第二讲 集合间的基本关系
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1.1.2 集合间的基本关系一、子集,相等集合,真子集的概念1、子集:集合A 为集合B 的子集⇔ ,用数学语言表述是 ,用图形语言表述是:集合A 不为集合B 的子集⇔ ,用数学语言表述是 ,用图形语言表述是:2.集合相等A=B ⇔ ,用数学语言表述是 ,用图形语言表述是:3.真子集A 是B 的真子集⇔ ,用数学语言表述是 ,用图形语言表述是:4.子集与真子集的性质由上面的概念可以得到哪些结论:(1)任何集合是它本身的 ,即 ;(2)对于集合A 、B 、C ,如果,A B ⊆且,B C ⊆那么 ;(3)对于集合A 、B 、C ,如果A B ,且B C ,那么A C ;(4)空集∅是任何集合的 ,是任何非空集合的 。
思考1:分别写出集合{},{,}a a b 和{,,}a b c 的所有子集,并得出子集的个数.从中可得到什么结论?思考2:已知集合A={a ,a +b , a +2b },B={a ,a c, a c 2}.若A=B ,求c 的值。
思考3:(1)下列表述正确的是( )A .}0{=∅B .}0{⊆∅C .}0{⊇∅D .}0{∈∅(2)已知集合A ={∅,{a},{b},{a ,b} },则下列结论中正确的有 。
A .∅∈AB .a ∈AC .{∅}∈AD .{a} A二、典例例1、设(,)|1y x A x y y x ⎧=⎫⎧=⎨⎨⎬=+⎩⎩⎭,2(,)|21y x B x y y x ⎧=⎫⎧=⎨⎨⎬=-+⎩⎩⎭,判断集合A 与集合B 的关系。
例2、(1) 设集合P ={m |-1<m ≤0},Q ={m ∈R |mx 2+4mx -4<0对任意实数x 恒成立},则下列关系中成立的是( )A .P QB .Q ⊆PC .P =QD .Q P(2) 若P ={y |y=x 2, x ∈R},Q ={(x ,y )|y=x 2 , x ∈R},则必有( )A . P QB .P=QC .P QD .以上都不对例3、已知集合A={x|x 2-3x -10≤0},集合B={x|p +1≤x ≤2p -1}.若BA ,求实数p 的取值范围。
第二讲 集合之间的基本关系及其运算一.知识盘点知识点一:集合间的基本关系注意:1.A B A B B AA B A B A B A B =⇔⊆⊆⎧⊆⎨⊂⇔⊆≠⎩且且2.涉及集合间关系时,不要忘记空集和集合本身的可能性。
3.集合间基本关系必须熟记的3个结论(1)空集是任意一个集合的子集;是任意一个非空集合的真子集,即,().A B B Φ⊆Φ⊂≠Φ(2)任何一个集合是它自身的子集,空集只有一个子集即本身 (3)含有n 个元素的集合的子集的个数是2n 个,非空子集的个数是21n - ;真子集个数是21n - ,非空真子集个数是22n -。
知识点二:集合的基本运算运算 符号语言 Venn 图 运算性质交集{}|A B x x A =∈∈且x B()(),AB A A B B ⊆⊆ (),AA A AB B A ==A B A A B =⇔⊆ A Φ=Φ并集{}|A B x x A x B =∈∈或()(),A A B B A B ⊆⊆ (),A A A A B B A ==,A B B A B A A =⇔⊆Φ=补集{}|U C A x x U x A =∈∉且,U U C U C U =ΦΦ=()(),U U U C C A A A C A U ==()U AC A =Φ()()()U U U C A B C A C B = ()()()U U U C A B C A C B =二.例题精讲Ep1.下列说法正确的是A. 高一(1)班个子比较高的同学可以组成一个集合B. 集合{}2|,x N x x ∈= 则用列举法表示是{}01,UAC. 如果{}264,2,m m ∈++2, 则实数m 组成的集合是{}-22,D. {}{}(){}222||,|x y xy y x x y y x =====解析:A.与集合的确定性不符;B.对;C.与集合的互异性不符;D 。
{}2|x y x R == ,{}{}2||0y y x y y ==≥ ,(){}2,|x y y x = 是二次函数2y x = 的点集Ep2.已知集合A={}2|1log ,kx N x ∈<< 集合A 中至少有三个元素,则A.K>8B.K ≥ 8C.K>16D.K ≥ 16解析:由题设,集A 至少含有2,3,4三个元素,所以2log 4k> ,所以k>16.Ep3.已知集合M={}{}2|,|,x y x R N x x m m M =∈==∈ ,则集合M 、N 的关系是A.M N ⊂B.N M ⊂C.R M C N ⊆D.R N C M ⊆ 解析:[]1,1M =- ,{}|01N x x =≤≤ ,故选B.Ep4.已知集合M={}0,1 ,则满足M N M = 的集合N 的个数是 A.1 B.2 C.3 D.4 解析:M N M =,故N M ⊆ ,故选D.Ep5已知集合{}{}2|1,|1M x x N x ax ==== ,如果N M ⊆ ,则实数a 的取值集合是{}.1A {}.1,1B - {}.0,1C {}.1,0,1D -解析:{}1,1M =- , N M ⊆,故N 的可能:{}{}{},1,1,1,1Φ-- ,故a 的取值集合{}1,0,1-Ep6.已知集合{}{}2|20180,|lg(3)A x x x B x N y x =-+≥=∈=- ,则集合A B 的子集的个数是解析:{}|02018A x x =≤≤ ,{}{}|3-x>00,1,2B x N =∈= ,故{}0,1,2A B = 故子集个数328=A.4B.7C.8D.16Ep7.已知集合{}{}2|2,|M x x x N x x a =<+=> ,如果M N ⊆ ,则实数a 的取值范围是.(,1]A -∞- .(,2]B -∞ .[2,)C +∞ .[1,)D -+∞解析:{}|12M x x =-<< ,M N ⊆,故1a ≥-Ep8.已知集合{}2|30A x N x x *=∈-< 则满足B A ⊆ 的集合B 的个数是 A.2 B.3 C.4 D.8 解析:{}{}|03=12A x N x *=∈<<, ,故选CEp9.已知集合{}{}|12,|13,M x x N x x M N =-<<=≤≤=则.(1,3]A - B.(1,2]- .[1,2)C D.(2,3]解析:选CEp10.如果集合{}{}(1)2|10,|log 0,x A x x B x -=-≤≤=≤则A B={}.|11A x x -≤< {}.|11B x x -<≤ {}.0C {}.|11D x x -≤≤ 解析:{}10||0111x B x x x x ⎧->⎫⎧==≤<⎨⎨⎬-≤⎩⎩⎭,故选D.Ep11.设集合 {}{}2|11,|,,()R A x x B y y x x A A C B =-<<==∈=则{}.|01A x x ≤< {}.|10.B x x -<< {}|01C x x =<< {}.|11D x x -<<解析:{}|01B y y =≤<,则{}|01R C B y y =<≥或y,(){}{}{}|11|01|10R AC B x x y y y x x =-<<<≥=-<<或 选B.Ep12.已知集合{}{}2|11,|20,A x x B x x x =-<<=--<则 )R C A B =(.(1,0]A - .[1,2)B - .[1,2)C .(1,2]D解析:{}|12B x x =-<< ,{}|11R C A x x x =≤-≥或 (){}|12R C A B x x =≤< ,选C.三.总结提高1.题型归类(1)2个集合之间的关系判断(2)已知2个集合之间的关系,求参数问题 (3)求子集或真子集的个数问题 (4)2个有限集之间的运算(5)1个有限集和1个无限集之间的运算 (6)2个无限集之间的运算(7)已知集合的运算结果,求参数问题 2.方法总结(1)判断集合间关系的方法a.化简集合,从表达式中寻找两个集合之间的关系b.用列举法表示集合,从元素中寻找关系c.利用数轴,在数轴上表示出两个集合(集合为数集),比较端点之间的大小关系,从而确定两个集合之间的关系。
