1.2 集合间的基本关系

数学 | 10年级

通过类比实数的大小关系,理解子集、真子集与集合相等的含义,会用 ⊆、⊊、= 表示两个集合的关系,知道空集是任何集合的子集,会求给定集合的子集个数。

这一页讲的是必修第一册 第一章 集合与常用逻辑用语 · 1.2 集合间的基本关系里的「1.2 集合间的基本关系」,教材要求做到:能用符号正确表示两个集合的包含、相等关系。它不是凭空出现的——要先会「1.1 集合的概念」,这一页才读得顺。学完之后,它会直接支撑「1.3 集合的基本运算」。下面配了 8 道诊断题,其中基础 4 道、进阶 4 道,答案与解析全部公开;先自己做一遍,再对照解析找断点。

掌握标准

先修关系

先修 · 学这页之前先会1.1 集合的概念本知识点1.2 集合间的基本关系后续 · 学完接着学1.3 集合的基本运算

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诊断题(共 8 道,答案与解析全公开)

第 1 题 基础

下列表示集合与集合之间关系的式子中,正确的是( )

  1. ∅⊆{0}
  2. 0∈∅
  3. ∅={0}
  4. 0=∅
看答案与解析

答案:A

解析:空集是任何集合的子集,所以 ∅⊆{0} 成立。空集不含任何元素,故 0∈∅ 不成立;∅ 与 {0} 的元素个数不同,二者不相等。

第 2 题 进阶

由 3 个不同元素组成的集合,其子集的个数是( )

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
看答案与解析

答案:C

解析:含 n 个元素的集合,每个元素都有取与不取两种可能,故子集个数为 2 的 n 次方。这里 n=3,2³=8,其中包括空集和集合本身。

第 3 题 基础

已知 A={1,2,3},B={1,2,3,4},则 A ____ B(填 ⊊ 或 ⊋)。

看答案与解析

答案:⊊

解析:A 的每个元素都是 B 的元素,所以 A⊆B;又 4 属于 B 但不属于 A,故 A 是 B 的真子集,记作 A⊊B。

第 4 题 基础

集合 {x∈N | x<3} 的真子集个数是( )

看答案与解析

答案:7

解析:该集合的元素为 0、1、2,共 3 个,子集总数是 2³=8;去掉它本身这一个,真子集有 8−1=7 个。

第 5 题 进阶

判断命题“若 A⊆B 且 B⊆A,则 A=B”是否正确,并用子集定义说明理由。

看答案与解析

答案:正确。两方向的包含关系说明两个集合的元素完全相同。

解析:子集描述的是元素的归属关系。A⊆B 说明 A 的元素全在 B 中,B⊆A 说明 B 的元素全在 A 中,两个方向的元素互相包含,因此两集合相等。

第 6 题 基础

写出集合 M={1,2,3} 的所有子集,并指出其中真子集有几个。

看答案与解析

答案:子集共 8 个:∅、{1}、{2}、{3}、{1,2}、{1,3}、{2,3}、{1,2,3};其中真子集有 7 个。

解析:含 3 个元素的集合,子集个数是 2^3=8 个。按元素个数分类枚举:不含元素的是空集 1 个,含 1 个元素的有 {1}、{2}、{3} 共 3 个,含 2 个元素的有 {1,2}、{1,3}、{2,3} 共 3 个,含 3 个元素的是 {1,2,3} 本身 1 个,合计 8 个。真子集要求与原集合不相等,所以要去掉 {1,2,3} 这一个,共 7 个。

第 7 题 进阶

已知集合 A={1,2,3,4},B={2,4},则满足 B⊆C⊆A 的集合 C 的个数是( )

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
看答案与解析

答案:B

解析:C 必须包含 B 的全部元素 2 和 4,又不能超出 A 的范围,所以 C 只能由 B 再加上 {1,3} 的某一部分组成。{1,3} 共有 2^2=4 个子集,分别是 ∅、{1}、{3}、{1,3},与 B 合并后得到 {2,4}、{1,2,4}、{2,3,4}、{1,2,3,4},各不相同,所以满足条件的 C 有 4 个。

第 8 题 挑战

已知集合 A={x | x^2-3x+2=0},B={x | ax-1=0},若 B⊆A,则实数 a 的所有取值组成的集合是____。

看答案与解析

答案:{0, 1/2, 1}

解析:先解 x^2-3x+2=0,得 x=1 或 x=2,所以 A={1,2}。当 a=0 时,方程 ax-1=0 即 -1=0 无解,B 是空集,而空集是任何集合的子集,符合要求;当 a≠0 时,B={1/a},要 B⊆A 须 1/a=1 或 1/a=2,得 a=1 或 a=1/2。综上 a 的取值为 0、1/2、1。只算出 a=1、1/2 而漏掉空集的情形,是本题最常见的错误。

课标对应

理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集

《课程标准》原文(mat-2017:G.NR.03)

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