1集合的基本关系1
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高中数学知识总结高中数学集合知识总结集合语言是现代数学的基本语言,使用集合语言可以简洁、准确地表达数学的一些相关内容.以下是小编搜集整合了高中数学集合知识,希望可以帮助大家更好的学习这些知识。
高中数学知识总结篇1一、集合间的关系1.子集:如果集合A中所有元素都是集合B中的元素,则称集合A为集合B的子集。
2.真子集:如果集合AB,但存在元素a∈B,且a不属于A,则称集合A是集合B的真子集。
3.集合相等:集合A与集合B中元素相同那么就说集合A与集合B相等。
子集:一般地,对于两个集合A与B,如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,我们就说集合A包含于集合B,或集合B包含集合A,记作:AB(或BA),读作“A包含于B”(或“B包含A”),这时我们说集合是集合的子集,更多集合关系的知识点见集合间的基本关系二、集合的运算1.并集并集:以属于A或属于B的元素为元素的集合称为A与B的并(集),记作A∪B(或B∪A),读作“A并B”(或“B并A”),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}2.交集交集:以属于A且属于B的元素为元素的集合称为A与B的交(集),记作A∩B(或B∩A),读作“A交B”(或“B交A”),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}3.补集三、高中数学集合知识归纳:1.集合的有关概念。
1)集合(集):某些指定的对象集在一起就成为一个集合(集).其中每一个对象叫元素注意:①集合与集合的元素是两个不同的概念,教科书中是通过描述给出的,这与平面几何中的点与直线的概念类似。
②集合中的元素具有确定性(a?A和a?A,二者必居其一)、互异性(若a?A,b?A,则a≠b)和无序性({a,b}与{b,a}表示同一个集合)。
③集合具有两方面的意义,即:凡是符合条件的对象都是它的元素;只要是它的元素就必须符号条件2)集合的表示方法:常用的有列举法、描述法和图文法3)集合的分类:有限集,无限集,空集。
4)常用数集:N,Z,Q,R,N*2.子集、交集、并集、补集、空集、全集等概念。
高一数学中,集合的基本关系有以下几种:
1. 相等关系:两个集合A和B相等,记作A = B,当且仅当A中的元素与B中的元素完全相同。
即A包含的元素和B包含的元素一一对应,并且A中没有其他元素。
2. 包含关系:一个集合A包含于另一个集合B,记作
A ⊆B,当且仅当A中的所有元素都属于B。
即B中包含了A中的所有元素,可能还包含其他元素。
3. 真包含关系:一个集合A真包含于另一个集合B,记作A ⊂B,当且仅当A ⊆ B 且 A ≠B。
即A包含在B中,并且B中还存在其他元素。
4. 相交关系:两个集合A和B相交,当且仅当它们存在共同的元素。
即A与B至少有一个公共元素。
5. 并集关系:两个集合A和B的并集,记作A ∪B,是由A和B中所有的元素组成的集合。
即A ∪B包含了A和B中的所有元素,不重复计算。
6. 交集关系:两个集合A和B的交集,记作A ∩B,是同时属于A和B的元素组成的集合。
即A ∩B中的元素既属于A又属于B。
7. 差集关系:一个集合A减去另一个集合B的差集,记作A - B,是由属于A但不属于B的元素组成的集合。
即A - B中的元素只属于A,不属于B。
这些基本关系在高一数学中是非常重要的概念,对于集合运算和集合性质的研究起到了基础和指导作用。
深入理解和掌握这些关系,有助于学生在后续的数学学习中更好地应用和拓展。
(2)适用范围:元素个数较少的集合.(3)使用方法:把元素写在封闭曲线的内部.7.子集的概念文字语言符号语言图形语言集合A中任意一个元素都是集合B 中的元素,就说这两个集合有包含关系,称集合A是集合B的子集A⊆B(或B⊇A)8.集合相等与真子集的概念定义符号表示图表示集合相等如果A⊆B且B⊆A,就说集合A与B相等A=B真子集如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,称集合A是B的真子集A B(或B A)9.空集(1)定义:不含任何元素的集合叫做空集.(2)用符号表示为:∅.(3)规定:空集是任何集合的子集.10.子集的有关性质(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,如果A⊆B,且B⊆C,那么A⊆C.【新知识梳理与重难点点睛】要点一有限集合的子集确定问题例1写出集合A={1,2,3}的所有子集和真子集.解由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}.由此得集合A的所有子集为∅,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}.在上述子集中,除去集合A本身,即{1,2,3},剩下的都是A的真子集.规律方法 1.求解有限集合的子集问题,关键有三点:(1)确定所求集合;(2)合理分类,按照子集所含元素的个数依次写出;(3)注意两个特殊的集合,即空集和集合本身.2.