1.1.2 集合间的基本关系教材分析集合语言是现代数学的基本语言,可以简洁、准确地表达数学内容,是学习后续知识的基础.本节课是集合章节的第二课,了解集合之间包含与相等的含义,理解子集与真子集的概念,是本章中的主要内容之一.课时分配 1课时教学目标重点: 集合间的包含与相等关系,子集与其子集的概念.难点: 属于关系与包含关系的区别.知识点: 了解集合之间包含与相等的含义,理解子集、真子集的概念.能力点:分类讨论思想的运用.教育点: 能利用Venn 图表达集合间的关系,体会直观图示对理解抽象概念的作用.自主探究点:例题及变式中解题思路的获取.考试点:包含关系中含参问题的求解.易错易混点:忽视空集.拓展点:实数间可以运算,集合间是否也能运算.教具准备 教学案、三角板课堂模式一、引入新课:探究1:实数有相等、大小关系,如5=5,5<7,5>3等等,类比实数之间的关系,观察下面几个例子,你能发现两个集合间有什么关系吗?(1){1,2,3},{1,2,3,4,5}A B ==;(2)设A 为枣庄三中高一年级男生的全体组成的集合,B 为枣庄三中高一年级学生的全体组成的集合;(3)设{|},{|};C x x D x x ==是两条边相等的三角形是等腰三角形【设计意图】通过几组实例,体会集合间的包含关系,引出子集、真子集、相等概念.二、探究新知1. 子集: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,我们说这两个集合有包含关系,称集合A 是集合B 的子集, 记作:()A B B A ⊆⊇或.读作:A 包含于B(或B 包含A). 探究2:与实数中的结论“若,,a b b a a b ≥≥=且则”相类比,在集合中,你能得出什么结论?2. 集合相等:如果集合A 是集合B 的子集,且集合B 是集合A 的子集,则集合A 与集合B 中的元素是一样的,因此集合A 与集合B 相等.(即若A B B A ⊆⊆且,则A=B)如(3)中的两集合C=D .图 1 图2BC (D )3. 真子集:若集合A B ⊆,但存在元素,x B x A ∈∉且,则称集合A 是集合B 的真子集,记作: A B. 读作:A 真包含于B (或B 真包含A ). 如:(1)和(2)中 A B.4. 空集:不含任何元素的集合称为空集,记作:∅.用适当的符号填空:∅{}0; 0 ∉ ∅;5. 几个重要的结论:(1) 空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.(2) 任何一个集合是它本身的子集;(3) 对于集合A ,B ,C ,如果A B ⊆,且B C ⊆,那么A C ⊆.三、理解新知含参数问题时,空集是学生容易忽略的问题,养成优先考虑空集的好习惯,至关重要.四、运用新知例1.写出集合{a ,b}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.解:集合{a ,b}的所有子集为{}{}{},,,,a b a b ∅,真子集为{}{},,a b ∅.【设计意图】概念运用,培养学生按照一定的规律列举问题的良好习惯.练习1完成课本第7页练习1,2,3.【设计意图】进一步巩固所学例2 已知集合A ={x |1<ax <2},B ={x ||x |<1},满足A ⊆B ,求实数a 的取值范围.解 (1)当a =0时,A =∅,满足A ⊆B .(2)当a >0时,A =⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<a x a x 21|.∵A ⊆B ,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤-≥1211a a∴a ≥2(3)当a <0时,A =⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<a x a x 12|.∵A ⊆B ,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-≥≤1211a a∴a ≤-2.综合(1)(2)(3)知,a 的取值范围{a |a ≤-2或a =0或a ≥2}.【设计意图】利用分类讨论解决问题;通过实例提示学生考虑包含关系时勿忘对空集的讨论.练习2 已知A ={x |0652=+-x x },B ={x |1=mx },若 B A ,求实数m 所构成的集合M . 答案:⎭⎬⎫⎩⎨⎧=31,21,0M【设计意图】由学生独立完成,提高学生的独立解题能力.例3 已知集合A ={2,,x y },B ={2x ,2,2y }且A =B ,求,x y 的值. 答案: ,x y 的取值为⎩⎨⎧==10y x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2141y x【设计意图】通过实例,提示学生解决集合问题,勿忘集合元素互异性要求.练习3 含有三个实数的集合可表示为⎭⎬⎫⎩⎨⎧1,,a b a ,也可表示为{2a ,a +b ,0},求a ,b . 答案:a =-1,b =0【设计意图】由学生独立完成,提高学生的独立解题能力.五、课堂小结 教师提问:本节课我们学习了哪些知识,涉及到哪些数学方法?学生:知识上: 1、子集、真子集、集合相等的含义. 2、空集的含义与表示.思想上: 归纳、分类讨论的数学思想教师: 我们这节课学习了集合之间的关系,这要与上节课学习的集合与元素的关系区别开来.集合与元素是“属于”“不属于”的关系,而集合与集合是“包含于”“不包含于”的关系;另外在含参问题求解中大家不要忘记对空集的讨论.六、布置作业1.阅读教材67P P -2.书面作业(1)必做题:课本12P 习题1.1 A 组 5(2)选做题:1).下列命题中正确的个数是( A )①空集没有子集;②任何集合至少有两个子集;③空集是任何集合的真子集;A .0B .1C .2D .32).下列结论正确的是( C ).A.∅A B. {0}∅∈ C. {1,2}Z ⊆ D. {0}{0,1}∈3).设{}{}1,A x x B x x a =>=>,且A B ⊆,则实数a 的取值范围为( B ).A. 1a <B. 1a ≤C. 1a >D. 1a ≥4).若2{1,2}{|0}x x bx c =++=,则( A ).A. 3,2b c =-=B. 3,2b c ==-C. 2,3b c =-=D. 2,3b c ==-5).已知集合A ={x |a -1≤x ≤a +2},B ={x |3<x <5},则能使A ⊇B 成立的实数a 的取值范围是( B )A .{a |3<a ≤4}B .{a |3≤a ≤4}C .{a |3<a <4}D .∅6).在以下六个写法中:①{0}∈{0,1};②∅={0};③{0,-1,1}⊆{-1,0,1};④0∈∅;⑤Z ={正整数};⑥{(0,0)}={0},其中错误写法的个数是( C )A .3个B .4个C .5个D .6个8).若B ={0,1,2,3,4,7,8},C ={0,3,4,7,9},则满足A ⊆B ,A ⊆C 的集合A 有___16__个.9).设M ={x |210x -=},N ={x |01=-ax },若N ⊆M ,则a 的值为 ±1或0. 10).已知集合{}{}25,821A x x B x m x m =-<≤=-≤<-且A B ⊆,求实数m 的取值范围. 答案:实数m 的取值范围{}36m m <≤11).设集合A ={1,a ,b },B ={a ,2a ,ab },且A =B ,求实数b a , 的值. 答案: a =-1,b =0 12).设集合A ={x |2560x x -+=},B ={x |22(21)0x a x a a -+++= },若B ⊆A ,求a 的值.答案:a =23.预习任务:根据下列预习提纲预习1.1.3集合间的运算.(1).一般地,由所有属于 的元素组成的集合,称为集合A 与集合B 的并集,记作A ∪B (读作“A 并B ”),即A ∪B = .(2).由属于 的所有元素组成的集合,称为集合A 与B 的交集,记作A ∩B ,读作A 交B ,即A ∩B =(3).A ∩A =____,A ∪A =____,A ∩∅= ,A ∪∅=(4).若A ⊆B ,则A ∩B =__ __,A ∪B =__ __.(5).A ∩B A ,A ∩B B ,A A ∪B ,A ∩B A ∪B .【设计意图】作业1是引导学生先复习,再作业,培养学生良好的学习习惯.书面作业的必做题,是为了让学生掌握基本的知识,达成本节课的教学目标.选做题难度递进,供学有余力的同学,加深理解,提高解题的能力.预习作业的安排是为了培养学生预习的习惯,为下一节课的学习打下必备的基础. 七、教后反思1.本教案的亮点是例题覆盖全面,变式与例题衔接好,有讲有练,课后题针对例题,有助于学生掌握知识.预习提纲任务明确.2.本节课的弱项是课容量大,例2难度高,在新授课中还要降低难度,照顾绝大多数学生的发展.八、板书设计 1.1.2集合间的基本关系1.子集:2.真子集: 例1: 例3:记作: 记作:图示: 图示:2.集合的相等: 4.空集: 例2:图示: 记作:注:。
