河南省焦作市沁阳一中高中数学 1.3.2集合的基本运算导学案 新人教A版必修1
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第一章集合与常用逻辑用语1.3集合的基本运算【素养目标】1.能从教材实例中抽象出两个集合并集和交集、全集和补集的含义.(数学抽象)2.准确翻译和使用补集符号和Venn图.(数学抽象)3.掌握有关的术语和符号,并会用它们正确进行集合的并集、交集与补集运算.(数学运算) 4.能用Venn图表示两个集合的并集和交集.(直观想象)5.能根据集合间的运算结果判断两个集合之间的关系.(逻辑推理)6.能根据两个集合的运算结果求参数的取值范围.(逻辑推理)7.会用Venn图、数轴解决集合综合运算问题.(直观想象)【学法解读】1.在本节学习中,学生应依据老师创设合适的问题情境,加深对“并集”“交集”“补集”“全集”等概念含义的认识,特别是对概念中“或”“且”的理解,尽量以义务教育阶段所学过的数学内容或现实生活中的实际情境为载体创设相关问题,帮助理解.2.要注意结合实例,运用数轴、V enn图等表示集合进行运算,从而更直观、清晰地解决有关集合的运算问题.1.3.1 并集与交集必备知识·探新知基础知识(3)A⊆B (4)B⊆A(5)A=B说明:由上述五个图形可知,无论集合A,B是何种关系,A∪B恒有意义,图中阴影部分表示并集.:并集概念中的“或”与生活用语中的“或”的含义是否相同?提示:并集概念中的“或”与生活用语中的“或”的含义是不同的.生活用语中的“或”是“或此”“或彼”只取其一,并不兼存;而并集中的“或”则是“或此”“或彼”“或此彼”,可兼有.“x∈A或x∈B”包含三种情形:①x∈A,但x∉B;②x∈B,但x∉A;③x∈A且x∈B.知识点二交集(1)A与B相交(有公共元素,相互不包含)(2)A与B相离(没有公共元素,A∩B=∅)(3)A⊆B,则A∩B=A(4)B⊆A,则A∩B=B(5)A=B,A∩B=B=A:集合运算中的“且”与生活用语中的“且”相同吗?提示:集合运算中的“且”与生活用语中的“且”的含义相同,均表示“同时”的含义,即“x∈A,且x∈B”表示元素x属于集合A,同时属于集合B.知识点三并集与交集的性质(1)___A∩A=A___,A∩∅=∅.(2)____A∪A=A____,A∪∅=A.思考3:(1)对于任意两个集合A,B,A∩B与A有什么关系?A∪B与A有什么关系?(2)设A,B是两个集合,若已知A∩B=A,A∪B=B,则它们之间有何关系?集合A与B 呢?提示:(1)(A∩B)⊆A,A⊆(A∪B).(2)A∩B=A⇔A∪B=B⇔A⊆B.基础自测1.(2019·全国卷Ⅲ理,1)已知集合A={-1,0,1,2},B={x|x2≤1},则A∩B=(A) A.{-1,0,1}B.{0,1}C.{-1,1} D.{0,1,2}[解析]∵B={x|x2≤1}={x|-1≤x≤1},∴A∩B={-1,0,1,2}∩{x|-1≤x≤1}={-1,0,1},故选A.2.(2019·江苏宿迁市高一期末测试)设集合M={0,1,2},N={2,4},则M∪N=(D) A.{0,1,2} B.{2}C.{2,4} D.{0,1,2,4}[解析]M∪N={0,1,2}∪{2,4}={0,1,2,4}.3.已知集合M={x|-5<x<3},N={x|-4<x<5},则M∩N=(A)A.{x|-4<x<3}B.{x|-5<x<-4}C.{x|3<x<5} D.{x|-5<x<5}[解析]M∩N={x|-5<x<3}∩{x|-4<x<5}={x|-4<x<3},故选A.4.(2019·江苏,1)已知集合A={-1,0,1,6},B={x|x>0,x∈R},则A∩B=____{1,6}________.[解析]A∩B={-1,0,1,6}∩{x|x>0,x∈R}={1,6}.5.已知集合A={1,2,3},B={2,m,4},A∩B={2,3},则m=___3__.[解析]因为A∩B={2,3},所以3∈B.所以m=3.关键能力·攻重难题型探究题型一并集运算例1(1)设集合A={1,2,3},B={2,3,4,5},求A∪B;(2)设集合A={x|-3<x≤5},B={x|2<x≤6},求A∪B.[分析]第(1)题由定义直接求解,第(2)题借助数轴求很方便.[解析](1)A∪B={1,2,3}∪{2,3,4,5}={1,2,3,4,5}.(2)画出数轴如图所示:∴A∪B={x|-3<x≤5}∪{x|2<x≤6}={x|-3<x≤6}.[归纳提升]并集运算应注意的问题(1)对于描述法给出的集合,应先看集合的代表元素是什么,弄清是数集,还是点集……,然后将集合化简,再按定义求解.(2)求两个集合的并集时要注意利用集合元素的互异性这一属性,重复的元素只能算一个.(3)对于元素个数无限的集合进行并集运算时,可借助数轴,利用数轴分析法求解,但要注意端点的值能否取到.【对点练习】❶ (1)已知集合A ={0,2,4},B ={0,1,2,3,5},则A ∪B =__{0,1,2,3,4,5}__. (2)若集合A ={x|x>-1},B ={x|-2<x<2},则A ∪B =__{x|x>-2}___. [解析] (1)A ∪B ={0,2,4}∪{0,1,2,3,5}={0,1,2,3,4,5}. (2)画出数轴如图所示,故A ∪B ={x|x>-2}.题型二 交集运算例2 (1)设集合M ={-1,0,1},N ={x|x2=x}则M∩N =( B ) A .{-1,0,1} B .{0,1} C .{1}D .{0}(2)若集合A ={x|-2≤x≤3},B ={x|x<-1或x>4},则集合A∩B 等于( D ) A .{x|x≤3或x>4} B .{x|-1<x≤3} C .{x|3≤x<4}D .{x|-2≤x<-1}(3)已知A ={(x ,y)|4x +y =6},B ={(x ,y)|3x +2y =7},则A∩B =___{(1,2)}__. [分析] (1)先求出集合N 中的元素再求M 、N 的交集.(2)借助数轴求A ∩B .(3)集合A和B 的元素是有序实数对(x ,y ),A 、B 的交集即为方程组⎩⎪⎨⎪⎧4x +y =63x +2y =7的解集.[解析] (1)N ={x|x2=x}={0,1},∴M∩N ={0,1},故选B .(2)将集合A 、B 表示在数轴上,由数轴可得A∩B ={x|-2≤x<-1},故选D .(3)A ∩B ={(x ,y )|4x +y =6}∩{(x ,y )|3x +2y =7}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ,y ⎪⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎧ 4x +y =63x +2y =7={(1,2)}. [归纳提升] 求集合A∩B 的方法与步骤 (1)步骤①首先要搞清集合A 、B 的代表元素是什么.②把所求交集的集合用集合符号表示出来,写成“A∩B”的形式.③把化简后的集合A、B的所有公共元素都写出来即可(若无公共元素则所求交集为∅).(2)方法①若A、B的代表元素是方程的根,则应先解方程,求出方程的根后,再求两集合的交集;若集合的代表元素是有序数对,则A∩B是指两个方程组成的方程组的解集,解集是点集.②若A、B是无限数集,可以利用数轴来求解.但要注意,利用数轴表示不等式时,含有端点的值用实心点表示,不含有端点的值用空心点表示.【对点练习】❷(1)(2020·天津和平区高一期中测试)设集合A={1,2,3,4},B={y|y=2x -1,x∈A},则A∩B等于(A)A.{1,3}B.{2,4}C.{2,4,5,7} D.{1,2,3,4,5,7}(2)(2020·广州荔湾区高一期末测试)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0},若A∩B ={1},则集合B=(D)A.{-3,1} B.{0,1}C.{1,5} D.{1,3}[解析](1)∵A={1,2,3,4},B={y|y=2x-1,x∈A},∴B={1,3,5,7},∴A∩B={1,3},故选A.(2)∵A∩B={1},∴1∈B,∴1是方程x2-4x+m=0的根,∴1-4+m=0,∴m=3.∴B={x|x2-4x+3=0}={x|(x-1)(x-3)=0}={1,3}.题型三集合的交集、并集性质的应用例3(1)设集合M={x|-2<x<5},N={x|2-t<x<2t+1,t∈R},若M∪N=M,则实数t的取值范围为___________.(2)设A={x|x2-2x=0},B={x|x2-2ax+a2-a=0}.①若A∩B=B,求a的取值范围;②若A∪B=B,求a的取值.[分析](1)把M∪N=M转化为N⊆M,利用数轴表示出两个集合,建立端点间的不等关系式求解.(2)先化简集合A,B,再由已知条件得A∩B=B和A∪B=B,转化为集合A、B的包含关系,分类讨论求a的值或取值范围.[解析] (1)由M ∪N =M 得N ⊆M ,当N =∅时,2t +1≤2-t ,即t ≤13,此时M ∪N =M 成立.当N ≠∅时,由数轴可得⎩⎪⎨⎪⎧2-t <2t +1,2t +1≤5,2-t ≥-2,解得13<t ≤2.缩上可知,实数t 的取值范围是{t |t ≤2}. (2)由x 2-2x =0,得x =0或x =2.∴A ={0,2}. ①∵A ∩B =B ,∴B ⊆A ,B =∅,{0},{2},{0,2}. 当B =∅时,Δ=4a 2-4(a 2-a )=4a <0,∴a <0;当B ={0}时,⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a =0,Δ=4a =0,∴a =0;当B ={2}时,⎩⎪⎨⎪⎧4-4a +a 2-a =0,Δ=4a =0,无解;当B ={0,2}时,⎩⎪⎨⎪⎧2a =2,Δ=4a >0,a 2-a =0,得a =1.综上所述,得a 的取值范围是{a |a =1或a ≤0}. ②∵A ∪B =B ,∴A ⊆B .∵A ={0,2},而B 中方程至多有两个根, ∴A =B ,由①知a =1.[归纳提升] 利用交、并集运算求参数的思路(1)涉及A ∩B =B 或A ∪B =A 的问题,可利用集合的运算性质,转化为相关集合之间的关系求解,要注意空集的特殊性.(2)将集合中的运算关系转化为两个集合之间的关系.若集合中的元素能一一列举,则可用观察法得到不同集合中元素之间的关系,要注意集合中元素的互异性;与不等式有关的集合,则可利用数轴得到不同集合之间的关系.【对点练习】❸ 已知集合M ={x|2x -4=0},集合N ={x|x2-3x +m =0}, (1)当m =2时,求M∩N ,M ∪N ; (2)当M∩N =M 时,求实数m 的值. [解析] (1)由题意得M ={2}.当m =2时,N ={x|x2-3x +2=0}={1,2}, ∴M∩N ={2},M ∪N ={1,2}.(2)∵M∩N =M ,∴M ⊆N ,∵M ={2},∴2∈N ,∴2是关于x 的方程x2-3x +m =0的解,即4-6+m =0,解得m =2.课堂检测·固双基1.设集合A ={x ∈N *|-1≤x ≤2},B ={2,3},则A ∪B =( B ) A .{-1,0,1,2,3} B .{1,2,3} C .