1.1.2 集合的基本关系 教学设计 2020年新人教B版

  • 格式:doc
  • 大小:1.27 MB
  • 文档页数:8

集合的基本关系【教材分析】课本从学生最为熟悉的班级所有同学组成的集合出发,引入集合间的关系,形成子集、真子集相等概念表述.在学习此内容时要注意两点,一是学习时注意顺序性,按子集、真子集、集合相等顺序逐一探究、尝试、发现、理解;二是把握维恩图的“出场”时机,体会其丰富的数学内涵。

在没有谈及真子集前,用维恩图表述是不完整的,还可能有相等,这里会引起纠缠不清的问题。

【教学目标】教学目标:1. 理解集合之间包含与相等的含义;2. 能识别给定集合的子集;3. 能判断给定集合间的关系.【教学重难点】1.教学重点:理解集合间包含与相等的含义.2.教学难点:包含关系的判断与证明.(空集与任意集合的关系).【教学过程】探究问题一 如果一个班级中,所有同学组成的集合记为S ,而所有女同学组成的集合记为F .1.你觉得集合S 和F 之间有怎样的关系?2.你能从什么样的角度把他们的关系分析得更清楚?3.刚入学你可能对我们班的全部同学还没有熟悉,是否考虑从简单的数学问题把类似关系说清楚呢? 给定两个集合{}1,3A =,{}1,3,5,6B =,它们之间有什么区别于联系呢?(1)集合中的元素个数有差异;(2)集合{}1,3A =的元素都是集合{}1,3,5,6B =的元素.针对上述(2),我们可以举出很多相同类型的例子,也能判断探究问题中集合F 的任意一个元素都是集合S 的元素。

1.子集一般地,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.(1)记作A B ⊆(或B A ⊇);(2)读作“A 包含于B ”(或“B 包含A ”);(3)A 不是B 的子集,记作A B (或B A ).尝试与发现尝试(1)根据子集的定义判断,如果{}1,23A =,,那么A A ⊆吗? 根据子集的定义,{}{}1,231,23⊆,,; 发现(1):非空集合都是它自身的子集,即A A ⊆成立.尝试(2):∅是∅的子集吗?根据子集的定义,∅是∅的子集.发现(2):∅⊆∅成立尝试(3):你认为可以规定空集∅是任意一个集合的子集吗?为什么?因为空集不包含任何元素,不会出现“∅内有元素不在集合A ”的可能,因此A ∅⊆,这里的A 也可以是空集.发现(3):空集是任意一个集合A 的子集.体会这两个词出现在此处有没有意义:请君入瓮、孙猴子跳不出如来佛的手心.探究问题二 对于探究问题一中的集合S ,F ,如果S 中有男同学,F S ⊆还成立吗?2.真子集一般地,如果集合A 是集合B 的子集,并且B 中至少有一个元素不属于A ,那么集合A 称为集合B 的真子集,(1)记作⊂≠A B (或__B A ); (2)读作“A 真包含于B ”(或“B 真包含A ”) .尝试与发现尝试(1):分析集合{}1,2A =,{}1,2,3,4B =之间的关系。

发现(1):⊂≠A B .尝试(2):∅是任意任意一个集合的真子集吗?发现(2):∅是任意任意一个非空集合的真子集 .尝试(3): 能否借助图形来形象地表示两个集合的真子集关系?{}2019A =山东省级高一学生,{}2019B =中国级高一学生,发现(3)如果用平面上一条封闭曲线的内部来表示集合,那么我们就可以作出示意图来形象地表示集合之间的关系,这种示意图通常称为维恩图.尝试(4):对于集合A ,B ,C ,如果A B ⊆,B C ⊆,那么A , C 之间有什么关系?发现(4):对于集合A ,B ,C ,如果A B ⊆,B C ⊆,则A C ⊆.尝试(5):对于集合A ,B ,C ,如果⊂≠A B ,⊂≠B C ,那么A , C 之间有什么关系?如何用维恩图来描述它们之间的关系?发现(5):对于集合A ,B ,C ,如果⊂≠A B ,⊂≠B C ,则⊂≠A C .尝试(6):对于集合A ,B ,C ,如果⊆A B ,⊂≠B C ,那么A , C 之间有什么关系?发现(6):对于集合A ,B ,C ,如果⊆A B ,⊂≠B C ,则⊂≠A C .例题讲解:例1 写出集合{}6,7,8A =的所有子集和真子集.分析:该集合有3个元素,可以考虑从元素个数的不同选取入手,形成不同的集合。

罗列如下: (1)元素个数为0,只有∅;(2)元素个数为1,有{}6,{}7,{}8;(3)元素个数为2,有{}67,,{}68,,{}7,8; (4)元素个数为3,有{}678,,. 解:集合A 的所有子集为∅,{}6,{}7,{}8,{}67,,{}68,,{}7,8,{}678,,. 集合A 的所有真子集为∅,{}6,{}7,{}8,{}67,,{}68,,{}7,8. 例2 已知区间(],2A =-∞,(),B a =-∞,且B A ⊆,求实数a 的取值范围.解:用数轴表示他们之间关系如下,从而可知2.a ≤尝试与发现:尝试(1):若改为B A ⊂≠,实数a 的取值范围有变化吗?发现:2.a <尝试(2):若改为A B ⊆,实数a 的取值范围是怎样的?发现:2.a ≥总结:从数轴角度研究定区间与动区间的关系时,要关注动区间的动端点的位置移动,这也是今后研究二次函数在指定区间函数值的取值变化的基础。

