2集合的基本运算
- 格式:doc
- 大小:72.00 KB
- 文档页数:3
集合间的基本关系及运算【知识要点】1、子集:如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的子集, 记作A B 或B A.2、集合相等:如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么集合A等于集合B,记作A=B3、真子集:如果A B,且A B,那么集合A称为集合B的真子集,A B .4、设A S,由S中不属于A的所有元素组成的集合称为S的子集A的补集,记作C S A5 、元素与集合、集合与集合之间的关系6 、有限集合的子集个数1 )n 个元素的集合有2n个子集2) n 个元素的集合有2n-1 个真子集3) n 个元素的集合有2n-1 个非空子集4) n 个元素的集合有2n-2 个非空真子集7、交集:由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合叫A与B的交集,记作A Bo8、并集:由所有属于集合A或属于B的元素构成的集合称为A与B的并集,记A B o9 、集合的运算性质及运用知识应用】1. 理解方法:看到一个集合A里的所有元素都包含在另一个集合里B,那么A就是B的子集,也就是说集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素,即由任意x A能推出x Bo【J】例1.指出下列各组中集合A与集合B之间的关系(1)A={-1,1} ,B=Z (2)A={1,3,5,15} ,B={x|x 是15的正约数}【L】例 2.已知集合A={x|-2 x 5},B={x|m+1x 2m-1},若B A,求实数m取值范围。
【C】例3.已知集合A {0,1,2,3},至少有一个奇数,这样的集合A的子集有几个,请一写出。
2. 解题方法:证明2个集合相等的方法:(1)若A 、B 两个集合是元素较少的有限集,可用【C 】例 3.集合 M={x|x=3k-2,k Z},P={y|y=3x+1,x Z},S={z|z=6m+1,m Z}之间的关列举法将元素一一列举出来,比较之或者看集合中的代表元素是否一致且代表元素满足 的条件是否一致,若均一致,则两集合相等。
集合的概念与基本运算集合是数学中最基础的概念之一,它是由一组互不相同的元素构成的。
集合的元素可以是任意类型的对象,例如数字、字母、图形、人、事物等。
集合的概念和应用广泛,不仅仅在数学领域,还在计算机科学、语言学、物理学等其他领域中具有重要的作用。
一、集合的表示和分类集合的表示方法有两种,一种是枚举法,即列举所有的元素,例如A={1,2,3,4,5}, B={a,b,c,d,e}。
另一种是描述法,即通过描述元素的性质来定义集合,例如C={x | x 是大于0小于10的整数}表示C是由大于0小于10的整数组成的集合,其中 | 符号表示“满足……的元素属于”。
根据元素个数的不同,集合可以分为有限集和无限集。
有限集就是元素个数有限的集合,例如菜单上的菜品,一次考试的得分等;无限集则是元素个数无限的集合,例如自然数集合、实数集合等。
二、集合的基本运算1.并集。
并集是指将两个或多个集合中的元素合并到一起构成的新集合。
例如,苹果和梨分别构成了集合A和集合B,它们的并集记作A∪B={苹果,梨}。
2.交集。
交集是指将两个或多个集合中的共同元素选出来构成的新集合。
例如,集合A={1,2,3,4}和集合B={4,5,6}的交集为{4},记作A∩B。
3.差集。
差集是指一个集合中去掉另一个集合中的元素所得到的集合。
例如,集合A={1,2,3,4},集合B={3,4,5,6},那么A-B={1,2},B-A={5,6}。
4.补集。
补集是指每个集合中不属于另一个集合的元素构成的集合。
例如,集合A={1,2,3,4},它的补集记作A',则A'={x | x 不属于A}={5,6,7,8……}。
5.子集。
子集是指一个集合中的所有元素都属于另一个集合,称作子集,即A是B的子集,表示为A⊆B。
