名称 | 1.2 集合间的基本关系(课件 讲义)高中数学人教A版(2019)必修 第一册 | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 1.3MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 人教A版(2019) | ||
科目 | 数学 | ||
更新时间 | 2025-10-11 09:50:08 |
0}.1.2 集合间的基本关系
学习 目标 1. 理解子集、真子集、空集的概念. 2. 能用符号和Venn图表达集合间的关系,掌握列举有限集的所有子集的方法.
新知初探基础落实
请同学阅读课本P7—P8,完成下列填空.
一、 概念表述
1. 子集及其相关概念
概念 定义 符号表示 图形表示
子 集 对于两个集合A,B,如果集合A中 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是集合B的子集 A B (或B A)
真 子 集 如果集合A B,但存在元素 ,则称集合A是集合B的真子集 AB (或BA)
2. 集合的相等
如果集合A的 都是集合B的 (即A B),同时集合B的 都是集合A的 (即B A),那么集合A与集合B相等,记作 .
3. 空集
我们把 的集合叫做空集,记作 .
规定:空集是任何集合的 ,即 A.
补充:任何集合都是它自身的 (填“子集”或“真子集”).
二、 概念辨析(判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”.)
(1) 和{ }表示的意义相同.( )
(2) {0,1}={1,0}={(0,1)}.( )
(3) 如果集合B A,那么若元素a不属于A,则必不属于B.( )
(4) 任何集合都有子集和真子集.( )
典例精讲能力初成
探究1 子集、真子集
例1 (课本P8例1)写出集合{a,b}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
假设非空集合A中含有n个元素,则有:(1) A的子集的个数为2n.(2) A的真子集的个数为2n-1.(3) A的非空真子集的个数为2n-2.
变式1 (1) 写出集合A={1,2,3}的所有子集,并求所有子集中的元素之和及子集和真子集的个数.
(2) 已知{1,2} A {1,2,3,4},求满足条件的集合A.
变式2 若M P,M Q,P={0,1,2},Q={0,2,4},则满足上述条件的集合M的个数是 .
探究2 集合间的基本关系
例2 (课本P8例2)判断下列各题中集合A是否为集合B的子集,并说明理由:
(1) A={1,2,3},B={x|x是8的约数};
(2) A={x|x是长方形},B={x|x是两条对角线相等的平行四边形}.
判断集合间关系的方法
(1) 用定义判断.
(2) 数形结合判断:对于不等式表示的数集,可在数轴上标出集合的元素,直观地进行判断,但要注意端点值的取舍.
变式 (1) 已知集合A={x|x=2m,m∈Z},B={x|x=4n,n∈Z},则A与B之间的关系为( )
A. A=B B. A B
C. B A D. AB
(2) 已知集合A={x|-1≤x≤2},B={x|x≤3},则A与B之间的关系为( )
A. A=B B. BA
C. B A D. AB
(3) 能正确表示集合M={x∈R|0≤x≤2}和集合N={x∈R|x2-x=0}关系的Venn图是( )
A B
C D
探究3 集合间包含关系的应用
例3 (1) 设集合A={x|x2+4x=0},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R},若B A,求实数a的取值范围.
(2) 设集合A={x|-1≤x+1≤6},B={x|m-1
(2) 涉及“A B”或“AB且B≠ ”的问题,一定要分A= 和A≠ 两种情况讨论,不要忽视空集的情况.
随堂内化及时评价
1. 已知M=∈N},则集合M的子集的个数是( )
A. 8 B. 16
C. 32 D. 64
2. (多选)已知集合P={x|0
C. {0,2} D. {3,1}
3. (多选)下列各式中,正确的是( )
A. {0}∈{0,1,2} B. {0,1,2} {2,1,0}
C. {0,1,2} D. {0}
4. 已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m+1≤x≤m-1},若B A,则实数m的取值范围为 .
5. 设集合A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0}.
(1) 若a=,试判定集合A与B的关系;
(2) 若B A,求实数a的值组成的集合C.
配套新练案
一、 单项选择题
1. (2023·北京卷)已知集合M={x|x+2≥0},N={x|x-1<0},则M∩N=( )
A. {x|-2≤x<1} B. {x|-2
2. 已知集合A={x,y},B={0,x2},若A=B,则2x+y等于( )
A. 0 B. 1
C. 2 D. -1
3. 已知集合M满足{1,2} M{1,2,3,4,5},这样的集合M有( )
A. 6个 B. 7个
C. 8个 D. 9个
4. 下列能正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+2x=0}关系的是( )
A B
C D
二、 多项选择题
5. 设集合M={x|4-x2=0},则下列说法正确的有( )
A. {2} M B. -2∈M
C. =M D. M有4个子集
6. 下列集合是空集的是( )
A. {t∈R|t2<0}
B. {x∈R|x2+3x+6=0}
C. {x∈R|x+2 025=2 025}
D. {(x,y)|(x+1)2+|y-2|=0}
三、 填空题
7. 若{a2,0,-1}={a,b,0},则(ab)2 026= .
