,①③④正确.
【变式2.2】给出下列5个关系:①,②,③,④,⑤.其中正确命题的个数为( )
A.4 B.2 C.3 D.5
【答案】A
【详解】对于①,因为为无理数,有理数和无理数统称为实数,所以,所以①正确;
对于②,因为不是整数,所以,所以②错误;
对于③,因为不是正整数,所以,所以③正确;
对于④,因为,所以④正确;
对于⑤,因为是无理数,所以,所以⑤正确;
故选:A.
【考点3 判断集合是否为同一集合】
· 易错坑:区分点集与数集。大括号里是:点集;只有字母:数集。
【例3.1】下列集合中,与集合表示同一个集合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】结合相等集合的定义、集合元素特征逐一判断即可
【详解】对于A,由集合元素的互异性知,集合表示错误,A错误;
对于B,解得,此时与集合表示同一个集合,B正确;
对于C,且,故两集合不表示同一集合,C错误;
对于D,集合表示点集,只有一个元素,D错误.
故选:B.
【变式3.1】下列命题中正确的是( )
A.与表示同一个集合
B.集合和表示同一个集合
C.由组成的集合可表示为
D.接近于的所有实数可以构成集合
【答案】C
【分析】选项A. 是不含有任何元素的集合,中的元素为,故这两个集合不表示同一个集合;选项B. 集合中的元素是两个数,中的元素是一个点,故这两个集合不表示同一个集合;选项C.求出的解,从而得到方程的解组成的集合;选项D.根据集合的确定性判断.
【详解】选项A. 是不含有任何元素的集合,中的元素为,故这两个集合不表示同一个集合,故选项A错误;
选项B. 集合中的元素是两个数,中的元素是一个点,故这两个集合不表示同一个集合,故选项B错误;
选项C.的解或,则此方程的解组成的集合可表示为,故选项C正确;
选项D. 接近于的所有实数,不具有确定性,故不可以构成集合.
故选:C.
【变式3.2】下列与集合表示同一集合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】据集合的定义及表示方法求解即可.
【详解】选项A: 是表示平面直角坐标系中的一个点,不是集合,故A错误;
选项B: 是点集,与数集的元素类型不同,不是同一集合,故B错误;
选C:解方程 ,因式分解得 ,解得 或 ,
因此集合 ,与原集合是同一集合,故C正确;
选项D: 是两个等式构成的集合,不是同一集合,故D错误.
故选:C
【变式3.3】下列集合中表示同一集合的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BD
【分析】根据集合的定义判断.
【详解】对A,两个集合的元素不相同,不是同一集合;
对B,两个集合都是2和3两个元素,是同一集合,
对C,集合的元素是点(或有序实数对),集合的元素是实数,不是同一集合,
对D,两个集合都是由大于2的实数构成,是同一集合,
故选:BD.
【考点4 利用集合元素的互异性求参数】
· 易错坑:求出参数后,一定要回代检验集合元素不能重复。
· 解题思路:
1. 根据题意列出等式,解出参数
2. 回代,检查集合元素是否互不相同
3. 舍去造成元素重复的解
【例4.1】已知集合,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据集合元素的互异性和从属关系分类讨论即可.
【详解】由题意得,即,此时显然不成立,舍去,
或,此时集合,满足互异性,
所以.
【变式4.1】已知集合,如果,那么实数的取值集合为________.
【答案】
【详解】因为集合,如果,
所以或,解得或,
当时,;
当时,;
当时,,不满足集合元素的互异性,
所以实数的取值为1或3,所以集合.
【变式4.2】已知集合 ,,则__________.
【答案】
【分析】利用集合的性质求解即可.
【详解】由于集合 ,,根据集合的互异性可知,,
故,解得或(舍去).
【变式4.3】含有三个实数的集合,若且,求的值.
【答案】
【分析】利用集合元素的互异性求参数的值,然后代入求解即可.
【详解】因为中,为分母,所以.
又因为,所以.
因为,且,所以或.
当时,不满足集合的互异性,故舍去.
当时,集合为 .
综上所述,,.
所以
【考点5 集合的表示方法】
【例5.1】用描述法表示下列集合:
(1)比1大又比10小的所有有理数组成的集合;
(2)正偶数组成的集合;
(3)函数的图象上所有的点组成的集合.
【答案】(1),
(2),
(3)
【详解】(1)比1大又比10小的所有有理数组成的集合可表示为;
(2)正偶数组成的集合是.
(3)函数的图象上所有的点组成的集合是.
