集合间的基本关系教案
- 格式:doc
- 大小:4.73 MB
- 文档页数:6
1.1.2 集合间的基本关系1、新课引入具体实例1:看下面各组中两个集合之间有什么关系 (1)A ={1,2,3}, B ={1,2,3,4,5} (2)A={菱形}, B ={平行四边形} (3)A={x|x>2}, B={x|x>1} (1)子集的定义:文字语言:一般地,对于两个集合A ,B ,如果集合A 中的任何一个元素都是集合B 中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A 为集合B 的子集。
符号语言:B A ⊆或A B ⊇。
这种图称为Venn 图.练习1、用适当的符号填空:0 {0}, {正方形} {矩形},三角形 {等边三角形} {梯形} {平行四边形},{x|-1<x<5} {x|2<x<4} 3、概念的深化问题2、如果集合A 是集合B 的子集,那么对于任意的A x ∈,有B x ∈;那么对于集合B 中的任何一个元素,它与集合A 之间又可能是什么关系呢?问题2探究:具体实例2:(1)、A ={x|x<-4或x>2},B={x|x<0或x>1} (2)、A ={x|-1<x<3},B={x|-3<2x-1<5}分析:对于(1)由数轴很容易得到A B ⊆,但B 中的所有元素并不都在A 中,也就是说至少有一个元素只属于B 而不属于A ,对于(2)通过对B 有求解,也不难发现,A B ⊆,但B 中的所有元素也都在A 中,也就是说A B ⊆,或者可以说A 和B 中的元素完全相同结论:(2)相等关系:如果集合A B ⊆,且A B ⊆,则A=B 。
(3)真子集的定义:如果集合A B ⊆,但存在元素x ∈B ,且x ∉A ,我们称集合A是集合B 的真子集,记作A B (或B A ).问题3、集合中会不会没有任何元素呢?具体实例3、考察下列集合. 并指出集合中的元素是什么?(1)A = {(x ,y ) | x + y =2}。
(2)B = {x | x 2+ 1 = 0,x ∈R }。
生:通过观察分析后回答,(1)中的元素是一条直线上的点,而(2)中元素x 是一个方程的解,但这个方程无解。
(4)空集的定义我们把不含任何元素的集合称为空集,记作∅。
规定:空集是任何集合的子集;空集是任何非空集合的真子集。
4、能力提升(5)子集的性质:一般结论:①A A ⊆.②若A B ⊆,B C ⊆,则A C ⊆. ③A = B ⇔A B ⊆,且B A ⊆.⊂ ≠⊂ ≠5、举例应用:例1、写出集合A ={1,2,3}的所有子集,并指出有几个真子集是哪些? 例2、集合A 与集合B 之间是什么关系? A ={x|x=4k+2,k ∈Z} B={x |x=2k ,k ∈Z } 6、课堂练习:(1)写出集合{a 、b }的所有子集;并指出其子集、真子集的个数。
(2)写出集合{a 、b 、c }的所有子集;并指出其子集、真子集的个数。
(3)写出集合{a 、b 、c 、d }的所有子集;并指出其子集、真子集的个数。
归纳猜想:对于一个含有n 个元素的集合,其子集的个数与元素个数之间有什么关系? 集合的基本运算1、并集我们知道,实数有加法运算,类比实数的加法运算,集合是否也可以“相加”呢?考察下面的集合,你能说出集合C 与集合A 、B 之前的关系吗?(1)A=﹛x|x 是有理数﹜ B=﹛x|x 是无理数﹜ C=﹛x|x 是实数﹜(2)A=﹛1、3、5﹜ B=﹛2、4、6﹜ C=﹛1、2、3、4、5、6﹜ 所有属于集合A 或集合B 的元素组成的集合,我们称为A 与B 的并集,记做:A ∪B ,读作:A 并B即A ∪B=﹛x|x ∈A 或x ∈B ﹜ 韦恩图表示为那么像刚才我们引入的题目我们就可以有C=A ∪B又C=A ∪B 同学们能不能得出它们的另一个关系呢?A ⊆C 、B ⊆C2、交集考察下面问题,集合A 、B 与集合C 之间有什么关系?(1)A=﹛2、4、6、8、10﹜ B=﹛3、5、8、12﹜ C =﹛8﹜ (2)A=﹛x|x 是新华中学2004年9月在校的女同学﹜B=﹛x|x 是新华中学2004年9月在校的高一年级同学﹜C=﹛x|x 是新华中学2004年9月在校的高一年级女同学﹜集合C 的元素由属于集合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即有A ⋂B=﹛x|x ∈A 且x ∈B ﹜韦恩图表示为3、补集在我们小学都中学我们学习的数的范围都是在逐步扩大的,想方程(x-2)(x 2-3)=0的解集,我们在不同的范围研究我们就会得到不同的解。