例如,集合A={1,2}是集合B={1,2,3,4}的子集。
6.真子集。
真子集是指一个集合中的所有元素都属于另一个集合中,但是它不等于另一个集合本身,称作真子集,即A是B的真子集,表示为A⊂B。
集合的基本运算:
交集、并集、相对补集、绝对补集、子集。
(1)交集:集合论中,设A,B是两个集合,由所有属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合,叫做集合A与集合B的交集(intersection),记作A∩B。
(2)并集:给定两个集合A,B,把他们所有的元素合并在一起组成的集合,叫做集合A与集合B的并集,记作A∪B,读作A并B。
(3)相对补集:若A和B 是集合,则A 在B 中的相对补集是这样一个集合:其元素属于B但不属于A,B - A = { x| x∈B且
x∉A}。
(4)绝对补集:若给定全集U,有A⊆U,则A在U中的相对补集称为A的绝对补集(或简称补集),写作∁UA。
(5)子集:子集是一个数学概念:如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的子集。
符号语言:若∀a∈A,均有a∈B,则A⊆B。
姓名班级笔记就是书写解题思路和方法1.3集合间的基本运算第2课时补集及集合的综合应用编写者审核者【导学目标】1、了解全集的意义和它的记法.理解补集的概念,能正确运用补集的符号和表示形式,会用图形表示一个集合及其子集的补集.2、会求一个给定集合在全集中的补集,并能解答简单的应用题.【教学重点】类比数的加法、减法运算,理解集合的并与补运算,结合实例理解集合的运算..【教学难点】解决集合的运算问题,关键在于确定集合的元素,应充分利用Venn图使它形象化,或通过等价转化使它具体化.【基础梳理】1.在研究集合与集合之间的关系时,如果所要研究的集合都是某一给定集合的子集,称这个给定的集合为全集,通常用U表示.2.如果给定集合A是全集U的一个子集,由U中所有元素构成的集合,叫做A在U中的补集,记作∁UA,读作“”,用符号表示为∁UA=.3.全集通常用表示,全集与它的任意一个真子集之间的关系用Venn图可表示为.4.A∪(∁UA)=,A∩(∁UA)=,∁U(∁UA)= .【预习检测1.(2009·全国Ⅱ)已知全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},M={1,3,5,7},N={5,6,7},则∁U(M∪N)=( )A.{5,7} B.{2,4} C.{2,4,8} D.{1,3,5,6,7}2.(2009·广东文)已知全集U=R,则正确表示集合M={-1,0,1}和N={x|x2+x=0}关系的韦恩(Venn)图是()3.(2010·浙江高考)设P={x|x<4},Q={x|x2<4},则()A.P⊆Q B.Q⊆P C.P⊆∁RQ D.Q⊆∁RP4.已知集合U={1,2,3,4,5},A={2,3,4},B={4,5},则A∩(∁UB)=________.5.设全集为R,A={x|x<-4或x>1},B={x|-2<x<3},求:(1)A∩B;(2)(∁RA)∩B;(3)A∪(∁RB).典例探讨】类型一补集的运算【例1】设U={x|-5≤x<-2,或2<x≤5,x∈Z},A={x|x2-2x-15=0},B={-3,3,4},求∁UA、∁UB.类型二并、交、补综合运算【例2】已知全集U={x|-5≤x≤3},A={x|-5≤x<-1},B={x|-1≤x≤1},求∁UA,∁UB,(∁UA)∩(∁UB),(∁UA)∪(∁UB),∁U(A∩B),∁U(A∪B),并指出其中相等的集合.类型三用Venn图进行补集运算【例3】设U为全集,M,P,N是U的三个子集,则图中阴影部分表示的集合是A、(M∩P)∩N B.(M∩P)∪N C.(M∩P)∩(∁UN) D.(M∩P)∪(∁UN )【我的小结】【课堂练习】1、设U=R,A={x|a≤x≤b},∁UA={x|x>4或x<3},求a,b的值.2、已知全集U={x|x≤4},集合A={x|-2<x<3},集合B={x|-3<x≤3}.求∁UA,A∩B,∁U(A∩B),(∁UA)∩B.3、已知全集U,M、N是U的非空子集,若∁UM⊇N,则必有()A.M⊆∁UN B.M ∁UN C.∁UM=∁UN D.M=N【课后作业】1、已知方程x2+ax+1=0,x2+2x-a=0,x2+2ax+2=0,若三个方程至少有一个方程有实根,求实数a的取值范围.2、已知集合A={x|x2-4mx+2m+6=0},B={x|x<0},若A∩B≠Ø,求实数m的取值范围.。