第02讲 1.2集合间的基本关系课程标准学习目标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、真子集;②理解与掌握空集的含义,在解题中把握空集与非空集合、任意集合的关系。
1.能利用集合间的包含关系解决两个集合间的问题。
2. 在解决集合问题时,易漏集合的特殊形式,比如集合是空集时参数所具备的意义。
3. 能利用Venn 图表达集合间的关系。
4.判断集合之间的关系时,要从元素入手。
知识点01:venn 图(韦恩图)在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图形称为Venn 图。
Venn 图和数轴一样,都是用来解决集合问题的直观的工具。
利用Venn 图,可以使问题简单明了地得到解决。
对Venn 图的理解(1)表示集合的Venn图的边界是封闭曲线,它可以是圆、椭圆、矩形,也可以是其他封闭曲线.(2)用Venn 图表示集合的优点是能够呈现清晰的视觉形象,即能够直观地表示集合之间的关系,缺点是集合元素的公共特征不明显.知识点02:子集1子集: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,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A 为集合B 的子集(1)记法与读法:记作A B ⊆(或B A ⊇),读作“A 含于B ”(或“B 包含A ”)(2)性质:①任何一个集合是它本身的子集,即A A ⊆.②对于集合A ,B ,C ,若A B ⊆,且B C ⊆,则A C ⊆(3)venn 图表示:2集合与集合的关系与元素与集合关系的区别符号“⊆”表示集合与集合之间的包含关系,而符号“Δ表示元素与集合之间的从属关系.【即学即练1】(2024·全国·高三专题练习)写出集合{,}a b 的所有子集.【答案】{}{}{},,,,a b a b f 【详解】集合{,}a b 的所有子集有:{}{}{},,,,a b a b f 知识点03: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A B =.也就是说,若A B ⊆,且B A ⊆,则A B =.(1)A B =的venn 图表示(2)若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素排列顺序无关【即学即练2】(2024秋·辽宁沈阳·高一沈阳二中校考阶段练习)下面说法中不正确的为( )A .{}{}1||1x x y y x y +==+=B .(){}{},2||2x y x y x x y +==+=C .{|2}{|2}x x y y >=>D .{}{}1,22,1=【答案】B【详解】对于A ,因{}1|R x x y +==,{}1|R y x y ==+,即{}{}1||1x x y y x y +==+=,A 正确;对于B ,因集合(){},2|x y x y +=的元素为有序数对,而{}2|x x y +=的元素为实数,两个集合的对象不同,B 不正确;对于C ,因集合{|2}x x >与{|2}y y >都表示大于2的数形成的集合,即{|2}{|2}x x y y >=>,C 正确;对于D ,由列举法表示集合知{}{}1,22,1=正确,D 正确.故选:B知识点04:真子集的含义如果集合A B ⊆,但存在元素x B Î,且x A ∉,我们称集合A 是集合B 的真子集;(1)记法与读法:记作A B Ü,读作“A 真包含于B ”(或“B 真包含A ”)【即学即练3】(2024·全国【答案】7【详解】由{}a {,,M a b ⊆M 中的元素个数多于{}a 中的元素个数,不多于因此M 中的元素来自于b ,c,d 即在b ,c,d 中取1元素时,M 故足条件:{}a {,,M a b ⊆故答案为:7.{}{}Ì,故③正确,④错误,正确的个数为2.11,2,3故选:B题型01 判断两个集合的包含关系【详解】由题意知,,M xì=【典例1】(2024·陕西咸阳·统考三模)设集合*{|13}A x N x =Î-<£,则集合A 的真子集个数是( )A .6B .7C .8D .15【答案】B【详解】因为*{|13}A x N x =Î-<£,【典例1】(多选)(2024·全国·高三专题练习)已知集合{17}A xx =-££∣,{221}B x a x a =+££-∣,若使B A ⊆成立的实数a 的取值集合为M ,则M 的一个真子集可以是( )A .{4}x x £∣B .{3}xx £∣C .{|34}x x <£D .{|45}x x £<【答案】BC【详解】由题意集合{17}A xx =-££∣,{221}B x a x a =+££-∣,因为B A ⊆,所以当B =∅时,221a a +>-,即3a < ;当B ≠∅时,有12217a a -£+£-£ ,解得34a ££,故(,4]M =-¥,则M 的一个真子集可以是(,3]-¥或(]3,4,故选:BC.【典例2】(2024·高一课时练习)设{1,2}A =,{|}B x x A =⊆若用列举法表示,则集合B 是________.【答案】{∅,{1},{2},{1,2}}【详解】由题意得,A ={1,2},B ={x |x ⊆A },则集合B 中的元素是集合A 的子集:∅,{1},{2},{1,2},所以集合B ={∅,{1},{2},{1,2}},故答案为:{∅,{1},{2},{1,2}}.【变式1】(多选)(2024秋·福建宁德·高一福建省霞浦第一中学校考期末)已知集合{2,4}M =,集合M N N ⊆,是{1,2,3,4,5}的真子集,则集合N 可以是( )A .{2,4}B .{2,3,4}C .{1,2,3,4}D .{1,2,3,4,5}【答案】ABC【详解】集合{2,4}M =,集合M N ⊆{1,2,3,4,5},则集合N 中至少包含2,4两个元素,又不能等于或多于{1,2,3,4,5}中的元素,所以集合N 可以是{2,4},{2,3,4},{1,2,3,4},故选:ABC题型04空集的概念集判断【典例1】(2024·河北·高三学业考试)下列集合中,结果是空集的是( )A .2{|10}x R x Î-=B .{|61}x x x ><或C .22{(,)|0}x y x y +=D .{|61}x x x ><且【答案】D【详解】A 选项:21{|10}x R x ±ÎÎ-=,不是空集;B 选项:7$Î{x |x >6或x <1},不是空集;C 选项:(0,0)∈{(x ,y )|x 2+y 2=0},不是空集;D 选项:不存在既大于6又小于1的数,即:{x |x >6且x <1}=∅.故选:D【典例2】(2024春·宁夏银川·高二银川一中校考期中)下列各式中:①{}{}00,1,2Î;②{}{}0,1,22,1,0⊆;③{}0,1,2∅⊆;④{}0∅=;⑤{}(){}0,10,1=;⑥{}00=.正确的个数是()A .1B .2C .3D .4【答案】B【详解】①集合之间只有包含、被包含关系,故错误;②两集合中元素完全相同,它们为同一集合,则{}{}0,1,22,1,0⊆,正确;③空集是任意集合的子集,故{}0,1,2∅⊆,正确;④空集没有任何元素,故{}0∅≠,错误;⑤两个集合所研究的对象不同,故{}(){}0,1,0,1为不同集合,错误;⑥元素与集合之间只有属于、不属于关系,故错误;∴②③正确.故选:B.【变式1】(2024·上海·高一专题练习)下列六个关系式:①{}{},,a b b a =;②{}{},,a b b a ⊆;③{}∅=∅;④{}0=∅;⑤{}0∅⊆;⑥{}00Î.其中正确的个数是( )A .1B .3C .4D .6【答案】C【详解】①正确,集合中元素具有无序性;②正确,任何集合是自身的子集;③错误,∅表示空集,而{}∅表示的是含∅这个元素的集合,所以{}∅=∅不成立.④错误,∅表示空集,而{}0表示含有一个元素0的集合,并非空集,所以{}0=∅不成立;⑤正确,空集是任何非空集合的真子集;⑥正确,由元素与集合的关系知,{}00Î.故选:C.【变式1】(多选)(2024·全国·高一校联考阶段练习)下列关系中正确的是( )A .0Î∅B .{}∅Î∅C .{}∅⊆∅D .