集合的基本关系
文艺时代-游戏发展国
2023年3月24日发(作者:太原公交查询)1.1.2集合间的基本关系
一、子集
(一)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(或B
A),
读作“A含于B”(或“B包含
A”)
数学语言表示形式为:若对任意的x∈A有x∈B,则AB
子集关系用文氏图表示为:AB(或BA)
根据子集的定义,我们可以知道A
A,也就是说任何集合都
是它本身的一个子集.对于空集
,我们规定
A
.
,
.
即空集是任何集合的子
.........
集
.
。
例1:用适当的符号填空
0____{0}
____{0}2____{2}2____N{2}____N
变式练习1:已知A={x|x2-3x+2=0},B={1,2},C={x|x<8,x∈N},
用适当的符号填空
A___________BA___________C{2}__________C2_________C
例2:写出集合{,,,}abcd的所有子集。
【解析】集合{,,,}abcd的所有子集可以分为五类,即:
(1)含有0个元素的子集,即空集;
(2)含有一个元素的子集:{},{},{},{}abcd;
(3)含有二个元素的子集:{,},{,},{,},{,},{,},{,}abacadbcbdcd;
(4)含有三个元素的子集:{,,},{,,},{,,},{,,}abcabdacdbcd;
(5)含有四个元素的子集:{,,,}abcd.
B
A
结论:如果集合A中有n个元素,则集合A共有2n个子集
变式练习1:已知集合A={x∈N
+
︱-1≤x<4},则集合A的子集有_________
个。
【解析】:8个
(二)、集合相等:如果集合A是集合B的子集(AB),
且集合B是集合A的子集(BA),则集合A与集合B相等,
记作集合A=集合B。即:AB且BA则A=B。
(上节两个集合相等:两个集合的元素完全相同)
例3:已知集合A和集合B都是含三个元素的集合,且集合A={a,a+b,a+
2b},B={a,ac,ac2},若AB且BA,求c的值。
【解析】(1)若
22acba
acba
消去b得:ac
2
+a-2ac=0,
a=0时,集合B中的三元素均为零,和元素的互异性相矛盾,故a≠0.
∴c
2
-2c+1=0,即c=1,但c=1时,B中的三元素又相同,此时无解.
(2)若
acba
acba
2
2
消去b得:2ac
2
-ac-a=0,
∵a≠0,∴2c
2
-c-1=0,即(c-1)(2c+1)=0,又c≠1,故c=-
2
1
。
变式练习:已知集合A和集合B都含有三个元素,A={x,xy,x-y},B=
{0,|x|,y},若AB且BA,求2x+y的值。
【解析】:∴由集合的互异性,∴x-y=0,则x=y,此时A={x,x2,0},B=
{0,|x|,x},则x2=|x|且x≠x2,故x=y=-1,此时A={-1,1,0},B
={0,1,-1},符合题意,综上所述,2x+y=-3。
(三)、真子集:如果集合AB,但存在元素x∈B,且xA,我们称集合A
是集合B的真子集。记:AB(或BA)
A真含于BB真包含A
注意:即如果AB且A≠B,那么集合A是集合B的真子集,记作AB(或
BA)。例如{1,2}N、{a,b}{a,b,c}等。子集与真子集的区别在于
“
.
A
.
B
.
”允许
...
A
.
=
.
B
.
或
.
A
.
B
.
,而
..
A
.
B
.
是不允许“
.....
A
.
=
.
B
.
”的,所以如果
.......
A
.
B
.
成立,
...
则一定有
....
A
.
B
.
成立;但如果有
.......
A
.
B
.
成立,
...
A
.
B
.
不一定成立
.....
。
.
空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。
()AB
例4:分别写出集合{a},{a,b}和{a,b,c}的所有子集和真子集。
集合{a}的子集有,{a},共有2个子集;
真子集有{a},共1个真子集。
集合{a,b}的子集有,{a},{b},{a,b},共有4个子集;
真子集有,{a},{b},共3个真子集。
集合{a,b,c}的子集有:,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},
{a,b,c},共有8个即个子集;真子集有,{a},{b},{c},{a,b},{a,
c},{b,c},共7个真子集。
结论
..
:
.
如果集合
....
A
.
中有
..
n
.
个
.
元素,则集合
......
A
.
共有
..
2
.
n
.
个子集
...
;
.
2
.
n
.
-
.
1
.
个真子集。
.....