探究问题三 已知()(){}{}120,1,2S x x x T =++==--,这两个集合的元素有什么关系?显然{}1,2S =--,这两个集合的元素完全相同。

3.集合的相等一般地,如果集合A 和集合B 的元素完全相同,则称集合A 与集合B 相等.(1)记作=A B ;(2)读作“A 等于B ”;(3)A B ⊆且B A ⊆,则=A B ;(4)=A B ,则A B ⊆且B A ⊆.例3 写出下列每对集合之间的关系:(1){}1,2,3,4,5=A ,{}1,3,5=B ;(2){}21==C x x ,{}1==D x x ; (3)(),3=-∞E ,(]1,2=-F ;(4){}是对角线相等且互相平分的四边形=G x x , {}是有一个内角为直角的平行四边形=F x x .解:(1)⊂≠B A ;(2){}1,1=-C ,{}1,1=-D ,=C D ;(3) 在数轴上表述出两个区间,如图所示,⊂F E .(4)从子集的定义考虑:⊆G H ,⊆H G ,=G H .思考1:(4)的解答为我们提供了证明集合相等的方法:如果集合里的元素数的清,直接判断元素完全相同;如果集合里的元素数不清,利用互为子集进行判断。

思考2:(4)的解答还为我们提供了子集含义的分类形式:真子集和相等.例4.已知集合{}31,,==-∈A x x m m N {}32,.==+∈B x x m m N(1)用列举法分别表示A ,B ;(2)说明A ,B 之间的关系;(3)若把∈m N 改为∈m Z ,判断A ,B 之间的关系.解:(1){}1,2,5,8,...,=-A {}2,5,8,....=B(2)⊂≠A B ;(3){}31,,==-∈A x x m m Z {}{}(){}{}32,331,311,31,,==+∈==+-∈==+-∈==-∈B x x m m Z x x m m Z x x m m Z x x n n Z因此=A B .不难发现: (1)针对∈m Z 中的每一个取值,A ,B 中的元素“错落有致”,由于Z 的无限遍取,才使得=A B ;(2)判断两个用描述法表示的集合间的关系时,可以通过适当的变化,使描述元素的式子出现明显的关联特征。

尝试:集合A 中有3个元素,其子集为8个,有没有一种合适的表达方式?发现:集合A 中有n 个元素,其子集为2n 个.拓展:其真子集为21n -个,其非空真子集为22n -个.1.用合适的符号填空:(1){}5_5;(2){}{},,___,a b c a c ;(3)__Z N ;(4)__Z Q ;(5) __Q N ; (6) __R Q . 2.写出集合{}0,1,2,3的所有子集.3.已知集合A 满足{}{}11,2,3,4⊂⊆≠A ,用列举法写出所有可能的A .4.已知[)[)1,,-+∞⊇+∞a ,求实数a 的取值范围.5.表示下面集合的关系:(1) {}{}1,2,3____3,2,1;(2) {}_____0∅;(3) (]()1,2____1,2--;(4) (){},2_____2-∞<x x .6.已知{}2,,==∈A x x n n N {}4,,==∈B x x n n N 分别列出这两个集合中最小的3个元素,并 证明⊂≠B A . 证明:{}4,==∈B x x n n N ,对于任意的∈x B ,()422==⨯x n n ,∈x A ,所以⊆B A .而2∈A ,但2∉B ,因此⊂≠B A .1、子集、真子集概念;2、数轴、图的运用;3、空集的定义和性质;4、集合之间的基本关系的主要结论.5.集合相等概念;6.数轴、图的运用;7.集合关系的判断与证明;8.当一个集合有个元素的时候,其子集有2n 个,真子集有21n -个,非空真子集有22n -个.课堂作业:1-1 3,4; 1-1 4.补充:已知集合{}21==A x x ,{}1==B x ax ,若B A ⊆,求实数a 的值.1.若{|41,}A x x k k Z ==+∈,{|21}B x x k k Z ==-∈,,则( ).A B ⊆ . B A ⊆ . A B = . A B2.设集合{|12}A x x =<<,{|}B x x a =<,若A B ⊆,则a 的取值范围是( ).{|2}a a ≥ .{|1}a a ≤ .{|1}a a ≥ .{|2}a a ≤3.集合21,,{0,,}b a a a b a ⎧⎫=+⎨⎬⎩⎭,则20192020a b +的值为( ).0 .1 .1- .1±4.已知集合1|,6M x x m m Z ⎧⎫==+∈⎨⎬⎩⎭ ,1|,23n N x x n Z ⎧⎫==-∈⎨⎬⎩⎭,1|,26p P x x p Z ⎧⎫==+∈⎨⎬⎩⎭则,,M N P 的关系( ). M N P =⊆ . M N P ⊆= . M N P ⊆⊆ . N P M ⊆⊆5.已知集合{2,,}M a b =与集合2{2,2,}N a b =是同一个集合,求,a b .【答案】:1-4:5.解:两个集合为同一个集合,则这两个集合的元素完全相同且与元素的顺序无关,于是22a a b b =⎧⎨=⎩或22a b b a⎧=⎨=⎩,解得01a b =⎧⎨=⎩或00a b =⎧⎨=⎩或1412a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,又当00a b =⎧⎨=⎩时,不满足互异性,舍去.因此01a b =⎧⎨=⎩或1412a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ .。