1、12集合间的基本关系1理解子集、真子集、空集的概念2能用符号和Venn图表示集合间的关系3掌握列举有限集的所有子集的方法1子集的概念温馨提示:“A是B的子集”的含义是:对任意xA都能推出xB.2集合相等的概念如果集合A的任何一个元素是集合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AB.也就是说,若AB且BA,则AB.3真子集的概念温馨提示:在真子集的定义中,AB首先要满足AB,其次至少有一个xB,但xA.4.空集的概念1给出下列集合:Aa,b,c,Ba,b,c,d,e(1)集合A与集合B有什么关系?(2)集合B中的元素与集合A有什么关系?答案(1)AB(
2、2)a,b,cA;d,eA2判断正误(正确的打“”,错误的打“”)(1)空集中只有元素0,而无其余元素()(2)任何一个集合都有子集()(3)若AB,则AB.()(4)方程x220的解集为空集.()答案(1)(2)(3)(4)题型一 集合间关系的判断【典例1】判断下列两个集合之间的关系: (1)A1,1,Bx|x21;(2)Ax|x是等边三角形,Bx|x是等腰三角形;(3)Ax|1x4,Bx|x50;(4)Mx|x2n1,nN*,Nx|x2n1,nN*思路导引集合间基本关系的刻画均是由元素的从属关系决定的解(1)用列举法表示集合B1,1,故AB.(2)等边三角形是三边相等的三角形,等腰三角形是
3、两边相等的三角形,故AB.(3)集合Bx|x2,则下列选项正确的是()A0M B0MCM D0M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,符号错误答案A2下列正确表示集合M1,0,1和Nx|x2x0关系的Venn图是()解析M1,0,1,N0,1,NM.答案B题型二 有限集合子集、真子集的确定【典例2】(1)填写下表,并回答问题原集合子集子集的个数_a_a,b_a,b,c_由此猜想,含n个元素的集合的所有子集的个数是多少?真子集的个数及非空真子集个数呢?(2)求满足1,2M1,2,3,4,5的集合M.解(1)原集合子集子集的个数1a,a2a,b,a,b,a,
4、b4a,b,c,a,b,c,a,b,a,c,b,c,a,b,c8猜想:含n个元素的集合的子集共有2n个,真子集有2n1个,非空真子集有2n2个(2)由题意可得1,2M1,2,3,4,5,可以确定集合M必含有元素1,2,且含有元素3,4,5中的至少一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:含有三个元素:1,2,31,2,41,2,5;含有四个元素:1,2,3,41,2,3,51,2,4,5;含有五个元素:1,2,3,4,5故满足题意的集合M为1,2,3,1,2,4,1,2,5,1,2,3,4,1,2,3,5,1,2,4,5,1,2,3,4,5(1)求解有限集合子集问题的3个关键点确定所求集合,是子
5、集还是真子集合理分类,按照子集所含元素的个数依次写出注意两个特殊的集合,即空集和集合本身空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集(2)与子集、真子集个数有关的3个结论假设集合A中含有n个元素,则有:A的子集的个数为2n个;A的真子集的个数为2n1个;A的非空真子集的个数为2n2个针对训练3已知集合MxZ|1xm,若集合M有4个子集,则实数m ()A1B2C3D4解析根据题意,集合M有4个子集,则M中有2个元素,又由MxZ|1xm,其元素为大于等于1而小于等于m的全部整数,则m2.答案B4已知集合Ba,b,c,Ca,b,d,集合A满足AB,AC,则满足条件的集合A的个数是_解析若集合A,满足
6、AB,AC;若集合A,集合A可能是a,b,a,b故集合A共4个答案4题型三 利用集合间的关系求参数值(或范围)【典例3】已知集合Ax|3x4,Bx|1mx2m1,且AB,求实数m的取值范围思路导引AB,即集合A中的数在集合B中,特别注意A的情况解由AB,将集合A,B分别表示在数轴上,如图所示,则解得m4.故m的取值范围是m|m4变式(1)本例中若将“AB”改为“BA”,其他条件不变,求m的取值范围(2)本例若将集合A,B分别改为A3,m2,B1,3,2m1,其他条件不变,求实数m的值解(1)由BA,将集合A,B分别表示在数轴上,如图所示BA,当B时,1m2m1,解得m;当B时,有解得m.综上可
7、知,m的取值范围是.(2)由AB,按m21和m22m1两种情况分类讨论若m21,则m1或m1.当m1时,B中元素为1,3,3,适合题意;当m1时,B中元素为1,3,1,与元素的互异性矛盾若m22m1,则m1,由知不合题意综上所述,m1.由集合间的关系求参数的2种方法(1)当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,此时应注意端点处是实点还是虚点(2)当集合为不连续数集时,常根据集合包含关系的意义,建立方程求解,此时应注意分类讨论思想的运用针对训练5已知集合Ax|1x4,Bx|xa,若AB,求实数a的取值集合解结合数轴,AB,a4,故实数a的取值集合为a|a46设集合Mx|2x25x30,
8、Nx|mx1,若NM,求m的取值集合解集合M.若NM,则N3或或.于是当N3时,m;当N时,m2;当N时,m0.所以m的取值集合为.课堂归纳小结1对子集、真子集有关概念的理解(1)集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素,即由xA能推出xB,这是判断AB的常用方法(2)不能简单地把“AB”理解成“A是B中部分元素组成的集合”,因为若A时,则A中不含任何元素;若AB,则A中含有B中的所有元素(3)在真子集的定义中,AB首先要满足AB,其次至少有一个xB,但xA.2集合子集的个数求集合的子集问题时,一般可以按照子集元素个数分类,再依次写出符合要求的子集集合的子集、真子集个数的规律为:含n个元素的集
9、合有2n个子集,有2n1个真子集,有2n2个非空真子集写集合的子集时,空集和集合本身易漏掉3由集合间的关系求参数问题的注意点及常用方法(1)注意点:不能忽视集合为的情形;当集合中含有字母参数时,一般需要分类讨论(2)常用方法:对于用不等式给出的集合,已知集合的包含关系求相关参数的范围(值)时,常采用数形结合的思想,借助数轴解答.1下列四个关系式:a,bb,a;0;00其中正确的个数是()A4 B3 C2 D1解析对于,任何集合是其本身的子集,正确;对于,相对于集合来说,也可以理解为,错误;对于,空集是非空集合的真子集,故0正确;对于,0是集合0的元素,故00正确答案B2集合Ax|1x2m1,即
10、m8且x4解析选项A、C、D都含有元素,而选项B中无元素,故选B.答案B3设集合Ax|1x2,Bx|xa,若AB,则实数a的取值范围为()Aa|a2 Ba|a1Ca|a1 Da|a2解析在数轴上表示出两个集合(图略),因为AB,所以a2.答案A4若集合A满足AB,AC,B0,1,2,3,C0,2,4,8,则满足上述条件的集合A的个数为()A0 B1 C2 D4解析AB,AC,A中最多能含有0,2两个元素,A,0,2,0,2共4个答案D5若集合M,N,则()AMN BMNCMN DM与N没有相同元素解析M,N.kZ,2k1为奇数,k2为整数,MN.故选C.答案C二、填空题6集合A2n1|nZ,集
11、合B4k1|kZ,则A与B间的关系是_解析因为整数包括奇数与偶数,所以n2k或2k1(kZ),当n2k时,2n14k1,当n2k1时,2n14k1,故AB.答案AB7已知非空集合A满足:A1,2,3,4;若xA,则5xA,则满足上述要求的集合A的个数为_解析由题意知,满足题中要求的集合A可以是1,4,2,3,1,2,3,4,共3个答案38定义集合A*Bx|xA且xB,若A1,2,3,4,5,B2,4,5,则A*B的子集个数是_解析在A*B中,xA,x可能取1,2,3,4,5.又xB,x又不能取2,4,5.因此x可能取值只有1和3,A*B1,3,其子集个数为4.答案4三、解答题9设集合A1,3,
12、a,B1,a2a1,且BA,求a的值解BA,a2a13或a2a1a.当a2a13时,解得a1或a2.经检验,满足题意当a2a1a时,解得a1,此时集合A中的元素1重复,与元素互异性矛盾,故a1不合题意综上所述,a1或a2为所求10已知集合Mx|x22xa0(1)若M,求实数a的取值范围;(2)若Nx|x2x0且MN,求实数a的取值范围解(1)由题意得,方程x22xa0有实数解,224(a)0,得a1.(2)Nx|x2x00,1,又MN,当M时,即224(a)0得a0时,即a1时,M中有两个元素,若MN则MN,从而无解综上,a的取值范围为a|a1综合运用11已知集合A,B,若A不是B的子集,则下
13、列说法中正确的是()A对任意的aA,都有aBB对任意的bB,都有bAC存在a0,满足a0A,a0BD不存在a0,满足a0A,a0B解析A不是B的子集,也就是说A中存在某个元素不属于B,显然正是C选项要表达的对于A和B选项,取A1,2,B2,3可否定,对于D选项,可存在a0A,a0B,但A不是B的子集,如A1,3,B2,3答案C12若B1,2,Ax|xB,则A与B的关系是()AAB BBACAB DBA解析因为B的子集为1,2,1,2,所以Ax|xB1,2,1,2,所以BA.答案B13已知My|yx22x1,xR,Nx|2x4,则集合M与N之间的关系是_解析y(x1)222,My|y2,NM.答
14、案NM14已知AxR|x3,BxR|ax2a1,若BA,则实数a的取值范围是_解析BA,B的可能情况有B和B两种当B时,BA,或成立,解得a3;当B时,由a2a1,得a1.综上可知,实数a的取值范围是a|a3答案a|a315已知集合Ax|xa|4,B1,2,b(1)是否存在实数a,使得对于任意的实数b,都有AB?若存在,求出对应的a的值;若不存在,请说明理由(2)若AB成立,求出对应的实数对(a,b)解(1)由题意知,当且仅当集合A中的元素为1,2时,对于任意的实数b,都有AB.因为Aa4,a4,所以或方程组均无解,所以不存在实数a,使得对于任意的实数b,都有AB.(2)由(1)知,若AB,则或或或解得或或或所以所求实数对(a,b)为(5,9),(6,10),(3,7),(2,6)