{}0∅⊆【答案】BCD【详解】选项A :空集中没有元素,故A 错误;选项B :{}∅中只有一个元素∅,故B 正确;选项C ,D :空集是任意集合的子集,故C ,D 正确故选:BCD题型05 空集的性质及应用【典例1】(2024·全国·高一专题练习)已知集合{|21}M x m x m =<<+,且M =∅,则实数m 的取值范围是____.【答案】m ≥1【详解】∵M =∅,∴2m ≥m +1,∴m ≥1.故答案为m ≥1【典例2】(2024·高一课时练习)不等式组10(0)0x a a ax ++>ì≠í>î的解集为∅,则实数a 的取值范围是_____________.【答案】{|1}a a £-【详解】解:∵不等式组10(0)0x a a ax ++>ì≠í>î的解集为∅,①当0a >时,由0ax >求得0x >;由10x a ++>,求得1x a >--,故不等式组10(0)0x a a ax ++>ì≠í>î的解集为{|0}x x >≠∅,故不满足条件;②当a<0时,由0ax >求得0x <;由10x a ++>,求得1x a >--,若10a --³,即1a £-时,不等式组10(0)0x a a ax ++>ì≠í>î的解集为∅,满足条件;若10a --<,即01a >>-时,不等式组10(0)0x a a ax ++>ì≠í>î的解集为{|10}x a x --<<≠∅,不满足条件,综上可得实数a 的取值范围是{|1}a a £-,故答案为:{|1}a a £-.【变式1】(2024秋·湖南永州·高一校考阶段练习)若集合{}R 2x a x Σ£ 为空集,则实数a 的取值范围是______.【典例1】(2024·全国·高三专题练习)已知集合{}20,1,A a =,{}1,0,32B a =-,若A B =,则a 等于( )A .1或2B .1-或2-C .2D .1【答案】C【详解】解:因为A B =,所以232a a =-,解得1a =或2a =.当1a =时,21a =,与集合元素互异性矛盾,故1a =不正确.题型08根据集合的包含关系求参数【典例1】(2024·全国·高一专题练习)给定集合{}1,2,3,4,5,6,7,8S =,对于x S Î,如果11x S x S +∉-∉,,那么x 是S 的一个“好元素”,由S 的3个元素构成的所有集合中,不含“好元素”的集合共有_________个.【答案】6【详解】若不含好元素,则集合S 中的3个元素必须为连续的三个数,故不含好元素的集合共有{}{}{}{}1,2,3,2,3,43,4,545,6,5,6,7,6,7,8{},{},,,共有6个.故答案为:6.【典例2】(2024·高一课时练习)设A 是整数集的一个非空子集,对于k A Î,若1k A -∉且1k A +∉,则k 是A 的一个“孤立元”,给定{}1,2,3,4,5,6,7,8,9S =,由S 的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有_________个.【答案】7【详解】由集合的新定义知,没有与之相邻的元素是“孤立元”,集合S 不含“孤立元”,则集合S 中的三个数必须连在一起,所以符合题意的集合是{}1,2,3,{}2,3,4,{}3,4,5,{}4,5,6,{}5,6,7,{}6,7,8,{}7,8,9,共7个.故答案为:7.本节重点方法(数轴辅助法)【典例1】(2024·全国·高三专题练习)已知集合{|4A x x =³或}5x <-,{}|13B x a x a =+££+,若B A ⊆,则实数a 的取值范围_________.【答案】{|8a a <-或}3a ³【详解】用数轴表示两集合的位置关系,如上图所示,要使B A ⊆,只需35a +<-或14a +³,解得8a <-或3a ³.所以实数a 的取值范围{|8a a <-或}3a ³.故答案为:{|8a a <-或}3a ³ 综上,实数a 的取值范围为{4a a -或}2a >.本节数学思想方法(分类讨论法){},|34B A A x x ⊆=-££Q ,213m \-³-且14m +£,解得:13m -≤≤,所以12m -£<,②若B 为空集,符合题意,可得:211m m -³+,解得:2m ³.综上,实数m 的取值范围是1m ³-.故答案为:[)1,-+¥.。
1.2集合间的基本关系1.子集一般地,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,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A 为集合B 的子集,记作 A B B A 或.读作“A 含于B ”(或“B 包含A ”).2.真子集如果集合B A ,但存在元素A x B x 且,,我们称集合A 是集合B 的真子集,记作BA或A B,读作“A 真含于B 或(B 真包含A )”3.集合相等如果集合A 是集合B 的子集 B A ,且集合B 是集合A 的子集 A B ,此时,集合A 与集合B 中的元素是一样的,因此,集合A 与集合B 相等,记作A =B .4.空集我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为规定: 是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集5.集合中元素个数与子集,真子集的关系集合中元素个数子集个数真子集个数1234n例1.已知集合 |05,A x x 且 N x ,则集合A 的子集的个数为()A .15B .16C .31D .32【答案】D【分析】先求出集合A 中元素的个数,再利用含有n 个元素的集合的子集个数为2n ,即可求出结果.【详解】因为 |05,A x x 且 N 0,1,2,3,4x ,可知,集合A 中含有5个元素,所以集合A 的子集个数为5232 .故选:D.变式1-1.集合 1,3,7的真子集的个数是()A .8B .7C .3D .5【答案】B【分析】根据公式,直接求真子集个数.【详解】集合 1,3,7中有3个元素,所以集合的真子集个数为3217 个.故选:B变式1-2.已知集合 0,1,2,3A ,则含有元素0的A 的子集个数是()A .2B .4C .6D .8【答案】D【分析】列出含有元素0的A 的子集,求出答案.【详解】含有元素0的A 的子集有 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,1,2, 0,1,3, 0,2,3,0,1,2,3,故含有元素0的A 的子集个数为8.故选:D.变式1-3.设集合 |M x x A ,且}x B ,若{1,3,5,6,7}A ,{2,3,5}B ,则集合M 的非空真子集的个数为()A .4B .6C .7D .15【答案】B【分析】求得集合M ,即可求得结果.【详解】根据题意知,集合{M xx A ∣且}{1,6,7}x B ,其非空真子集的个数为3226 .故选:B例2.符合 ,a b A ,,,a b c d 的集合的个数为()A .3个B .4个C .5个D .6个【答案】A【分析】根据元素个数求子集的个数,可得答案.【详解】由 ,a b A ,,,a b c d ,设 ,A a b B ,B ,c d ,故B 有3个.故选:A.变式2-1.已知集合M 满足 2,31,2,3,4,5M ,那么这样的集合M 的个数为()A .6B .7C .8D .9【答案】C.【详解】因为 2,31,2,3,4,5M ,所以集合M 可以为: 2,3,1,2,3,2,3,4,2,3,5,1,2,3,5,1,2,3,4,2,3,4,5,1,2,3,4,5共8个,故选:C.变式2-2.满足条件 1,2,3,41,2,3,4,5,6M 的集合M 的个数是()A .1B .2C .3D .4【答案】D【分析】所求集合M 的个数即为{}5,6的子集个数,求解即可.【详解】因为 1,2,3,41,2,3,4,5,6M ,所以集合M 的个数即为{}5,6的子集个数.因为集合{}5,6的子集个数为224 ,所以满足条件的集合M 的个数是4.故选:D.例3.写出集合 3,5,8的所有子集和它的真子集.【答案】答案见解析.【分析】根据子集和真子集的定义进行求解即可.【详解】集合 3,5,8的所有子集为 ,3,5,8,3,5,3,8,5,8,3,5,8 ;集合 3,5,8的所有真子集为 ,3,5,8,3,5,3,8,5,8 .变式3-1.写出下列集合的所有子集:(1) 1;(2) 1,2;(3) 1,2,3.【答案】(1),{1} ;(2),{1},{2},{1,2} ;(3),{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}.