一般地,若集合A中有n个元素,则其子集有2n个,真子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个.跟踪演练1已知集合M满足{2,3}⊆M⊆{1,2,3,4,5},求集合M及其个数.解当M中含有两个元素时,M为{2,3};当M中含有三个元素时,M为{2,3,1},{2,3,4},{2,3,5};当M中含有四个元素时,M为{2,3,1,4},{2,3,1,5},{2,3,4,5};当M中含有五个元素时,M为{2,3,1,4,5};所以满足条件的集合M为{2,3},{2,3,1},{2,3,4},{2,3,5},{2,3,1,4},{2,3,1,5},{2,3,4,5},{2,3,1,4,5},集合M的个数为8.要点二集合间关系的判定例2指出下列各对集合之间的关系:(1)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};(2)A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};(3)A={x|-1<x<4},B={x|x-5<0};(4)M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*}.解(1)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.(2)等边三角形是三边相等的三角形,等腰三角形是两边相等的三角形,故A B.(3)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.(4)由列举法知M ={1,3,5,7,…},N ={3,5,7,9,…},故NM .规律方法 对于连续实数组成的集合,通常用数轴来表示,这也属于集合表示的一种图示法.注意在数轴上,若端点值是集合的元素,则用实心点表示;若端点值不是集合的元素,则用空心点表示. 跟踪演练2 集合A ={x |x 2+x -6=0},B ={x |2x +7>0},试判断集合A 和B 的关系. 解 A ={-3,2},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >-72.∵-3>-72,2>-72,∴-3∈B,2∈B ∴A ⊆B 又0∈B ,但0∉A ,∴A B .要点三 由集合间的关系求参数范围问题例3 已知集合A ={x |-3≤x ≤4},B ={x |2m -1<x <m +1},且B ⊆A ,求实数m 的取值范围. 解 ∵B ⊆A ,(1)当B =∅时,m +1≤2m -1,解得m ≥2. (2)当B ≠∅时,有⎩⎪⎨⎪⎧-3≤2m -1,m +1≤4,2m -1<m +1,解得-1≤m <2,综上得{m |m ≥-1}.规律方法 1.(1)分析集合间的关系时,首先要分析、简化每个集合.(2)利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验证端点值,做到准确无误.2.涉及字母参数的集合关系时,注意数形结合思想与分类讨论思想的应用. 跟踪演练3 已知集合A ={x |1≤x ≤2},B ={x |1≤x ≤a ,a ≥1}. (1)若A B ,求a 的取值范围; (2)若B ⊆A ,求a 的取值范围. 解 (1)若A B ,由图可知a >2.(2)若B ⊆A ,由图可知1≤a ≤21.集合A ={x |0≤x <3,x ∈N }的真子集的个数为( ) A .4 B .7 C .8 D .16 答案 B解析 可知A ={0,1,2},其真子集为:∅,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},即共有23-1=7(个).2.设集合M ={x |x >-2},则下列选项正确的是( ) A .{0}⊆M B .{0}∈M C .∅∈M D .0⊆M答案 A解析 选项B 、C 中均是集合之间的关系,符号错误;选项D 中是元素与集合之间的关系,符号错误. 3.已知M ={-1,0,1},N ={x |x 2+x =0},则能表示M ,N 之间关系的V enn 图是( )答案 C解析 M ={-1,0,1},N ={0,-1},∴N M .4.已知集合A ={2,9},集合B ={1-m,9},且A =B ,则实数m =________. 答案 -1解析 ∵A =B ,∴1-m =2,∴m =-1.5.已知∅{x |x 2-x +a =0},则实数a 的取值范围是________. 答案 a ≤14解析 ∵∅{x |x 2-x +a =0}. ∴{x |x 2-x +a =0}≠∅. 即x 2-x +a =0有实根. ∴Δ=(-1)2-4a ≥0,得a ≤14.【新方法、新技巧练习与巩固】一、基础达标1.下列命题中,正确的有( ) ①空集是任何集合的真子集; ②若A B ,B C ,则A C ;③任何一个集合必有两个或两个以上的真子集; ④如果不属于B 的元素也不属于A ,则A ⊆B . A .①② B .②③ C .②④ D .