第一讲,数学高一上集合
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第1讲 集合思想及应用一、知识梳理1.元素与集合:把一些能够确定的不同的对象看作一个整体,就说这个整体是由这些对象的全体构成的集合(或集).构成集合的每个对象叫做这个集合的元素.常用数集的符号:自然数集N ,正整数集+N 或*N ,整数集Z ,有理数集Q ,实数集R .不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.2.集合与元素的关系:如果a 是集合A 的元素,就说a 属于集合A ,记作a ∈A ;如果a 不是集合A 的元素,就说a 不属于集合A ,记作a∉A . 3.集合表示法列举法:将元素一一列出并用花括号括起来表示集合.描述法:用集合所含元素的特征性质描述集合.{})(x p I x ∈表示集合A 是由集合I 中具有性质)(x p 的所有元素构成的.4.集合的关系子集:如果集合A 中的任意一个元素都是集合B 中的元素,我们称集合A 为集合B 的子集,记作A ⊆B ,读作A 含于B .空集是任何一个集合的子集.真子集:如果集合A ⊆B ,但存在元素x ∈B ,且x ∉A ,我们称集合A 为集合B 的真子集,记作A B .集合的相等:如果构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的.集合A 与集合B 是相等的,记作A =B .集合关系与其特征性质之间的关系:设A ={})(x p x ,B ={})(x q x .如果A ⊆B ,则)()(x q x p ⇒.如果 )()(x q x p ⇒,则A ⊆B .5.集合的运算交集:由属于集合A 且属于集合B 的所有元素组成的集合,称为集合A 与B 的交集,记作:A ∩B ,读作:A 交B .并集:由所有属于集合A 或属于集合B 的元素组成的集合,称为集合A 与B 的并集,记作:A ∪B ,读作:A 并B .补集: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,叫做集合A 在全集U 中的补集,记作:∁U A ,读作:A 在U 中的补集.二、方法归纳1.解答集合问题,首先要正确理解集合有关概念,特别是集合中元素的三个特征;对于用描述法给出的集合{})(x p x ,要紧紧抓住竖线前面的代表元素x 以及它所具有的性质)(x p ;在读懂集合的基础上尽可能化简集合,化难为易,化隐为显是常用技巧;要重视发挥图示法的作用,通过数形结合直观地解决问题.2.注意空集∅的特殊性,在解题中,若未能指明集合非空时,要考虑到空集的可能性,如A ⊆B ,则有A =∅或A ≠∅两种可能,此时应分类讨论.3.数集的运算往往用数轴法.4.用Card (A )表示有限集A 的元素个数,则由A ⊆B ,可得Card (A )≤Card (B );由A =B ,可得Card (A )=Card (B );Card (∅)=0.5.容斥原理:Card(A ∪B )=Card(A )+Card(B )-Card(A ∩B )Card(A ∪B ∪C )=Card(A )+Card(B )+Card(C )-Card(A ∩B )-Card(B ∩C )-Card(C ∩A )+Card(A ∩B ∩C )6.n 个元素的集合所有子集个数为n 2,所有真子集个数为n 2-1. 三、典型例题精讲【例1】若集合}4,,2,1{x A =,}1,{2x B =,A ∩B ={1,4},则满足条件的实数x 的值为 ( )A .4B .2或-2C .-2D .2 解析:根据}1,{2x B =,得42=x ,2±=x ,但}4,,2,1{x A =,由元素的互异性2≠x .∴2x =-.答案:C【技巧提示】牵涉到集合中的元素,必须考虑集合中元素具有确定性、互异性、无序性. 又例:若3∉{1,a ,2a },求实数a 的范围.答案:a ≠0,±1,3,±3【例2】已知{}1+==x y y M ,{}1),(22=+=y x y x N ,则集合N M 中元素的个数是 ( )A .0B .1C .2D .多个 【错解分析】根据M 为直线1+=x y 上的点集,N 为单位圆122=+y x 上的点集,∴N M 中元素的个数是2,选C .解析:根据{}1+==x y y M ,得R M =,为数集,{}1),(22=+=y x y x N 为单位圆122=+y x 上的点集, ∴=N M ∅.答案:A【技巧提示】用描述法给出的集合一定要先看代表元素,再看代表元素满足的条件.交集是由两个集合的公共元素组成的集合.