(3)A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形}.
(4)M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*}.
[解]
(1)集合A的代表元素是数,集合B的代表元素是有序实数对,故A与B之间无包含关系.
(2)集合B={x|x<5},用数轴表示集合A,B如图所示,由图可知AB.
(3)等边三角形是三边相等的三角形,等腰三角形是两边相等的三角形,故AB.
(4)两个集合都表示正奇数组成的集合,但由于n∈N*,因此集合M含有元素“1”,而集合N不含元素“1”,故NM.
判断集合间关系的2种方法
(1)用定义判断.
首先,判断一个集合A中的任意元素是否属于另一集合B,若是,则A⊆B,否则A不是B的子集;
其次,判断另一个集合B中的任意元素是否属于第一个集合A,若是,则B⊆A,否则B不是A的子集;
若既有A⊆B,又有B⊆A,则A=B.
(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.
[活学活用]
1.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( )
解析:
选B 解x2-x=0得x=1或x=0,故N={0,1},易得NM,其对应的Venn图如选项B所示.
2.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={1,2},C={x|x<8,x∈N},用适当的符号填空:
(1)A________B;
(2)A________C;
(3){2}________C;(4)2________C.
解析:
集合A为方程x2-3x+2=0的解集,即A={1,2},而C={x|x<8,x∈N}={0,1,2,3,4,5,6,7}.故
(1)A=B;
(2)AC;(3){2}C;(4)2∈C.
有限集合子集的确定
答案:
(1)=
(2) (3) (4)∈
[例2]
(1)集合M={1,2,3}的真子集个数是( )
A.6 B.7
C.8D.9
(2)满足{1,2}M⊆{1,2,3,4,5}的集合M有________个.
[解析]
(1)集合M的真子集所含有的元素的个数可以有0个,1个或2个,含有0个为∅,含有1个有3个真子集{1},{2},{3},含有2个元素有3个真子集{1,2},{1,3}和{2,3},共有7个真子集,故选B.
(2)由题意可得{1,2}M⊆{1,2,3,4,5},可以确定集合M必含有元素1,2,且含有元素3,4,5中的至少一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:
含有三个元素:
{1,2,3}{1,2,4}{1,2,5};
含有四个元素:
{1,2,3,4}{1,2,3,5}{1,2,4,5};
含有五个元素:
{1,2,3,4,5}.
故满足题意的集合M共有7个.
[答案]
(1)B
(2)7
1.求集合子集、真子集个数的3个步骤
2.与子集、真子集个数有关的3个结论
假设集合A中含有n个元素,则有:
①A的子集的个数为2n个;
②A的真子集的个数为2n-1个;
③A的非空真子集的个数为2n-2个.
[活学活用]
3.已知集合M={x∈Z|1≤x≤m},若集合M有4个子集,则实数m=( )
A.1B.2
C.3D.4
解析:
选B 根据题意,集合M有4个子集,则M中有2个元素,又由M={x∈Z|1≤x≤m},其元素为大于等于1而小于等于m的全部整数,则m=2.
4.设A,B是全集I={1,2,3,4}的子集,A={1,2},则满足A⊆B的B的个数是( )
A.5B.4
C.3D.2
解析:
选B 满足条件的集合B可以是{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4},所以满足A⊆B的B的个数是4.故选B.
由集合间的关系求参数值(或范围)
[例3] 已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m-6≤x≤2m-1},若A⊆B,求实数m的取值范围.
[解] ∵A⊆B,
∴解得
故3≤m≤4.
∴实数m的取值范围是{m|3≤m≤4}.
[一题多变]
1.[变条件]本例中若将“A⊆B”改为“B⊆A”,其他条件不变,求m的取值范围.
解:
(1)当B=∅时,m-6>2m-1,即m<-5.
当B≠∅时,
即m∈∅.
故实数m的取值范围是{m|m<-5}.
2.[变条件]本例若将集合A,B分别改为A={3,m2},B={-1,3,2m-1},其他条件不变,求实数m的值.
解:
因为A⊆B,所以m2=2m-1,即(m-1)2=0,所以m=1,当m=1时,B={-1,3,1},A={3,1}满足A⊆B.
由集合间的关系求参数的2种方法
(1)当集合为不连续数集时,常根据集合包含关系的意义,建立方程求解,此时应注意分类讨论思想的运用;
(2)当集合为连续数集时,常借助数轴来建立不等关系求解,此时应注意端点处是实点还是虚点.
层级一 学业水平达标
1.已知集合A={2,-1},集合B={m2-m,-1},且A=B,则实数m等于( )
A.2 B.-1
C.2或-1D.4
解析:
选C ∵A=B,∴m2-m=2,∴m=2或m=-1.
2.已知集合A={x|-1-x<0},则下列各式正确的是( )
A.0⊆AB.{0}∈A
C.∅∈AD.{0}⊆A
解析:
选D 集合A={x|-1-x<0}={x|x>-1},所以0∈A,{0}⊆A,∅⊆A,D正确.
3.已知集合A={x|x是平行四边形},B={x|x是矩形},C={x|x是正方形},D={x|x是菱形},则( )
A.A⊆BB.C⊆B
C.D⊆CD.A⊆D
解析:
选B 由已知x是正方形,则x必是矩形,所以C⊆B,故选B.
