高中数学(必修第一册) 1.2 集合间的关系(精讲)(含答案解析)

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高中数学(必修第一册) 1.2 集合间的关系(精讲)(含答案解析)

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1.2 集合间的关系(精讲)
考点一 集合间的关系
【例1】(1)(多选)(2021·全国高三专题练习)已知集合,则有( )
A. B. C. D.
(2)(2021·北京)已知集合,集合与的关系如图所示,则集合可能是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·广东)已知集合,,则集合与集合的关系是( )
A. B.MN C.NM D.
【一隅三反】
1.(2021·福建厦门市)已知集合,则( )
A. B. C. D.
2.(2021·广东中山市)能正确表示集合和集合的关系的韦恩图的是( )
A. B.
C. D.
3.(2021·全国高一课时练习)已知集合是平行四边形,是矩形,是正方形,是菱形,则
A. B. C. D.
4.(2021·全国高三专题练习(文))若集合,,则( )
A. B. C. D.
5.(2021·江苏泰州市)设集合,,则( )
A. A B.A C. D.
考点二 (真)子集的个数
【例2】(1)(2021·北京师范大学)已知集合,则集合的子集的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
(2)(2021·浙江)已知集合满足,则集合A可以是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·河北)满足的集合M有______个.
【一隅三反】
1.(2021·四川省遂宁市第二中学校)已知集合,则集合的子集个数是( )
A.4 B.8 C.16 D.32
2.(2021·陵川县高级实验中学校)已知集合若A的子集的元素中至多有一个奇数,则这样的子集共( )
A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
3.(2021·河南信阳高中)已知集合,,若,则满足条件的集合的个数为( )
A.7 B.8 C.15 D.16
4.(2021·河北衡水市)定义集合A★B=,设,则集合A★B的非空真子集的个数为( )
A.12 B.14 C.15 D.16
考点三 集合相等
【例3】(1)(2020·全国高一课时练习)下列集合中表示同一集合的是( )
A., B.,
C., D.,
(2)(2021·全国高一单元测试)若集合,,且,则( )
A.0 B.1 C. D.0或1
【一隅三反】
1.(2021·浙江)下列集合与集合相等的是( )
A. B.
C. D.
2.(2021·江苏南通市)已知集合,,若,则的值为( )
A.0 B. C.1 D.
3.(2021·河北石家庄市)已知集合,,(,),若,则( )
A. B.2 C. D.1
4.(2021·江苏省天一中学)设,则集合,若,则( )
A. B. C. D.
考点四 根据集合的关系求参数
【例4-1】(1)(2021·浙江杭州市)设,,若,则 ( )
A.0 B.0或2 C.0或 D.0或
(2)(2021·西安市经开第一中学)集合或,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·重庆市蜀都中学校)已知集合,,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例5-2】(2021·全国高一单元测试)设集合,,若,求实数a的值.
【一隅三反】
1.(2021·广东广州市)已知集合,若,则所有的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
2.(2021·宁夏)设全集,且,则满足条件的集合的个数是( )
A.3 B.4 C.7 D.8
3.(2021·全国高三专题练习)已知集合,集合,若,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.(2021·上海)已知,,若,求实数的值.
答案与解析
考点一 集合间的关系
【例1】(1)(多选)(2021·全国高三专题练习)已知集合,则有( )
A. B. C. D.
(2)(2021·北京)已知集合,集合与的关系如图所示,则集合可能是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·广东)已知集合,,则集合与集合的关系是( )
A. B.MN C.NM D.
【答案】(1)ACD(2)D(3)C
【解析】(1)由题得集合,由于空集是任何集合的子集,故A正确:
因为,所以CD正确,B错误.故选ACD.
(2)由图可知:,,由选项可知:,故选:D.
(3)根据题意,
①a=﹣1时,b=0或1,x=0或﹣1;
②a=0时,无论b取何值,都有x=0;
③a=1时,b=﹣1或0,x=﹣1或0.
综上知N={0,﹣1},则有NM.故选C.
【一隅三反】
1.(2021·福建厦门市)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】集合是由小于3的自然数组成,0,,只有C正确,故选:C.
2.(2021·广东中山市)能正确表示集合和集合的关系的韦恩图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】,故选B.
3.(2021·全国高一课时练习)已知集合是平行四边形,是矩形,是正方形,是菱形,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为菱形是平行四边形的特殊情形,所以D A,矩形与正方形是平行四边形的特殊情形,所以B A,C A,正方形是矩形,所以C B.故选B.
4.(2021·全国高三专题练习(文))若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,时,取得所有奇数,
,时,取得整数因此.故选:B.
5.(2021·江苏泰州市)设集合,,则( )
A. A B.A C. D.
【答案】B
【解析】对于集合A,当,时,,
当,时,,所以或,所以A,
故选:B.
考点二 (真)子集的个数