8. 设A={x|2
9. (课本P9练习3)判断下列两个集合之间的关系:
(1) A={x|x<0},B={x|x<1};
(2) A={x|x=3k,k∈N},B={x|x=6z,z∈N};
(3) A={x∈N+|x是4与10的公倍数},B={x|x=20m,m∈N+}.
10. 设集合A={x|x2-2mx+m2-m+2=0},B={x|x2-3x+2=0},且A B,求实数m的取值范围.
11. 同时满足:①M {1,2,3,4,5};②a∈M且6-a∈M的非空集合M的个数为( )
A. 16 B. 15
C. 7 D. 6
12. 定义集合运算A B={c|c=a+b,a∈A,b∈B},设A={0,1,2},B={3,4,5},则集合A B的真子集的个数为( )
A. 63 B. 31
C. 15 D. 16
13. 设集合B是集合An={1,2,3,…,3n-2,3n-1,3n},n∈N*的子集.记B中所有元素的和为S(规定:当B为空集时,S=0),若S为3的整数倍,则称B为An的“和谐子集”.则集合A1的“和谐子集”有 个.
14. 已知集合A={x|x>0,x∈R},B={x|x2-x+p=0},且B A,求实数p的取值范围.(共43张PPT)
第一章
集合与常用逻辑用语
1.2 集合间的基本关系
学习 目标 1. 理解子集、真子集、空集的概念.
2. 能用符号和Venn图表达集合间的关系,掌握列举有限集的所有子集的方法.
新知初探 基础落实
问题:我们知道,两个实数之间有相等关系、大小关系,两个集合之间是否也有类似的关系呢?
一、 生成概念
观察:下面集合A与集合B的元素间有何关系?
(1) A={1,2,3},B={1,2,3,4,5};
(2) A={x|x为立德中学高一年级的学生},B={x|x为立德中学的学生}.
集合A中的任意一个元素都是集合B中的元素.
请同学阅读课本P7—P8,完成下列填空.
二、 概念表述
1. 子集及其相关概念
任意一个元素
x∈B且x A
2. 集合的相等
如果集合A的____________都是集合B的_____(即A B),同时集合B的_____________都是集合A的_______(即B A),那么集合A与集合B相等,记作_______.
3. 空集
我们把_______________的集合叫做空集,记作_____.
规定:空集是任何集合的_______,即 A.
补充:任何集合都是它自身的_______(填“子集”或“真子集”).
任意一个元素
元素
任意一个元素
元素
A=B
不含任何元素
子集
子集
三、 概念辨析(判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”.)
(1) 和{ }表示的意义相同. ( )
(2) {0,1}={1,0}={(0,1)}. ( )
(3) 如果集合B A,那么若元素a不属于A,则必不属于B. ( )
(4) 任何集合都有子集和真子集. ( )
×
×
√
×
典例精讲 能力初成
探究
(课本P8例1)写出集合{a,b}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
1
子集、真子集
1
【解答】集合{a,b}的所有子集为 ,{a},{b},{a,b}.真子集为 ,{a},{b}.
假设非空集合A中含有n个元素,则有:(1) A的子集的个数为2n.(2) A的真子集的个数为2n-1.(3) A的非空真子集的个数为2n-2.
变式1
【解答】集合A={1,2,3}的所有子集为 ,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}.注意到A中每个元素均出现了4次,故所有子集中元素的和为(1+2+3)×4=24.由以上分析可知,集合A的子集有8个,真子集有7个.
(1) 写出集合A={1,2,3}的所有子集,并求所有子集中的元素之和及子集和真子集的个数.
【解答】因为{1,2} A,所以A中要有元素1和2.将A中元素增加的情况进行分类讨论:①A中仅有元素1和2时,A={1,2}.②A中的元素在1,2的基础上增加1个,于是有A={1,2,3}或A={1,2,4}.③A中的元素在1,2的基础上增加2个,于是有A={1,2,3,4}.综上,满足条件的集合A共有4个:{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}.
(2) 已知{1,2} A {1,2,3,4},求满足条件的集合A.
【解析】P,Q中的公共元素组成集合C={0,2},M C,这样的集合M共有22=4个.
若M P,M Q,P={0,1,2},Q={0,2,4},则满足上述条件的集合M的个数是____.
变式2
4
探究
(课本P8例2)判断下列各题中集合A是否为集合B的子集,并说明理由:
(1) A={1,2,3},B={x|x是8的约数};
2
集合间的基本关系
2
【解答】因为3不是8的约数,所以集合A不是集合B的子集.
(2) A={x|x是长方形},B={x|x是两条对角线相等的平行四边形}.
【解答】因为若x是长方形,则x一定是两条对角线相等的平行四边形,所以集合A是集合B的子集.
判断集合间关系的方法
(1) 用定义判断.
(2) 数形结合判断:对于不等式表示的数集,可在数轴上标出集合的元素,直观地进行判断,但要注意端点值的取舍.