{-1,2}D .{-1,3}[解析] 集合A ={1,2},B ={2,3},则A ∪B ={1,2,3}. 2.已知集合A ={x |-3<x <3},B ={x |x <1},则A ∩B =( C ) A .{x |x <1} B .{x |x <3} C .{x |-3<x <1}D .{x |-3<x <3}[解析] A ∩B ={x |-3<x <3}∩{x |x <1}={x |-3<x <1}.故选C .3.设集合A ={2,4,6},B ={1,3,6},则如图中阴影部分表示的集合是( C )A .{2,4,6}B .{1,3,6}C .{1,2,3,4,6}D .{6}[解析] 图中阴影表示A ∪B ,又因为A ={2,4,6},B ={1,3,6},所以A ∪B ={1,2,3,4,6},故选C .4.已知集合A ={x |x ≤1},B ={x |x ≥a },且A ∪B =R ,则实数a 的取值范围是__a ≤1__. [解析] 利用数轴画图解题.要使A ∪B =R ,则a ≤1.5.已知集合A ={x |m -2<x <m +1},B ={x |1<x <5}. (1)若m =1,求A ∪B ;(2)若A ∩B =A ,求实数m 的取值范围. [解析] (1)由m =1,得A ={x |-1<x <2}, ∴A ∪B ={x |-1<x <5}.(2)∵A ∩B =A ,∴A ⊆B .显然A ≠∅.故有⎩⎪⎨⎪⎧m -2≥1,m +1≤5,解得3≤m ≤4.∴实数m 的取值范围为[3,4].素养作业·提技能A 组·素养自测一、选择题1.已知集合A ={-2,0,2},B ={x |x 2-x -2=0},则A ∩B =( B ) A .∅ B .{2} C .{0}D .{-2}[解析] 因为B ={-1,2},所以A ∩B ={2}.2.已知集合M ={x |-3<x ≤5},N ={x |x <-5,或x >4},则M ∪N =( A ) A .{x |x <-5,或x >-3} B .{x |-5<x <4} C .{x |-3<x <4}D .{x |x <-3,或x >5}[解析] 在数轴上分别表示集合M 和N ,如图所示,则M ∪N ={x |x <-5,或x >-3}.3.已知M ={(x ,y )|x +y =2},N ={(x ,y )|x -y =4},则M ∩N 等于( D ) A .x =3,y =-1 B .(3,-1) C .{3,-1}D .{(3,-1)}[解析] ∵M ,N 均为点集,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =2,x -y =4,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =-1,∴M ∩N ={(3,-1)}.4.若A ={x ∈N |1≤x ≤10},B ={x ∈R |x 2+x -6=0},则图中阴影部分表示的集合为( A )A .{2}B .{3}C .{-3,2}D .{-2,3}[解析] A ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},B ={-3,2},由题意可知,阴影部分为A ∩B ,A ∩B ={2}.5.集合A ={1,2},B ={1,2,3},C ={2,3,4},则(A ∩B )∪C =( D ) A .{1,2,3} B .{1,2,4} C .{2,3,4}D .{1,2,3,4}[解析] A ∩B ={1,2},(A ∩B )∪C ={1,2,3,4},故选D .6.(2019·武汉市高一调研)设集合A ={x |-1≤x <2},B ={x |x <a },若A ∩B ≠∅,则a 的取值范围是( D )A .{a |-1<a ≤2}B .{a |a >2}C .{a |a ≥-1}D .{a |a >-1}[解析] 因为A ∩B ≠∅,所以集合A ,B 有公共元素,在数轴上表示出两个集合,如图所示,易知a >-1. 二、填空题7.已知集合A ={2,3},B ={2,6,8},C ={6,8},则(C ∪A )∩B =__{2,6,8}__. [解析] ∵A ∪C ={2,3}∪{6,8}={2,3,6,8}, ∴(C ∪A )∩B ={2,3,6,8}∩{2,6,8}={2,6,8}.8.若集合A ={x |3ax -1=0},B ={x |x 2-5x +4=0},且A ∪B =B ,则a 的值是__0,13,112__. [解析] 由题意知,B ={1,4},A ∪B =B ,∴A ⊆B .当a =0时,A =∅,符合题意;当a ≠0时,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫13a ,∴13a =1或13a =4, ∴a =13或a =112.综上,a =0,13,112.9.已知集合A ={x |x <1,或x >5},B ={x |a ≤x ≤b },且A ∪B =R ,A ∩B ={x |5<x ≤6},则2a -b =__-4__.[解析] 如图所示,可知a =1,b =6,2a -b =-4.三、解答题10.已知集合A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪ ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫3-x >0,3x +6>0,集合B ={m |3>2m -1},求A ∩B ,A ∪B .[解析] 解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧3-x >0,3x +6>0,得-2<x <3,则A ={x |-2<x <3}.解不等式3>2m -1,得m <2,则B ={m |m <2}. 用数轴表示集合A 和B ,如图所示.则A∩B={x|-2<x<2},A∪B={x|x<3}.11.设集合A={a2,a+1,-3},B={a-3,2a-1,a2+1},A∩B={-3},求实数a 的值.[解析]∵A∩B={-3},∴-3∈B.∵a2+1≠-3,∴a-3=-3或2a-1=-3.①若a-3=-3,则a=0,此时A={0,1,-3},B={-3,-1,1},但由于A∩B={1,-3}与已知A∩B={-3}矛盾,∴a≠0.②若2a-1=-3,则a=-1,此时A={1,0,-3},B={-4,-3,2},A∩B={-3}.综上可知a=-1.B组·素养提升一、选择题1.设集合S={x|(x-2)(x-3)≥0},T={x|x>0},则S∩T=(D)A.{x|2≤x≤3} B.{x|x≤2或x≥3}C.{x|x≥3} D.{x|0<x≤2或x≥3}[解析]∵S={x|(x-2)(x-3)≥0}={x|x≤2或x≥3},且T={x|x>0},∴S∩T={x|0<x≤2或x≥3}.故选D.2.设集合A={a,b},B={a+1,5},若A∩B={2},则A∪B等于(D)A.{1,2} B.{1,5}C.{2,5} D.{1,2,5}[解析]因为A∩B={2},所以2∈A,2∈B,所以a+1=2,所以a=1,b=2,即A={1,2},B={2,5},所以A∪B={1,2,5},故选D.3.(多选题)已知集合A={2,3,4},集合A∪B={1,2,3,4,5},则集合B可能为(AD) A.{1,2,5} B.{2,3,5}C.{0,1,5} D.{1,2,3,4,5}[解析]集合A={2,3,4},A∪B={1,2,3,4,5},则B中必有元素1和5,且有元素2,3,4中的0个,1个,2个或3个都可以,AD符合.B、C错误,故选AD.4.(多选题)已知集合A ={2,4,x 2},B ={2,x },A ∪B =A ,则x 的值可以为( ABC )A .4B .0C .1D .2 [解析] ∵A ∪B =A ,∴B ⊆A .∴x ∈A ,∴x =4或x 2=x ,由x 2=x 解得x =0或1,当x =0时,A ={2,4,0},B ={2,0},满足题意.当x =1时,A ={2,4,1},B ={2,1},满足题意.当x =4时,A ={2,4,16},B ={2,4},满足题意.故选ABC .二、填空题5.已知集合A ={x |0≤x ≤a ,a >0},B ={0,1,2,3},若A ∩B 有3个真子集,则a 的取值范围是__1≤a <2__.[解析] ∵A ∩B 有3个真子集,∴A ∩B 中有2个元素,又∵A ={x |0≤x ≤a ,a >0}, ∴1≤a <2.6.设集合M ={x |-2<x <5},N ={x |2-t <x <2t +1,t ∈R },若M ∩N =N ,则实数t 的取值范围为__t ≤2__.[解析] 当2t +1≤2-t 即t ≤13时,N =∅.满足M ∩N =N ; 当2t +1>2-t 即t >13时,若M ∩N =N 应满足⎩⎪⎨⎪⎧2-t ≥-22t +1≤5,解得t ≤2.∴13<t ≤2.综上可知,实数t 的取值范围是t ≤2.7.(2019·枣庄市第八中学考试)设集合A ={x |2a +1≤x ≤3a -5},B ={x |3≤x ≤22},则使A ⊆(A ∩B )成立的a 的取值集合为__{a |a ≤9}__.[解析] 由A ⊆(A ∩B ),得A ⊆B ,则(1)当A =∅时,2a +1>3a -5,解得a <6.(2)当A ≠∅时,⎩⎪⎨⎪⎧ 2a +1≤3a -5,2a +1≥3,3a -5≤22,解得6≤a ≤9.综合(1)(2)可知,使A ⊆(A ∩B )成立的a 的取值集合为{a |a ≤9}.三、解答题8.已知集合M ={x |2x +6=0},集合N ={x |x 2-3x +m =0}.(1)当m =-4时,求M ∩N ,M ∪N ;(2)当M ∩N =M 时,求实数m 的值.[解析](1)M={-3}.当m=-4时,N={x|x2-3x-4=0}={-1,4},则M∩N={-3}∩{-1,4}=∅,M∪N={-3}∪{-1,4}={-3,-1,4}.(2)∵M∩N=M,∴M⊆N.由于M={-3},则-3∈N,∴-3是关于x的方程x2-3x+m=0的解,∴(-3)2-3×(-3)+m=0,解得m=-18.9.某班有36名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组,已知参加数学、物理、化学小组的人数分别为26,15,13,同时参加数学和物理小组的有6人,同时参加物理和化学小组的有4人,则同时参加数学和化学小组的有多少人?[解析]设参加数学、物理、化学小组的人数构成的集合分别为A,B,C,同时参加数学和化学小组的有x人,由题意可得如图所示的Venn图.由全班共36名同学参加课外探究小组可得(26-6-x)+6+(15-10)+4+(13-4-x)+x=36,解得x=8,即同时参加数学和化学小组的有8人.。
1.1.1 集合的含义及其表示方法(1)一、课前预习新知(一)、预习目标:初步理解集合的含义,了解属于关系的意义,知道常用数集及其记法(二)、预习内容:阅读教材填空:1 、集合:一般地,把一些能够对象看成一个整体,就说这个整体是由这些对象的全体构成的(或)。
构成集合的每个对象叫做这个集合的(或)。
2、集合与元素的表示:集合通常用来表示,它们的元素通常用来表示。