【分析】(1)根据所给集合列出相应子集即可;(2)根据所给集合列出相应子集即可;(3)根据所给集合列出相应子集即可.(1)解:由题得所有子集有,{1} ..(2)解:由题得所有子集有,{1},{2},{1,2}. (3)解:由题得所有子集有,{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}. 变式3-2.设集合 N|22A x x ,列出集合A 的子集.【答案】A 的子集为 012010212012,,,,,,,,,,,, 【分析】先由条件确定集合A 的元素,再根据子集的定义写出其所有子集.【详解】由 N|22A x x 化简可得 0,1,2A ,所以A 的子集为 012010212012,,,,,,,,,,,, 变式3-3.求集合2{|20}A x x x 的子集和真子集.【答案】子集是 1212 ,,,,,真子集是12 ,,【分析】根据二次方程的解法可得 1,2A ,根据子集和真子集的定义求解即可【详解】集合2|201,2A x x x ,集合 12A ,的子集是 1212 ,,,,,共4个;集合 12A ,的真子集是 12 ,,,共3个.例4.已知集合21,21A a a a ,且2A ;(1)求实数a ;(2)写出A 的所有真子集.【答案】(1)3a (2) ,{2} ,{2}【分析】(1)利用集合与元素的关系求解即可;(2)根据真子集的定义写出A 的所有真子集即可.【详解】(1)因为2A ,所以12a 或2212a a ,当12a ,即1a 时,2212a a 不满足集合元素的互异性;当2212a a 时,解得1a (不满足集合元素互异性舍去)或3,所以当3a 时12a ,{2,2}A ,综上实数3a .(2)由(1)得{2,2}A ,所以A 的所有真子集为 ,{2} ,{2}.变式4-1.已知集合22,25A a a a ,且3A .(1)求a ;(2)写出集合A 的所有子集.【答案】(1)32a ;(2) ,72, 3 ,7,32.【解析】(1)由3A ,求得1a 或32a ,结合元素的特征,即可求解;(2)由(1)知集合7,32A,根据集合子集的概念,即可求解.【详解】(1)由题意,集合22,25A a a a ,且3A ,可得32a 或2325a a ,解得1a 或32a ,当1a 时,22325a a ,集合A 不满足互异性,所以1a 舍去;当32a 时,经检验,符合题意,故32a .(2)由(1)知集合7,32A,所以集合A 的子集是 ,72, 3 ,7,32.【点睛】本题主要考查了利用元素与集合的关系求参数,以及集合的子集的概念及应用,着重考查运算与求解能力,属于基础题.变式4-2.已知集合23,25,0A a a a ,且3A .(1)求实数a 的取值的集合M ;(2)写出(1)中集合M 的所有子集.【答案】(1)31,2M;(2), 1, 3,2 31,2【分析】(1)利用3A 可求出a ,再验证合理性,进一步确定a 值;(2)利用子集的概念作答即可【详解】(1)因为3A ,且23,25,0A a a a ,所以33a 或2253a a ,解得=0a 或1a 或32a ,当=0a 时,2250a a ,集合中出现两个0,故舍去;当1a 时,}4,,{30A ,符合题意;当32a 时,9,3,02A,符合题意;∴实数a 的取值的集合31,2M(2)因为31,2M ,所以集合M 的子集有:, 1, 3,2 31,2例5.已知 ,,1,2,3,5,0,2,4,8,A B A C B C 求A .【答案】 2或【分析】,A B A C ,则A B C ∩,可得集合A .【详解】 1,2,3,5,0,2,4,8B C ,则 2B C ,则 2A 或A .变式5-1.已知集合M 满足关系 ,,,,,a b M a b c d e ,写出所有的集合M .【答案】答案见解析【分析】根据集合的包含关系,一一列举出符合要求的集合即可【详解】满足条件的集合M 可以是以下集合: ,a b , ,,a b c , ,.a b d , ,,a b e , ,,,a b c d ,,,,a b c e , ,,,a b d e , ,,,,a b c d e ,共8个例6.设22}-}320-20{|{|A x x x B x x ax ,,B A .(1)写出集合A 的所有子集;(2)若B 为非空集合,求a 的值.【答案】(1) }1212{ ,,,,;(2)3【分析】(1)求解2320x x -即可得{1,2}A ;(2)由B 为非空集合,B A 得{1}B 或{2}或{1,2},分别将元素代入2-20x ax 解出a 即可.【详解】(1)由2320x x -解得1x 或2x ,则{1,2}A ,故集合A 的子集为: 121,2 ,,,;(2)B 为非空集合,B A 得{1}B 或{2}或{1,2},由1x 或2x 代入2-20x ax 可得3a ,故a 的值为3.变式6-1.已知2560A x x x , 6B x ax ,若B A ,求实数a 所构成的集合C ,并写出C 的所有非空真子集.【答案】答案见解析.【分析】求出集合A ,根据包含关系确定集合B ,再由非空真子集定义写出结论.【详解】由已知{2,3}A ,0a 时,B A ,B 时,{2}B 时,26a ,3a {3} B 时,36a ,2a ,综上{0,2,3}C ,C 的所有非空真子集有{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3}.变式6-2.已知{|15},{|1},R A x x B x a x a a (1)当N x 时,写出集合A 的所有子集,共有多少个?(2)若B A ,求实数a 的取值范围.【答案】(1)答案见解析;(2)25a .【分析】(1)由集合和子集的概念求解即可;(2)由集合间的关系列出关于a 的不等式,求解即可.(1)当N x 时,{2,3,4}A =,所以集合A 的子集有,{2},{3},{4},{2,3},{2,4},{3,4},{3,4,5} ,所以共有8个子集.(2)因为B A ,所以115a a ,解得25a ,所以实数a 的取值范围为25a .变式6-3.已知2560A x x x ,20B x x px q ,B A ,且B 不是空集,(1)求集合B 的所有可能情况;(2)求p 、q 的值.【答案】(1) 6B 或 1B 或 6,1B ;(2)1236p q 或21p q 或56p q .【解析】(1)解出集合A ,根据B A 且B 可得出所有可能的集合B ;(2)根据(1)中集合B 所有可能的情况,结合韦达定理可求得p 、q 的值.【详解】(1)25606,1A x x x ∵,B A 且B ,则 6B 或 1B 或 6,1B ;(2)若 6B ,由韦达定理可得2266p q ,解得1236p q ;若 1B ,由韦达定理可得2211p q,解得21p q ;若 6,1B ,由韦达定理可得 6161p q,解得56p q .综上所述,1236p q 或21p q 或56p q .变式6-4.已知集合 1,2,3A .(1)若M 是A 的子集,且至少含有元素3,写出满足条件的所有集合M ;(2)若 30B x ax ,且B A ,求实数a 的取值集合.【答案】(1) 3, 1,3, 2,3, 1,2,3;(2)30,1,,32.【分析】(1)根据集合包含关系和3M 可直接得到结果;(2)分别在0a 和0a 两种情况下,根据B A 构造方程可求得结果.(1)M A ∵,3M , M 可能的集合为: 3, 1,3, 2,3, 1,2,3;(2)当0a 时,B ,满足B A ;当0a 时,3a B;若B A ,则31a 或32a 或33a ,解得:3a 或32a或1a ;综上所述:实数a 的取值集合为30,1,,32.例7.判断下列每对集合之间的关系:(1) 2,N A x x k k , 4,N B y y m m ;(2) 1,2,3,4C ,D ={x x 是12的约数};(3) 32,N E x x x , 1,2,3,4,5F .【答案】(1)B A(2)C D (3)EF【分析】(1)分析A ,B 集合中元素的关系,即得解;(2)列举法表示集合D ,即得解;(3)列举法表示集合E ,即得解(1)由题意,任取4y m B ,有2(2),2y m m N ,故y A Î且6,6A B ,故B A(2)由于D ={x x 是12的约数}{1,2,3,4,6,12} 故C D(3)由于 32,N E x x x {|5,}{1,2,3,4}x x x N 故EF 变式7-1.