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集合的基本关系

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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AB

子集关系用文氏图表示为:AB(或BA)

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

.........

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(AB),

且集合B是集合A的子集(BA),则集合A与集合B相等,

记作集合A=集合B。即:AB且BA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AB且BA,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AB且BA,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AB,但存在元素x∈B,且xA,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AB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

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

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=122xx},B={y︱y=122xx},C={x︱

122xx=0},D={x︱122xx<0},E={(x,y)︱y=122xx},则下

列结论正确的是()

A:ABCDB: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AA;

(2)对于集合A、B、C,如果AB且BC,那么AC;

(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

5

1

例9:设集合A={x|

)4)(1(xx

≤0},B={x|x≤a},若AB?,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AB?,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BA,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)=baxx2(a、

b

∈R),且集合A={x|x=

f(x)},B={x|x=f[f(x)]},(1)求证:AB?;(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

AB;

(2)∵A={-1,3},故





ba

ba

393

11





3

1

b

a

,故f(x)=32xx,

∴f[f(x)]=3)3()3(222xxxx,故3)3()3(222xxxx=x

0)3(222xxx,∴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MN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:xAB: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BA,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MN,求实数a的取值范围。

(2)若MN,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AB,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},BA,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BA,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AB

子集关系用文氏图表示为:AB(或BA)

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

.........

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(AB),

且集合B是集合A的子集(BA),则集合A与集合B相等,

记作集合A=集合B。即:AB且BA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AB且BA,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AB且BA,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AB,但存在元素x∈B,且xA,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AB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

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

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=122xx},B={y︱y=122xx},C={x︱

122xx=0},D={x︱122xx<0},E={(x,y)︱y=122xx},则下

列结论正确的是()

A:ABCDB: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AA;

(2)对于集合A、B、C,如果AB且BC,那么AC;

(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

5

1

例9:设集合A={x|

)4)(1(xx

≤0},B={x|x≤a},若AB?,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AB?,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BA,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)=baxx2(a、

b

∈R),且集合A={x|x=

f(x)},B={x|x=f[f(x)]},(1)求证:AB?;(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

AB;

(2)∵A={-1,3},故





ba

ba

393

11





3

1

b

a

,故f(x)=32xx,

∴f[f(x)]=3)3()3(222xxxx,故3)3()3(222xxxx=x

0)3(222xxx,∴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MN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:xAB: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BA,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MN,求实数a的取值范围。

(2)若MN,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AB,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},BA,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BA,则m的取值范围为_____。

【解析】:A={y|

xy23

,x∈[-

2

13

2

3

]}=[0,4]m≤1

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