那么像这种如果一个集合含有我们所研究问题涉及的所有元素,称这个集合为全集,记为 ,对于一个集合A ,由全集 中不同于集合A 的所有元素组成的集合称为集合A 相对于全集 的补集,简称为集合A 的补集,记为C U A即有C U A==﹛x|x ∈U 且x ∉B ﹜ 韦恩图表示为一、并集A ∪B=﹛x|x ∈A 或x ∈B ﹜ 交集A ⋂B=﹛x|x ∈A 且x ∈B ﹜ 补集C U A==﹛x|x ∈U 且x ∉B ﹜1.设集合M ={4,5,6,8},集合N ={3,5,7,8},那么M ∪N 等于( ) A .{3,4,5,6,7,8} B .{5,8} C .{3,5,7,8} D .{4,5,6,8}2.设集合A ={x|2x +1<3},B ={x|-3<x <2},则A ∩B 等于( ) A .{x|-3<x <1} B .{x|1<x <2} C .{x|x >-3} D .{x|x <1} 3.设全集U ={a ,b ,c ,d ,e},集合M ={a ,c ,d},N ={b ,d ,e},那么(∁U M)∩(∁U N)是( )A .∅B .{d}C .{a ,c}D .{b ,e}4.(2009福建泉州一模,文2)设集合A ={x|x +1>0},B ={x|x -2<0},则图中阴影部分表示的集合为( )A .{x|x>-1}B .{x|x<2}C .{x|x>2或x<-1}D .{x|-1<x<2}课堂巩固1.(2008广东高考,文1)第二十九届夏季奥林匹克运动会于2008年8月8日在北京举行.若集合A ={参加北京奥运会比赛的运动员},集合B ={参加北京奥运会比赛的男运动员},集合C ={参加北京奥运会比赛的女运动员},则下列关系正确的是( )A .A ⊆B B .B ⊆C C .A ∩B =CD .B ∪C =A2.已知集合M ={(x ,y)|x +y =2},N ={(x ,y)|x -y =4},那么集合M ∩N 为( ) A .x =3,y =-1 B .(3,-1) C .{3,-1} D .{(3,-1)}3.设全集U ={1,2,3,4,5,6,7,8},集合S ={1,3,5},T ={3,6},则∁U (S ∪T)等于( ) A .∅ B .{2,4,7,8} C .{1,3,5,6} D .{2,4,6,8}4.已知U ={2,3,4,5,6,7},M ={3,4,5,7},N ={2,4,5,6},则( )A .M ∩N ={4,6}B .M ∪N =UC .(∁U N)∪M =UD .(∁U M)∩N =N 5.设全集U ={1,2,3,4,5},集合A ={1,a -2,5},∁U A ={2,4},则a 的值为( ) A .3 B .4 C .5 D .6 6.(2008北京高考,文1)若集合A ={x|-2≤x ≤3},B ={x|x<-1或x>4},则集合A ∩B A .{x|x ≤3或x>4} B .{x|-1<x ≤3} C .{x|3≤x<4} D .{x|-2≤x<-1} 7.设集合A ={-3,0,1},B ={t 2-t +1}.若A ∪B =A ,则t =__________.8.已知集合A ={0,m},B ={n ∈Z |0<n<3},若A ∩B ≠∅,则m 的值为________.9.设全集U={0,1,2,3,4,5},A∩B={1},A∩(∁U B)={2},(∁U A)∩(∁U B)={0,5},则(∁U A)∪B=________.10.设A={x∈Z||x|≤6},B={1,2,3},C={3,4,5,6},求:(1)A∩(B∩C);(2)A∩∁A(B∪C).1.