指出下列各组集合A 与B 之间的关系:1 1,1A ,Z B ;2 1,0,1A ,210B x x ;3 1,3,5,15A , B x x 是15的正约数 ;4*N A ,B N .【答案】 1A B Ü; 2B A Ü; 3A B ; 4A B Ü.【分析】根据集合与集合间的关系判断即可.【详解】解: 11B ,1B ,但集合B 中的某些元素不属于集合A .所以A B Ü.2由 210B x x ,可求得 1,1B .又由 1,0,1A ,可知B A Ü.3由集合 B x x 是15的正约数 ,可求得 1,3,5,15B ,由于 1,3,5,15A ,则A B .4因为集合A 表示正整数集,集合B 表示自然数集,所以A B Ü.变式7-2.如图,试说明集合A ,B ,C 之间有什么包含关系.【答案】A B C【分析】由图可得答案.【详解】由图可得AB C 故答案为:A B C变式7-3.已知集合 31,A x x m m Z ,集合 32,B x x m m Z ,试证明A B .【答案】证明见解析【分析】证明A B 且B A ,即得证.【详解】证明:设a A ,则存在1m Z ,使得 1131312a m m ,因为1m Z ,所以11m Z ,因此 1312a m B ,故A B .设b B ,则存在2m Z ,使得 2232311b m m ,因为2m Z ,所以21m Z ,因此 2311b m A ,故B A .综上,A B .变式7-4.指出下列各组中的两个集合A 与B 的关系.(1) 05,N A a a a , 0123,,,,5,4B ;(2)102,A ,sin 30s90,co B ;(3){|A x x 是等腰三角形},{|B x x 是等边三角形};(4) 21,Z A x x m m , 21,Z B x x n n .【答案】(1)A B ;(2)A B ;(3)B A ;(4)A B .【分析】(1)求出集合A 与集合B 比较即可求解;(2)求出集合B 与集合A 比较即可求解;(3)根据包含关系的定义即可判断;(4)出集合A 与集合B 中的元素即可求解;【详解】(1)因为 05,N 0,1,2,3,4A a a a , 0123,,,,5,4B ,所以A B ;(2)因为1,1s ,2in 30cos9002B A ,所以A B ;(3)等边三角形一定是等腰三角形,但等腰三角形不一定是等边三角形,所以B 中的元素都在A 中,A 中有元素不在B 中,所以B A ;(4)因为 21,Z A x x m m , 21,Z B x x n n ,所以集合A 与集合B 中的元素都是全体奇数,所以A B .变式7-5.已知集合{|,}2k A x x kZ ,{|,}2B x x n n Ζ.(1)分别判断元素2 ,20212与集合A ,B 的关系;(2)判断集合A 与集合B 的关系并说明理由.【答案】(1)2A ,2B ,20212A ,20212B ;(2)B A Ü,理由见解析.【分析】(1)根据集合的描述,判断是否存在,Z k n 使2 ,20212属于集合A ,B 即可.(2)法一:由(1)结论,并判断x B 是否有x A ,即知A 与B 的关系;法二:A ={x |x 是2 的整数倍},B ={x |x 是2的奇数倍},即知A 与B 的关系;【详解】(1)法一:令22k,得4k Z ,故2A ;令22n ,得52n Z ,故2B .同理,令202122k ,得2021k Z ,故20212A ;令202122n ,得1010n Z ,故20212B .法二:由题意得:{|,}2k A x x kZ ,(21){|,}2n B x x n Ζ又422,故2A ,2B ;20212A ,(210101)2B .(2)法一:由(1)得:2A ,2B ,故A B ;又x B ,00(21)22n x n,由0n Z ,得021k n Z ,故x A ,所以x B ,都有x A ,即B A ,又A B ,所以B A.法二:由题意得{|,}2k A x x kZ ={x |x 是2 的整数倍},(21){|,}2n B x x n Ζ={x |x 是2的奇数倍},因为奇数集是整数集的真子集,所以集合B 是集合A 的真子集,即B A.例8.已知集合240A x x ax , 1,4B ,且A B ,求实数a 的取值范围.【答案】{44aa ∣或5}a 【分析】根据题意分A 和A 讨论,在A 时分集合A 为单元素集和双元素集两种讨论即可.【详解】由题意知A B ∵,若A ,则2440a ,解得44a ,若A ,2160a ,解得4a 或4 ,当4a 时,则方程为2440x x ,解得2x ,此时{2}A ,不合题意,舍去,当4a 时,则方程为2440x x ,解得2x ,{2}A ,不合题意,舍去,当0 ,即2160a ,解得4a 或4a <-,则由题意知{1,4}A ,则1,4为方程240x ax 两根,根据韦达定理得145a ,综上所述a 的范围是{44aa ∣或5}a .变式8-1.已知集合 2|260,|20M x x x N x ax ,且N M ,求实数a 的值.【答案】40,,13【分析】根据题意分0a 与0a ,结合N M ,分别讨论计算,即可得到结果.【详解】因为N M ,当0a 时,N ,符合题意;当0a 时,2N a,而 23|260,22M x x x ,所以232a 或22a ,解得43a 或1a .所以a 的取值为40,,13变式8-2.已知集合22|10,|20A x x B x x ax b ,若B ,且A B ,求实数,a b 的值.【答案】11a b 或11a b 或01a b 【分析】先求得集合A ,然后根据A B 进行分类讨论,由此求得,a b 的值.【详解】210x -=,解得1x 或=1x ,所以 1,1A ,依题意B ,且A B ,22440,a b a b .①当 1B 时,1(1)21(1)a b ,∴11a b;②当 1B 时,11211a b ,∴11a b;③当 1,1B 时,11211a b ,∴01a b.综合得11a b 或11a b 或01a b .变式8-3.若集合 2|60A x x x ,{|10}B x mx ,且B A ,求实数m 的值.【答案】13m 或12m 或0m 【分析】分0m 和0m 两种情况讨论,结合已知即可得解.【详解】2|603,2A x x x ,当0m 时,B A ,当0m 时,1{|10}B x mx m,因为B A ,所以13m 或12m,所以13m 或12,综上所述,13m 或12m 或0m .变式8-4.已知集合 2|560A x x x ,2|50B x x x a .若B A ,求实数a 的取值范围.【答案】6a 或254a .【分析】由题意,求得 2,3A ,再根据B A ,结合韦达定理分B 和B 两种情况讨论即可求出答案.【详解】由2|560A x x x ,则 2,3A .2|50B x x x a ∵,B 为方程250x x a 的解集.①若B ,则B A ,2B 或 3B 或 2,3B ,当 2B 时250x x a 有两个相等实根,即12122,45x x x x 不合题意,同理3B ,当 2,3B 时,235,236,a 符合题意;②若,B 则Δ2540a ,即254a ,综上所述,实数a 的取值范围为6a 或25.4a变式8-5.已知222|280,|120A x x x B x x ax a .(1)若A B ,求a 的值;(2)若B A ,求实数a 的取值范围.【答案】(1)2(2)4a 或4a <-或2a .【分析】(1)先求出集合A ,再利用条件A B ,根据集合与集合间的包含关系,即可求出a 值;(2)对集合B 进行分类讨论:B 和B ,再利用集合与集合间的包含关系,即可求出a 的范围;【详解】(1)由方程228=0x x ,解得2x 或4x 所以 2,4A ,又A B ,22120B x x ax a ,所以 2,4B ,即方程22120x ax a 的两根为12x 或24x ,利用韦达定理得到:24a ,即2a ;(2)由已知得 2,4A ,又B A ,所以B 时,则224(12)0a a ,即2160a ,解得4a 或4a <-;当B 时,若B 中仅有一个元素,则224(12)0a a ,即2160a ,解得4a ,当4a 时, 2B ,满足条件;当4a 时, 2B ,不满足条件;若B 中有两个元素,则B A ,利用韦达定理得到,224(2)412a a ,解得2a ,满足条件.综上,实数a 的取值范围是4a 或4a <-或2a .变式8-6.已知m 为实数,210A x x m x m , 10B x mx .