又例:设集合{}1),(2-==x y y x A ,{}1),(22=+=y x y x B ,则B A 的子集的个数是( )A .0B .2C .4D .8解析:显然B A ,都是坐标平面内的点集,抛物线12-=x y 与圆122=+y x 有三个交点,即集合B A 有3个元素, ∴ B A 有8个子集.答案:D【例3】若C B A ,,为三个集合,A ∪B =B ∩C ,则一定有 ( )A .A ⊆CB .C ⊆A C .A ≠CD .A =∅解析:∵A ⊆(A ∪B ),(B ∩C )⊆ C又∵A ∪B =B ∩C ,∴A ⊆C , 故选A .答案:A【技巧提示】理解集合的运算性质是解答本题的关键.A ⊆(A ∪B ),(B ∩C )⊆C 就是交运算和并运算的重要性质.本题也可利用文氏图直接得出结论.集合中图形语言具有直观形象的特点,将集合问题图形化,利用Venn 图的直观性,可以深刻理解集合有关概念、运算公式,而且有助于显示集合间的关系.又例:已知全集U =R ,则正确表示集合M ={-1,0,1}和N ={x | x 2+x =0}关系的韦恩(Venn)图是 ( )解析:∵N ={0,-1}, M ={-1,0,1},∴N M ⊆U .答案:B .【例4】设集合A ={x |x 2+ax -12=0},B ={x |x 2+bx +c =0},且A ≠B ,A ∪B ={-3,4},A ∩B ={-3},求a 、b 、c 的值.解析:∵A ∩B ={-3},∴-3∈A 且-3∈B ,将-3代入方程:x 2+ax -12=0中,得a =-1,从而A ={-3,4}.将-3代入方程x 2+bx +c =0,得3b -c =9.∵A ∪B ={-3,4},∴A ∪B =A ,∴B ⊆A .∵A ≠B ,∴B A ,∴B ={-3}.∴方程x 2+bx +c =0的判别式△=b 2-4c =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧3b -c =9 ①b 2-4c =0 ② 由①得c =3b -9,代入②整理得:(b -6)2=0,∴b =6,c =9.故a =-1,b =6,c =9.【技巧提示】 由于集合中的元素是以方程的解的形式给出的,因此要从集合中元素的特性和交、并集的含义进行思考.【例5】设集合A 、B 是非空集合,定义A ×B ={x |x ∈A ∪B 且x ∉A ∩B },已知A ={x |y =2x -x 2},B ={y |y =2x 2},则A ×B 等于 ( )A .(2,+∞)B .[0,1]∪[2,+∞)C .[0,1)∪(2,+∞)D .[0,1]∪(2,+∞)解析:A ={x |y =2x -x 2}={x |0≤x ≤2},B ={y |y =2x 2}={y |y ≥0},∴A ∪B =[0,+∞),A ∩B =[0,2] ,因此A ×B =(2,+∞),故选A .答案:A【例6】已知全集U =R ,集合A ={x |log 2(3-x )≤2},集合B ={x |5x +2≥1}.(1)求A 、B ;(2)求(∁U A )∩B .解析:(1)由已知得:log 2(3-x )≤log 24,∴⎩⎪⎨⎪⎧3-x ≤43-x >0,解得-1≤x <3,∴A ={x |-1≤x <3}. 由5x +2≥1,得(x +2)(x -3)≤0,且x +2≠0,解得-2<x ≤3.∴B ={x |-2<x ≤3}.(2)由(1)可得∁U A ={x |x <-1或x ≥3},故(∁U A )∩B ={x |-2<x <-1或x =3}.【技巧提示】本题考查简单的分式不等式和对数不等式求解.又例: 已知全集U =R ,集合A ={y |-2≤y ≤2},集合B ={y |y =2x },那么集合A ∩(∁U B )等于 () A .{y |-2≤y ≤0} B .{y |0≤y ≤2}C .{y |y ≥-2}D .{y |y ≤0}解析:由题意易得:B =(0,+∞),∁R B =(-∞,0],所以A ∩∁R B ={y |-2≤y ≤0}.答案:A【例7】已知集合A ={x |x 2-6x +8<0},B ={x |(x -a )(x -3a )<0}.(1)若A ⊆B ,求a 的取值范围;(2)若A ∩B =∅,求a 的取值范围;(3)若A ∩B ={x |3<x <4},求a 的值或取值范围.解析:∵A ={x |x 2-6x +8<0},∴A ={x |2<x <4}.(1)当a =0时,B =∅,不合题意.当a >0时,B ={x |a <x <3a },应满足⎩⎨⎧ a ≤23a ≥4即43≤a ≤2,当a <0时,B ={x |3a <x <a },应满足⎩⎨⎧ 3a ≤2a ≥4即a ∈∅.∴当A ⊆B 时,43≤a ≤2.