3、元素与集合的关系:如果a是集合A的元素,就说,记作,读作。
如果a不是集合A的元素,就说,记作,读作。
4.常用的数集及其记号:(1)自然数集:,记作。
(2)正整数集:,记作。
(3)整数集:,记作。
(4)有理数集:,记作。
(5)实数集:,记作。
二、课内探究新知(一)、学习目标1.通过实例了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系,能选择集合不同的语言形式描述具体的问题,提高语言转换和抽象概括能力,树立用集合语言表示数学内容的意识.2.了解集合元素的确定性、互异性、无序性,掌握常用数集及其专用符号,并能够用其解决有关问题,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的应用意识.学习重点:集合的基本概念与表示方法.学习难点:选择恰当的方法表示一些简单的集合.(二)、学习过程1、 核对预习学案中的答案2、 思考下列问题①请我们班的全体女生起立!接下来问:“咱班的所有女生能不能构成一个集合啊?” ②下面请班上身高在1.75以上的男生起立!他们能不能构成一个集合啊?③其实,生活中有很多东西能构成集合,比如新华字典里所有的汉字可以构成一个集合等等.那么,大家能不能再举出一些生活中的实际例子呢?请你给出集合的含义.④如果用A 表示高一(3)班全体学生组成的集合,用a 表示高一(3)班的一位同学,b 是高一(4)班的一位同学,那么a 、b 与集合A 分别有什么关系?由此看见元素与集合之间有什么关系?⑤世界上最高的山能不能构成一个集合?⑥世界上的高山能不能构成一个集合?⑦问题⑥说明集合中的元素具有什么性质?⑧由实数1、2、3、1组成的集合有几个元素?⑨问题⑧说明集合中的元素具有什么性质?⑩由实数1、2、3组成的集合记为M,由实数3、1、2组成的集合记为N,这两个集合中的元素相同吗?这说明集合中的元素具有什么性质?由此类比实数相等,你发现集合有什么结论?3、集合元素的三要素是 、 、 。
1.1.3 集合的基本运算(第二课时)【学习目标】1.进一步巩固集合的三种运算.2.灵活运用集合的运算,解决一些实际问题.【典型例题】1.已知集合{}{}2|15500,|10A x x x B x ax =-+==-=,若A B ⋂≠Φ,求a 的值.2.已知集合{}{}|23,|15A x a x a B x x x =≤≤+=<->或,若A B ⋂=Φ,求a 的取值范围.3.已知集合{}{}22|340,|220A x x x B x x ax =--==-+=若A B A ⋃=,求a 的取值集合.4.有54名学生,其中会打篮球的有36人,会打排球的人数比会打篮球的多4人,另外这两种球都不会的人数是都会的人数的四分之一还少1,问两种球都会打的有多少人.【课堂练习】1.设集合{}{}|32,|13M x Z x N n Z n =∈-<<=∈-≤≤,则M N ⋂=( )A.{}0,1B.{}1,0,1-C.{}0,1,2D.{}1,0,1,2-2.设U为全集,集合,M U N U N M ⊆⊆⊆且则( )A.U U C N C M ⊆B.U M C ⊆NC.U U C N C M =D.()U U C M C ⊆N3.已知集合{}3|0,|31x M x N x x x +⎧⎫=<=≤-⎨⎬-⎩⎭,则集合{}|1x x ≥是( ) A.N M ⋂ B.N M ⋃C.()M N ⋂U CD.()M N ⋃U C4.设{}{},A B ==菱形矩形,则A B ⋂=_______________.5.已知全集{}{}{}22,4,1,1,2,7U U a a A a C A a =-+=+==则_______________.【达标检测】一、选择题1.满足{}{}1,31,3,5A ⋃=的所有集合A 的个数( )A.3B.4C.5D.62.已知集合{}{}|23,|14A x x B x x x =-≤≤=<->或,则A B ⋂=( )A.{}|34x x x ≤>或B.{}≤x|-1<x 3C.{}4≤<x|3xD.{}1≤<-x|-2x3.设集合{}{}|23,|8,S x x T x a x a S T R =->=<<+⋃=,则a 的取值范围是( )A.31a -<<-B.31a -≤≤-C.31a a ≤-≥-或D.31a a <->-或4.第二十届奥运会于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{}B =参加北京奥运会比赛的男运动员,{}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 C ⋂=D.B C A ⋃=5.对于非空集合M 和N,定义M 与N 的差{}|M N x x M x N -=∈∉且,那么 M -(M -N)总等于( )A.NB.MC.M N ⋂D.M N ⋃二、填空题6.设集合{}{},(,)|1A B x y x y ==-=-(x,y)|x+2y=7,则A B ⋂=__________.7.设{}{}2,|20,U A x x x N +==<∈x|x 是不大于10的正整数,则U C A =_________.8.全集U =R,集合{}{}|0,|1X x x T y y =≥=≥,则U U C T C X 与的包含关系是____.9.设全集{}{},|U A x ==x|x 是三角形x 是锐角三角形,{}|B x =x 是钝角三角形,则U C A B⋃()=_______________. 10.已知集合{}{}|2,M N y y x x R =∈==-∈y|y=-2x+1,x R ,则⋂M N =_______.三、解答题11.已知{}{}222190,|560A x ax a B x x x =-+-==-+=x|,{}2280C x x =+-=x| ①.若A B A B ⋂=⋃,求a 的值.②.若A C C ⋂=,求a 的值.12.设U=R,M={1|≥x x },N={50|<≤x x },求U U C M C N ⋃.13.设集合{}{}2|(2)()0,,|560A x x x m m R B x x x =--=∈=--=,求A B ⋃,A B ⋂.。
1.3 集合的基本运算学习目标1. 理解两个集合的并集与交集的含义,能求两个集合的并集与交集;2. 理解全集和补集的含义,能求给定集合的补集;3. 能使用Venn图表达集合的基本关系与基本运算.核心素养1.数学抽象:并集、交集、全集、补集含义的理解;2.逻辑推理:并集、交集及补集的性质的推导;3.数学运算:求两个集合的并集、交集及补集,已知并集、交集及补集的性质求参数(参数的范围);4.数据分析:通过并集、交集及补集的性质列不等式组,此过程中重点关注端点是否含“=”及∅问题;5.数学建模:用集合思想对实际生活中的对象进行判断与归类.学习重点:1.交集、并集定义的三种语言的表达方式及交集、并集的区别与联系;2全集与补集的定义.学习难点:利用交集并集补集含义和Venn图解决一些与集合的运算有关的问题.学习过程预习导入阅读课本,填写.1.并集一般地,由____________集合A__________集合B的元素所组成的集合,称为集合A与B 的并集,记作:_________(读作:“________”)即:A∪B=________________.Venn图表示:2.交集一般地,由____________集合A____________集合B的元素所组成的集合,叫做集合A与B 的交集,记作:___________(读作:__________)即:A∩B=_______________.Venn图表示:3.全集一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的____________,那么就称这个集合为全集,通常记作_______.4.补集:对于全集U的一个子集A,由全集U中所有____________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:____________,即:C U A=____________. 补集的Venn图表示5.常用结论:(1)A∩B___A,A∩B___B,A∩A=___,A∩∅=___,A∩B___B∩A;(2)A___A∪B,B___A∪B,A∪A=___,A∪∅=___,A∪B___B∪A;(3)(C U A)∪A=___,(C U A)∩A=___;(4)若A∩B=A,则A___B,反之也成立;(5)若A∪B=B,则A___B,反之也成立.小试牛刀1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)集合A∪B中的元素个数就是集合A和集合B中所有元素的个数和. ()(2)当集合A与集合B没有公共元素时,集合A与集合B就没有交集. ()(3)若A∪B=⌀,则A=B=⌀. ()(4)若A∩B=⌀,则A=B=⌀. ()(5)若A∪B=A∪C,则B=C. ()(6)∁A⌀=A. ()(7)∁U(A∪B)=(∁U A)∪(∁U B). ()2.设集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N等于()A.{0,1}B.{-1,0,1}C.{0,1,2} D.{-1,0,1,2}3.若集合A={x|-5<x<2},B={x|-3<x<3},则A∩B=()A.{x|-3<x<2} B.{x|-5<x<2}C.{x|-3<x<3} D.{x|-5<x<3}4.全集U={x|0<x<10},A={x|0<x<5},则∁U A=________.自主探究例1(单一运算)1.求下列两个集合的并集和交集:(1) A={1,2,3,4,5},B={-1,0,1,2,3};(2) A={x|x+1>0},B={x|-2<x<2};2.设集合U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则∁U M=()A.U B.{1,3,5} C.{3,5,6} D.{2,4,6}例2(混合运算)(1)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}(2)设全集为R,A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},则∁R(A∪B)=________,(∁R A)∩B=________.例3(由并集、交集求参数的值)已知M={1,2,a2−3a−1},N={-1,a,3},M∩N={3},求实数a的值.例4(由并集、交集的定义求参数的范围)设集合A={x|-1<x<a},B={x|1<x<3}且A∪B={x|-1<x<3},求a的取值范围.例5(由交集、并集的性质求参数的范围)已知集合A={x|-3<x≤4},集合B={x|k+1≤x≤2k-1},且A∪B=A,试求k的取值范围.变式.『变条件』把例5题中的条件“A∪B=A”换为“A∩B=A”,求k的取值范围.当堂检测1.已知集合P={x|-1<x<1},Q={x|0<x<2},那么P∪Q=()A.{x|-1<x<2} B.{x|0<x<1}C.{x|-1<x<0} D.{x|1<x<2}2.设集合U={1,2,3,4,5},A={1,2,3},B={2,3,4},则∁U(A∩B)等于()A.