集合的基本运算教案教学目标:1. 了解集合的基本概念,掌握集合的表示方法。
2. 学会集合的交集、并集、补集的运算方法。
3. 能够运用集合的基本运算解决实际问题。
教学重点:1. 集合的基本概念和表示方法。
2. 集合的交集、并集、补集的运算方法。
教学难点:1. 理解集合的交集、并集、补集的运算规律。
2. 解决实际问题时的集合运算。
教学准备:1. 教学课件或黑板。
2. 集合的图形示例。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入集合的概念,通过实际例子讲解集合的表示方法,如用大括号表示集合元素。
2. 引导学生思考集合的基本运算,引发学生对交集、并集、补集的兴趣。
二、集合的交集(10分钟)1. 介绍交集的定义:两个集合中共同的元素组成的集合。
2. 演示交集的运算方法,通过图形示例解释交集的概念。
3. 引导学生通过集合的图形表示,找出交集。
三、集合的并集(10分钟)1. 介绍并集的定义:两个集合中所有的元素组成的集合。
2. 演示并集的运算方法,通过图形示例解释并集的概念。
3. 引导学生通过集合的图形表示,找出并集。
四、集合的补集(10分钟)1. 介绍补集的定义:一个集合在全集中的补集,即全集中不属于该集合的元素组成的集合。
2. 演示补集的运算方法,通过图形示例解释补集的概念。
3. 引导学生通过集合的图形表示,找出补集。
五、集合的基本运算练习(15分钟)1. 给出一些集合,让学生运用交集、并集、补集的运算方法,求出相应的结果。
2. 引导学生通过集合的图形表示,验证运算结果的正确性。
教学反思:通过本节课的教学,学生应能够掌握集合的基本概念和表示方法,理解集合的交集、并集、补集的运算规律,并能够运用集合的基本运算解决实际问题。
在教学过程中,要注意引导学生通过图形示例,直观地理解集合的运算规律,提高学生的学习兴趣和动手能力。
六、集合的运算性质(10分钟)1. 介绍集合的运算性质,包括交换律、结合律和分配律。
2. 通过示例讲解和图形表示,让学生理解并掌握集合的运算性质。
《1.3.2 集合的基本运算》教学设计1.能举例说明全集;对于具体的集合,能写出其补集;并会用符号语言、图形语言表教学重点:全集、补集的含义.教学难点:补集的含义,利用Venn图解决一些与集合运算有关的问题.PPT.一、问题导入问题1:上一节课学习了交集和并集,请你默写定义,并用符号语言和图形语言表示.集合的并集是类比了实数的加法运算,实数也有减法运算,那么集合是否也可以“相减”呢?如集合A={1,2,3},B={3},则集合A“减去”集合B应该是什么呢?请写出你的猜想.师生活动:学生先默写,之后互相检查,再写出猜想,以小组交流,教师适时引导.设计意图:通过回顾并集概念,寻找集合运算与实数运算之间的相似性,为类比引入补集做好铺垫.二、全集1.形成概念问题2:小学到初中,数的研究范围逐步地由自然数到整数,再到有理数,引进无理数后,数的研究范围扩充到实数.思考下面两个集合中元素是否相同?为什么?A={x∈Q|(x-1)(x2-2)=0};B={x∈R|(x-1)(x2-2)=0}.师生活动:学生独立完成,之后展示交流,教师补充.预设的答案:两个集合中的元素不相同.原因如下:A={x∈Q|(x-1)(x2-2)=0}={1};B={x∈R|(x-1)(x2-2)=0}={1,2,-2}.教师讲解:在不同范围研究同一个问题,可能有不同的结果,如上述方程(x-1)(x2-2)=0的根在不同数集范围下是不同的.因此,在研究问题时,经常要确定研究对象的范围.