【例2】(1)(2021·北京师范大学)已知集合,则集合的子集的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
(2)(2021·浙江)已知集合满足,则集合A可以是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·河北)满足的集合M有______个.
【答案】(1)C(2)D(3)7
【解析】(1),有2个元素,则集合的子集的个数是.
故选:C.
(2),集合A可以是,.故选:D.
(3)由,可以确定集合M必含有元素1,2,且至少舍有元素3,4,5中的一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:含有三个元素:,,;含有四个元素:,,;含有五个元素:,故满足题意的集合M共有7个.故答案为:7
【一隅三反】
1.(2021·四川省遂宁市第二中学校)已知集合,则集合的子集个数是( )
A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】B
【解析】,
即集合A中有3个元素,则集合A的子集个数为.故选:B.
2.(2021·陵川县高级实验中学校)已知集合若A的子集的元素中至多有一个奇数,则这样的子集共( )
A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
【答案】C
【解析】集合A的子集一共有:
则满足题意的共有,6个故选:C
3.(2021·河南信阳高中)已知集合,,若,则满足条件的集合的个数为( )
A.7 B.8 C.15 D.16
【答案】C
【解析】,,
,则集合M中一定包含元素0、1,
满足条件的集合M有:
,共15个.
故选:C
4.(2021·河北衡水市)定义集合A★B=,设,则集合A★B的非空真子集的个数为( )
A.12 B.14 C.15 D.16
【答案】B
【解析】,所以集合的非空真子集的个数为,故选:B.
考点三 集合相等
【例3】(1)(2020·全国高一课时练习)下列集合中表示同一集合的是( )
A., B.,
C., D.,
(2)(2021·全国高一单元测试)若集合,,且,则( )
A.0 B.1 C. D.0或1
【答案】(1)B(2)A
【解析】(1)对于A选项,点和点不是同一个点,则;
对于B选项,集合和中的元素相同,则;
对于C选项,集合为点集,集合为数集,则;
对于D选项,集合为数集,集合为点集,则.故选:B.
(2),,或1,显然,.故选:A.
【一隅三反】
1.(2021·浙江)下列集合与集合相等的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】集合表示数字和的集合.
对于A:集合中的元素代表点,与集合不同,A错误;
对于B:集合中的元素代表点,与集合不同,B错误;
对于C:由得:或,与集合元素相同,C正确;
对于D:表示两个代数式的集合,与集合不同,D错误.
故选:C.
2.(2021·江苏南通市)已知集合,,若,则的值为( )
A.0 B. C.1 D.
【答案】B
【解析】根据集合中元素的互异性可知,
因为,所以或,
当时,,此时;
当时,则,因为,所以,此时.故选:B
3.(2021·河北石家庄市)已知集合,,(,),若,则( )
A. B.2 C. D.1
【答案】D
【解析】∵集合,,且,
∴,或,
先考虑,解得,
此时,,满足题意,
∴;
再考虑,解得,
此时,,不满足题意,
综上,故选:D
4.(2021·江苏省天一中学)设,则集合,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,得,
∵,∴仅当时符合题意,故.故选:C.
考点四 根据集合的关系求参数
【例4-1】(1)(2021·浙江杭州市)设,,若,则 ( )
A.0 B.0或2 C.0或 D.0或
(2)(2021·西安市经开第一中学)集合或,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
(3)(2021·重庆市蜀都中学校)已知集合,,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】(1)C(2)A(3)C
【解析】(1)当时,得,
若,则不满足集合中的元素的互异性,所以;
若,则,,满足题意,
当时,或(舍去),满足题意,
∴或,故选:C.
(2),①当时,即无解,此时,满足题意.
②当时,即有解,当时,可得,
要使,则需要,解得.
当时,可得,
要使,则需要,解得,
综上,实数的取值范围是.故选:A.
(3)因,而,
所以时,即,则,此时
时,,则,无解,
综上得,即实数的取值范围是.故选:C
【例5-2】(2021·全国高一单元测试)设集合,,若,求实数a的值.
【答案】a≤-1或a=1.
【解析】∵A={0,-4},B A,于是可分为以下几种情况.
(1)当A=B时,B={0,-4},
∴由根与系数的关系,得解得a=1.
(2)当时,又可分为两种情况.
①当时,即B={0}或B={-4},
当x=0时,有a=±1;
当x=-4时,有a=7或a=1.
又由Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0,
解得a=-1,此时B={0}满足条件;
②当时,Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0,
解得a<-1.
综合(1)(2)知,所求实数a的取值为a≤-1或a=1.
【一隅三反】
1.(2021·广东广州市)已知集合,若,则所有的取值构成的集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】时,满足题意,
时,得,所以或,或,所求集合为.故选:D.
2.(2021·宁夏)设全集,且,则满足条件的集合的个数是( )
A.3 B.4 C.7 D.8
【答案】D
【解析】由不等式,解得,即
又由,可得满足条件的集合的个数为.故选:D
3.(2021·全国高三专题练习)已知集合,集合,若,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解不等式得,要使,
当集合时,,解得;
当集合时,,解得.
综上:.故选:D.
4.(2021·上海)已知,,若,求实数的值.
【答案】或
【解析】,或或或;
若,无解;
若,无解;
若,;
若,;综上:或.

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