{2,3}B.{1,4,5}C.{4,5} D.{1,5}3.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)}4.A={x∈N|1≤x≤10},B={x∈R|x2+x-6=0},则下图中阴影部分表示的集合为()A.{2} B.{3}C.{-3,2} D.{-2,3}5.设集合A={a,b},B={a+1,5},若A∩B={2},则A∪B等于()A.{1,2} B.{1,5}C.{2,5} D.{1,2,5}6.设集合A={x|-1≤x<2},B={x|x<a},若A∩B≠∅,则a的取值范围是()A.a<2 B.a>-2C.a>-1 D.-1<a≤27.已知A={x|a<x≤a+8},B={x|x<-1,或x>5},若A∪B=R,则a的取值范围为________.8.已知非空集合A={x|2a+1≤x≤3a-5},B={x|3≤x≤22}.(1)当a=10时,求A∩B,A∪B;(2)求能使A⊆(A∩B)成立的a的取值范围.——★参*考*答*案★——学习过程一、预习导入1.所有属于集合或属于集合A∪B A并B {x|x∈A,或x∈B}2.属于且属于A∩B A交B {x|∈A,且x∈B}3.所有元素U4.不属于集合A C U A {x|x∈U,且x∉A}5.(1)⊆⊆A ∅=(2)⊆⊆A A=(3)U ∅(4)⊆(5)⊆小试牛刀1.(1) ×(2) ×(3) √ (4)×(5) ×(6) √(7) ×2.D3.A4.{x|5≤x<10}自主探究例1『答案』见解析『解析』 1.(1)如图所示,A∪B={-1,0,1,2,3,4,5},A∩B={1,2,3}.(2)由题意知A={x|x>-1},用数轴表示集合A和B,如图所示,则数轴上方所有“线”下面的实数组成了A∪B,故A∪B={x|x>-2},数轴上方“双线”(即公共部分)下面的实数组成了A∩B,故A∩B={x|-1<x<2}.2.因为U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},由补集的定义,可知∁U M={3,5,6}.故选C.例2『答案』(1)B(2){x|x≤2,或x≥10}{x|2<x<3,或7≤x<10}『解析』(1)A ∪B ={1,2,4,6},又C ={x ∈R |-1≤x ≤5},则(A ∪B )∩C ={1,2,4}.(2)把全集R 和集合A 、B 在数轴上表示如下:由图知,A ∪B ={x |2<x <10}, ∴∁R (A ∪B )={x |x ≤2,或x ≥10}. ∵∁RA ={x |x <3,或x ≥7},∴(∁RA )∩B ={x |2<x <3,或7≤x <10}. 例3『答案』见解析『解析』∵M ∩N ={3},∴3∈M ;∴a 2−3a −1=3,即a 2−3a −4=0,,解得a =-1或4. 当a =-1时,与集合中元素的互异性矛盾,舍去; 当a =4时,M ={1,2,3},N ={-1,3,4},符合题意. ∴a =4.例4『答案』见解析『解析』如图所示,由A ∪B ={x |-1<x <3}知,1<a ≤3. 例5『答案』见解析『解析』∵A ∪B =A ,∴B ⊆A ,①当B =Ø时,k +1>2k -1,∴k <2. ②当B ≠Ø,则根据题意如图所示:根据数轴可得⎩⎪⎨⎪⎧k +1≤2k -1,-3<k +1,2k -1≤4,解得2≤k ≤52.综合①②可得k 的取值范围为⎩⎨⎧⎭⎬⎫k ⎪⎪k ≤52. 变式.『答案』见解析『解析』∵A ∩B =A ,∴A ⊆B .又A ={x |-3<x ≤4},B ={x |k +1≤x ≤2k -1},可知B ≠Ø.由数轴可知⎩⎪⎨⎪⎧k +1≤-3,2k -1≥4,解得k ∈Ø,即当A ∩B =A 时,k 不存在. 当堂检测1-6.ABDADC 7.-3≤a <-18.解:(1)当a =10时,A ={x |21≤x ≤25}. 又B ={x |3≤x ≤22},所以A ∩B ={x |21≤x ≤22},A ∪B ={x |3≤x ≤25}. (2)由A ⊆(A ∩B ),可知A ⊆B , 又因为A 为非空集合, 所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +1≥3,3a -5≤22,2a +1≤3a -5,解得6≤a ≤9.。
1.3集合的基本运算第1课时并集与交集学习目标 1.理解并集、交集的概念;2.会用符号、Venn图和数轴表示并集、交集;3.会求简单集合的并集和交集.知识点一并集思考某次校运动会上,高一(一)班有10人报名参加田赛,有12人报名参加径赛.已知两项都报的有3人,你能算出高一(一)班参赛人数吗?答案19人.参赛人数包括参加田赛的,也包括参加径赛的,但由于元素互异性的要求,两项都报的不能重复计算,故有10+12-3=19人.(1)定义:一般地,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”).(2)并集的符号语言表示为A∪B={x|x∈A,或x∈B}.(3)图形语言:、阴影部分为A∪B.(4)性质:A∪B=B∪A,A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=A⇔B⊆A,A⊆A∪B.知识点二交集思考一副扑克牌,既是红桃又是A的牌有几张?答案1张.红桃共13张,A共4张,其中两项要求均满足的只有红桃A一张.(1)定义: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”).(2)交集的符号语言表示为A∩B={x|x∈A,且x∈B}.(3)图形语言:阴影部分为A∩B.(4)性质:A∩B=B∩A,A∩A=A,A∩∅=∅,A∩B=A⇔A⊆B,A∩B⊆A∪B,A∩B⊆A,A∩B ⊆B.类型一求并集、交集例1 (1)集合A ={x |-1<x <2},B ={x |1<x <3},求A ∪B ,A ∩B ; (2)集合A ={x |2k <x <2k +1,k ∈Z },B ={x |1<x <3},求A ∩B ;(3)集合A ={(x ,y )|x =2},B ={(x ,y )|y =3},求A ∪B ,A ∩B ,并说明其几何意义. 解 (1)可以借助数轴求,A ∪B 如图.A ∪B ={x |-1<x <2}∪{x |1<x <3} ={x |-1<x <3}. A ∩B ={x |1<x <2}.(2)集合A 由数轴上的无限多段组成.但我们只需取与B 有公共元素的,如下图.A ∩B ={x |2<x <3}.(3)A ∪B ={(x ,y )|x =2,或y =3},几何意义是两条直线x =2,和y =3上所有点组成的集合. A ∩B ={(2,3)},几何意义是两条直线x =2,和y =3的交点组成的集合.反思与感悟 在利用集合的交集、并集性质解题时,若条件中出现A ∪B =A ,或A ∩B =B ,解答时常转化为B ⊆A ,然后用集合间的关系解决问题,运算时要考虑B =∅的情况,切记不可漏掉.跟踪训练1 (1)集合A ={x |-1<x <2},B ={x |x ≤1或x >3},求A ∪B ,A ∩B ; (2)集合A ={x |2k <x <2k +1,k ∈Z },B ={x |1<x <6},求A ∩B ; (3)集合A ={(x ,y )|y =x +2},B ={(x ,y )|y =x +3},求A ∪B ,A ∩B . 解 (1)A ∪B ={x |x <2或x >3},A ∩B ={x |-1<x ≤1}. (2)A ∩B ={x |2<x <3或4<x <5}.(3)A ∪B ={(x ,y )|y =x +2或y =x +3},A ∩B =∅. 类型二 翻译集合语言例2 已知A ={x |2a ≤x ≤a +3},B ={x |x <-1或x >5},若A ∪B =B ,求a 的取值范围. 解 A ∪B =B ⇔A ⊆B .当2a >a +3,即a >3时,A =∅,满足A ⊆B . 当2a =a +3,即a =3时,A ={6},满足A ⊆B . 当2a <a +3,即a <3时,要使A ⊆B ,需⎩⎪⎨⎪⎧ a <3,a +3<-1或⎩⎪⎨⎪⎧a <3,2a >5, 解得a <-4,或52<a <3.综上,a 的取值范围是{a |a >3}∪{a |a =3}∪{a |a <-4,或52<a <3}={a |a <-4,或a >52}.反思与感悟两个集合求交集,结果还是一个集合,是由集合A与B的公共元素组成的集合,当两个集合没有公共元素时,两个集合的交集是空集,而不能说两个集合没有交集.跟踪训练2设集合A={x|-1<x<2},B={x|x<a},若A∩B≠∅,则a的取值范围是________.答案a>-1解析如图,利用数轴分析可知,a>-1.类型三并集、交集的性质例3设想集合A、B、C的各种情形,A∩(B∩C)等于(A∩B)∩C吗?试证明你的结论.解可设想A、B、C相等,适合空集等各种情形.若x0∈A∩(B∩C),依交集定义有x0∈A,且x0∈B∩C,∴x0∈A,且x0∈B,且x0∈C.∴x0∈A∩B,且x0∈C,∴x0∈(A∩B)∩C.即A∩(B∩C)⊆(A∩B)∩C.同理可证A∩(B∩C)⊇(A∩B)∩C.∴A∩(B∩C)=(A∩B)∩C.反思与感悟证明要紧扣定义,这是以后我们做证明题的共性.跟踪训练3猜想A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)吗?试证明你的结论.解若x0∈A∩(B∪C),依并集,交集定义有x0∈A,且x0∈B∪C,∴x0∈A,且x0∈B,或x0∈C.若x0∈B,则x0∈A∩B,若x0∈C,则x0∈A∩C,∴x0∈(A∩B)∪(A∩C),即A∩(B∪C)⊆(A∩B)∪(A∩C).同理可证A∩(B∪C)⊇(A∩B)∪(A∩C).∴A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C).1.已知集合M={-1,0,1},N={0,1,2},则M∪N等于()A.{-1,0,1} B.{-1,0,1,2}C.{-1,0,2} D.{0,1}答案B2.已知集合A={x|x2-2x=0},B={0,1,2},则A∩B等于()A.{0} B.{0,1}C.{0,2} D.{0,1,2}答案C3.设集合P={1,2,3,4,5},集合Q={x∈R|2≤x≤5},那么下列结论正确的是()A.P∩Q=P B.P∩Q QC.P∩Q P D.P∩Q=Q答案C4.已知A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合A∩B等于()A.∅B.{x|x≤1}C.{x|0≤x≤1} D.{x|0<x<1}答案A5.已知集合A={1,3,m},B={1,m},A∪B=A,则m等于()A.0或 3 B.0或3C.1或 3 D.1或3答案B1.对并集、交集概念的理解(1)对于并集,要注意其中“或”的意义,“或”与通常所说的“非此即彼”有原则性的区别,它们是“相容”的.“x∈A,或x∈B”这一条件,包括下列三种情况:x∈A但x∉B;x∈B 但x∉A;x∈A且x∈B.因此,A∪B是由所有至少属于A、B两者之一的元素组成的集合.(2)A∩B中的元素是“所有”属于集合A且属于集合B的元素,而不是部分,特别地,当集合A和集合B没有公共元素时,不能说A与B没有交集,而是A∩B= .2.