已知全集U=Z,A={-1,0,1,2},B={x|x2=x},则A∩∁U B为()A.{-1,2} B.{-1,0} C.{0,1} D.{1,2}2.已知集合S={x∈R|x+1≥2},T={-2,-1,0,1,2},则S∩T等于()A.{2} B.{1,2} C.{0,1,2} D.{-1,0,1,2}3.已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5,7},B={3,4,5},则(∁U A)∪(∁U B)等于() A.{1,6} B.{4,5} C.{1,2,3,4,5,7} D.{1,2,3,6,7}4.(2008山东高考,1)满足M⊆{a1,a2,a3,a4},且M∩{a1,a2,a3}={a1,a2}的集合M的个数是…()A.1 B.2 C.3 D.45.已知全集U={0,1,2,3,4,5},集合M={0,3,5},M∩(∁U N)={0,3},则满足条件的集合N共有()A.4个B.6个C.8个D.16个6.(2008陕西高考,理2)已知全集U={1,2,3,4,5},集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x =2a,a∈A},则集合∁U(A∪B)中元素的个数为()A.1 B.2 C.3 D.47.设集合U={1,2,3,4},N={1,2},M={2,4},则图中阴影部分所表示的集合是()A.{1,2,4} B.{1,4} C.{1} D.{2}8.如右图所示,全集为I,非空集合P、Q满足P Q I,若含P、I、Q的一个集合运算表达式使运算结果为∅,则这个运算表达式可以是__________.(只需写一个表达式) 9.定义集合M与N的新运算如下:M*N={x|x∈M∪N,且x∉M∩N}.若M={0,2,4,6,8,10,12},N={0,3,6,9,12,15},则(M*N)*M=__________.10.集合A={x|-2<x<-1或x>1},B={x|a≤x≤b},若A∪B={x|x>-2},A∩B ={x|1<x≤3}.求a、b的值.11.已知A={2,4,a3-2a2-a+7},B={-4,a+3,a2-2a+2,a3+a2+3a+7},且A∩B={2,5}.(1)求实数a的值;(2)求A∪B.12.已知全集U={1,2,3,4,5},A={x|x2-5x+m=0},B={x|x2+nx+12=0},且(∁U A)∪B ={1,3,4,5},你能求m+n的值吗?答案与解析1.1.3 集合的基本运算课前预习1.A2.A 集合A ={x|2x +1<3}={x|x <1},借助数轴易知选A. 3.A ∁U M ={b ,e},∁U N ={a ,c}, 于是(∁U M)∩(∁U N)={b ,e}∩{a ,c}=∅. 4.D A ={x|x>-1},B ={x|x<2}, 于是A ∩B ={x|-1<x<2}.课堂巩固1.D 参加北京奥运会比赛的男运动员与参加北京奥运会比赛的女运动员构成了参加北京奥运会比赛的所有运动员,因此A =B ∪C.2.D M 、N 中的元素是平面上的点,M ∩N 是集合,并且其中元素也是点,解⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =2,x -y =4,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =-1. 3.B S ∪T ={1,3,5,6},则∁U (S ∪T)={2,4,7,8}.4.B 由M 、N 的元素容易知道M ∪N ={2,3,4,5,6,7},即M ∪N =U. 5.C 由已知可得3∈A ,故a -2=3,所以a =5.6.D 利用数轴表示,如图所示,可得A ∩B ={x|-2≤x<-1}.7.0或1 由A ∪B =A 知B ⊆A ,∴t 2-t +1=-3①或t 2-t +1=0②或t 2-t +1=1③.①无解;②无解;③t =0或t =1. 