必修一 第一章 集合与函数概念 集合 集合间的基本关系

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B={0,|x|,x}, ∴x2=|x|,当x=1时x2=1矛盾,∴x=-1, ∴x=y=-1.
* (江苏苏北四市2010模拟)已知集合A={0,2,a2},B=
{1,a},若A∪B={0,1,2,4},则实数a的值为______.
[答案] 2 [解析] ∵A∪B={0,1,2,4},∴a=4或a2=4,若a=4, 则a2=16,但16∉A∪B,∴a2=4,∴a=±2, 又-2∉A∪B,∴a=2.
(1)∈与⊆的区别 ∈表示元素与集合之间的关系,因此有1∈N,-1∉N 等;⊆和表示集合与集合之间的关系,因此有N⊆R,∅ R等,要正确区分属于和包含关系.
(2)a与{a}的区别 一般地,a表示一个元素,而{a}表示只有一个元素a的
集合,因此有1∈{1,2,3},0∈{0},{1}{1,2,3},a∈{a,b,
为{a,b},{a,c},{b,c}共3个,含有3个元素时子集为
{a,b,c}共1个,另外还有空集∅,因此集合A共有8个子 集. (2)按上述方法,当集合A含有1个元素时子集个数为2, 含有两个元素时子集个数为4,含有4个元素时子集个数为
16,含有5个元素时子集个数为32.
(3)将上述子集个数整理为21,22,23,24,25 ,猜测当集合A 含有n个元素时子集个数为2n.
总结评述:当给定的问题涉及元素与集合、集合与 集合的关系时,要抓住基本概念去解题.此时要注意辨明
集合中元素的特征,对“包含”与“包含于”、“真包含”
与“真包含于”、“属于”与“不属于”等符号要进行仔 细辨认,以避免因疏忽而出错.
[例2] 判定下列集合之间是否具有包含或相等关系:
(1)A={x|x=2m-1,m∈Z}, B={x|x=4n±1,n∈Z}, (2)A={x|x=-a2-4,a∈R}, B={y|y=-b2-3,b∈R},
总结评述:要特别注意a能否取到1,若把其它条件 不变,分别只改以下条件时,结论如何:
①M={x|x≥1};②N={x|x≥a};③M⊆N;④M⊇N;⑤
M N.
已知A={x|x<3},B={x|x<a}
(1)若B⊆A,则a的取值范围是________; (2)若A⊆B,则a的取值范围是________; (3)若AB,则a的取值范围是________; (4)若A=B,则a的值是________.
[例5]
已知集合A={x,xy,x-y},集合B={0,|x|,
有限集合的相等,即集合中的元素一一对应
y},若A=B,求实数x,y的值. [分析] 相等,可以由此建立关于x、y的方程组来解决问题.
[Fra Baidu bibliotek析]
(1)∵0∈B,A=B,∴0∈A,又由集合中元素
的互异性,可以断定|x|≠0,y≠0,
∴x≠0,xy≠0,故x-y=0,即x=y,此时A={x,x2,0},
C;
(4)集合A不包含于集合B(A 况:
B)包括如下图所示几种情
3.集合相等与真子集 如果集合A的所有元素都是集合B的元素,同时集合B
的所有元素都是集合A的元素,那么就称集合A等于集合
B.(即:若A⊆B,且B⊆A,则A=B) 如果集合A是集合B的子集,并且存在x∈B,且 x∉A , 则称A是B的真子集. 值得说明的是:
{a1 ,a2}⊆A⊆{a1 ,a2 ,a3 ,a4 ,a5},求满足上述条件
的集合A的个数.
[解析] 集合A首先含有元素a1,a2,然后再从剩下的3 个元素中选取,即{a3 ,a4 ,a5}的子集总数为23 =8个,∴ 这样的集合A共有8个.
[例7]
若集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},
B)或A与B相等(A=B)两种情况.“AB”和“A=B”二者
必居其一.反过来,A是B的真子集(AB)也可以说A是B的 子集(A⊆B);A=B也可以说A是B的子集(A⊆B).要注意 A⊆B与B⊇A是同义的,而A⊆B与B⊆A是不同的. 4.用Venn图表达集合与集合之间的关系直观、方便,
尤其是抽象集合之间关系的问题,常用Venn图求解.