集合的交、并运算中的注意事项(1)对于元素个数有限的集合,可直接根据集合的“交”、“并”定义求解,但要注意集合元素的互异性.(2)对于元素个数无限的集合,进行交、并运算时,可借助数轴,利用数轴分析法求解,但要注意端点值取到与否.一、选择题1.设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N等于() A.{0} B.{0,2} C.{-2,0} D.{-2,0,2}答案D解析M={x|x2+2x=0,x∈R}={0,-2},N={x|x2-2x=0,x∈R}={0,2},则M∪N={-2,0,2}.2.已知集合A={x|x<0或x>2},B={x|-5<x<5},则()A.A∩B= B.A∪B=RC.B⊆A D.A⊆B答案B解析∵5>2,集合A,B在数轴上表示如图,易知A∪B=R.3.已知集合A={x|-1≤x≤1}和集合B={y|y=x2},则A∩B等于()A.{y|0<y<1}B.{y|0≤y≤1}C.{y|y>0}D.{(0,1),(1,0)}答案B解析∵B={y|y=x2},∴B={y|y≥0},A∩B={y|0≤y≤1}.4.点集A={(x,y)|x>0},B={(x,y)|y>0},则A∪B中的元素不可能在()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限答案C解析A∪B={(x,y)|x>0或y>0},表示的区域是平面直角坐标系中第一、二、四象限和x,y轴的正半轴,故不可能在第三象限.5.设A,B是非空集合,定义A*B={x|x∈A∪B且x∉A∩B},已知A={x|0≤x≤3},B={y|y≥1},则A*B等于()A.{x|1≤x<3}B.{x|1≤x≤3}C.{x|0≤x<1或x>3}D.{x|0≤x≤1或x≥3}答案C解析由题意知,A∪B={x|x≥0},A∩B={x|1≤x≤3},∴A*B={x|0≤x<1或x>3}.6.若集合P={x|3<x≤22},非空集合Q={x|2a+1≤x<3a-5},则能使Q⊆(P∩Q)成立的所有实数a 的取值范围为( ) A .{a |1<a <9} B .{a |1≤a ≤9} C .{a |6≤a <9} D .{a |6<a ≤9}答案 D解析 依题意,P ∩Q =Q ,Q ⊆P ,于是⎩⎪⎨⎪⎧2a +1<3a -5,2a +1>3,3a -5≤22,解得6<a ≤9,即实数a 的取值范围是(6,9]. 二、填空题7.若集合A ={0,1,2,x },B ={1,x 2},A ∪B =A ,则满足条件的实数x 有________个. 答案 2解析 ∵A ={0,1,2,x },B ={1,x 2},A ∪B =A , ∴B ⊆A ,∴x 2=0或x 2=2或x 2=x , 解得x =0或2或-2或1.经检验当x =2或-2时满足题意.8.设集合A ={x |-1<x <2},集合B ={x |1<x <3},则A ∪B =________,A ∩B =________. 答案 {x |-1<x <3} {x |1<x <2}. 解析 在数轴上分别表示出集合A ,B , 易知A ∪B ={x |-1<x <3},A ∩B ={x |1<x <2}.9.已知集合A ={x |x ≤1},B ={x |x ≥a },且A ∪B =R ,则实数a 的取值范围是________. 答案 a ≤1解析 A ={x |x ≤1},B ={x |x ≥a },要使A ∪B =R ,只需a ≤1.如图.10.已知集合A ={(0,1),(1,1),(-1,2)},B ={(x ,y )|x +y -1=0,x ,y ∈Z },则A ∩B =________. 答案 {(0,1),(-1,2)}解析 A 、B 都表示点集,A ∩B 即是由A 中在直线x +y -1=0上的所有点组成的集合,代入验证即可. 三、解答题11.已知集合A ={0,2,a 2},B ={1,a },若A ∪B ={0,1,2,4},求实数a 的值.解 若a =4,则a 2=16∉(A ∪B ),所以a =4不符合要求;若a 2=4,则a =±2,又-2∉(A ∪B ),∴a =2.12.已知集合A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2}.(1)若A ∩B ={x |1≤x ≤3},求实数m 的值; (2)若A ∩B =∅,求实数m 的取值范围. 解 A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2}.(1)∵A ∩B ={x |1≤x ≤3},∴⎩⎪⎨⎪⎧m -2=1,m +2≥3,得m =3.(2)A ∩B =∅,A ⊆{x |x <m -2或x >m +2}. ∴m -2>3或m +2<-1.∴实数m 的取值范围是{m |m >5或m <-3}.13.某班有36名同学参加数学、物理、化学课外探究小组,每名同学至多参加两个小组,已知参加数学、物理、化学小组的人数分别为26、15、13,同时参加数学和物理小组的有6人,同时参加物理和化学小组的有4人,则同时参加数学和化学小组的有多少人? 解 设参加数学、物理、化学小组的人数构成的集合分别为A 、B 、C ,同时参加数学和化学小组的有x 人,由题意可得如图所示的Venn 图.由全班共36名同学参加课外探究小组可得(26-6-x )+6+(15-10)+4+(13-4-x )+x =36,解得x =8,即同时参加数学和化学小组的有8人.第2课时补集及综合应用学习目标 1.理解全集、补集的概念;2.准确翻译和使用补集符号和Venn图;3.会求补集,并能解决一些集合综合运算的问题.知识点一全集思考老和尚问小和尚:如果你前进是死,后退是亡,那你怎么办?小和尚说:“我从旁边绕过去.”在这一故事中,老和尚设定的运动方向共有哪些?小和尚设定的运动方向共有哪些?答案老和尚设定的运动方向只有2个:前进,后退.小和尚偷换了前提:运动方向可以是四面八方任意方向.思考实数集中,除掉大于1的数,剩下哪些数?答案剩下不大于1的数,用集合表示为{x∈R|x≤1}.类型一求补集例1(1)设U={x|x是小于9的正整数},A={1,2,3},B={3,4,5,6},求∁U A,∁U B;(2)设全集U={x|x是三角形},A={x|x是锐角三角形},B={x|x是钝角三角形},求A∩B,∁U(A∪B).解(1)根据题意可知,U={1,2,3,4,5,6,7,8},所以∁U A={4,5,6,7,8},∁U B={1,2,7,8}.(2)根据三角形的分类可知A∩B=∅,A∪B={x|x是锐角三角形或钝角三角形},∁U (A ∪B )={x |x 是直角三角形}.反思与感悟 研究补集必须是在全集的条件下研究,而全集因研究问题不同而异,全集常用U 来表示.跟踪训练1 设全集U ={1,3,5,6,8},A ={1,6},B ={5,6,8},则(∁U A )∩B 等于( ) A .{6} B .{5,8} C .{6,8} D .{3,5,6,8}答案 B解析 依据补集和交集的定义,用Venn 图表示或观察U ,A ,B 中的元素,可得∁U A ={3,5,8},则(∁U A )∩B ={5,8}.类型二 准确翻译和使用补集符号和Venn 图例2 已知A ={0,2,4,6},∁U A ={-1,-3,1,3},∁U B ={-1,0,2},用列举法写出集合B . 解 ∵A ={0,2,4,6},∁U A ={-1,-3,1,3}, ∴U ={-3,-1,0,1,2,3,4,6}. 而∁U B ={-1,0,2},∴B =∁U (∁U B )={-3,1,3,4,6}.反思与感悟 在解决问题时,从正面解决有时很复杂,这时就可用补集思想从反面考虑.而要用补集,就要能准确翻译和使用补集符号与Venn 图.跟踪训练2 如图所示的V enn 图中,A 、B 是非空集合,定义A *B 表示阴影部分的集合.若A ={x |0≤x ≤2},B ={y |y >1},则A *B =________________.答案 {x |0≤x ≤1或x >2}解析 A ∩B ={x |1<x ≤2},A ∪B ={x |x ≥0}, 由图可得A *B =∁A ∪B (A ∩B )={x |0≤x ≤1或x >2}. 类型三 集合的综合运算例3 设全集U =R ,A ={x |1x <0}.(1)求∁U A ;(2)若B ={x |2a <x <a +3},且B ⊆∁U A ,求a 的取值范围. 解 (1)A ={x |1x <0}={x |x <0},∴∁U A ={x |x ≥0}.(2)若2a ≥a +3,即a ≥3,则B =∅⊆∁U A . 若2a <a +3,即a <3,要使B ⊆∁U A ,需⎩⎪⎨⎪⎧a <3,2a ≥0,解得0≤a <3. 综上,a 的取值范围是{a |0≤a <3}∪{a |a ≥3}={a |a ≥0}.反思与感悟 求补集的前提是先确定全集,像本例全集为R ,而非“使1x 有意义的实数”,故∁U A ≠{x |1x≥0}.跟踪训练3 已知集合A ={x |x ≤a },B ={x |1≤x ≤2},且A ∪(∁R B )=R ,则实数a 的取值范围是________. 答案 a ≥2解析 ∵∁R B ={x |x <1或x >2}且A ∪(∁R B )=R , ∴{x |1≤x ≤2}⊆A ,∴a ≥2.1.设集合U ={1,2,3,4,5,6},M ={1,2,4},则∁U M 等于( ) A .U B .{1,3,5} C .{3,5,6} D .{2,4,6}答案 C2.已知全集U ={1,2,3,4},集合A ={1,2},B ={2,3},则∁U (A ∪B )等于( ) A .{1,3,4} B .{3,4} C .{3} D .{4}答案 D3.设集合S ={x |x >-2},T ={x |-4≤x ≤1},则(∁R S )∪T 等于( ) A .{x |-2<x ≤1} B .{x |x ≤-4} C .{x |x ≤1} D .{x |x ≥1}答案 C4.设全集U =R ,下列集合运算结果为R 的是( ) A .Z ∪∁U N B .N ∩∁U N C .∁U (∁U ∅) D .∁U Q答案 A5.设全集U =M ∪N ={1,2,3,4,5},M ∩(∁U N )={2,4},则N 等于( ) A .{1,2,3} B .{1,3,5} C .{1,4,5} D .{2,3,4}答案 B1.全集与补集的互相依存关系(1)全集并非是包罗万象,含有任何元素的集合,它是对于研究问题而言的一个相对概念,它仅含有所研究问题中涉及的所有元素,如研究整数,Z 就是全集,研究方程的实数解,R 就是全集.因此,全集因研究问题而异.(2)补集是集合之间的一种运算.求集合A 的补集的前提是A 是全集U 的子集,随着所选全集的不同,得到的补集也是不同的,因此,它们是互相依存、不可分割的两个概念.(3)∁U A 的数学意义包括两个方面:首先必须具备A ⊆U ;其次是定义∁U A ={x |x ∈U ,且x ∉A },补集是集合间的运算关系.2.补集思想做题时“正难则反”策略运用的是补集思想,即已知全集U ,求子集A ,若直接求A 困难,可先求∁U A ,再由∁U (∁U A )=A 求A .