1、1.1.2集合的基本关系(教师独具内容)课程标准:1.理解子集、真子集的概念,能识别给定集合的子集.2.理解两个集合包含与相等的含义,能用子集的观点解释两个集合的相等关系教学重点:1.子集、真子集定义的理解.2.写出给定集合的子集.3.两个集合之间关系的判定.4.用子集观点解释两个集合的相等关系教学难点:1.两个集合之间关系的判定.2.一些关系符号(,)的准确使用.3.具体问题中易忽视空集的情况.【情境导学】(教师独具内容)我们学校共有高一、高二、高三三个年级,每个年级都分为两个级部,每个级部都有若干个班级,每个班级都有若干个学生学校可以看成“所有学生组成的集合”,而年级、级部、班级可以看成“
2、某些学生组成的集合”这里有个体(学生)、局部(年级等)、整体(学校)一些研究对象怎么用集合语言刻画它们之间的关系呢?【知识导学】知识点一子集一般地,如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的子集,记作AB(或BA),读作“A包含于B”(或“B包含A”)对应地,如果A不是B的子集,则记作AB(或BA),读作“A不包含于B”(或“B不包含A”)规定:空集是任何集合的子集注意:(1)子集是刻画两个集合之间关系的,它反映的是局部与整体之间的关系(而元素与集合之间的关系是个体与整体之间的关系)(2)并不是任意两个集合之间都具有包含关系例如:A1,2,B1,3,因为2A,但2B,所以
3、A不是B的子集;同理,因为3B,但3A,所以B也不是A的子集(3)子集有下列两个性质:自反性:任何一个集合都是它本身的子集,即AA;传递性:对于集合A,B,C,如果AB,且BC,那么AC.(4)为了直观地表示集合间的关系,常用平面上的封闭图形的内部表示集合,称为维恩图因此,AB可用维恩图表示为知识点二 真子集一般地,如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A,那么集合A称为集合B的真子集,记作AB(或BA),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”)可用维恩图表示为很明显,空集是任何非空集合的真子集从真子集的定义可以看出,要想证明A是B的真子集,需要两步:一是证明AB(即A中的任何
4、元素都属于B),二是证明B中至少有一个元素不属于A.知识点三集合的相等一般地,如果集合A和集合B的元素完全相同,则称集合A与集合B相等,记作AB,读作“A等于B”由集合相等的定义可知:如果AB且BA,则AB;反之,如果AB,则AB且BA.【新知拓展】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,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
5、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(nN*)个元素的集合有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判一判(正确的打“”,错误的打“”)(1)若AB,则B中至少有一个元素不属于A.()(2)若AB,则要么AB,要么AB.()(3)空集没有真子集()
6、(4)若AB,则B不会是空集()(5)若AB,则必有AB.()答案(1)(2)(3)(4)(5)2做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)用适当的符号(,)填空N*_N,R_Q,x|x21_1,1,(x,y)|xy1_.(2)给出下列集合:Ax|x是平行四边形,Bx|x是矩形,Cx|x是菱形,Dx|x是正方形,它们的关系可以表示为_答案(1)(2)DBA,DCA题型一 判断集合之间的关系例1判断下列各组集合的关系:(1)A1,2,4,Bx|x是8的正约数;(2)Ax|x是等边三角形,Bx|x是有一个内角是60的等腰三角形;(3)Ax|x2n1,nN*,Bx|x2n1,nN*解(1)集合A中的元
7、素1,2,4都是8的正约数,从而这三个元素都属于B,即AB;但B中的元素8不属于A,从而AB,所以AB.(2)等边三角形的三个内角都是60且等边三角形都是等腰三角形,即AB;有一个内角是60的等腰三角形是等边三角形,即BA,所以AB.(3)解法一:两个集合都表示一些正奇数组成的集合,但由于nN*,因此集合A含有元素“1”,而集合B不含元素“1”,故BA.解法二:由列举法知A1,3,5,7,B3,5,7,9,所以BA.金版点睛集合间的关系是由两集合中元素的关系确定的,因此,要判定集合间的关系,必须根据集合的表示方法,弄清集合中的元素是什么,再根据元素之间的关系给出结果;很明显当AB或者AB时,不
8、宜表示为AB.例1中(3),两集合中条件“nN*”改为nZ,结果如何?解AB.题型二 写出集合的子集和真子集例2写出集合a,b,c的所有子集和真子集解因为集合a,b,c中有3个元素,所以其子集中的元素个数只能是0,1,2,3.有0个元素的子集:;有1个元素的子集:a,b,c;有2个元素的子集:a,b,a,c,b,c;有3个元素的子集:a,b,c因此集合a,b,c的所有子集为,a,b,c,a,b,a,c,b,c,a,b,c集合a,b,c的所有真子集为,a,b,c,a,b,a,c,b,c金版点睛本例采用分类列举的办法,分类的标准是子集中元素的个数,这样做,所写的子集不重不漏,是一种思路清晰、条理明
9、确的解题方法.在写出的集合的子集中,除去集合本身,剩下的都是该集合的真子集.写出集合1,2,3的所有子集和真子集解集合1,2,3的所有子集为,1,2,3,1,2,1,3,2,3,1,2,3集合1,2,3的所有真子集为,1,2,3,1,2,1,3,2,3.题型三 有限集子集个数探究例3令集合A0,集合Ana1,a2,a3,an(nN*),试探究集合An子集的个数解为了方便,不妨设集合An的子集数为m(An)我们把An的子集分为两类,第一类:含元素an;第二类:不含元素an.易知,第二类就是集合An1的子集,且第一类和第二类同样多因此,m(An)2m(An1)从而,m(An1)2m(An2),m(
10、A1)2m(A0),易知m(A0)1.所以m(An)2m(An1)22m(An2)23m(An3)2nm(A0)2n.金版点睛若一组对象分为甲、乙两类,当两类对象同样多时,我们只要知道其中一类对象的个数,也就知道了另一类对象的个数,从而也就知道了这组对象的总个数“同样多”是一种一一对应的观点如下例:很明显,第二行就是A2的所有子集,从而m(A3)2m(A2)注意:如果非空集合A中有n(nN*)个元素,那么集合A的子集有2n个,真子集有(2n1)个,非空真子集有(2n2)个满足1,2M1,2,3,4,5的集合M有多少个?解由1,2M可知,M中必定有1,2两个元素,且至少还有异于1,2的“其他”一
11、个元素;由M1,2,3,4,5可知,上面所说的“其他”应当来自于3,4,5这三个数:可以是其中的1个(三种情况),2个(三种情况),3个(一种情况)故满足条件的集合M有7个(也就是集合3,4,5的非空子集的个数).题型四 集合相等的应用例4设集合A1,a,b,Ba,a2,ab,且AB,求a2019b2020.解由AB,有或解方程组得或或由集合元素的互异性,知a1.a1,b0,故a2019b20201.金版点睛集合相等的应用方法根据两个集合相等求集合的待定字母,一般是从集合中元素对应相等来建立方程(或方程组),要注意将对应相等的情况分类列全,最后还需要将方程(方程组)的解代入原集合检验,对不符合
12、题意的解要舍去已知集合A2,x,y,B2x,2,y2,若AB,且x,y为整数,求(xy)2019的值解AB,集合A与集合B中的元素相同或解得或或(舍去)验证得,当x0,y0时,A2,0,0,这与集合元素的互异性相矛盾,舍去当x0,y1时,AB0,1,2,符合题意x,y的取值为(xy)20191.题型五 含参问题探究例5已知集合Ax|2x5,Bx|m1x2m1若BA,求实数m的取值范围解当B时,如图所示:或解这两个不等式组,得2m3.当B时,由m12m1,得m2.综上可得,m的取值范围是m|m3金版点睛已知集合Ax|3x4,Bx|2m1xm1,且BA.求实数m的取值范围解BA,分两种情况考虑:当
13、B时,m12m1,解得m2.当B时,有解得1m2,综上得m的取值范围为m|m11下列说法:空集没有子集;任何集合至少有两个子集;空集是任何集合的真子集;若A,则A.其中正确的有()A0个 B1个 C2个 D3个答案B解析空集是它本身的子集;空集只有一个子集;空集不是它本身的真子集;空集是任何非空集合的真子集因此,错误,正确2集合P0,1,Qy|x2y21,xN,则集合P,Q间的关系是()APQ BPQ CQP D不确定答案B解析由x2y21,xN,得y1,0,即Q1,0,1,所以PQ.故选B.3已知集合Ax|x210,则下列式子表示正确的有()1A;1A;A;1,1A.A1个 B2个 C3个 D4个答案C解析Ax|x2101,1,故正确,不正确4满足aMa,b,c,d的集合M共有()A6个 B7个 C8个 D15个答案B解析依题意aM,且Ma,b,c,d,因此M中必含有元素a,且可含有元素b,c,d中的0个、1个或2个,即M的个数等于集合b,c,d的真子集的个数,有2317(个)5已知集合Ax|1x2,Bx|1xa,a1(1)若A是B的真子集,求a的取值范围;(2)若B是A的子集,求a的取值范围;(3)若AB,求a的取值范围解(1)若AB,由图可知a2.(2)若BA,由图可知1a2.(3)由AB,可得a2.