即:一般地,如果一个集合含有所研究问题中涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集(universe set),通常记作U.设计意图:利用已有的知识类比学习新知识,学生容易接受,举例说明让学生体会到在研究对象时,确定研究范围的重要性.2.初步理解追问:你能再举出几个全集的例子吗?师生活动:学生举例,展示交流,教师补充.预设的答案:上操站队时,全校学生构成的集合是全集;班主任分配宿舍时,我班所有学生构成的集合就是全集;参加学校运动会按班级报参赛项目时,我班的运动员构成的集合就是全集.设计意图:通过举例,让学生初步理解全集的概念.三、补集3.形成概念问题3:阅读教科书第13页,什么是补集?默写定义.在问题1中,你的猜想正确吗?有哪些值得肯定之处?师生活动:学生阅读课本获得定义,并通过比较发现自己的猜想与教科书中定义的一致之处,以及不同之处.预设的答案:在学生默写的基础上教师修正,给出答案(如图1).设计意图:阅读获得定义,默写记忆定义,并通过比较,肯定学生猜想中的合理之处,激发学生的兴趣.4.精致定义问题4:学习了集合的三种运算,它们之间有哪些异同,你是如何区别的?师生活动:学生先独立梳理,再展示交流,教师设计表格帮助学生进行整理.预设的答案:语言并集交集补集自然语言由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A在全集U中的补集记法A∪B A∩B AC U记法读作A并B A交B A在全集U中的补集符号语言A∪B={x|x∈A,或x∈B} A∩B={x|x∈A,且x∈B} AC U={x∈U,且x∉A}图形语言集合关系A、B可以是任意集合A、B可以是任意集合A⊆U图1自然语言符号语言图形语言对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,简称为集合A的补集,记作ACU(读作“集合A在全集U中的补集”)}{AxUxAC U∉∈=,且设计意图:集合的三种运算(并集、交集、补集)的定义相近,符号语言表示相似,易混淆,通过将三者放在一起对比,异同点一目了然,帮助学生进一步理解概念.四、概念应用问题5:自己独立完成教科书第13页的例5、例6,然后对比教材批改.每一个题目求解的依据是什么?师生活动:学生独立完成,教师巡视观察学生做的情况,有个别问题个别纠正,共性问题教师再针对性讲解.答案略.设计意图:练习补集运算,巩固集合运算.五、运算律问题6:定义了一种运算之后,为简便计算会研究其运算律.回忆一下并集、交集运算律有哪些?通过类比猜想补集运算有哪些运算律?师生活动:学生思考交流,教师给出如下提示:A∪(C U A)=________,A∩(C U A)=________,C U(C U A)=________.(其中U 为全集)预设的答案:A∪(C U A)=U,A∩(C U A)= ,C U(C U A)=A .(其中U为全集)设计意图:通过类比并集、交集的运算律,探索发现补集的运算律.六、巩固应用例1 (1)设集合U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则C U M=()A.U B.{1,3,5} C.{3,5,6} D.{2,4,6}(2)设全集U=R,集合A={x|2<x≤5},则C U A=________.(3)设集合A={1,2,6},B={2,4},C={x∈R|-1≤x≤5},则(A∪B)∩C=()A.{2} B.{1,2,4}C.{1,2,4,6} D.{x∈R|-1≤x≤5}(4)设全集为R,A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},则C R(A∪B)=________,(C R A)∩B=________.师生活动:学生独立完成之后展示交流.预设的答案:(1)C;(2){x|x≤2,或x>5};(3)B;(4){x|x≤2,或x≥10},{x|2<x<3,或7≤x<10}解:把全集R和集合A,B在数轴上表示如下:图2由图2知,A∪B={x|2<x<10},∴C R(A∪B)={x|x≤2,或x≥10}.