一、选择题1.已知全集U ={0,1,2,3,4},集合A ={1,2,3},B ={2,4},则(∁U A )∪B 为( )A .{1,2,4}B .{2,3,4}C .{0,2,4}D .{0,2,3,4} 答案 C解析 ∁U A ={0,4},所以(∁U A )∪B ={0,2,4},选C.2.已知全集U =R ,集合M ={x |x 2-4≤0},则∁U M 等于( )A .{x |-2<x <2}B .{x |-2≤x ≤2}C .{x |x <-2或x >2}D .{x |x ≤-2或x ≥2} 答案 C解析 ∵M ={x |-2≤x ≤2},∴∁U M ={x |x <-2或x >2}.3.已知全集U ={1,2,a 2-2a +3},A ={1,a },∁U A ={3},则实数a 等于( )A .0或2B .0C .1或2D .2 答案 D解析 由题意,知⎩⎪⎨⎪⎧a =2,a 2-2a +3=3,则a =2. 4.图中的阴影部分表示的集合是( )A.A∩(∁U B) B.B∩(∁U A)C.∁U(A∩B) D.∁U(A∪B)答案B解析阴影部分表示集合B与集合A的补集的交集.因此,阴影部分所表示的集合为B∩(∁U A).5.已知U为全集,集合M,N⊆U,若M∩N=N,则()A.∁U N⊆∁U M B.M⊆∁U NC.∁U M⊆∁U N D.∁U N⊆M答案C解析由M∩N=N知N⊆M.∴∁U M⊆∁U N.6.设P和Q是两个集合,定义集合P-Q={x|x∈P,且x∉Q},如果P={x|0<x<2},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}答案B解析由|x-2|<1,得1<x<3,所以Q={x|1<x<3}.由题意,得P-Q={x|0<x≤1}.二、填空题7.已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合∁U(A∪B)=______.答案{x|0<x<1}解析A∪B={x|x≤0或x≥1},∁U(A∪B)={x|0<x<1}.8.若全集U={(x,y)|x∈R,y∈R},A={(x,y)|x>0,y>0},则点(-1,1)________∁U A.(填“∈”或“∉”)答案∈解析显然(-1,1)∈U,且(-1,1)∉A,∴(-1,1)∈∁U A.9.已知集合M,N,I的关系如图,则N∩(∁I M)=________.答案解析∁I M对应的区域在大椭圆外,故与小椭圆没有公共部分.10.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________.答案 m -n解析 ∵(∁U A )∪(∁U B )中有n 个元素,如图所示阴影部分,又∵U =A ∪B 中有m 个元素,故A ∩B 中有m -n 个元素.三、解答题11.已知全集U ={x |x ≤4},集合A ={x |-2<x <3},B ={x |-3≤x ≤2},求(∁U A )∪B ,A ∩(∁U B ).解 将集合U ,A ,B 表示在数轴上,如图所示,因为A ={x |-2<x <3},B ={x |-3≤x ≤2},所以∁U A ={x |x ≤-2或3≤x ≤4},∁U B ={x |x <-3或2<x ≤4}.所以(∁U A )∪B ={x |x ≤2或3≤x ≤4},A ∩(∁UB )={x |2<x <3}.12.已知U =R ,集合A ={x |x 2-x -2=0},B ={x |mx +1=0},B ∩(∁U A )=∅,求实数m 的值.解 A ={-1,2},B ∩(∁U A )=∅等价于B ⊆A .当m =0时,B =∅⊆A ;当m ≠0时,B ={-1m}. ∴-1m =-1,或-1m =2,即m =1或m =-12. 综上,m 的值为0,1,-12. 13.已知全集U =R ,集合A ={x |1≤x ≤2},若B ∪(∁U A )=R ,B ∩(∁U A )={x |0<x <1或2<x <3},求集合B .解 ∵A ={x |1≤x ≤2},∴∁U A ={x |x <1或x >2}.又B ∪(∁U A )=R ,A ∪(∁U A )=R ,可得A ⊆B .而B ∩(∁U A )={x |0<x <1或2<x <3},∴{x|0<x<1或2<x<3}⊆B.借助于数轴可得B=A∪{x|0<x<1或2<x<3}={x|0<x<3}.。
1.3集合的基本运算学习目标,会求两个简单集合的并集和交集.(重点、难点)2.能使用Venn图表达集合的关系及运算,体会图示对理解抽象概念的作用.(难点)知识梳理1.集合的基本运算表示文字语言符号语言图形语言记法运算交集并集补集(1)集合A是其本身的子集,即A⊆A;(2)子集关系的传递性,即A⊆B,B⊆C⇒A⊆C;(3)A∪A=A∩A=A,A∪∅=A,A∩∅=∅,∁U U=∅,∁U∅=U.考点突破考点一:并集概念及其应用1.设集合M={x|x2+2x=0,x∈R},N={x|x2-2x=0,x∈R},则M∪N=()A.{0}B.{0,2}C.{-2,0} D.{-2,0,2}2.已知集合M={x|-3<x≤5},N={x|x<-5或x>5},则M∪N=()A.{x|x<-5或x>-3} B.{x|-5<x<5}C.{x|-3<x<5} D.{x|x<-3或x>5}3.已知集合A={0,2,4},B={0,1,2,3,5} ,则A∪B=________.考点二:交集概念及其应用1.设集合A={x|-1≤x≤2},B={x|0≤x≤4},则A∩B等于()A.{x|0≤x≤2}B.{x|1≤x≤2}C.{x|0≤x≤4} D.{x|1≤x≤4}2.已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为()A.5B.4 C.3D.23.已知集合A={0,2},B={-2,-1,0,1,2},则A∩B=()A.{0,2}B.{1,2}C.{0} D.{-2,-1,0,1,2}3.设集合A={x|-1≤x<2},B={x|x<a},若A∩B≠∅,则a的取值范围是()A.-1<a≤2 B.a>2C.a≥-1 D.a>-14.设集合M={x|x+1>0},N={x|x-2<0},则M∩N=()A.(-1,+∞)B.[-1,2) C.(-1,2) D.[-1,2]考点三:集合交、并运算的性质及综合应用1.已知集合A={x|-3<x≤4},集合B={x|k+1≤x≤2k-1},且A∪B=A,试求k的取值范围.2.设A={x|x2+ax+12=0},B={x|x2+3x+2b=0},A∩B={2},C={2,-3}.(1)求a,b的值及A,B;(2)求(A∪B)∩C.3.设集合A={x|x2-x-6<0},B={x|x-a≥0}.(1)若A∩B=∅,求实数a的取值范围;(2)是否存在实数a,使得A∩B={x|0≤x<3}?若存在,求出a的值及对应的A∪B;若不存在,说明理由.易错点小结1.认清集合元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解集合问题的两个先决条件.2.要注意区分元素与集合的从属关系;以及集合与集合的包含关系.3.易忘空集的特殊性,在写集合的子集时不要忘了空集和它本身.4.运用数轴图示法易忽视端点是实心还是空心.5.在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性”而导致解题错误.作业布置教材p13练习1,2,。
1.1.3 集合的基本运算整体设计教学分析课本从学生熟悉的集合出发,结合实例,通过类比实数加法运算引入集合间的运算,同时,结合相关内容介绍子集和全集等概念.在安排这部分内容时,课本继续注重体现逻辑思考的方法,如类比等.值得注意的问题:在全集和补集的教学中,应注意利用图形的直观作用,帮助学生理解补集的概念,并能够用直观图进行求补集的运算.三维目标1.理解两个集合的并集与交集、全集的含义,掌握求两个简单集合的交集与并集的方法,会求给定子集的补集,感受集合作为一种语言,在表示数学内容时的简洁和准确,进一步提高类比的能力.2.通过观察和类比,借助Venn图理解集合的基本运算.体会直观图示对理解抽象概念的作用,培养数形结合的思想.重点难点教学重点:交集与并集,全集与补集的概念.教学难点:理解交集与并集的概念,以及符号之间的区别与联系.课时安排2课时教学过程第1课时导入新课思路1.我们知道,实数有加法运算,两个实数可以相加,例如5+3=8.类比实数的加法运算,集合是否也可以“相加”呢?教师直接点出课题.思路2.请同学们考察下列各个集合,你能说出集合C与集合A、B之间的关系吗?(1)A={1,3,5},B={2,4,6},C={1,2,3,4,5,6};(2)A={x|x是有理数},B={x|x是无理数},C={x|x是实数}.引导学生通过观察、类比、思考和交流,得出结论.教师强调集合也有运算,这就是我们本节课所要学习的内容.思路3.(1)①如图1131甲和乙所示,观察两个图的阴影部分,它们分别同集合A、集合B有什么关系?图1-1-3-1②观察集合A与B与集合C={1,2,3,4}之间的关系.学生思考交流并回答,教师直接指出这就是本节课学习的课题:集合的运算.(2)①已知集合A={1,2,3},B={2,3,4},写出由集合A,B中的所有元素组成的集合C.②已知集合A={x|x>1},B={x|x<0},在数轴上表示出集合A与B,并写出由集合A与B中的所有元素组成的集合C.推进新课新知探究提出问题①通过上述问题中集合A与B与集合C之间的关系,类比实数的加法运算,你发现了什么?②用文字语言来叙述上述问题中,集合A与B与集合C之间的关系.③用数学符号来叙述上述问题中,集合A与B与集合C之间的关系.④试用Venn图表示A∪B=C.⑤请给出集合的并集定义.⑥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?请同学们考察下面的问题,集合A与B与集合C之间有什么关系?(ⅰ)A={2,4,6,8,10},B={3,5,8,12},C={8};(ⅱ)A={x|x是国兴中学2007年9月入学的高一年级女同学},B={x|x是国兴中学2007年9月入学的高一年级男同学},C={x|x是国兴中学2007年9月入学的高一年级同学}.⑦类比集合的并集,请给出集合的交集定义?并分别用三种不同的语言形式来表达.活动:先让学生思考或讨论问题,然后再回答,经教师提示、点拨,并对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路,主要引导学生发现集合的并集和交集运算并能用数学符号来刻画,用Venn图来显示.讨论结果:①集合之间也可以相加,也可以进行运算,但是为了不和实数的运算相混淆,规定这种运算不叫集合的加法,而是叫做求集合的并集.集合C叫集合A与B的并集.记为A∪B=C,读作A并B.②所有属于集合A或属于集合B的元素所组成了集合C.③C={x|x∈A,或x∈B}.④如图1131所示.⑤一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,称为集合A与B的并集.其含义用符号表示为A∪B={x|x∈A,或x∈B},用Venn图表示,如图1131所示.⑥集合之间还可以求它们的公共元素组成集合的运算,这种运算叫求集合的交集,记作A∩B,读作A交B.