【例5.2】用列举法表示下列集合:
(1);
(2)大于2且小于15的所有质数组成的集合;
(3)绝对值不大于2的所有整数组成的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由,,元素无穷,.
(2)大于2且小于15的质数有,.
(3),为整数,得,.
【变式5.1】用列举法表示下列集合:
(1)方程的解组成的集合;
(2)函数的图象与坐标轴的交点组成的集合
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由方程,得或,
所以方程的解为1或2,因此可以用列举法表示为.
(2)函数的图象与x轴的交点为,与y轴的交点为,因此可以用列举法表示为.
【变式5.2】用适当的方法表示下列集合:
(1)比5大3的数组成的集合;
(2)方程的解集;
(3)不等式的解的集合;
(4)二次函数图象上的所有点组成的集合.
【答案】(1){8}
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)比5大3的数显然是8,故可表示为{8}.
(2)方程可化为:,
所以,所以方程的解集为.
(3)由,得.故不等式的解集为.
(4)“二次函数的图象上的所有点”用描述法可表示为.
【考点6 根据集合相等关系进行计算】
· 解题思路
1. 无序性:元素顺序不用管,不需要位置对齐,只要元素全部一样即可。
2. 互异性是红线:求出参数一定要回代检验,这是本题型最常挖坑的地方。
3. 分类讨论:元素对应关系不唯一,要把所有匹配情况全部列出来,不能漏情况。
【例6.1】若集合,且,则实数的值为 ( ).
A.或 B. C. D.或
【答案】D
【分析】根据集合相等可得,运算求解即可.
【详解】因为,且,
则,解得或.
故选:D.
【例6.2】已知,若集合,则的值为_________.
【答案】
【分析】利用集合的互异性、无序性,集合相等的含义解决即可.
【详解】
易知,因此.
因此有.
由集合的互异性可知,故
得
因此,.
故答案为:.
【变式6.1】已知,,若集合,则的值为_______.
【答案】
【分析】根据集合相等的定义判断的取值进行计算.
【详解】因为,所以,,
此时两个集合即,所以,解得或,
若,则两个集合都是不满足互异性,
所以此时两个集合都是,满足条件.
所以,
故答案为:.
【变式6.2】已知集合,.若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据集合的互异性求出和即可.
【详解】由题意可知,两集合元素全部相等,得到或,
若,解得,此时,不满足集合的互异性;
若,解得(舍)或,
当时,,符合题意,所以,
所以.
故选:B
【变式6.3】设,集合,若,则__________.
【答案】
【分析】根据集合相等可得,进而可得结果.
【详解】因为,则,所以.
故答案为:.
模块二
课后作业
1.下列说法正确的是( )
A.本校擅长打篮球的学生可构成集合
B.七大洲可以构成一个确定集合
C.数集含有7个元素
D.不大于3的正整数组成的集合为
【答案】B
【分析】根据集合的确定性判断A,B,应用互异性判断C,列举法判断D.
【详解】A选项,“擅长”标准模糊,不满足确定性;
B选项,七大洲对象确定,可构成集合;
C选项,违背互异性,重复元素只算1个,仅有5个元素;
D选项,不大于3的正整数不含0,正确集合为.
2.集合,集合(A,B中,).则下列选项中元素与集合的关系都正确的是( )
A.,且 B.,且
C.,且 D.,且
【答案】C
【详解】由,且,因为,所以,因此,.
集合的元素为有序数对.
当时,当时,所以,.
由此可知,且同时成立.
3. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】化简集合A,依次判断各选项.
【详解】因为,所以.
对于A:不成立,A错误;
对于B:成立,B正确;
对于C:成立,C错误;
对于D:成立,D错误.
4.已知集合,下列判断错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由集合,得,
所以.
5.若且集合中的元素均为整数, 则的值为( )
A. B.0 C.2 D.3
【答案】C
【详解】若,,此时,集合元素不重合,符合条件.
若,,此时不是整数,不符合题意,综上,.
6.下列说法中正确的是( )
A.0与表示同一个集合
B.方程的解集为
C.集合可以用列举法表示
D.集合与是两个相同的集合
【答案】D
【分析】根据集合的概念和表示对选项逐一判断即可.
【详解】对于A:因为0表示元素,不是集合,所以A错误;
对于B:因为集合的元素具有互异性,所以方程的解集是,所以B错误;
对于C:因为满足不等式的元素有无限个,无法一一列举,所以C错误;
对于D:因为集合的元素具有无序性,所以集合是两个相同的集合,所以D正确.