例5:有适当的符号填空。
(1)A={2,3,6}B={x︱x是12的约数}A_____B
(2)A={0,1}B={x︱x2+y2=1,y∈N}A_____B
(3)A={x︱-1<x<2}B={x︱-2<x<2}A_____B
(4)A={(x,y)︱x×y<0}B={(x,y)︱x>0,y>0}A_____B
(5)A={x︱x2=1}B={y︱y2-2y+4=0}A_____B
【解析】:(1)(2)(3)(4)(5)
变式练习1:已知集合A={0,1},B={z︱z=x+y,x∈A,y∈B},则B的子集
有()
A:8个B:2个C:4个D:7个
【解析】:集合B中有3个元素,子集有8个。A
变式练习2:已知集合A={x∈Z︱
0
3
1
x
x
},B={y︱y=x2+1,x∈A},则集
合B的含有元素1的子集个数为()
A:5B:4C:3D:2
【解析】:A={x∈Z︱-1≤x<3}={-1,0,1,2},则B={1,2,5},则集
合B的含有元素1的子集有{1},{1,2},{1,5},{1,2,5}共四个,B
变式练习3:已知A={x︱x=a+
6
1
,a∈Z},B={x︱x=
2
b
-
3
1
,
b
∈Z},C
={x︱x=
2
c
+
6
1
,c∈Z},则集合A、B、C满足的关系是()
A:A=BCB:AB=CC:ABCD:BCA
【解析】:A={6x︱6x=6a+1,a∈Z},B={6x︱x=3a-2=3(a-1)+1,
b∈Z},C={6x︱x=c3+1,c∈Z}。则AB=CB
变式练习4:已知A={x︱y=122xx},B={y︱y=122xx},C={x︱
122xx=0},D={x︱122xx<0},E={(x,y)︱y=122xx},则下
列结论正确的是()
A:ABCDB:DCBAC:B=ED:A=B
【解析】:B
变式练习5:若集合A满足{1,2}A{1,2,3,4},则满足条件的集合A的
个数为_____个。
【解析】:4个
二、子集的有关性质
1、空集:我们把不含有任何元素的集合叫做空集,记为,并规定:空集
是任何集合的子集,任何非空集合的真子集,即空集
..
只有一个子集就是它本
..........
身,而空集没有真子集
..........
。
2、子集与真子集的性质
(1)任何集合是它本身的子集,即AA;
(2)对于集合A、B、C,如果AB且BC,那么AC;
(3)对于集合A、B、C,如果AB,且BC,那么AC;
(4)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
例5:下列集合只有一个子集
......
的是()
A:{x|x2≤0}B:{x|x3≤0}C:{x|x2<0}D:{x|x3>0}
【解析】:C
例6:下列表述正确的是()
A:={0}B:
{0}C:
{0}D:∈{0}
【解析】:B
例7:设A={x|2m-1<x<m+3},B={x∈R|x2+1=0}问m为何值时能使得A
=B。
【解析】(1)显然B=,欲使A=B,必须且只需A=即可。
由于2m-1≥m+3可得m≥4,此时A={x|2m-1<x<m+3}=.
综上可知,当m≥4时,A=B
例8:已知集合A={x|x2+x-2=0},B={x|x-a=0},若B?A,则a=
_______________。
【解析】易求A={-2,1},B={1}或{-2}
当B={1},a=1;B={-2},a=-2
综上:a=1或a=-2
变式练习1:已知集合A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0},若
B?A,则a=_______________。
【解析】:0或
3
1
或
5
1
例9:设集合A={x|
)4)(1(xx
≤0},B={x|x≤a},若AB?,则a的取值
范围是__________。
【解析】:a≥4
变式练习1:已知集合A={x|-3≤x≤5},若集合B={x|-2m-1≤x≤m+
1},若AB?,则求m的取值范围。
【解析】-2m-1≤-3<5≤m+1,即
312
51
m
m
m≥4
变式练习2:集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若BA,则
求m的取值范围。
【解析】:(1)若B=,即m+1>2m-1时,即m<2;(2)若B≠,则m
满足
512
21
121
m
m
mm
解之得2≤m≤3,综上所述,m≤3
变式练习2:已知函数f(x)=baxx2(a、
b
∈R),且集合A={x|x=
f(x)},B={x|x=f[f(x)]},(1)求证:AB?;(2)当A={-1,3}时,用
列举法表示B。
【解析】:(1)任取x∈A,则有x=f(x),则f[f(x)]=f[x]=x,故x∈B,故