∵C R A={x|x<3,或x≥7},∴(C R A)∩B={x|2<x<3,或7≤x<10}.设计意图:巩固集合的基本运算.问题7:本题求解的依据是什么?每个题目中所给集合有什么特点?你获得了什么求解经验?师生活动:学生观察总结,展示交流,师生完善补充.预设的答案:求解的依据是定义.对于用列举法给出的集合,可直接观察或借助于Venn 图写出结果.对于用描述法给出的集合,首先明确集合中的元素,其次将两个集合化为最简形式;对于连续的数集常借助数轴表示结果,此时要注意数轴上方所有“线”下面的实数组成了并集,数轴上方“双线”(即公共部分)下面的实数组成了交集,要注意端点是否在集合中.设计意图:通过应用加深对概念的理解,并提升数学运算素养.例2 设U=R,集合A={x|x2+3x+2=0},B={x|x2+(m+1)x+m=0},若(C U A)∩B =∅,则m=__________.问题8:本题中两个集合可否化简?集合B化简之后有几种情况?待求解的问题是否可以化简?师生活动:学生根据问题7的引导,对题目进行化简,教师引导学生对集合B要分类讨论写出其化简后的情况.然后再对化简后的问题进行求解就比较容易了.解:A={-2,-1},由(∁U A)∩B=∅,得B⊆A,∵方程x2+(m+1)x+m=0的判别式Δ=(m+1)2-4m=(m-1)2≥0,∴B≠∅.∴B={-1}或B={-2}或B={-1,-2}.①若B={-1},则m=1;②若B={-2},则应有-(m+1)=(-2)+(-2)=-4,且m=(-2)·(-2)=4,这两式不能同时成立,∴B≠{-2};③若B={-1,-2},则应有-(m+1)=(-1)+(-2)=-3,且m=(-1)·(-2)=2,由这两式得m=2.经检验知m=1和m=2符合条件.∴m=1或2.设计意图:通过两个集合的运算,转化为两个集合间的关系,利用学生熟悉的一元二次方程根的情况,分类讨论求解,培养学生分析问题的能力,提升数学运算素养.七、归纳总结、布置作业问题9:本节课你有哪些收获?可以从以下几方面思考:(1)两个集合间的基本运算有哪些?(2)求解集合运算问题,你获得了哪些经验?师生活动:相互讨论、概括总结.预设的答案:(1)略;(2)①集合中的元素若是离散的,一般采用什么方法;集合中的元素若是连续的实数,则用什么方法,此时要注意端点的情况.②已知集合的运算结果求参数,要注意检验参数的值是否满足题意,或者是否满足集合中元素的互异性.设计意图:梳理总结,深化理解.布置作业:教科书习题1.3的第4,5,6题.八、目标检测设计1.设全集U={1,2,3,4,5,6},A={1,2,3,4},则C U A等于()A.{1,2,5,6} B.{5,6} C.{2} D.{1,2,3,4}2.如图所示,阴影部分表示的集合是______________,全集是_______________.3.已知集合A,B均为全集U={1,2,3,4}的子集,且C U(A∪B)={4},B={1,2},则A∩C U B等于()A.{3} B.{4} C.{3,4} D.4.设集合S={x|x>-2},T={x|-4≤x≤1},则(C R S)∪T等于()A.{x|-2<x≤1} B.{x|x≤-4}C.{x|x≤1} D.{x|x≥1}答案:1.B2.{7,9},U={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}或写成{n∈N|1≤n≤10}3.A4.C设计意图:1,2题考查集合的全集集和补集的概念,3,4题考查集合的运算的综合应用.。
集合的基本运算
一、教学目标
1、 知识与技能
(1) 理解并集和交集的含义,会求两个简单集合的交集与并集
(2) 能够使用Venn 图表达两个集合的运算,体会直观图像对抽象概念理解的作用
2、 过程与方法
(1) 进一步体会类比的作用
(2) 进一步树立数形结合的思想
3、 情感态度与价值观
集合作为一种数学语言,让学生体会数学符号化表示问题的简洁美.