(2)要满足A ∩B =∅,当a >0时,B ={x |a <x <3a },∴a ≥4或3a ≤2,∴0<a ≤23或a ≥4;当a <0时,B ={x |3a <x <a },a ≤2或a ≥43,∴a <0时成立,当a =0时,B =∅,A ∩B =∅也成立.综上所述,a ≤23或a ≥4时,A ∩B =∅.(3)要满足A ∩B ={x |3<x <4},显然a >0且a =3时成立,∵此时B ={x |3<x <9},而A ∩B ={x |3<x <4},故所求a 的值为3.【技巧提示】(1)本题为集合在一定约束条件下求参数的问题,涉及集合的运算,其转化途径常通过两个方面:一是分析、简化每个集合;二是利用两集合元素的性质.(2)本题体现了分类讨论的思想,分类的关键点在于比较出a 与3a 的大小,进而将集合B 表示出来. 又例:已知集合A ={x |mx 2-2x +3=0,m ∈R }.(1)若A 是空集,求m 的取值范围;(2)若A 中只有一个元素,求m 的值;(3)若A 中含有两个元素,求m 的取值范围.解析:集合A 是方程mx 2-2x +3=0在实数范围内的解集.(1)∵A 是空集,∴方程mx 2-2x +3=0无解.∴△=4-12m <0,即m >13.(2)∵A 中只有一个元素,∴方程mx 2-2x +3=0只有一解.若m =0,方程为-2x +3=0,只有一个解x =32;若m ≠0,则△=0,即4-12m =0,m =13.∴m =0或m =13.(3)∵A 中含有两个元素,∴方程mx 2-2x +3=0有两解,满足⎩⎪⎨⎪⎧ m ≠0△>0,即⎩⎪⎨⎪⎧ m ≠04-12m >0,∴m <13且m ≠0.四、课后训练1.已知集合P ={x |x 2=1},Q ={x |mx =1},若Q ⊆P ,则实数m 的数值为( )A .1B .-1C .1或-1D .0,1或-12.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 =N3.设I 为全集,S 1,S 2,S 3是I 的三个非空子集,且S 1∪S 2∪S 3=I ,则下面论断正确的是A .∁I S 1∩(S 2∪S 3)=∅B .S 1⊆( ∁I S 2∩∁I S 3)C.∁I S1∩∁I S2∩∁I S3=∅D.S1⊆(∁I S2∪∁I S3)4.设集合A={-1,1,3},B={a+2,a2+4},A∩B={3},则实数a=_____5.已知全集U=A∪B中有m个元素,(∁U A)∪(∁U B)中有n个元素.若A∩B非空,则A∩B的元素个数为() A.mn B.m+n C.n-m D.m-n6.设集合A={x|-12<x<2},B={x|x2≤1},则A∪B=()A.{x|-1≤x<2} B.{x|-12<x≤1}C.{x|x<2} D.{x|1≤x<2}7.设全集为U,且2011∈U,与2011∉(A∪B)意义相同的是()A.2011∈A∪B B.2011∉A或2011∉BC.2011∈(∁U A)∩(∁U B)D.2011∈(∁U A)∪(∁U B)8.设P和Q是两个集合,又集合P-Q={x|x∈P,且x∉Q},如果P={x|log2x<1},Q={x||x-2|<1},那么P-Q等于()A.{x|0<x<1{ B.{x|0<x≤1}C.{x|1≤x≤2} D.{x|2≤x<3}。
第一部分 基础知识梳理 1、集合的含义一般地,我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫做集合.(简称为集).我们通常用大写拉丁字母A ,B ,C ,…表示集合,用小写拉丁字母a ,b ,c ,…表示集合中的元素.例如,“1~30以内的所有奇数”中,可以把1~30以内每一个奇数作为元素,这些元素的全体就是一个集合; 2、集合元素的三个特征 (1)确定性给定的集合,它的元素必须是确定的,也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.例如,“中国的直辖市”构成一个集合,北京、上海、天津、重庆在这个集合中,广州、南京等不在这个集合中,“身材不好的人”不能构成集合,因为这个集合的元素的不确定的. (2)互异性一个给定集合中的元素是互不相同的,也就是说,集合中的元素是不重复出现的. (3)无序性集合中的元素是无先后顺序的,也就是说,对于一个给定的集合,它的任何两个元素可以交换位置. 只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的. 3、元素与集合的关系如果a 是集合A 中的元素,就说a 属于集合A ,记作a A ∈;如果a 不是集合A 中的元素,就说a 不属于集合A ,记作a A ∉.例如集合A 表示“6~18以内的所有偶数”组成的集合,则有8A ∈,11A ∉,等. 4、常用数集及其记法5、集合的表示 (A )列举法把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{}”括起来表示集合的方法叫做列举法.例如,把“方程()()320x x +-=的所有实数根”组成的集合表示为{-3,2}.注意:(1)使用列举法必须注意:①元素间用“,”分隔;②集合中元素必须满足三个特性;③对于含有有限个元素且个数较少的集合采取该方法较适宜,若元素个数较多或无限个且构成集合的这些元素有明显规律,也可用列举法,但必须把元素规律显示清楚后才能用省略号,如不超过1000的正整数构成的集合可表示为{1,2,3,…,1 000}.(2)列举法的优点是可以明确集合中具体的元素及元素的个数,但有些集合中的元素是列举不完的,所以列举法不能表示所有集合. (B )描述法用集合所含元素的共同特征表示集合法的方法称为描述法.具体方法是:在花括号内先写上表示这个集合的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.它的形式为{p ∈D |p 适合的条件},其中p 叫做代表元素,D 为p 的限制范围,其含义为所有适合该条件的对象构成的集合.例如“不等式37x -<的解集”中所有元素的共同特征是:x ∈R,且10x <,所以这个可以表示为{x ∈R|10x <}.描述法适用于元素个数是有限个并且较多或无限个的集合. 6、有限集与(1)有限集:集合中的元素个数是有限个的,如集合A={-1,2,4},是含有3个元素的有限集. (2)无限集:集合中的元素个数是无限个的,如集合A={x ∈R|1≤x <2},便是一个无限集. 第二部分 例题解析 【例1】回答下列问题:(1)A ={1,3},问3,5哪个是A 的元素? (2)A ={素质好的人}能否表示成集合? (3)A ={2,2,4}表示是否准确?(4)A ={太平洋,大西洋},B ={大西洋,太平洋}是否表示同一集合? 【例2】判断元素的全体是否组成集合,并说明理由. (1)所有的好人; (2)小于2014的数; (3)和2003非常接近的数.变式练习 1、下列说法正确的是( ) A .2008年北京奥运会的比赛项目组成一个集合 B .某班年龄较小的学生组成一个集合C .集合{1,2,3}与{3,1,2}表示不同的集合D .1,0.5 【例3】 用符号“∈”或“∉”填空:(1)3.14__________Q ; (2)π__________Q ; (3)0__________N *; (4)0_________N ;(5)()02-_______N *; (6Z ;(7Q ; (8_______R . 变式练习 2、用符号“∈”或“∉”填空:(1)若A ={方程21x =的解},则1-________A ;(2)若C ={满足1≤x ≤10的自然数},则8________C ,9.1________C ;(3 Q ; (4 Z ; (5)若A ={广东省的所有城市},则佛山 A ; (6)若B ={不等式648x -<的解集},则2 B 【例4】 用列举法表示下列集合: (1)小于5的正奇数组成的集合;(2)能被3整除且大于4小于15的自然数组成的集合; (3)方程290x -=的解组成的集合; (4)大于0小于3的整数组成的集合. 变式练习 3、用列举法表示下列集合: (1)24x -的一次因式组成的集合;(2)方程2230x x -+=-的解集组成的集合; (3)由book 中的字母组成的集合; (4)15以内的质数组成的集合. 【例5】用描述法表示下列集合:(1)方程228x x -=的所有实数根组成的集合; (2)小于10的所有非负整数的集合;(3)不等式348x -<的解集;(4)数轴上离原点的距离大于3的点的集合; (5)平面直角坐标系中第Ⅱ、Ⅳ象限点的集合. 变式练习 4、用描述法表示下列集合: (1)方程2240x -=的解组成的集合; (2){1,3,5,7,…}; (3)x 轴上所有点的集合; (4)非负偶数;(5)能被3整除的整数组成的集合. 第三部分 巩固练习 1、下列说法正确的是( )A.2004年雅典奥运会的所有比赛项目组成一个集合B.某班个子较高的学生组成一个集合C.集合{1,2,7,9}与{3,1,9,7,2}表示不同的集合D.2,0.3,π,1.8组成的集合有个六元素2、M={a ,b ,c }中的三个元素可构成某一个三角形的三边长,那么此三角形一定不是( ) A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等腰三角形3、下面有四个命题:①集合N 中的最小元素为1;②方程()()()31250x x x -+-=的解集含有3个元素;③0∈N *;④满足1+x >x 的实数的全体形成集合.其中正确命题的个数是 …( ) A.0 B.1 C.2 D.3 4、用符号∈或∉填空.(1) 0.03________Q ,0________ N ,()01-________ N ; (2)2_________{x | x <3},3_________{x |x >4},1_________{x |x ≤2+3x }; (3) 3_________{x |x =21n +,n ∈N },5________{x |x =21n +,n ∈N }; (4)(-1,1)________{y |2y x =},(-1,1)_________{(x ,y )|2y x =}.5.设直线y =2x +3上的点集为P ,则P =__________;点(2,7)与点集P 的关系为(2,7)__________P . 6、设A ={4,a },B ={2,ab },若A =B ,则a +b =_________. 7、已知x ∈{1,2,2x },则x =_________.8、试用适当的方法表示下列集合. (1)24的正约数;(2)数轴上与原点的距离小于1的所有点;(3)平面直角坐标系中,二、四象限的角平分线上的所有点; (4)所有被3除余数是1的数.9、下列各组对象能否构成一个集合?指出其中的集合是无限集还是有限集?并用适当的方法表示出来. (1)直角坐标平面内横坐标与纵坐标互为相反数的点; (2)高一数学课本中所有的难题; (3)方程4220x x ++=的实数根.10、已知2()f x x ax b =-+(a 、b ∈R ),A ={x |()0f x x -=,x ∈R },B ={x |()0f x ax -=,x ∈R },若A ={1,-3},试用列举法表示集合B .第四部分 课后作业1、下列条件能形成集合的是( )A.充分小的负数全体;B.爱好飞机的一些人;C.某班本学期视力较差的同学;D.某校某班某一天所有课程.2、若方程2x -5x +6=0和方程2x -x -2=0的所有解构成的集合为M ,则M 中元素的个数为( ) A.4 B.3 C.2 D.1 3、用符号∈或∉ 填空.(1)1 N,0______N,-3______N,0.5______N,4、下面有五个命题:①若a -∈N ,则a ∈N ;②若a ∈N ,b ∈N ,则a +b 的最小值是0;③244x x +=的解集可表示为{2,2};④高一(6)班年龄较大的学生可构成一个集合.其中正确命题的序号是_________. 5、已知A ={-2,-1,0,1},B ={x |x =|y |,y ∈A },则B =___________. 6、下面三个集合:①{x |21y x =+};②{y |21y x =+};③{(x ,y )|21y x =+}. (1)它们是不是相同的集合? (2)它们各自的含义是什么?7、试选择适当的方法表示下列集合. (1) 29x -的一次因式组成的集合; (2) 一年之中的四个季节组成的集合; (3) 方程2x -x -2=0的实数解组成的集合; (4) 满足不等式1<1+2x <19的素数组成的集合; (5) {y |y =-2x -2x +3,x ∈R,y ∈N}; 8、若-3∈{a -3,2a +1,2a +1},求实数a 的值.9、求:(1)方程2440x x -+=的所有根的和; (2)集合S ={x |2440x x -+=}的所有元素的和.10、若1∈{x|2x+px+q=0},2∈{x|2x+px+q=0},求p、q的值.。
第1讲集合的概念和关系一.集合的概念集合没有确切定义,是一个基本概念。
对其描述:某些具有共同属性的对象集在一起就成为一个集合。
符号表示为{},表示的意思为全体。
这些对象我们称之为元素。
集合通常用大括号{ }或大写的拉丁字母A,B,C…表示,集合的元素常用小写的拉丁字母来表示。
如a、b、c、p、q…… 例如A={1,3,a,c,a+b}注意:(1)集合是数学中原始的、不定义的概念,只作描述。
(2)集合是一个“整体。
(3)构成集合的对象必须是“确定的”且“不同”的。
例如:指出下列对象是否构成集合,如果是,指出该集合的元素。
(1)我国的直辖市;(2)五中高一(1)班全体学生;(3)较大的数;(4)young 中的字母;(5)大于100的数;(6)小于0的正数。
【典例分析】1.下列各组对象中,不能组成集合的是()A 所有的正六边形B《数学》必修1中的所有习题C 所有的数学容易题D 所有的有理数2.由下列对象组成的集体属于集合的是()(1)不超过π的正整数;(2)高一数学课本中所有的难题;(3)中国的大城市(4)平方后等于自身的数;(5)某校高一(2)班中考成绩在500分以上的学生.A.(1)(2)(3)B.(3)(4)(5)C.(1)(4)(5)D. (1)(2)(4)二.元素的特性a、确定性(有一个确定的衡量标准)b、互异性(集合里的元素都不一样)c、无序性(没有顺序)(确定性)例题1:下列各组对象能否构成一个集合(1)著名的数学家(2)某校2006年在校的所有高个子同学(3)不超过10的非负数(4)方程240x-=在实数范围内的解(5)2的近似值的全体例题2:下列各对象不能够成集合的是()A 某校大于50岁的教师B 某校30岁的教师C 某校的年轻教师D 某校的女教师(互异性)例题3:已知集合S 中的元素是a,b,c,其中a,b,c 为△ABC 的三边长,则△ABC 一定不是( )A. 锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形例题4:若-3∈{a-3,2a-1,a 2+4},求实数a 的值,并求此时的实数集。
辅导教案学员姓名:学科教师:年级:辅导科目:授课日期××年××月××日时间A / B / C / D / E / F段主题集合及集合之间的关系教学内容1. 理解集合(包括空集和全集)的意义;理解集合与其元素之间的关系及其关系符号;会用“列举法”和“描述法”表示集合;认识常用的数集的表示.2.理解集合的相等和包含关系及其关系符号.(以提问的形式回顾)1、集合的概念(1)集合的有关概念:集合的述性说明:把能够确切指定的一些对象看作一个整体,这个整体就叫做集合,简称集。
我们既要研究集合这个整体,也要研究这个整体中的个体。
我们称集合中的各个对象叫做这个集合的元素;①集合的分类:、;②集合中元素的特性:、、;③空集是指:;答案:①有限集、无限集;“确定性”;②“互异性”;“无序性.③不含任何元素的集合.【说明】集合元素的“确定性”往往不是很好理解,可以结合实例来帮助学生理解.(2)集合的表示方法:集合的符号表示:集合常用大写英文字母A、B、C……表示,集合中的元素常用小写英文字母a、b、c……表示;元素与集合的关系:属于∈与不属于∉(注意方向和辨析);列举法:将集合中的元素一一列出来(不考虑元素的顺序),并且写在大括号内,这种表示集合的方法叫做列举法;描述法:在大括号内先写出这个集合的元素的一般形式,再划一条竖线,在竖线后面写上集合中元素所共同具有的特性,即:{}A x x p =满足的性质,这种表示集合的方法叫做描述法.图示法:(主要用于描述集合之间的关系)【说明】一般不宜采用列举法表示无限集;描述法这一表示集合的形式学生较难理解,可以结合下面的例题来加深对这种表示方法的理解;对于描述法,一定要引导学生紧紧抓住竖线前面的代表元素x 的含义(常见的有数、点等).(3)特殊集合的表示:常用的集合的特殊表示法:实数集R (正实数集+R )、有理数集Q (负有理数集-Q )、整数集Z (正整数集+Z )、自然数集N (包含零)、不包含零的自然数集*N ; 空集∅(例:方程220x +=的实数解集为∅).【说明】常用数集之间的关系:*N N Z Q R⊂⊂⊂⊂≠≠≠≠; 注意∅与{0}的区别.2、集合之间的关系(1)子集:对于两个集合A 与B ,如果集合A 的任何..一个元素都属于集合B ,那么集合A 叫作集合B 的子集,记作:A B ⊆或B A ⊇(读作:A 包含于B 或B 包含A )(2)真子集:对于两个集合A 与B ,如果A B ⊆,并且B 中至少有一个元素不属于A ,那么集合A 叫做B 的真子集,记作:A B Ü或B A Ý,读作A 真包含于B 或B 真包含A .(3)相等的集合:对于两个集合A 与B ,如果A B ⊆且B A ⊆,那么叫做集合A 等于集合B ,记作A =B (读作集合A 等于集合B );【辨析】①空集是任何集合的子集,即A ∅⊆;空集是任何非空集合的真子集.②任何集合A 是其自身的子集,即A A ⊆;③子集的传递性:若,,A B B C A C ⊆⊆⊆则;④若A B ⊆,则A B ⊂≠或A B =;⑤相等的集合中所含元素完全相同;⑥连接元素与集合的符号有:∈和∉;⑦连接集合与集合的符号有:⊆⊂=≠≠、、、等; ⑧含有n 个元素的集合的子集共有2n .(采用教师引导,学生轮流回答的形式)例1. 判断下列各组对象能否组成集合:(1)不等式320x +>的解;(2)我班中身高较高的同学;(3)直线21y x =-上所有的点;(4)不大于10且不小于1的奇数。
集合的概念与表示方法【方法指导】学习方法指导警惕学习上的两极分化:课程设置与知识结构:必修课程:(每个学生都必须学习的数学内容)包括五个模块:数学1:集合、函数概念与基本初等函数I(指数函数、对数函数、幂函数);数学2:立体几何初步、平面解析几何初步;数学3:算法初步、统计、概率;数学4:基本初等函数II(三角函数)、平面上的向量、三角恒等变换;数学5:解三角形、数列、不等式.选修课程选修课程由系列1,系列2,系列3,系列4等组成◆系列1:由两个模块组成.(文科考生必选)选修1-1:常用逻辑用语、圆锥曲线与方程、导数及其应用;选修1-2:统计案例、推理与证明、数系的扩充与复数的引入、框图.◆系列2:由三个模块组成.(理科考生必选)选修2-1:常用逻辑用语、圆锥曲线与方程、空间中的向量与立体几何;选修2-2:导数及其应用、推理与证明、数系的扩充与复数的引入;选修2-3:计数原理、统计案例、概率.◆系列3:由六个专题组成:选修3-1:数学史选讲;选修3-2:信息安全与密码;选修3-3:球面上的几何;选修3-4:对称与群;选修3-5:欧拉公式与闭曲面分类;选修3-6:三等分角与数域扩充.◆系列4:由十个专题组成:选修4-1:几何证明选讲;选修4-2:矩阵与变换;选修4-3:数列与差分;选修4-4:坐标系与参数方程;选修4-5:不等式选讲;选修4-6:初等数论初步;选修4-7:优选法与试验设计初步;选修4-8:统筹法与图论初步;选修4-9:风险与决策;选修4-10:开关电路与布尔代数.【知识梳理1】高中数学必修1 :集合的概念与集合间的关系初中时学习了哪些集合?数集:自然数的集合;有理数的集合;不等式x-7<3 的解的集合点集:圆(到一个定点的距离等于定长的点的集合)线段垂直平分线(到一条线段的两个端点的距离相等的点的集合)集合的概念:操场上有几个班在上体育课,休息时各班同学混杂在一起,体育老师一声口令“一班同学集合”,听到口令,一班的全体同学便会从四面八方聚集到一起,而那些不是一班的学生便会自动走开. 这样一来,体育老师的一声“集合”(动词)就把“某些指定的对象集在一起”了.数学中的“集合”这一概念并不是体育老师所用的动词意义下的概念,而是一个名词性质的概念,同学们在体育老师的集合号令下形成的整体即是数学中集合的涵义.举例:①正整数1, 2, 3, ⋯⋯ ;②中国古典四大名著;③我校高一1班的全体学生;④我校篮球队的全体队员;⑤到线段两端距离相等的点.一般地,我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫做集合,简称集”.通常用大写拉丁字母A,B,C,D,…表示集合,用小写拉丁字母a,b,c,d,…表示集合中的元素. 常用的数集及其记法:(1)全体非负整数的集合简称非负整数集(或自然数集),记作N.(2)非负整数集内排除0的集合简称正整数集,记作N*或N+;(3)全体整数的集合简称整数集,记作Z;(4)全体有理数的集合简称有理数集,记作Q;(5)全体实数的集合简称实数集,记作R.【典例剖析1】例1 下列指定的对象,能构成一个集合的是( )①很小的数;②不超过30的非负整数;③直角坐标平面内横坐标等于纵坐标的点④π的近似值;⑤高个子的人;⑥所有无理数;⑦中国古代四大发明;⑧正方形全体。
⑨大于2的整数;⑩方程x2-3x+2=0的所有实数根;A.②③④⑥⑦⑧B.②③⑥⑦⑧⑨⑩C.②③⑥⑦⑩D.②③⑤⑥⑦⑧⑨【知识梳理2】集合的表示方法:(1)列举法:把集合中的元素一一列举出来,并用花括号“{}”括起来表示集合的方法. ②不超过30的非负整数;{0,1,2, … ,29,30}⑦中国古代四大发明;{造纸,印刷术,火药,指南针}⑩方程x 2-3x +2=0的所有实数根;{1,2}(2)描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法.具体方法是:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再划一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特性.①x 2-3x +2=0的解集可表示为:{x ∈R |x 2-3x +2=0}或{x |x 2-3x +2=0}②不等式x -3>2的解集可表示为:{x ∈R |x -3>2}或{x |x -3>2} .③所以奇数的集合可表示为:{x ∈Z |x =2k +1, k ∈Z}或 {x |x =2k +1,k ∈Z}集合的表示方法可以不唯一(1) x 2-3x +2=0的解集可表示为:{x |x 2-3x +2=0}={1,2}(2){x ∈N |3<x <7}={4,5,6}(3){x ∈N | ∈N}={0,3,5}(4)不等式2x -8<2的解集:集合中元素的特性(1)确定性:集合中的元素是确定的,即给定一个集合,任何一个对象是否属于这个集合是确定的.如:①很小的数; ⑤高个子的人;⑥所有无理数; ⑦中国古代四大发明;⑧正方形全体; ⑨大于2的整数;a 是集合A 中的元素,称a 属于集合A ,记作a ∈A ;a 不是集合A 中的元素,称a 不属于集合A ,记作a ∉ A如:1∈ N * ,-1∉N *1∈ QQ(2)互异性:集合中的元素是互异的,即集合中的元素是没有重复的.如:若集合A ={1,2,3},则不能写成A ={1,2,2,3}.(3)无序性:集合中的元素无顺序.如:集合{1,2,3}与集合{2,3,1}表示同一集合.【典例剖析2】例2 集合{x -1 ,2, -1 }中的x 不能取的值的个数是( )66-xA.2B. 3C. 4D. 5例3 下列集合中,表示同一集合的是( )A.M ={(3,2)},N ={(2,3)}B.M ={3,2},N ={(3,2)}C.M ={(x,y )∣x +y =1},N ={y ∣x +y =1}D.M ={3,2},N ={2,3}例4 用恰当的形式表示所有大于0小于10的奇数组成的集合.例5 设集合(1)试判断元素1,元素2与集合B 的关系;(2)用列举法表示集合B .【知识梳理3】集合的分类(1)有限集:含有有限个元素的集合,例如,A ={1,2,3}.(2)无限集:含有无限个元素的集合,例如,N .(3)空集:不含任何元素的集合,记作 ∅.例如,{x ∈R |x 2+1=0}=∅注:对于无限集,不宜采用列举法.6N |N 2B x x ⎧⎫=∈∈⎨⎬+⎩⎭集合间的基本关系及其运算【知识梳理1】一、集合间的基本关系:1、包含关系(1)包含关系一般地,对于两个集合A 与B ,若集合A 中的任何一个元素都是集合B 的元素,我们就说集合A 包含于集合B ,或集合B 包含集合A 。
记作A B ⊆(或B A ⊆)也说集合A 是集合B 的子集例1判断集合A 是否为集合B 的子集,若是则在 ( )打√,若不是则在( )打×: ①A ={1,3,5}, B ={1,2,3,4,5,6} ( )②A ={1,3,5}, B ={1,3,6,9} ( )③A ={0}, B ={x |x 2+2=0} ( )④A ={x |x 2-3x +2=0} ,B ={1,2} ( )(2)真子集一般地,对于两个集合A 与B ,若集合A 中的任何一个元素都是集合B 的元素,且集合B 中至少有一个元素不属于集合A ,我们就说集合A 是集合B 的真子集.记作2、相等关系①A ={1,3,2,4,5},B ={1,2,3,4,5}②A={x |x ²-3x +2=0}, B={1,2}一般地,对于两个集合A 与B ,如果集合A 中的任何一个元素都是集合B 的元素,同时集合B 中的任何一个元素都是集合A 的元素,则称集合A 等于集合B ,记作A =B 。
若A B ⊆且B A ⊆,则A =B ;反之,亦然。
注意:(1)集合A 不包含于集合B ,或集合B 不包含集合A 时, 记作:A B ⊄(2)规定:空集是任何集合的子集即对任何集合A ,都有A ∅⊆ ,空集是任何非空集合的真子集。
(3)对任何集合A ,都有A A ⊆(4)对于集合A ,B ,C ,若A B ⊆,且B C ⊆,则A C ⊆(传递性)【典例剖析1】例2 写出{0,1,2}的所有子集,并指出其中哪些是它的真子集.例3 设A={x,x 2,xy }, B ={1,x,y },且A=B , 求实数x,y 的值.例4 若A={x |-3≤x ≤4}, B={x |2m -1≤x ≤m +1}, 当B A ⊆时,求实数m 的取值范围.,求a的取值.例5 若P={x|x2-2x-3=0},S={x|ax+2=0},若S P【小结】【知识梳理2】1、交集:由所有属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合.例1 已知集合A,B,求A∩B(1)A={2,4,6,8},B={3,5,6,7,8,9}(2)A={x|x>-2},B={ x|x≥1}(3)A={x|x≥-2},B={ x|x<1}(4)A={x|x<-2},B={ x|x>1}2、并集:由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合。
例2 已知集合A,B,求A∪B(1)A={2,4,6,8},B={3,5,6,7,8,9}(2)A={x|x>-2},B={ x|x≥1}(3)A={x|x≥-2},B={ x|x<1}(4)A={x|x<-2},B={ x|x>1}3、补集:设A是一个集合,A是U的一个子集,由U中所有不属于集合A的元素所组成A。
的集合,记作ðU例3 己知全集U={1,2,3,4,5},A={1,2,4},B={3,4,5}. 求,A B.痧U U例4 己知全集U =R,A ={x |x ≥1}. 求ðU A 。
【综合练习】例1 全集U ={1,2,3,4,5,6},A ={2,3, 5},B ={1,2,6},求痧U U A B ⋂。
例2 全集A ={(x ,y )|4x +y =6},A ={(x ,y )|3x +2y =7},求A B ⋂。
例3 全集U=R ,A ={x|-2<x <1},B ={x|x >-2},求()ðU A B ⋂。