③④ 答案 C解析 ①空集只是空集的子集而非真子集,故①错;②真子集具有传递性,故②正确;③若一个集合是空集,则没有真子集,故③错;④由Venn 图易知④正确.2.已知集合A ⊆{0,1,2},且集合A 中至少含有一个偶数,则这样的集合A 的个数为( ) A .6 B .5 C .4 D .3 答案 A解析 集合{0,1,2}的子集为:∅,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2},其中含有偶数的集合有6个. 3.设集合P ={x |y =x 2},Q ={(x ,y )|y =x 2},则P 与Q 的关系是( ) A .P ⊆Q B .P ⊇Q C .P =Q D .以上都不对 答案 D解析 集合P 是指函数y =x 2的自变量x 的取值范围,集合Q 是指所有二次函数y =x 2图象上的点,故P ,Q 不存在谁包含谁的关系.4.已知集合A ={x |-1<x <4},B ={x |x <a },若A B ,则实数a 满足( ) A .a <4 B .a ≤4 C .a >4 D .a ≥4 答案 D解析 由A B ,结合数轴,得a ≥4. 5.集合{-1,0,1}共有________个子集. 答案 8解析 由于集合中有3个元素,故该集合有23=8个子集.6.设集合M ={x |2x 2-5x -3=0},N ={x |mx =1},若N ⊆M ,则实数m 的取值集合为________. 答案 {-2,0,13}.解析 集合M ={3,-12}.若N ⊆M ,则N ={3}或{-12}或∅.于是当N ={3}时,m =13;当N ={-12}时,m =-2;当N =∅时,m =0.所以m 的取值集合为{-2,0,13}.7.已知集合A ={(x ,y )|x +y =2,x ,y ∈N },试写出A 的所有子集. 解 ∵A ={(x ,y )|x +y =2,x ,y ∈N }, ∴A ={(0,2),(1,1),(2,0)}.∴A 的子集有:∅,{(0,2)},{(1,1)},{(2,0)},{(0,2),(1,1)},{(0,2),(2,0)},{(1,1),(2,0)},{(0,2),(1,1),(2,0)}. 二、能力提升8.已知集合A ={x |ax 2+2x +a =0,a ∈R },若集合A 有且仅有2个子集,则实数a 的取值是( ) A .1 B .-1 C .0,1 D .-1,0,1 答案 D解析 因为集合A 有且仅有2个子集,所以A 仅有一个元素,即方程ax 2+2x +a =0(a ∈R )仅有一个根. (1)当a =0时,方程化为2x =0,此时A ={0},符合题意.(2)当a ≠0时,由Δ=22-4·a ·a =0,即a 2=1, ∴a =±1.此时A ={-1},或A ={1},符合题意. ∴a =0或a =±1.9.已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x =k 3,k ∈Z ,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x =k 6,k ∈Z ,则( )A .AB B .B AC .A =BD .A 与B 关系不确定 答案 A解析 对B 集合中,x =k 6,k ∈Z ,当k =2m 时,x =m 3,m ∈Z ;当k =2m -1时,x =m 3-16,m ∈Z ,故按子集的定义,必有A B .10.设集合A ={1,3,a },B ={1,a 2-a +1},且A ⊇B ,则实数a 的值为________. 答案 -1或2解析 A ⊇B ,则a 2-a +1=3或a 2-a +1=a ,解得a =2或a =-1或a =1,结合集合元素的互异性,可确定a =-1或a =2.11.已有集合A ={x |x 2-4x +3=0},B ={x |mx -3=0},且B ⊆A ,求实数m 的集合. 解 由x 2-4x +3=0,得x =1或x =3. ∴集合A ={1,3}.(1)当B =∅时,此时m =0,满足B ⊆A .(2)当B ≠∅时,则m ≠0,B ={x |mx -3=0}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫3m .∵B ⊆A ,∴3m =1或3m =3,解得m =3或m =1.综上可知,所求实数m 的集合为{0,1,3}. 三、探究与创新12.已知集合A ={x |x <-1或x >4},B ={x |2a ≤x ≤a +3},若B ⊆A ,求实数a 的取值范围.解 当B =∅时,只需2a >a +3, 即a >3. 当B ≠∅时,根据题意作出如图所示的数轴,可得⎩⎪⎨⎪⎧ a +3≥2a ,a +3<-1或⎩⎪⎨⎪⎧a +3≥2a ,2a >4.解得a <-4或2<a ≤3. 综上,实数a 的取值范围为{a |a <-4或a >2}.13.若集合A ={x |ax 2+2x +1=0,x ∈R }至多有一个真子集,求a 的取值范围. 解 ①当A 无真子集时,A =∅, 即方程ax 2+2x +1=0无实根,所以⎩⎪⎨⎪⎧a ≠0,Δ=4-4a <0,所以a >1.②当A 只有一个真子集时,A 为单元素集,这时有两种情况: 当a =0时,方程化为2x +1=0,解得x =-12;。