[解析]
a2=5+2 6=5+ 24<5+5=( 10)2, ∴a= 2
+ 3< 10, 是集合 M 中的一个元素, 2a> 10, ∴a 又 ∴2a 不是集合 M 中的元素, 而元素与集合之间的关系应由“属于 或不属于”来描述,∴①是错误的,⑤是正确的;再由{a} 是以 a 为元素的集合,{∅}表示的是以∅为元素的集合,且集 合与集合之间的关系由“包含或不包含”来描述,从而可以 判定③、④错误,②正确. 正确选项应为 A
A的所有元素无一遗漏地全部列出,只要举出一个即可.同 理要说明A⊆B成立,须给出严格的证明过程,但要说明 A⊆B不成立,只要能找出一个元素x0∈A,但x0∉B即可. ③注意集合表示的意义,它与表示集合时所采用字母
的名称无关.
指出下列各对集合之间的关系.
(1)A={x|x是两组对边分别平行的四边形},
一、选择题 1.下列四个命题:①空集没有子集;②空集是任何集
合的真子集;③任何集合至少有两个子集;④若∅
则A≠∅,其中正确的个数是 ( A.1个 C.3个 B.2个 D.4个
A,
)
[答案] A
[解析] 空集是本身的子集,但不是本身的真子集, 它只有本身这一个子集,故①②③错,只有④正确.
[分析]
B⊆A包括B=A与BA两种情形.当B=A时,
集合B中一元二次方程有两实根0和-4;当B A时,有B =∅或B中一元二次方程有两相等实根0(或-4).
[解析] A={-4,0} 1°若B=A,则-4,0是方程x2+2(a+1)x+a2-1=0的
两根,∴a=1.
2°若B=∅,则Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0, ∴a<-1, 3°若B中只有一个元素,则Δ=0,∴a=-1, 经验证a=-1时,B={0}满足.
(1)集合A是集合B的真子集,即A是B的子集,并且B中 至少存在一个元素 不是 A的元素;
(2)子集包括真子集和相等两种情况;
(3)空集∅是任何非空集合的真子集;
本节重点:子集的概念. 本节难点:属于与包含之间的区别.
1.学习子集的概念要特别注意概念中“任何一个元素” 而不是某些元素.
2.正确区别各种符号的含义.
∴A={x|x≤-4},B={y|y≤-3}.
∴A B.
(3)∵若x>0,y>0,则必有x+y>0,∴B⊆A. 又∵若x=-1,y=2时,x+y>0,∴(-1,2)∈A.
又∵x=-1<0,∴(-1,2)∉B,∴B A.
总结评述:①如果要证明A=B,只要证明A⊆B与 B⊆A同时成立即可.
②已知A⊆B,证明A B,并不需要将属于B而不属于
[答案] (1)a≤3 (2)a≥3 (3)a>3 (4)3
[解析] (1)若B⊆A应满足a≤3; (2)若A⊆B应满足a≥3; (3)AB应满足a>3; (4)若A=B则a=3.
[例4]
设集合A={x|x2 +4x=0,x∈R},B={x|x2 +
2(a+1)x+a2-1=0,x∈R},若B⊆A,求实数a的值.
(3)A={(x,y)|x+y>0,x∈R,y∈R},
B={(x,y)|x>0,y>0,x,y∈R}.
[解析] (1)∵A={奇数},4n±1(n∈Z)必是奇数, ∴B⊆A.
又∵当m为偶数时,设m=2n(n∈Z),则2m-1=4n-1;
当m为奇数时,设m=2n+1(n∈Z),则2m-1=4n+1. 由此可见,不论m是何整数,2m-1∈B. 故A⊆B.综上所述,A=B. (2)∵-a2-4≤-4,-b2-3≤-3,
BA,求m的值.
[错解] A={x|x2+x-6=0}={-3,2},
∵BA,∴mx+1=0的解为-3或2.
当 mx+1=0 的解为-3 时,由 m· (-3)+1=0,得 m= 1 1 2+1=0,得 m=-2; 3;当 mx+1=0 的解为 2 时,由 m· 1 1 综上所述,m=3或 m=-2
[例3] 则
已知M={x|x>1},N={x|x>a},且M
N,
(
A.a≤1 C.a≥1 [分析] B.a<1 D.a>1
)
为了形象直观地表示集合的关系.可借助数
轴,让a在x轴上运动,通过观察归纳M与N的关系,进而得
出1与a的关系.