AB;
(2)∵A={-1,3},故
ba
ba
393
11
得
3
1
b
a
,故f(x)=32xx,
∴f[f(x)]=3)3()3(222xxxx,故3)3()3(222xxxx=x
0)3(222xxx,∴x=3,x=-1,x=3,故B={-1,3,3,
3}
课后综合练习
1、下列关系中正确的个数为
()
①0∈{0},②{0},③{0,1}{(0,1)},④{(a,
b
)}={(
b
,a)}
A:1B:2C:3D:4
【解析】:B
2、下列图形中,表示MN的是()
【解析】:C
3、设a、b∈R,集合{1,a+b,a}={0,
a
b
,b},则b-a=()
A:1B:-1C:2D:-2
【解析】:C
4、设集合A={x︱x=
k
2
1
+
4
1
,k∈Z},若x=
2
9
,则下列关系正确的是()
A:xAB:x∈AC.{x}∈AD.{x}A
【解析】:A
5、用适当的符号填空:
(1)______{x|x2-1=0};(2){1,2,3}________N;
(3){1}_________{x|x2-x=0};(4)0________{x|x2-2x=0}
【解析】:∈
6、已知集合A={x|1≤x<4},B={x|x<a},若A?B,求实数a的取值范围
________。
【解析】:a≥4
7、已知A={x|x2-3x+2=0},B={x|ax-2=0}且BA,则实数a组成的
集合C是________。
【解析】:{0,2,1}
8、写出集合A={x|0≤x<3,x∈N
+
}的真子集。
【解析】:3个
9、已知M={x|-2≤x≤5},N={x|a+1≤x≤2a-1}。
(1)若MN,求实数a的取值范围。
(2)若MN,求实数a的取值范围。
【解析】:(1)(2)a≤3
M
N
A
MN
B
NM
C
M
N
D
10、若集合A={x|a≤x≤a+2},B={x|x≤1},若AB,则a的取值范围
为_____。
【解析】:a≤-1
11、已知集合A={x|24xy},B={x|a≤x≤a+1},BA,则a的取
值范围为_____。
【解析】:-1≤a≤2
12、已知集合A={y|
xy23
,x∈[-
2
13
,
2
3
]},B={x|1-m≤x≤m+
1},若BA,则m的取值范围为_____。
【解析】:A={y|
xy23
,x∈[-
2
13
,
2
3
]}=[0,4]m≤1
集合的基本关系
文艺时代-游戏发展国
2023年3月24日发(作者:太原公交查询)1.1.2集合间的基本关系
一、子集
(一)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(或B
A),
读作“A含于B”(或“B包含
A”)
数学语言表示形式为:若对任意的x∈A有x∈B,则AB
子集关系用文氏图表示为:AB(或BA)
根据子集的定义,我们可以知道A
A,也就是说任何集合都
是它本身的一个子集.对于空集
,我们规定
A
.
,
.
即空集是任何集合的子
.........
集
.
。
例1:用适当的符号填空
0____{0}
____{0}2____{2}2____N{2}____N
变式练习1:已知A={x|x2-3x+2=0},B={1,2},C={x|x<8,x∈N},
用适当的符号填空
A___________BA___________C{2}__________C2_________C
例2:写出集合{,,,}abcd的所有子集。
【解析】集合{,,,}abcd的所有子集可以分为五类,即:
(1)含有0个元素的子集,即空集;
(2)含有一个元素的子集:{},{},{},{}abcd;
(3)含有二个元素的子集:{,},{,},{,},{,},{,},{,}abacadbcbdcd;
(4)含有三个元素的子集:{,,},{,,},{,,},{,,}abcabdacdbcd;
(5)含有四个元素的子集:{,,,}abcd.
B
A
结论:如果集合A中有n个元素,则集合A共有2n个子集
变式练习1:已知集合A={x∈N
+
︱-1≤x<4},则集合A的子集有_________
个。
【解析】:8个
(二)、集合相等:如果集合A是集合B的子集(AB),
且集合B是集合A的子集(BA),则集合A与集合B相等,
记作集合A=集合B。即:AB且BA则A=B。
(上节两个集合相等:两个集合的元素完全相同)
例3:已知集合A和集合B都是含三个元素的集合,且集合A={a,a+b,a+
2b},B={a,ac,ac2},若AB且BA,求c的值。
【解析】(1)若
22acba
acba
消去b得:ac
2
+a-2ac=0,
a=0时,集合B中的三元素均为零,和元素的互异性相矛盾,故a≠0.
∴c
2
-2c+1=0,即c=1,但c=1时,B中的三元素又相同,此时无解.
