集合是把复杂的关系简单化的数学工具。集合间基本关系的基础题型,主要偏向于运用集合间基本关系求值或判断不同集合间关系,难度从一维的简单理解,到二维的初步运用。
相当于你已经学会了两个数值的比较大小,现在要学会比较多个数值的大小,及通过比较大小可以判断一些问题。
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小编乱入
知识会
知识点1 子集【重点】
1. 子集的含义
一般地,对于两个集合A与B,如果集合A中的任何一个元素都属于集合B,即若a∈A,则a∈B,那么称集合A是集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”).
敲黑板
(1)空集是任何集合的子集,也就是说,对于任意一个集合A,都有∅⊆A;
(2)任何一个集合都是它本身的子集,即A⊆A.
划重点
对应地,如果A不是B的子集,则记作A⊈B(或B⊉A),读作“A不包含于B”(或“B不包含A”).
2. Venn图
为了直观地表示集合间的关系,常用平面上封闭曲线的内部表示集合,称为Venn图.
求甚解
(1)表示集合的Venn图边界是封闭曲线,它可以是圆、椭圆、矩形,也可以是其他封闭曲线;
(2)用Venn图表示集合的优点是能直观地表示出集合间的关系.
3. 对子集的理解
3-1 A⊆B的Venn图
3-2 A⊆B的符号含义
A⊆B的符号表示对任意
,都有
.划重点
(1)任何集合A都是它自身的子集,即A⊆A.
(2)空集是任意一个集合A的子集,即∅⊆A.
4. 判断集合A是否是集合B的子集的方法
判断集合A是否是集合B的子集时,必须明确子集的含义:集合A中的任意一个元素都是集合B中的元素(要么A=B,要么A比B中的元素少,但要注意空集,空集的性质将在后面会介绍到).
例如:设集合A={四边形},B={平行四边形},C={矩形},D={正方形},用Venn图表示它们之间的关系,如下:
辨析
区别元素与集合,集合与集合间的关系
示范例题
例题1.(单选题)[2020吉林梅河口五中4月模拟]已知集合A={x∈Z|-2<x≤1},B⊆A,则集合B中的元素个数最多是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】C
【解析】A={x∈Z|-2<x≤1}={-1,0,1},
又B⊆A,则集合B中的元素个数最多时,A=B,
则B中有3个元素.故选C.
知识点2 真子集【重点】
1. 真子集
1-1定义
对于两个集合A与B,如果A⊆B,且A≠B,那么称集合A是集合B的真子集,记作A⫋B(或B
A),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”).辨析
子集与真子集的关系
根据真子集的定义,集合A是集合B的真子集,需要满足以下两个条件:
(1)集合A是集合B的子集,即A⊆B;
(2)存在元素x∈B,且x∉A.
所以若集合A是集合B的真子集,则集合A一定是集合B的子集,反之,不成立.
1-2 A⫋B的Venn图
划重点
(1)任何集合都不是它本身的真子集.
(2)A⊆B包含A=B和A⫋B两种情况.
2. 子集与真子集的性质
①对于集合A,B,C,如果A⊆B,B⊆C,则A⊆C;
②对于集合A,B,C,如果A⫋B,B⫋C,则A⫋C.
将性质②演示如下:
示范例题 例题1.(单选题)已知
,则( )
A.A>B
B.A⫋B
C.B⫋A
D.A⊆B
【答案】C
【解析】由集合A与集合B中元素的取值范围得,B中所有元素都在A中,且A中有不属于集合B的元素,所以B⫋A,故选C.
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例题2.(单选题)下列命题中,正确的有( )
①空集是任何集合的真子集;
②若A⫋B,B⫋C,则A⫋C;
③任何一个集合必有两个或两个以上的真子集;
④如果不属于B的元素也不属于A,则A⊆B.
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
【答案】C
【解析】空集只是空集的子集而非真子集,故①错;
真子集具有传递性,故②正确;
空集没有真子集,故③错;
由Venn图易知④正确,故选C.
知识点3 集合的相等与子集的关系
【基础】
1. 集合相等的子集表示
对于两个集合A与B,如果集合A是集合B的子集,且集合B也是集合A的子集,那么称集合A与集合B相等,记作A=B. 可用Venn图表示如下:
即对于两个集合A与B,若A⊆B且B⊆A,则A=B.
求甚解
对集合相等的理解
(1)从元素的特征出发表达两个集合相等,即集合A中的元素和集合B中的元素相同,则这两个集合相等;
(2)从两个集合的关系出发表达两个集合相等,即A⊆B,则对任意x∈A都有x∈B,同时B⊆A,则对任意x∈B都有x∈A,这说明两个集合的元素是相同的,即两集合相等.
划重点
如果A=B,则A⊆B且B⊆A,即A=B等价于A⊆B且B⊆A.
2. 判断两个集合相等的方法
(1)欲证A=B,只需证明A⊆B且B⊆A.
(2)如果两个集合A,B均为有限集,只要元素个数相等,且元素相同,则两个集合相等;
(3)如果两个集合A,B均为无限集,则看两个集合的代表元素是否一致,若代表元素以及它所满足的条件均一致,则A=B.
示范例题
所以N是M的真子集.故选C.
K重难
要点1 子集、真子集个数的确定【重点】
1. 列举法
当一个集合的元素个数较少时,我们可以一一列举出全部子集,从而求出子集与真子集的个数,注意不要漏掉空集.
2. 公式法
当一个集合的元素个数较多时,一一列举子集不太现实,对于子集的个数有如下结论:
若集合A中含有n个元素,则
①集合A的子集有2n个;
②集合A的真子集有(2n-1)个(即集合A的子集中除去集合A本身);
③该集合的非空子集有(2n-1)个(即集合A的子集中除去空集);
④该集合的非空真子集有(2n-2)个(即集合A的子集中除去集合A和空集).
拓展
集合A中含有n(n≥1)个元素,集合C中含有m(m≥1)个元素,且A⊆B⊆C,则符合条件的集合B有2m-n个.
示范例题
例题1.(单选题)[2020辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校期末]欧拉公式:eπi+1=0被人们称为世间最美数学公式,其中e=2.718……是无理数,i是以后会学习的虚数(不是实数),由公式中数值组成的集合A={e,π,i,1,0},则集合A不含无理数的子集共有( )
A.8个
B.7个
C.4个
D.3个
【答案】A
【解析】集合A={e,π,i,1,0},
∵集合A中不是无理数的有i,1,0,
∴集合A不含无理数的子集共有23=8.故选A.
要点2 根据集合间的基本关系求参数的取值或取值范围【重点】
对于两个集合A与B,A或B中含有待定的参数(字母),若已知集合A与B的关系,求参数的取值或取值范围时,常采用分类讨论与数形结合的方法.
(1)分类讨论.若A⊆B,在未指明A非空时,应分为A=Æ和A≠Æ两种情况来讨论.(参见例题)
(2)数形结合.对A≠Æ这种情况,在确定参数时,常需要借助数轴来完成,将两个集合在数轴上画出来,分清端点处的实心点和空心圆圈,确定两个集合间的包含关系,列不等式(组)求解参数.(参见例题)
示范例题
例题1.(解析题)已知集合A={x|x<-1或x>4},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,求实数a的取值范围.
【答案】见解析
【解析】因为B⊆A,
①当B=Æ时,只需2a>a+3,即a>3;
②当B≠Æ时,根据题意作出如图所示的数轴,
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