[解析]
随着a在x轴上运动,集合N也在变化,满足M
N的情况如图,显见a<1,故选B.
[辨析]
要解答本题,首先要搞清楚集合A的元素是什
么,然后根据B A,求m的值.
在这里未考虑“B=∅,即方程mx+1=0无解”这一情
形导致错误.
[正解]
1° B=∅ 即 mx+1=0 无解时,m=0, 当
2° B≠∅时,∵A={x|x2+x-6=0}={-3,2}, 当 B A,∴mx+1=0 的解为-3 或 2. 当 mx+1=0 的解为-3 时,由 m· (-3)+1=0,得 m= 1 1 2+1=0,得 m=-2; 3;当 mx+1=0 的解为 2 时,由 m· 1 1 综上所述,m=0、m=3或 m=-2.
c},{a}⊆{a,b,c}. (3)空集是集合中的特殊现象,A⊆B包括A=∅的情形容 易漏掉,解题时要特别留意. (4){0}与∅的区别
{0}是含有一个元素0的集合,∅是不含任何元素的集
合,因此有∅{0},∅={0}与∅∈{0}都是错误的.要正确 地判断元素与集合,集合与集合之间的关系.
3.正确地理解子集、真子集的概念 如果A是B的子集(即A⊆B),那么有A是B的真子集(A
综上所述a=1或a≤-1.
[点评] ①BA时,容易漏掉B=∅的情况; ②B={0}或{-4}易造成重复讨论,应直接由Δ=0,
求得a值再验证BA是否成立;
③分类讨论应按同一标准进行. 本题解答中,实际是按Δ>0,Δ=0,Δ<0讨论B中方程 解的情况的.Δ>0对应B=A;Δ=0对应B={0}或B={-4}; Δ<0对应B=∅.
若非空集合A={x|x2+px+q=0},B={x|x2 -3x+2=
0},且B⊇A,求p、q满足的条件.
[解析] 因为B={1,2},A⊆B,A≠∅. ∴A={1},{2}或{1,2}. (1)A={1,2}时,p=-3,q=2; (2)A={1}时,p=-2,q=1;
(3)A={2}时,p=-4,q=4.
1.1.2
集合间的基本关系
1.观察下面几组集合,集合A与集合B具有什么关系? (1)A={1,2,3},B={1,2,3,4,5}.
(2)A={x|x>3},B={x|3x-6>0}.
(3)A={正方形},B={四边形}. 对于两个集合A、B,如果集合A中的任意一个元素都 是集合B的元素,那么称集合A是集合B的 A⊆B(或B⊇A).用图表示为 子集 , 记 作

用平面上封闭曲线的 内部 示法.这种图称作Venn图.
表示集合的方法称作图
2.理解子集概念注意以下几点:
(1)不含任何元素的集合称作空集.规定: 空集 是 任何集合的子集. (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 , B⊆C , 那 么 A ⊆
[例 1]
设 a= 2+ 3,M={x|x≤ 10},给出下列关 ②M⊇{a};
系;①a⊆M;
③{a}∈M; ④{∅}∈{a}; ⑤2a∉M; 其中正确的关系式共有 A.2 个 B.3 个 C.4 个 D.5 个 ( )
[分析]
解题的关键是确定出 a 与 10的大小, 正确使
用“属于”、“包含”等符号.
[例6] (1)A={a,b,c},求集合A子集的个数.
(2)若集合A含有的元素分别为1个、2个、4个、5个, 则集合A的子集的个数分别是多少? *(3)根据上面结果猜测集合A含有n个元素时,集合A子 集的个数.
[解析]
(1)确定集合A各种情形子集的个数:含有一个
元素时子集为{a},{b},{c}共3个,含有两个元素时子集
B={x|x是一组对边平行且相等的四边形}. (2)A={x|x是能被3整除的数}, B={x|x是能被6整除的数}. (3)A={x|x>3},B={x|x>5}.
[解析] ∴A=B.
(1)∵A={平行四边形},B={平行四边形},
(2)∵能被3整除的数不一定能被6整除,但能被6整除
的数一定能被3整除,∴B A. (3)∵x>5⇒x>3,但x>3⇒/ x>5,∴B A.
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