(1)当A B 时,求m 的取值集合;(2)当B A 时,求m 的取值集合.【答案】(1)1(2)0,1 【分析】(1)分1m 、1m 两种情况讨论,求出集合A ,根据A B 可得出关于m 的等式,即可求得实数m 的值;(2)分1m 、0m 、1m 且0m 三种情况,求出集合A 、B ,根据BA 可得出关于m的等式,即可解得实数m 的值.【详解】(1)解:因为 211x m x m x x m ,所以当1m 时, 1A ,当1m 时, 1,A m .又A B ,所以1m ,此时 1B ,满足A B .所以当A B 时,m 的取值集合为 1.(2)解:当1m 时, 1A B ,BA 不成立;当0m 时, 1,0A ,B ,B A 成立;当1m 且0m 时,1B m , 1,A m ,由B A ,得1 m m,所以1m .综上,m 的取值集合为 0,1 .变式8-7.已知集合2320A x x x ,集合 10B x mx .(1)求A ;(2)若B A ,求实数m 的取值集合.【答案】(1)1,2A (2)10,,12【分析】(1)解A 中的一元二次方程即可;(2)分B 和B ,即分0m 和0m 讨论即可.【详解】(1)2320x x ,解得1x 或2,故 1,2A .(2)①当B 时,0m 符合;②当B 即0m 时,则1B m,由B A 可得11m 或2,解得12m 或1综上m 的取值集合为10,,12.变式8-8.设集合2{|320}A x x x , 2{|10}B x x m x m .(1)若B 中有且只有一个元素,求实数m 的值;(2)若B A 求实数m 的值.【答案】(1)1(2)m =1或m =2【分析】(1)解法一:利用十字相乘法解方程,由题意,可得答案;解法二:根据二次方程根的判别式,结合题意,建立方程,可得答案;(2.【详解】(1)解法一:因为 210x m x m ,整理可得 10x x m ,解得=1x 或x m ,又B 中只有一个元素,故1m .解法二:B 中有且只有一个元素,所以方程 2 10x m x m 有唯一实根,从而22(1)4(1)0m m m ,所以m =1.(2)由2320x x ,解得=1x 或2x ,由 210x m x m ,整理可得 10x x m ,解得=1x 或x m ,B ⊆A ,当m =1时,B ={﹣1},满足B ⊆A ,当m =2时,B ={﹣1,﹣2}同样满足B ⊆A ,故m =1或m =2.例9.已知集合 22A x x , 21C x a x a ,若C A ,求a 的取值范围.【分析】分C 和C 两种情况讨论,当C 时,利用数轴列出不等式组即可.【详解】当C 时,21a a ,解得1a ,当C 时,因为C A ,则212212a a a a,解得11a ,综上1a .变式9-1.已知R,{|17},{|23}U A x x B x a x a ,若B A ,求满足条件的a 的取值范围.【答案】,31,2 【分析】对B 分类讨论,利用集合的包含关系列不等式组,即可求解.【详解】当B 时,满足B A ,此时,有23a a ,解得:3a ;当B 时,要使B A ,只需231237a a a a,解得:12a .所以实数a 的取值范围为 ,31,2 .变式9-2.已知集合24}|A x x{,{|23}B x a x a .若B A ,求实数a 的取值范围.【答案】4,3【分析】利用集合间的包含关系,列出不等式即可求解.【详解】因为B A ,所以分B 和B 两种情况:①当B 时,则23a a ,解得:1a ,②当B 时,则232234a a a a ,解得:413a ,综上,实数a 的取值范围为4,3.变式9-3.设集合 116,11A x x B x m x m .(1)当x Z 时,求A 的非空真子集的个数;(2)若B A ,求m 的取值范围.(2)1,4 【分析】(1)由题得 252,1,0,1,2,3,4,5A x x 即可解决.(2)根据B A 得,1512m m 即可解决.【详解】(1)由题知, 25A x x ,当x Z 时, 252,1,0,1,2,3,4,5A x x 共8个元素,A 的非空真子集的个数为822254 个;(2)由题知, 116,11A x x B x m x m 显然11m m ,因为B A ,所以1512m m,解得14m ,所以实数m 的取值范围是 1,4 .变式9-4.已知集合 |4228A x k k , |B x k x k ,(1)若A B ,求实数k 的取值范围;(2)若B A ,求实数k 的取值范围.【答案】(1)4k (2)8k 【分析】根据集合之间的包含关系,建立不等式组,解得答案.【详解】(1)因为A B ,①当A 时:4228k k ,即3k 符合题意;②当A 时,42282842k k k k k k,34k ,综上所述:4k .(2)因为B A ,①当B 时,A ,4228k k k k ,解得0 3k k,无解,②当B 时,2842k k k k k k 或2842k k k k k k,888k k k 或,,综上所述:8k .变式9-5.已知集合A ={x |﹣2≤x ≤5}.(1)若B ⊆A ,B ={x |m +1≤x ≤2m ﹣1},求实数m 的取值范围;(2)若A ⊆B ,B ={x |m ﹣6≤x ≤2m ﹣1},求实数m 的取值范围;(3)若A =B ,B ={x |m ﹣6≤x ≤2m ﹣1},求实数m 的取值范围.【答案】(1)(,3](2)[3,4](3)m【分析】(1)根据B ⊆A 分B 或 两种情况进行解答即可;(2)借助于子集概念得到两集合端点值的关系,求解不等式得到m 的范围;(2)借助于相等集合的概念得到两集合端点值的关系,求解等式得到m 的范围.(1)集合A ={x |﹣2≤x ≤5},B ={x |m +1≤x ≤2m ﹣1},由B ⊆A 得21512121m m m m或B ,即21512121m m m m或m +1>2m ﹣1,解得2≤m ≤3或m <2,所以实数m 的取值范围是(,3] ;(2)集合A ={x |﹣2≤x ≤5},B ={x |m ﹣6≤x ≤2m ﹣1},由A ⊆B 得62215621m m m m,解得3≤m ≤4,所以实数m 的取值范围是[3,4];(3)集合A ={x |﹣2≤x ≤5},B ={x |m ﹣6≤x ≤2m ﹣1},由A =B 得62215m m ,无解,所以实数m .变式9-6.设全集U R ,集合 |15A x x ,集合 |212B x a x a ,其中a R .(1)若A B ,求a 的取值范围;(2)若B A ,求a 的取值范围【答案】(1) 2,a ;(2) ,1a .【分析】(1)根据A B .(2)根据B A ,分B 与B 进行讨论,列出不等式,即可得到结果.(1)因为A B ,所以21121252a a a a a,即a 的取值范围是 2,a ;(2)因为B A ,若B ,则11223a a a ;若B ,则125212111312213a aa a aa a a,综上所述: ,1a .。
集合2 集合间的基本关系基本概念一、子集、真子集、集合相等已知集合A 有(1)n n ≥个元素,则它有2n个子集,它有21n -个真子集,它有21n-个非空子集,它有22n-非空真子集. 三、空集空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集. 注:元素与集合的关系“∈”,集合与集合的关系“⊆” 相关练习题型一 包含关系、子集和真子集 一、选择题1. 下列四个命题:① ;②空集没有子集;③任何一个集合必有两个或两个以上的子集;④空集是任何一个集合的子集.其中正确的是 A. 个B. 个C. 个D. 个2. 有下列四个关系式:① ;② ;③ ;④ .其中正确的有A. ①②B. ①③C. ①④D. ②④3. 如果集合 ,那么:① ;② ;③ ;④ ;⑤其中正确的个数为A. B. C. D.4. 集合,,之间的关系是A. B. C. D.5. 设集合,,则A. B.C. D. 与的关系不确定6. 设,,则下列关系正确的是 ( )A. B.C. D. 与没有公共元素7. 若集合,,满足,,则与之间的关系为A. B. C. D.8. 已知集合,,若,则A. B. C. 或 D. 或9. 设集合,若,则m= ( )A. 3B. 2C. -2D. -310. 集合,,若,且,则的取值为A. B. C. 或 D. 或11. 已知集合,,若,则实数的取值范围是A. B.C. D.12. 已知集合,则能使成立的实数的范围是 ( )A. B.C. D.二、填空题13. 