(2)若
acba
acba
2
2
消去b得:2ac
2
-ac-a=0,
∵a≠0,∴2c
2
-c-1=0,即(c-1)(2c+1)=0,又c≠1,故c=-
2
1
。
变式练习:已知集合A和集合B都含有三个元素,A={x,xy,x-y},B=
{0,|x|,y},若AB且BA,求2x+y的值。
【解析】:∴由集合的互异性,∴x-y=0,则x=y,此时A={x,x2,0},B=
{0,|x|,x},则x2=|x|且x≠x2,故x=y=-1,此时A={-1,1,0},B
={0,1,-1},符合题意,综上所述,2x+y=-3。
(三)、真子集:如果集合AB,但存在元素x∈B,且xA,我们称集合A
是集合B的真子集。记:AB(或BA)
A真含于BB真包含A
注意:即如果AB且A≠B,那么集合A是集合B的真子集,记作AB(或
BA)。例如{1,2}N、{a,b}{a,b,c}等。子集与真子集的区别在于
“
.
A
.
B
.
”允许
...
A
.
=
.
B
.
或
.
A
.
B
.
,而
..
A
.
B
.
是不允许“
.....
A
.
=
.
B
.
”的,所以如果
.......
A
.
B
.
成立,
...
则一定有
....
A
.
B
.
成立;但如果有
.......
A
.
B
.
成立,
...
A
.
B
.
不一定成立
.....
。
.
空集是任何集合的子集,空集是任何非空集合的真子集。
()AB
例4:分别写出集合{a},{a,b}和{a,b,c}的所有子集和真子集。
集合{a}的子集有,{a},共有2个子集;
真子集有{a},共1个真子集。
集合{a,b}的子集有,{a},{b},{a,b},共有4个子集;
真子集有,{a},{b},共3个真子集。
集合{a,b,c}的子集有:,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},
{a,b,c},共有8个即个子集;真子集有,{a},{b},{c},{a,b},{a,
c},{b,c},共7个真子集。
结论
..
:
.
如果集合
....
A
.
中有
..
n
.
个
.
元素,则集合
......
A
.
共有
..
2
.
n
.
个子集
...
;
.
2
.
n
.
-
.
1
.
个真子集。
.....
例5:有适当的符号填空。
(1)A={2,3,6}B={x︱x是12的约数}A_____B
(2)A={0,1}B={x︱x2+y2=1,y∈N}A_____B
(3)A={x︱-1<x<2}B={x︱-2<x<2}A_____B
(4)A={(x,y)︱x×y<0}B={(x,y)︱x>0,y>0}A_____B
(5)A={x︱x2=1}B={y︱y2-2y+4=0}A_____B
【解析】:(1)(2)(3)(4)(5)
变式练习1:已知集合A={0,1},B={z︱z=x+y,x∈A,y∈B},则B的子集
有()
A:8个B:2个C:4个D:7个
【解析】:集合B中有3个元素,子集有8个。A
变式练习2:已知集合A={x∈Z︱
0
3
1
x
x
},B={y︱y=x2+1,x∈A},则集
合B的含有元素1的子集个数为()
A:5B:4C:3D:2
【解析】:A={x∈Z︱-1≤x<3}={-1,0,1,2},则B={1,2,5},则集
合B的含有元素1的子集有{1},{1,2},{1,5},{1,2,5}共四个,B
变式练习3:已知A={x︱x=a+
6
1
,a∈Z},B={x︱x=
2
b
-
3
1
,
b
∈Z},C
={x︱x=
2
c
+
6
1
,c∈Z},则集合A、B、C满足的关系是()
A:A=BCB:AB=CC:ABCD:BCA
【解析】:A={6x︱6x=6a+1,a∈Z},B={6x︱x=3a-2=3(a-1)+1,
b∈Z},C={6x︱x=c3+1,c∈Z}。则AB=CB
变式练习4:已知A={x︱y=122xx},B={y︱y=122xx},C={x︱
122xx=0},D={x︱122xx<0},E={(x,y)︱y=122xx},则下
列结论正确的是()
A:ABCDB:DCBAC:B=ED:A=B
【解析】:B
变式练习5:若集合A满足{1,2}A{1,2,3,4},则满足条件的集合A的
个数为_____个。
【解析】:4个
二、子集的有关性质
1、空集:我们把不含有任何元素的集合叫做空集,记为,并规定:空集
是任何集合的子集,任何非空集合的真子集,即空集
..
只有一个子集就是它本
..........
身,而空集没有真子集
..........