【解析】A={x|x=2m,m∈Z},B={x|x=4n,n∈Z},因为x=4n=2·2n,所以若x∈B,则x∈A,所以B A.
变式
C
D
B
(3) 能正确表示集合M={x∈R|0≤x≤2}和集合N={x∈R|x2-x=0}关系的Venn图是
( )
探究
(1) 设集合A={x|x2+4x=0},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R},若B A,求实数a的取值范围.
3
集合间包含关系的应用
3
(2) 设集合A={x|-1≤x+1≤6},B={x|m-1
随堂内化 及时评价
B
2. (多选)已知集合P={x|0
ABD
【解析】P={x|0
4. 已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m+1≤x≤m-1},若B A,则实数m的取值范围为____________.
{m|m≥-2}
5. 设集合A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0}.
(2) 若B A,求实数a的值组成的集合C.
配套新练案
一、 单项选择题
1. (2023·北京卷)已知集合M={x|x+2≥0},N={x|x-1<0},则M∩N= ( )
A. {x|-2≤x<1} B. {x|-2
A
2. 已知集合A={x,y},B={0,x2},若A=B,则2x+y等于 ( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. -1
C
【解析】由A=B,得x=0或y=0.当x=0时,x2=0,此时B={0,0},不满足集合中元素的互异性,舍去;当y=0时,x=x2,则x=0或x=1.由上知x=0不适合,故y=0,x=1,经验证,符合题意,则2x+y=2.
B
4. 下列能正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+2x=0}关系的是 ( )
A
【解析】易知N={x|x2+2x=0}={0,-2},显然M∩N={0},且互不包含.
二、 多项选择题
5. 设集合M={x|4-x2=0},则下列说法正确的有 ( )
A. {2} M B. -2∈M
C. =M D. M有4个子集
ABD
【解析】集合M={x|4-x2=0}={2,-2},故A,B,D正确,C错误.
6. 下列集合是空集的是 ( )
A. {t∈R|t2<0} B. {x∈R|x2+3x+6=0}
C. {x∈R|x+2 025=2 025} D. {(x,y)|(x+1)2+|y-2|=0}
AB
【解析】对于A,因为t∈R,t2<0,所以t无解,为空集,故A符合题意;对于B,因为Δ=9-4×6=-15<0,x∈R,所以方程无解,为空集,故B符合题意;对于C,由x+2 025=2 025,得x=0,故C不符合题意;由(x+1)2+|y-2|=0得x=-1,y=2,即(-1,2)∈{(x,y)|(x+1)2+|y-2|=0},故D不符合题意.
三、 填空题
7. 若{a2,0,-1}={a,b,0},则(ab)2 026=____.
1
8. 设A={x|2
【解析】由题知A B,将集合A,B表示在数轴上,如图所示,所以m≥3.
四、 解答题
9. (课本P9练习3)判断下列两个集合之间的关系:
(1) A={x|x<0},B={x|x<1};
9. (课本P9练习3)判断下列两个集合之间的关系:
(2) A={x|x=3k,k∈N},B={x|x=6z,z∈N};
(3) A={x∈N+|x是4与10的公倍数},B={x|x=20m,m∈N+}.
【解答】A={x∈N+|x是4与10的公倍数},即 20的正整数倍,B={x|x=20m,m∈
N+}也表示20的正整数倍,故A=B.
10. 设集合A={x|x2-2mx+m2-m+2=0},B={x|x2-3x+2=0},且A B,求实数m的取值范围.
11. 同时满足:①M {1,2,3,4,5};②a∈M且6-a∈M的非空集合M的个数为
( )
A. 16 B. 15
C. 7 D. 6
C
【解析】当a=1时,6-a=5;当a=2时,6-a=4;当a=3时,6-a=3;当a=4时,6-a=2;当a=5时,6-a=1,所以满足条件的非空集合M可能是{1,5},{2,4},{3},{1,3,5},{2,3,4},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5},共7个.
12. 定义集合运算A B={c|c=a+b,a∈A,b∈B},设A={0,1,2},B={3,4,5},则集合A B的真子集的个数为 ( )
A. 63 B. 31
C. 15 D. 16
B
【解析】当a=0时,b=3或4或5,则c=3或4或5;当a=1时,b=3或4或5,则c=4或5或6;当a=2时,b=3或4或5,则c=5或6或7,所以A B={3,4,5,6,7},则集合A B的真子集的个数为25-1=31.
13. 设集合B是集合An={1,2,3,…,3n-2,3n-1,3n},n∈N*的子集.记B中所有元素的和为S(规定:当B为空集时,S=0),若S为3的整数倍,则称B为An的“和谐子集”.则集合A1的“和谐子集”有____个.
【解析】集合A1={1,2,3}的子集有: ,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},
{2,3},{1,2,3}.其中所有元素的和为3的整数倍的集合有: ,{3},{1,2},{1,2,3}.所以A1的“和谐子集”的个数为4.
4
14. 已知集合A={x|x>0,x∈R},B={x|x2-x+p=0},且B A,求实数p的取值范围.