已知集合,集合,若则实数.14. 若集合,,若,则的值.15. 已知集合,或,若,则的取值范围为.16. 集合,.若且为非空集合,则实数的取值范围是.三、解答题17. 设,,若,求实数的取值范围.18.已知集合,,若,求实数的取值范围.19.已知集合,,且,求实数的值组成的集合.20.已知集合,,若,求实数的取值范围.21.已知,,,求的取值范围.22.设集合,,若,求实数的值.题型二集合相等、元素的个数一、选择题1. 下列选项中的与相等的是A. ,B. ,C. ,D. ,2. 下列各组两个集合和,表示同一集合的是 ( )A.B.C.D.3. 下列命题正确的个数为 ( )① ,,则;② ;③;④ .A. B. C. D.4. 下列结论正确的个数为 ( )①集合,集合是的正因数,与是同一个集合;②集合与集合是同一个集合;③由,,,,这些数组成的集合有个元素;④集合是指第二和第四象限内的点集.A. B. C. D.5. 满足条件的集合的个数是A. B. C. D.6. 已知集合,且中至少有一个奇数,则这样的集合共有A. 个B. 个C. 个D. 个7. 若集合,且中至少含有一个奇数,则这样的集合有A. 个B. 个C. 个D. 个8. 已知集合,集合,若,则A. ,B. ,C. ,D. ,二、填空题(共4小题;共20分)9. 已知,,若,则.10. 若集合含有两个元素,,集合含有两个元素,,且,相等,则.11. 若,则,,.12. 已知,,且,则,,.题型三空集一、选择题1. 下列四个集合中,是空集的是A. B. 且C. D.2. 下列集合中,是空集的是A.B.C.D.3. 下列集合中为空集的是 ( )A. B.C. D.4. 若非空数集,,则能使成立的所有的集合是 ( )A. B.C. D.二、解答题5. 已知集合.Ⅰ若是空集,求的取值范围;Ⅱ若中只有一个元素,求的值;Ⅲ若中至多有一个元素,求的取值范围.6. 已知集合,,且,求实数的值组成的集合.题型一答案1. B2. A3. A4. C5. B6. B7. D8. C9. D 10. B 11. C 12. B13. 14. = 15. 或 16.17. 或.18. 因为,且,所以① 当时,,可得,所以;② 当时,,解得,此时符合,所以;③ 当时,,解得,此时不符合,舍去;④ 当时,由根与系数的关系得此时无解.综上,,即的取值范围为.19. ,若,;若,,由得,或.解得或,因此实数的值组成的集合是:.20. 因为,当时,即,得,满足.当时,要使,必须解得综上所述,的取值范围为.21. 当,即时,,满足,即;当,即时,,满足,即;当,即时,由得,即;所以.22. .因为,所以或.(1)当时,即,则,是方程的两根,代入解得.(2)当时,分两种情况:① 若,则,解得;② 若,则方程有两个相等的实数根,所以,解得,此时,满足条件.综上可知,所求实数的值为或.题型二答案1. C2. C3. B4. A5. C6. D7. D8. C9. 10. 11. ;; 12. ;;题型三答案1. B2. D3. C4. B5. (1)是空集,方程无实数根,,且,解得.即的取值范围为.(2)中只有一个元素,方程只有一个实数根.若,方程为,解得,此时;若,则,即,解得.或.(3)中至多有一个元素包含中只有一个元素和是空集两种情况,由(1)(2)可知的取值范围为或.6. ,若,;若,,由得,或.解得或,因此实数的值组成的集合是:.。
第二讲 集合间的基本关系
【知识点】
1、子集的概念:一般地,对于两个集合A 、B ,如果集合A 中________元素都是集合B 中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A 为集合B 的子集,记作______(或______),读作“__________”(或“__________”).
2
B A 3(3)规定:空集是任何集合的______.
4、重要的结论:
(1)含n 个元素的集合有2n 个子集;(2)含n 个元素的集合有(21n
-)个真子集; (3)含n 个元素的集合有(21n -)个非空子集;(4)含n 个元素的集合有(22n
-)个非空真子集。
【例题讲解】
例1、下列各式中,正确的个数是( )
(1){}{}2,1,00∈;(2){}{}0,1,22,1,0⊆;(3){}0,1,2∅⊆;(4){}0∅=;
(5){}(){}1,01,0=;(6){}00=.
A 、1
B 、2
C 、3
D 、4 例2、判断下列集合A 与B 的关系: (1){}{}81|,50|<<-=<<=x x B x x A ;(2){}{}A (,)|0,(,)|0,0x y xy B x y x y =>=>>;
(3){}{}
2|0,|x 0A a a B a x a =≥=+-=方程有实根.
例3、已知集合{}{}
22|1,,|45,M x x a a N P x x a a a N **==+∈==-+∈,试判断M 与P 的关系。
【考点专练】
1、已知全集{}1,2,3,4,5U =,集合{}2,3,4P =,{}1,2Q =,则右图阴影部分所示的集合( )
A 、∅
B 、{}1
C 、{}2
D 、{}1,2
2、已知集合{}1,2,3,4A =,那么A 的真子集的个数是( )
A 、15
B 、16
C 、3
D 、4
3、设R b a ∈、,集合{}⎭⎬⎫⎩⎨⎧=+b a b a b a ,,
0,,1,则=-a b ( ) A 、1 B 、1- C 、2 D 、2-
4、已知集合⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈±==⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+=
=Z k k x x B Z k k x x A ,9194|,),12(91|,则集合A 、B 之间的关系为( )
A 、A
B B 、B
A C 、
B A = D 、B A ≠
5、已知{}M ⊆2,1{}5,4,3,2,1,则这样的集合M 有 个。
6、设集合{}A 1,3,a =,{}
21,1B a a =-+,且A B ⊇,求a 的值。
7、已知集合{},,A x xy x y =-,集合{}0,,B x y =,若A B =,求实数,x y 的值。
8、已知集合{}|25A x x =-≤≤,{}|121B x m x m =+≤≤-,若B A ⊆,求实数m 的取值范围。
9、已知{}
2|560A x x x =-+=,{}|1B x mx ==。
若B A ⊆,求实数m 所构成的集合M 。
【高考真题】
1、集合{}1,0,1-共有 个子集。
2、已知{}
|8A x N x *=∈≤,{}|2,,05B x x k k N k ==∈<<且,那么集合A 与B 的关系为 。
3、已知{}
2|26,A y y x x x R ==--∈,{}|475B x x =->,那么集合A 与B 的关系为 。
4、已知集合A B ⊆,1|,42k B x x k Z ⎧⎫==
+∈⎨⎬⎩⎭,1|,84k C x x k Z ⎧⎫==+∈⎨⎬⎩⎭
,那么集合A 与C 的关系为 。
5、已知集合{A =,{}1,B m =,若B A ⊆,则m=( )
A 、0或3
B 、0或3
C 、1或3
D 、1或3 6、已知集合{}R x x x x A ∈=+-=,023|2,{}N x x x B ∈<<=,50|,则满足条件B C A ⊆⊆的集合C 的个数为( )
A 、1
B 、2
C 、3
D 、4
7、集合{}5,4,3,2,1,0=S ,A 是S 的一个子集,当A x ∈时,若A x ∉-1且A x ∉+1,则称x 为A 的一个“孤立元素”,那么S 中无“孤立元素”的含有4个元素的子集个数是( )
A 、4
B 、5
C 、6
D 、7
8、令集合{}恰有一个成立且三条件y x z x z y z y x X z y x z y x S <<<<<<∈=,,,,,|),,(,设整数4≥n ,集合{}n X ,,3,2,1 =.若(),,x y z 和(),,z w x 都在S 中,则下列选项正确的是( )
A 、()(),,,,,y z w S x y w S ∈∉
B 、()(),,,,,y z w S x y w S ∈∈
C 、()(),,,,,y z w S x y w S ∉∈
D 、()(),,,,,y z w S x y w S ∉∉
9、已知{}2|280A x R x x =∈--=,{}
22|120B x R x ax a =∈++-=,B A ⊆,求实数a 的取值范围。