。
2、子集与真子集的性质
(1)任何集合是它本身的子集,即AA;
(2)对于集合A、B、C,如果AB且BC,那么AC;
(3)对于集合A、B、C,如果AB,且BC,那么AC;
(4)空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
例5:下列集合只有一个子集
......
的是()
A:{x|x2≤0}B:{x|x3≤0}C:{x|x2<0}D:{x|x3>0}
【解析】:C
例6:下列表述正确的是()
A:={0}B:
{0}C:
{0}D:∈{0}
【解析】:B
例7:设A={x|2m-1<x<m+3},B={x∈R|x2+1=0}问m为何值时能使得A
=B。
【解析】(1)显然B=,欲使A=B,必须且只需A=即可。
由于2m-1≥m+3可得m≥4,此时A={x|2m-1<x<m+3}=.
综上可知,当m≥4时,A=B
例8:已知集合A={x|x2+x-2=0},B={x|x-a=0},若B?A,则a=
_______________。
【解析】易求A={-2,1},B={1}或{-2}
当B={1},a=1;B={-2},a=-2
综上:a=1或a=-2
变式练习1:已知集合A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0},若
B?A,则a=_______________。
【解析】:0或
3
1
或
5
1
例9:设集合A={x|
)4)(1(xx
≤0},B={x|x≤a},若AB?,则a的取值
范围是__________。
【解析】:a≥4
变式练习1:已知集合A={x|-3≤x≤5},若集合B={x|-2m-1≤x≤m+
1},若AB?,则求m的取值范围。
【解析】-2m-1≤-3<5≤m+1,即
312
51
m
m
m≥4
变式练习2:集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若BA,则
求m的取值范围。
【解析】:(1)若B=,即m+1>2m-1时,即m<2;(2)若B≠,则m
满足
512
21
121
m
m
mm
解之得2≤m≤3,综上所述,m≤3
变式练习2:已知函数f(x)=baxx2(a、
b
∈R),且集合A={x|x=
f(x)},B={x|x=f[f(x)]},(1)求证:AB?;(2)当A={-1,3}时,用
列举法表示B。
【解析】:(1)任取x∈A,则有x=f(x),则f[f(x)]=f[x]=x,故x∈B,故
AB;
(2)∵A={-1,3},故
ba
ba
393
11
得
3
1
b
a
,故f(x)=32xx,
∴f[f(x)]=3)3()3(222xxxx,故3)3()3(222xxxx=x
0)3(222xxx,∴x=3,x=-1,x=3,故B={-1,3,3,
3}
课后综合练习
1、下列关系中正确的个数为
()
①0∈{0},②{0},③{0,1}{(0,1)},④{(a,
b
)}={(
b
,a)}
A:1B:2C:3D:4
【解析】:B
2、下列图形中,表示MN的是()
【解析】:C
3、设a、b∈R,集合{1,a+b,a}={0,
a
b
,b},则b-a=()
A:1B:-1C:2D:-2
【解析】:C
4、设集合A={x︱x=
k
2
1
+
4
1
,k∈Z},若x=
2
9
,则下列关系正确的是()
A:xAB:x∈AC.{x}∈AD.{x}A
【解析】:A
5、用适当的符号填空:
(1)______{x|x2-1=0};(2){1,2,3}________N;
(3){1}_________{x|x2-x=0};(4)0________{x|x2-2x=0}
【解析】:∈
6、已知集合A={x|1≤x<4},B={x|x<a},若A?B,求实数a的取值范围
________。
【解析】:a≥4
7、已知A={x|x2-3x+2=0},B={x|ax-2=0}且BA,则实数a组成的
集合C是________。
【解析】:{0,2,1}
8、写出集合A={x|0≤x<3,x∈N
+
}的真子集。
【解析】:3个
9、已知M={x|-2≤x≤5},N={x|a+1≤x≤2a-1}。
(1)若MN,求实数a的取值范围。
(2)若MN,求实数a的取值范围。
【解析】:(1)(2)a≤3
M
N
A
MN
B
NM
C
M
N
D
10、若集合A={x|a≤x≤a+2},B={x|x≤1},若AB,则a的取值范围
为_____。
【解析】:a≤-1
11、已知集合A={x|24xy},B={x|a≤x≤a+1},BA,则a的取
值范围为_____。
【解析】:-1≤a≤2
12、已知集合A={y|
xy23
,x∈[-
2
13
,
2
3
]},B={x|1-m≤x≤m+
1},若BA,则m的取值范围为_____。
【解析】:A={y|
xy23
,x∈[-
2
13
,
2
3
]}=[0,4]m≤1