(ⅰ)A∩B=C,(ⅱ)A∪B=C.⑦一般地,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.其含义用符号表示为:A∩B={x|x∈A,且x∈B}.用Venn图表示,如图1132所示.图1-1-3-2应用示例思路11.设A={4,5,6,8},B={3,5,7,8},求A∪B,A∩B.图1-1-3-3活动:让学生回顾集合的表示法和交集、并集的含义,由于本例题难度较小,让学生自己解决,重点是总结集合运算的方法.根据集合并集、交集的含义,借助于Venn图写出.观察这两个集合中的元素,或用Venn图来表示,如图1133所示.解:A∪B={4,5,6,8}∪{3,5,7,8}={3,4,5,6,7,8}.A∩B={4,5,6,8}∩{3,5,7,8}={5,8}.点评:本题主要考查集合的并集和交集.用列举法表示的集合,运算时常利用Venn图或直接观察得到结果.本题易错解为A∪B={3,4,5,5,6,7,8,8}.其原因是忽视了集合元素的互异性.解决集合问题要遵守集合元素的三条性质.变式训练1.集合M={1,2,3},N={-1,5,6,7},则M∪N=________.M∩N=________.答案:{-1,1,2,3,5,6,7} ∅2.集合P={1,2,3,m},M={m2,3},P∪M={1,2,3,m},则m=_________.-,0.因m=1不合题意,故舍去.分析:由题意得m2=1或2或m,解得m=-1,1,2,2-,0答案:-1,2,23.2007河南实验中学月考,理1满足A∪B={0,2}的集合A与B的组数为 ( )A.2B.5C.7D.9分析:∵A∪B={0,2},∴A⊆{0,2}.则A=∅或A={0}或A={2}或A={0,2}.当A=∅时,B={0,2};当A={0}时,则集合B={2}或{0,2};当A={2}时,则集合B={0}或{0,2};当A={0,2}时,则集合B=∅或{0}或{2}或{0,2},则满足条件的集合A与B的组数为1+2+2+4=9.答案:D4.2006辽宁高考,理2设集合A={1,2},则满足A∪B={1,2,3}的集合B的个数是 ( )A.1B.3C.4D.8分析:转化为求集合A子集的个数.很明显3∉A,又A∪B={1,2,3},必有3∈B,即集合B中至少有一个元素3,其他元素来自集合A中,则集合B的个数等于A={1,2}的子集个数,又集合A 中含有22=4个元素,则集合A有22=4个子集,所以满足条件的集合B共有4个.答案:C2.设A={x|-1<x<2},B={x|1<x<3},求A∪B,A∩B.活动:学生回顾集合的表示法和并集、交集的含义.利用数轴,将A、B分别表示出来,则阴影部分即为所求.用数轴表示描述法表示的数集.解:将A={x|-1<x<2}及B={x|1<x<3}在数轴上表示出来.如图1134所示的阴影部分即为所求.图1-1-3-4由图得A∪B={x|-1<x<2}∪{x|1<x<3}={x|-1<x<3},A∩B={x|-1<x<2}∩{x|1<x<3}={x|1<x<2}.点评:本类题主要考查集合的并集和交集.用描述法表示的集合,运算时常利用数轴来计算结果.变式训练1.设A={x|2x-4<2},B={x|2x-4>0},求A∪B,A∩B.答案:A∪B=R,A∩B={x|2<x<3}.2.设A={x|2x-4=2},B={x|2x-4=0},求A∪B,A∩B.答案:A∪B={3,2},A∩B=∅.3.2007惠州高三第一次调研考试,文1设集合A={x|-1≤x≤2},B={x|0≤x≤4},则A∩B等于( )A.[0,2]B.[1,2]C.[0,4]D.[1,4]分析:在同一条数轴上表示出集合A、B,如图1135所示.由图得A∩B=[0,2].图1-1-3-5答案:A课本P11例6、例7.思路21.A={x|x<5},B={x|x>0},C={x|x≥10},则A∩B,B∪C,A∩B∩C分别是什么?活动:学生先思考集合中元素特征,明确集合中的元素.将集合中元素利用数形结合在数轴上找到,那么运算结果寻求就易进行.这三个集合都是用描述法表示的数集,求集合的并集和交集的关键是找出它们的公共元素和所有元素.解:因A={x|x<5},B={x|x>0},C={x|x≥10},在数轴上表示,如图1136所示,所以A∩B={x|0<x<5},B∪C={x|x>0},A∩B∩C=∅.图1-1-3-6点评:本题主要考查集合的交集和并集.求集合的并集和交集时,①明确集合中的元素;②依据并集和交集的含义,借助于直观(数轴或Venn图)写出结果.变式训练1.设A={x|x=2n,n∈N*},B={x|x=2n,n∈N},求A∩B,A∪B.解:对任意m∈A,则有m=2n=2·2n-1,n∈N*,因n∈N*,故n-1∈N,有2n-1∈N,那么m∈B,即对任意m∈A有m∈B,所以A⊆B.而10∈B但10∉A,即A B,那么A∩B=A,A∪B=B.2.求满足{1,2}∪B={1,2,3}的集合B的个数.解:满足{1,2}∪B={1,2,3}的集合B一定含有元素3,B={3};还可含1或2其中一个,有{1,3},{2,3};还可含1和2,即{1,2,3},那么共有4个满足条件的集合B.3.设A={-4,2,a-1,a2},B={9,a-5,1-a},已知A∩B={9},求a.解:因A∩B={9},则9∈A,a-1=9或a2=9,a=10或a=±3,当a=10时,a-5=5,1-a=-9;当a=3时,a-1=2不合题意.当a=-3时,a-1=-4不合题意.故a=10,此时A={-4,2,9,100},B={9,5,-9},满足A∩B={9}.4.2006北京高考,文1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}分析:集合A={x|2x+1<3}={x|x<1},观察或由数轴得A∩B={x|-3<x<1}.答案:A2.设集合A={x|x 2+4x=0},B={x|x 2+2(a+1)x+a 2-1=0,a∈R},若A∩B=B,求a 的值.活动:明确集合A 、B 中的元素,教师和学生共同探讨满足A∩B=B 的集合A 、B 的关系.集合A 是方程x 2+4x=0的解组成的集合,可以发现,B ⊆A,通过分类讨论集合B 是否为空集来求a 的值.利用集合的表示法来认识集合A 、B 均是方程的解集,通过画Venn 图发现集合A 、B 的关系,从数轴上分析求得a 的值.解:由题意得A={-4,0}.∵A∩B=B,∴B ⊆A.∴B=∅或B≠∅.当B=∅时,即关于x 的方程x 2+2(a+1)x+a 2-1=0无实数解,则Δ=4(a+1)2-4(a 2-1)<0,解得a<-1.当B≠∅时,若集合B 仅含有一个元素,则Δ=4(a+1)2-4(a 2-1)=0,解得a=-1,此时,B={x|x 2=0}={0}⊆A,即a=-1符合题意.若集合B 含有两个元素,则这两个元素是-4,0,即关于x 的方程x 2+2(a+1)x+a 2-1=0的解是-4,0.则有⎩⎨⎧=⨯+=+ 1.-a 04-1),-2(a 04-2解得a=1,则a=1符合题意.综上所得,a=1或a≤-1.变式训练1.已知非空集合A={x|2a+1≤x≤3a -5},B={x|3≤x≤22},则能使A ⊆(A∩B)成立的所有a 值的集合是什么?解:由题意知A ⊆(A∩B),即A ⊆B,A 非空,利用数轴得⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥+-≤+.2253,312,5312a a a a 解得6≤a≤9,即所有a 值的集合是{a|6≤a≤9}.2.已知集合A={x|-2≤x≤5},集合B={x|m+1≤x≤2m -1},且A∪B=A,试求实数m 的取值范围. 分析:由A∪B=A 得B ⊆A,则有B=∅或B≠∅,因此对集合B 分类讨论.解:∵A∪B=A,∴B ⊆A.又∵A={x|-2≤x≤5}≠∅,∴B=∅,或B≠∅.当B=∅时,有m+1>2m-1,∴m<2.当B≠∅时,观察图1-1-3-7:图1-1-3-7由数轴可得⎪⎩⎪⎨⎧≤-+≤--≤+.512,12,121m m m m 解得-2≤m≤3.综上所述,实数m 的取值范围是m<2或-2≤m≤3,即m≤3.点评:本题主要考查集合的运算、分类讨论的思想,以及集合间关系的应用.已知两个集合的运算结果,求集合中参数的值时,由集合的运算结果确定它们的关系,通过深刻理解集合表示法的转换,把相关问题化归为其他常见的方程、不等式等数学问题.这称为数学的化归思想,是数学中的常用方法,学会应用化归和分类讨论的数学思想方法解决有关问题.知能训练课本P11练习1、2、3.【补充练习】1.设a={3,5,6,8},B={4,5,7,8},(1)求A∩B,A∪B.(2)用适当的符号(⊇、⊆)填空:A∩B________A,B________A∩B,A∪B________A,A∪B________B,A∩B________A∪B.解:(1)因A、B的公共元素为5、8,故两集合的公共部分为5、8,则A∩B={3,5,6,8}∩{4,5,7,8}={5,8}.又A、B两集合的元素3、4、5、6、7、8,故A∪B={3,4,5,6,7,8}.(2)由文氏图可知A∩B⊆A,B⊇A∩B,A∪B⊇A,A∪B⊇B,A∩B⊆A∪B.2.设A={x|x<5},B={x|x≥0},求A∩B.解:因x<5及x≥0的公共部分为0≤x<5,故A∩B={x|x<5}∩{x|x≥0}={x|0≤x<5}.3.设A={x|x是锐角三角形},B={x|x是钝角三角形},求A∩B.解:因三角形按角分类时,锐角三角形和钝角三角形彼此孤立.故A、B两集合没有公共部分. 所以A∩B={x|x是锐角三角形}∩{x|x是钝角三角形}=∅.4.设A={x|x>-2},B={x|x≥3},求A∪B.解:在数轴上将A、B分别表示出来,得A∪B={x|x>-2}.5.设A={x|x是平行四边形},B={x|x是矩形},求A∪B.解:因矩形是平行四边形,故由A及B的元素组成的集合为A∪B,A∪B={x|x是平行四边形}.6.已知M={1},N={1,2},设A={(x,y)|x∈M,y∈N},B={(x,y)|x∈N,y∈M},求A∩B,A∪B.分析:M、N中元素是数.A、B中元素是平面内点集,关键是找其元素.解:∵M={1},N={1,2},则A={(1,1),(1,2)},B={(1,1),(2,1)},故A∩B={(1,1)},A∪B={(1,1),(1,2),(2,1)}.7.2006江苏高考,7若A、B、C为三个集合,A∪B=B∩C,则一定有( )A.A⊆CB.C⊆AC.A≠CD.A=∅分析:思路一:∵(B∩C)⊆B,(B∩C)⊆C,A∪B=B∩C,∴A∪B⊆B,A∪B⊆C.∴A⊆B⊆C.∴A⊆C.思路二:取满足条件的A={1},B={1,2},C={1,2,3},排除B、D,令A={1,2},B={1,2},C={1,2},则此时也满足条件A∪B=B∩C,而此时A=C,排除C.答案:A拓展提升观察:(1)集合A={1,2},B={1,2,3,4}时,A∩B,A∪B这两个运算结果与集合A,B的关系;(2)当A=∅时,A∩B,A∪B这两个运算结果与集合A,B的关系;(3)当A=B={1,2}时,A∩B,A∪B这两个运算结果与集合A,B的关系.由(1)(2)(3)你发现了什么结论?活动:依据集合的交集和并集的含义写出运算结果,并观察与集合A,B的关系.用Venn图来发现运算结果与集合A,B的关系.(1)(2)(3)中的集合A,B均满足A⊆B,用Venn图表示,如图1138所示,就可以发现A∩B,A∪B与集合A,B的关系.图1-1-3-8解:A∩B=A⇔A⊆B⇔A∪B=B.可用类似方法,可以得到集合的运算性质,归纳如下:A∪B=B∪A,A⊆(A∪B),B⊆(A∪B);A∪A=A,A∪∅=A,A⊆B⇔A∪B=B;A∩B=B∩A;(A∩B)⊆A,(A∩B)⊆B;A∩A=A;A∩∅=∅;A⊆B⇔A∩B=A.课堂小结本节主要学习了:1.集合的交集和并集.2.通常借助于数轴或Venn图来求交集和并集.作业1.课外思考:对于集合的基本运算,你能得出哪些运算规律?2.请你举出现实生活中的一个实例,并说明其并集、交集和补集的现实含义.3.书面作业:课本P12习题1.1A组6、7、8.设计感想由于本节课内容比较容易接受,也是历年高考的必考内容之一,所以在教学设计上注重加强练习和拓展课本内容.设计中通过借助于数轴或Venn图写出集合运算的结果,这是突破本节教学难点的有效方法.。