4.已知集合P={x|x2=1},Q={x|ax=1},若Q⊆P,则a的值是( )
A.1B.-1
C.1或-1D.0,1或-1
解析:
选D 由题意,当Q为空集时,a=0;当Q不是空集时,由Q⊆P,a=1或a=-1.
5.已知集合A⊆{0,1,2},且集合A中至少含有一个偶数,则这样的集合A的个数为( )
A.6B.5
C.4D.3
解析:
选A 集合{0,1,2}的子集为:
∅,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2},其中含有偶数的集合有6个.故选A.
6.集合{(1,2),(-3,4)}的所有非空真子集是____________________.
解析:
{(1,2),(-3,4)}的所有真子集有∅,{(1,2)},{(-3,4)},其非空真子集是{(1,2)},{(-3,4)}.
答案:
{(1,2)},{(-3,4)}
7.设x,y∈R,A={(x,y)|y=x},B=,则A,B的关系是________.
解析:
因为B=={(x,y)|y=x,且x≠0},故BA.
答案:
B
A
8.已知集合A={x|x<3},集合B={x|x解析:
将数集A在数轴上表示出来,如图所示,
要满足A⊆B,表示数m的点必须在表示3的点处或在其右边,故m≥3.
答案:
m≥3
9.已知集合A={x|1≤x≤2},B={x|1≤x≤a,a≥1}.
(1)若AB,求a的取值范围;
(2)若B⊆A,求a的取值范围.
解:
(1)若AB,由图可知,a>2.
(2)若B⊆A,由图可知,1≤a≤2.
10.设集合A={1,3,a},B={1,a2-a+1},且B
A,求a的值.
解:
∵B
A,∴a2-a+1=3或a2-a+1=a.
(1)当a2-a+1=3时,解得a=-1或a=2.
经检验,满足题意.
(2)当a2-a+1=a时,解得a=1,此时集合A中的元素1重复,故a=1不合题意.
综上所述,a=-1或a=2为所求.
层级二 应试能力达标
1.设集合A={x,y},B={0,x2},若A=B,则2x+y等于( )
A.0 B.1
C.2D.-1
解析:
选C 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不合适,故y=0,x=1,则2x+y=2.
2.已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0A.1B.2
C.3D.4
解析:
选D 因为集合A={1,2},B={1,2,3,4},所以当满足A⊆C⊆B时,集合C可以为{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4},故集合C有4个.
3.已知集合A={x|x=3k,k∈Z},B={x|x=6k,k∈Z},则A与B之间的关系是( )
A.A⊆BB.A=B
C.ABD.AB
解析:
选D 对于x=3k(k∈Z),当k=2m(m∈Z)时,x=6m(m∈Z);当k=2m-1(m∈Z)时,x=6m-3(m∈Z).由此可知AB.
4.已知集合A={x|ax2+2x+a=0,a∈R},若集合A有且仅有两个子集,则a的值是( )
A.1B.-1
C.0,1D.-1,0,1
解析:
选D 因为集合A有且仅有两个子集,所以A仅有一个元素,即方程ax2+2x+a=0(a∈R)仅有一个根.
当a=0时,方程化为2x=0,此时A={0},符合题意.当a≠0时,由Δ=22-4·a·a=0,
即a2=1,故a=±1.
此时A={-1},或A={1},符合题意.
综上所述,a=0,或a=±1.
5.设集合A={1,3,a},B={1,1-2a},且B⊆A,则a的值为________.
解析:
由题意,得1-2a=3或1-2a=a,解得a=-1或a=.当a=-1时,A={1,3,-1},B={1,3},符合题意;当a=时,A=,B=,符合题意.所以a的值为-1或.
答案:
-1或
6.已知M={y|y=x2-2x-1,x∈R},N={x|-2≤x≤4},则集合M与N之间的关系是________.
解析:
∵y=(x-1)2-2≥-2,
∴M={y|y≥-2},∴NM.
答案:
N
M
7.已知A={x∈R|x<-2或x>3},B={x∈R|a≤x≤2a-1},若B⊆A,求实数a的取值范围.
解:
∵B⊆A,
∴B的可能情况有B≠∅和B=∅两种.
①当B≠∅时,
∵B⊆A,∴或成立,
解得a>3;
②当B=∅时,由a>2a-1,得a<1.
综上可知,实数a的取值范围是{a|a<1或a>3}.
8.设集合A={x|-1≤x+1≤6},B={x|m-1(1)当x∈Z时,求A的非空真子集的个数;
(2)若A⊇B,求m的取值范围.
解:
化简集合A得A={x|-2≤x≤5}.
(1)∵x∈Z,
∴A={-2,-1,0,1,2,3,4,5},
即A中含有8个元素,
∴A的非空真子集数为28-2=254(个).
(2)①当m-1≥2m+1,即m≤-2时,B=∅⊆A;
②当m>-2时,
B={x|m-1因此,要B⊆A,
则只要⇒-1≤m≤2.
综上所述,知m的取值范围是
{m|-1≤m≤2或m≤-2}.