8.1或2 化简B ={1,2},∵A ∩B ≠∅, ∴m =1或2.9.{0,1,3,4,5} 根据题设要求,将6个元素分别填入符合要求的集合中(如图所示),易得(∁U A)∪B ={0,1,3,4,5}.10.解:A ={-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}. (1)∵B ∩C ={3}, ∴A ∩(B ∩C)={3}.(2)由B ∪C ={1,2,3,4,5,6},得∁A (B ∪C)={-6,-5,-4,-3,-2,-1,0}. ∴A ∩∁A(B ∪C)={-6,-5,-4,-3,-2,-1,0}.课后检测1.A B ={0,1},A ∩∁U B ={-1,2}.2.B (直接法)S ={x ∈R |x ≥1},T ={-2,-1,0,1,2},故S ∩T ={1,2}.(排除法)由S ={x ∈R |x ≥1}可知S ∩T 中的元素比0要大,而C 、D 项中有元素0,故排除C 、D 项,且S ∩T 中含有元素1,故排除A 项.3.D ∁U A ={1,3,6},∁U B ={1,2,6,7},则(∁U A)∪(∁U B)={1,2,3,6,7}.4.B由题意知a1∈M,a2∈M,a3∉M,a4具有不确定性,故M可能为{a1,a2}或{a1,a2,a4},共2个.5.C集合N中没有元素0,3,有元素5,故集合N的个数为含元素1,2,4的集合的子集的个数23=8个.6.B A={x|x2-3x+2=0},因此A={1,2},B={x|x=2a,a∈A},当a=1时,x=2;当a=2时,x=4.因此B={2,4},此时A∪B={1,2,4}.因此∁U(A∪B)={3,5},其中含元素的个数为2.7.C阴影部分可表示为(∁U M)∩N={1,3}∩{1,2}={1}.8.P∩(∁I Q)用Venn图表示含I、P、Q的运算表达式结果为∅,只需无公共部分的两区域表示的集合取交集即可.由Venn图,知P∩(∁I Q)或(∁I Q)∩(Q∩P)或(∁I Q)∩(Q∪P),(∁Q)∩(∁Q P),(∁Q P)∩P均可.I9.N方法一:∵M∩N={0,6,12},∴M*N={2,3,4,8,9,10,15}.∴(M*N)*M={0,3,6,9,12,15}=N.方法二:如图所示,由定义可知M*N为图中的阴影区域,∴(M*N)*M为图中阴影Ⅱ和空白的区域,∴(M*N)*M=N.10.解:先在数轴上画出A的范围及B的范围.若使A∪B={x|x>-2},则应有-2<a≤-1,b≥1.若使A∩B={x|1<x≤3},则-1≤a≤1,b=3.综上所述,a=-1,b=3.11.解:(1)由题意,知a3-2a2-a+7=5,解得a=-1,1,2.当a=-1,1时,A={2,4,5},B={-4,2,4,5}或{-4,1,4,12},均与已知A∩B={2,5}矛盾;当a=2时,符合题意,故a=2.(2)此时A∪B={2,4,5}∪{-4,2,5,25}={-4,2,4,5,25}.点评:在处理集合运算时,对于能化简的集合要先进行化简.如果集合中含有字母,要注意对字母进行讨论,如何选择正确的分类标准是关键.求出待定系数的值后,要进行检验.其中,集合中元素的互异性是检验的一个依据.12.解:∵U={1,2,3,4,5},(∁U A)∪B={1,3,4,5},∴2∈A.又A={x|x2-5x+m=0},∴2是关于x的方程x2-5x+m=0的一个根,得m=6且A={2,3}.∴∁U A={1,4,5}.∴3∈B且B={x|x2+nx+12=0}.∴3一定是关于x的方程x2+nx+12=0的一个根.∴n=-7且B={3,4}.∴m+n=-1.点评:(1)全集是一个相对的概念,因研究问题的范围不同而有所变化,如在实数范围内解方程、不等式,全集为R,而在整数范围内解方程、不等式,全集可为Z.(2)补集是相对于全集U而言的,它包含三层意思:①A是U的一个子集,即A⊆U;②∁U A表示一个集合,且∁U A⊆U;③∁U A是由U中不属于A的所有元素组成的集合,即∁U A={x|x∈U,且x∉A}.。