故选:D.
7.集合,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据集合相等可知方程有相等实根2,即可由根与系数关系求解.
【详解】因为集合,
所以方程有相等实根2,
根据根与系数的关系可知,,
所以,
故选:B
【点睛】本题主要考查了根据集合的元素求参数,一元二次方程,属于容易题.
8.(多选)下列说法不正确的是( )
A.10以内质数集合:
B.
C.的解集:
D.与是同一个概念
【答案】CD
【分析】根据集合的定义及集合中元素所具有的性质,即可对四个选项进行判断.
【详解】10以内的质数有2,3,5,7,所以A正确;
集合中的元素具有无序性的性质,所以B正确;
集合中元素具有互异性的性质,正确解集为,所以C选项错误;
是元素,是集合,概念不同,所以D选项错误.
9. (多选)下列各组集合表示的不是同一集合的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】AD
【分析】根据同一个集合概念进行判断即可.
【详解】A中,都是点集, 和是不同的点,则是不同的集合,所以A是;
B中,都是数集,都表示2,3两个数,是同一个集合,所以B不是;
C中,表示函数的定义域,表示函数的值域,表示的范围相同,是同一个集合,所以C不是;
D中,是数集,是点集,则是不同的集合,所以D是.
故选:AD
10. (多选)下面四个说法中正确的是( )
A.10以内的质数组成的集合是;
B.由2,3组成的集合可表示为或;
C.方程的所有解组成的集合是;
D.与不是同一个集合.
【答案】ABD
【分析】对于选项A,质数是指在大于1的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数的数,需找出10以内所有符合质数定义的数组成集合;对于选项B,集合中的元素具有无序性,即集合中的元素顺序不影响集合本身,结合集合元素的无序性判断即可;对于选项C,集合中的元素具有互异性,即集合中的元素不能重复,先求解方程,再根据元素的互异性判断即可;对于选项D,:不含有任何元素的集合,:仅含有一个元素的集合,由此即可判断正误.
【详解】10以内的质数组成的集合是,故A正确;
由集合元素的无序性可知,2,3组成的集合可表示为或,故B正确;
由集合元素的互异性可知,的所有解组成的集合是,故C错误;
:不含有任何元素的集合,:仅含有一个元素的集合,故D正确.
故选:ABD.
11. 用适当的方法表示下列集合:
(1)由三个数字中的两个数字(没有重复数字)所组成的自然数的集合______;
(2)______;
(3)方程的解集______;
(4)平面直角坐标系中第一、三象限的全体点的坐标构成的集合______.
【答案】
【详解】(1)由三个数字中的两个数字(没有重复数字)组成的自然数有,用列举法可表示为.
(2)因为,所以,又因为,所以,
又因为,所以,所以原集合用列举法可表示为.
(3)由,得所以,
所以方程的所有解组成的集合用描述法可表示为.
(4)设平面直角坐标系中第一、三象限的点为,则,
所以平面直角坐标系中第一、三象限的全体点的坐标构成的集合可表示为.
12. 把下列集合用另一种方法表示出来:
(1);
(2)由1,2,3这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数;
(3);
(4)平面上以点为圆心、半径为5的圆上所有点的集合(这里平面指该平面上所有点组成的集合);
(5)由方程的所有整数解组构成的集合.
【答案】(1)且
(2)
(3)
(4)
(5)用列举法:,
用描述法:
【分析】(1)集合为列举法表示,改为描述法表示;
(2)集合为文字描述表示,由列举法表示;
(3)集合为描述法表示,改为列举法表示;
(4)集合为文字描述表示,由描述法表示;
(5)集合为文字描述表示,由列举法和描述法表示.
【详解】(1)集合为列举法,改为描述法为且,
表示小于等于的正偶数.
(2)由1,2,3这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数,
由列举法可得:
一位自然数:;
两位无重复:;
三位无重复:;
故集合为:.
(3)集合用描述法表示,改为列举法为:.
(4)原描述中,表示平面内动点,指点到定点的距离,
距离恒等于5,即为圆周上的点,
故集合.
(5)由方程的所有整数解组构成的集合,
改为列举法:
,
用描述法为:.
13. 已知集合.
(1)求 满足的条件;
(2)若,求 的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意有: ,即 ,解得,
所以a满足的条件为;
(2)由,所以或 ,
当时, ,又因为 ,不满足元素的互异性,
当 时,即 ,且,解得,
所以若,的值是.
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