二、课时:1课时
三、课型:新授课
四、教学重点、难点
重点:并集与交集的含义
难点:理解并集与交集的概念,符号之间的区别与联系
五、教法:启发式、探究式
六、教学用具:书、粉笔、黑板(多媒体)
七、教学过程
1、 创设情境
师:我们两个实数除了可以比较大小外,还可以进行加法运算,类比实数的加法运算,两个集合是否也可以“相加”呢?
2、 探究新知
同学们观察下列各个集合,你能说出集合C 与集合A 、B 之间的关系吗?
(1)}5,3,1{=A ,}6,4,2{=B ,}6,5,4,3,2,1{=C ;
(2)}10,8,6,4,2{=A ,}16,8,4,2{=B ,}16,10,8,6,4,2{=C
生1:集合C 是由属于集合A 和属于集合B 的元素组成的。
生2:集合C 是由所有属于集合A 或属于集合B 的元素组成的。
师:同学们说出的关系都比较好,首先我们来看第一位的归纳,它的归纳针对第一组集合是符合的,但对第二组集合就不符合了,说明这个归纳还不完善一下,下面我们大家一起来修改一下。
观察第一组集合,集合C 是由所有属于集合A 和属于集合B 的元素组成。
如果我们修改成这样,看这句话对第二组集合适用吗?
生:不适用,应该把“和”改成“或”,因为元素具有互异性。
师:因此我们就可以归纳出并集的含义:一般地,由所有属于集合A 或集合B 的元素组成的集合,称为集合A 与集合B 的并集。
记作:A ∪B ,读作:A 并B ,其含义用符号表示为:
{|,}A B x x A x B =∈∈U 或.
(2)解剖分析:
1> “所有”:不能认为A ∪B 是由A 的所有元素和B 的所有元素组成的集合,即简单平凑,
要满足集合的互异性,相同的元素即A 和B 的公共元素只能算作并集中的一个元素 2> “或”:“B x A x ∈∈或”这一条件,包括下列三种情况: B x A x ∉∈但;
A
B∉
∈x
x但;B
x
A
x∈
∈且
师:对于集合的并集,除了用符号语言表示外,还可以通过Venn图表示。
3>用Venn图表示A∪B:
(1)完成教材P8的例4和例5(例4是较为简单的不用动笔,同学直接口答即可;例5必须动笔计算的,并且还要通过数轴辅助解决,充分体现了数形结合的思想。
)练习:A={1,4,8},B={2,4,6,8,10}求B
A Y,并画出Venn图。
(2)思考:求集合的并集是集合间的一种运算,那么,集合间还有其他运算吗?(具体画出A与B相交的Venn图)
(3)交集的含义:一般地,由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合,称为A 与B的交集,记作:A∩B,读作:A交B,其含义用符号表示为{|,}.
A B x x A x B
=∈∈
I且
(4)解剖分析:
1>“且”
2>用Venn图表示A∩B:
(5)完成教材P9的例6(口述)
(6)
B
A
},
5
2|
{
B
}4
1
|
{
A⋂
≤
<
=
≤
<
-
=求
,x
x
x
x
(运用数轴,答案为
A=B
A B
B A
A与B相交(有公共元素)A与B分离(无公共元素)
A B B A
A=B
A与B相交(有公共元素)A与B分离(无公共元素)
A B
4}x 2|{x B A ≤<=⋂)
3、 反馈练习
(1) 教材P9的例7
(2) 教材P11 #1 #2
4、 课堂小节
(1)并集和交集的含义及其符号表示
(2)并集与交集的区别(符号等)
5、 作业布置
(1) 必做题:教材P12 #6 #7
(2) 选做题:
已知
}2{B A },1,52{B A },|{},2|{A 22-=⋂-=⋃++=--=,且r qx x x B px x x ,的值。
、、求r q p (答案:10,3,1-=-=-=r q p ))
九、教学反思。