2021-2022学年第二学期人教版必修一数学第3课《集合的基本运算》教案第一章集合与常用逻辑用语(1.3集合的基本运算教案)*课程数学 *课题集合的基本运算*教材人教版 *授课对象高一(18)班 *课时 2 一、课标要求本节《集合的基本运算》是集合这一节里面的核心内容。
本节的主要内容是交集、并集、补集的概念及交、并、补的运算,要从自然语言、符号语言、图形语言三个方面去理解交、并、补的含义,可以培养学生数形结合的数学思想。
同时这一部分不仅是考查的重点知识,同时也是与其他内容很容易交汇出题的知识点,经常作为知识的载体出现。
二、学情分析知识储备熟练掌握集合的概念和集合的基本关系。
能力目标养成自主学习、合作交流、归纳总结的学习习惯,培养学生从具体到抽象、从一般到特殊的数学思维能力。
素养目标感受数学与现实生活的密切联系,增强学生的数学应用意识。
落实学科养成学会分析问题、解决问题的良好习惯。
四、教学重难点2.学会使用Venn图和数轴来表示集合间的关系及运算;教学难点:弄清并集、交集的概念,符号之间的区别与联系。
五、教学策略教法案例教学、情境教学法、启发式教学。
学法自主探究式学习、参与式学习、合作交流、经验分享。
教学策略以解决现实问题为导向,分小组进行探究,并将结果分享交流,激发学生学习兴趣。
学习过程全程渗透职业教育理念,融入思政元素。
六、教学准备教学环境借助信息技术制作课件进行多媒体教学。
教学资源导学案、PPT、相关案例素材。
七、教学过程教学思路图一教学思路课前教学内容:复习回顾教师活动提问一:一般地,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(继续发问元素满足的三个特性,以及集合的表示方法)。
提问二:元素与集合的关系。
提问三:集合间的基本关系(同时回顾Venn图的画法)。
学生活动积极思考课教师出现的问题。
设计意图回顾之前所学习的内容,既可以复习巩固前两节课的知识,同时为这一节课讲集合间的运算打下基础。
河南省焦作市沁阳一中高中数学1.4集合导学案新人教A版必修1第一篇:河南省焦作市沁阳一中高中数学 1.4集合导学案新人教A版必修11.4集合(复习)学习目标1.掌握集合的交、并、补集三种运算及有关性质,能运行性质解决一些简单的问题,掌握集合的有关术语和符号;2.能使用数轴分析、Venn图表达集合的运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用.学过程一、课前准备(复习教材P2~ P14,找出疑惑之处)复习1:什么叫交集、并集、补集?符号语言如何表示?图形语言?AB=;AB=;CUA=.复习2:交、并、补有如下性质.A∩A=A∩∅=A∪A=;A∪∅=A(CUA)=;A(CUA)=;CU(CUA)=.你还能写出一些吗?二、新课导学典型例题例1 设U=R,A={x|-5<x<5},B={x|0≤x<7}.求A∩B、A∪B、CUA、CUB、(CUA)∩(CUB)、(CUA)∪(CUB)、CU(A∪B)、CU(A∩B).小结:(1)不等式的交、并、补集的运算,可以借助数轴进行分析,注意端点;(2)由以上结果,你能得出什么结论吗?例2设A={x|x2-8x+15=0},B={x|ax-1=0},若B⊆A,求实数a组成的集合、.动手试试练1.设A={x|x2-ax+6=0},B={x|x2-x+c=0},且A∩B={2},求A∪B.练2.已知A={x|x<-2或x>3},B={x|4x+m<0},当A⊇B时,求实数m的取值范围。
三、总结提升学习小结1.集合的交、并、补运算.2.Venn图示、数轴分析.自我评价你完成本节导学案的情况为().A.很好B.较好C.一般D.较差当堂检测(时量:5分钟满分:10分)计分:1.如果集合A={x|ax2+2x+1=0}中只有一个元素,则a的值是().A.0B.0 或1C.1D.不能确定2.集合A={x|x=2n,n∈Z},B={y|y=4k,k∈Z},则A与B的关系为().A.A⊂≠BB.A⊃≠BC.A=BD.A∈B3.设全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5},集合B={3,5},则().A.U=ABB. U=(CUA)BC.U=A(CUB)D.U=(CUA)(CUB)4.满足条件{1,2,3}⊂≠M⊂≠{1,2,3,4,5,6}的集合M的个数是5.设集合M={y|y=3-x2},N={y|y=2x2-1},则MN=6.已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+3a-5=0}.若A∩B=B,求实数a的取值范围.答案例1 A∩B={x0≤xπ5}A∪B={x-5πxπ7}CUA ={xx≤-5,x≥5} CUB={xxπ0,x≥7}(CUA)∩(CUB)= {xx≤-5,x≥7}(CUA)∪(CUB)= {xxπ0,x≥5}CU(A∪B)={xx≤-5,x≥7}CU(A∩B).= {xxπ0,x≥5}例2 ⎨⎧0,1,1⎬⎫⎩53⎭动手试试1{-1,2,3} 2{mm≥8}当堂检测1B { 2B3C}46个5x-1πxπ36x2≤xπ10}第二篇:河南省焦作市沁阳一中高中数学 1.2空间几何体的直观图导学案新人教A版必修11.2空间几何体的直观图一、学习目标:知识与技能:(1)掌握斜二测画法画水平设置的平面图形的直观图。
1.3.2 集合的基本运算
学习目标
1. 理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;
2. 能使用Venn 图表达集合的运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用.
学习过程
一、课前准备
(预习教材P 10~ P 11,找出疑惑之处)
复习1:集合相关概念及运算.
① 如果集合A 的任意一个元素都是集合B 的元素,则称集合A 是集合B 的 ,记作 .
若集合A B ⊆,存在元素x B x A ∈∉且,则称集合A 是集合B 的 ,记作 . 若A B B A ⊆⊆且,则 .
② 两个集合的 部分、 部分,分别是它们交集、并集,用符号语言表示为:
A B = ;
A B = .
复习2:已知A ={x |x +3>0},B ={x |x ≤-3},则A 、B 、R 有何关系?
二、新课导学
学习探究
探究:设U ={全班同学}、A ={全班参加足球队的同学}、B ={全班没有参加足球队的同学},则U 、A 、B 有何关系?
新知:全集、补集.
① 全集:如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集,通常记作U .
② 补集:已知集合U , 集合A ⊆U ,由U 中所有不属于A 的元素组成的集合,叫作A 相对于U 的补集,记作:U C A ,读作:“A 在U 中补集”,即{|,}U C A x x U x A =∈∉且.
补集的Venn 图表示如右:
说明:全集是相对于所研究问题而言的一个相对概念,补集的概念必须要有全集的限制.
试试:
(1)U ={2,3,4},A ={4,3},B =∅,则U C A = ,U C B = ;
(2)设U ={x |x <8,且x ∈N },A ={x |(x -2)(x -4)(x -5)=0},则U C A = ;
(3)设集合{|38}A x x =≤<,则R A ð= ;
(4)设U ={三角形},A ={锐角三角形},则U C A = .
反思:
(1)在解不等式时,一般把什么作为全集?在研究图形集合时,一般把什么作为全集?
(2)Q 的补集如何表示?
典型例题
例1 设U =R ,A ={x |-1<x <2},B ={x |1<x <3},求A ∩B 、A ∪B 、U C A 、U C B .
变式:分别求()U C A B 、()()U U C A C B
动手试试
练 1. 已知全集I ={小于10的正整数},其子集A 、B 满足()(){1,9}I I C A C B =,(){4,6,8}I C A B =,{2}A B =. 求集合A 、B .
三、总结提升
学习小结
1. 补集、全集的概念;补集、全集的符号.
2. 集合运算的两种方法:数轴、Venn 图.
知识拓展
试结合Venn 图分析,探索如下等式是否成立?
(1)()()()U U U C A B C A C B =;
(2)()()()U U U C A B C A C B =.
学习评价
自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:
1. 设全集U =R ,集合2{|1}A x x =≠,则U C A =( )
A. 1
B. -1,1
C. {1}
D. {1,1}-
2. 已知集合U ={|0}x x >,{|02}U C A x x =<<,那么集合A =( ).
A. {|02}x x x ≤≥或
B. {|02}x x x <>或
C. {|2}x x ≥
D. {|2}x x >
3. 设全集{}0,1,2,3,4I =----,集合{}0,1,2M =--,
{}0,3,4N =--,则()I M N =ð( ).
A .{0}
B {}3,4--
C .{}1,2--
D .∅
4. 已知U ={x ∈N |x ≤10},A ={小于11的质数},则U C A = .
5. 定义A —B ={x |x ∈A ,且x ∉B },若M ={1,2,3,4,5},N ={2,4,8},则N —M = .
课后作业
1. 已知全集I =2{2,3,23}a a +-,若{,2}A b =,{5}I C A =,求实数,a b
答案
典型例题
例1
A ∩B={x |1<x <2}
A ∪B={x |-1<x <3}
U C A ={x |x ≤-1,x ≥2}
U C B ={x |x ≤1,x ≥3
}
变式 ()U C A B ={x |x ≤-1,x ≥3}
()()U U C A C B ={x |x ≤-1,x ≥3} 动手试试
A=}{7,5,3,2
B=}{8,6,4,2 当堂检测
1D 2A 3B 4}{10986410,,,,,, 5}{8
课后作业
a=2或-4,b=3。