1.1.2 集合间的基本关系
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1.1.2集合的基本关系一、教材1、教材的地位和作用本节主要学习内容是集合之间包含与相等的含义,子集、真子集的定义,以及识别给定集合的子集。
本节课是在学生学习了集合的含义与表示的基础上来进行的,为以后集合的基本运算做知识准备。
因此本节课在知识结构上起了承上启下的作用。
2、教学目标根据《课程标准》的要求以及结合学生的心理特点,我确定了以下目标:(1)知识与技能:理解集合之间包含与相等的含义,掌握子集、真子集、空集的定义,能够识别给定集合的子集。
同时培养学生类比、分析、归纳的能力,能使用Venn图表达集合的关系。
(2)过程与方法: 通过类比元素与集合的从属关系,实数相等与不相等的关系,探究集合之间的包含与相等关系;初步经历使用最基本的集合语言表示有关的数学对象的过程,体会集合语言,发展运用数学语言进行交流的能力。
(3)情感态度与价值观:培养学生积极参与、合作交流的主体意识,在知识探索和发现的过程中,激发学生学习数学的兴趣。
3、教学重点、难点及确定依据根据《课程标准》的规定、上述教材的分析和学生已有知识的储备,本课的重点、难点如下:重点:集合之间包含与相等的含义,子集、真子集的概念,以及识别给定集合的子集.难点:识别给定集合的子集,子集和真子集之间的区别和联系。
二、学情学习的对象是高一学生,他们已具备一定的数学基础,对集合已经有了初步的认识,逻辑思维从经验型逐步走向理论型发展。
高中生好奇心强,渴望明白原理、知道方法,同时他们也希望得到平等的交流研讨,厌烦空洞的说教。
三、教法学法1、教法根据本节课的教学目标以及学生的实际情况,为了更有效地突出重点、突破难点,按照学生的认知规律,遵循教师为主导,学生为主体,训练为主线的指导思想,采用以启发式引导法为主,问答式教学法、反馈式评价法为辅。
教学中,教师精心设计一个又一个带有启发性和思考性的问题,创设问题情境,诱导学生思考,使学生始终处于主动探索问题的积极状态,从而培养思维能力。
1.1.2 集合间的基本关系一、子集1、定义:一般地,对于两个集合A ,B ,如果集合A 中任意一个元素都是集合B 中的元素,我们就说这两个集合有包含包含关系,称集合A 为集合B 的子集2、记法与读法:记作B A ⊆(或A B ⊇),读作“A 含于B ”(或“B 包含A ”)3、结论(1)任何一个集合是它本身的子集,即A A ⊆.(2)对于集合A ,B ,C ,若A ⊆B ,且B ⊆C ,则C A ⊆4、对子集概念的理解(1)集合A 是集合B 的子集的含义是:集合A 中的任何一个元素都是集合B 中的元素,即由x ∈A 能推出x ∈B .例如{0,1}⊆{-1,0,1},则0∈{0,1},0∈{-1,0,1}.(2)如果集合A 中存在着不是集合B 的元素,那么集合A 不包含于B ,或B 不包含A .此时记作A B 或B ⊉A .(3)注意符号“∈”与“⊆”的区别:“⊆”只用于集合与集合之间,如{0}⊆N.而不能写成{0}∈N ,“∈”只能用于元素与集合之间.如0∈N ,而不能写成0⊆N.二、集合相等1、集合相等的概念如果集合A 是集合B 的子集(A ⊆B ),且集合B 是集合A 的子集(B ⊆A ),此时,集合A 与集合B 中的元素是一样的,因此,集合A 与集合B 相等,记作B A =.2、对两集合相等的认识(1)若A ⊆B ,又B ⊆A ,则A =B ;反之,如果A =B ,则A ⊆B ,且B ⊆A .这就给出了证明两个集合相等的方法,即欲证A =B ,只需证A ⊆B 与B ⊆A 同时成立即可.(2)若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素排列顺序无关.三、真子集1、定义:如果集合A ⊆B ,但存在元素A x ∈,且B x ∈,我们称集合A 是集合B 的真子集2、记法与表示:3、对真子集概念的理解(1)在真子集的定义中,A B 首先要满足A ⊆B ,其次至少有一个x ∈B ,但x ∉A .(2)若A 不是B 的子集,则A 一定不是B 的真子集.四、空集1、定义:我们把不含任何元素的集合,叫做空集2、记法:∅3、规定:空集是任何集合的子集,即∅⊆A4、特性:(1)空集只有一个子集,即它的本身,∅⊆∅(2)A ≠∅,则∅真包含A5、∅与{0}的区别(1)∅是不含任何元素的集合;(2){0}是含有一个元素的集合,∅{0}.题型一、集合间关系的判断例1、(1)下列各式中,正确的个数是( B )①{0}∈{0,1,2};②{0,1,2}⊆{2,1,0};③∅⊆{0,1,2};④∅={0};⑤{0,1}={(0,1)};⑥0={0} A.1B.2 C.3 D.4题型二、有限集合子集的确定例2(1)集合M={1,2,3}的真子集个数是()A.6 B.7 C.8 D.9(2)满足{1,2}M⊆{1,2,3,4,5}的集合M有________个.[解析](1)集合M的真子集所含有的元素的个数可以有0个,1个或2个,含有0个为∅,含有1个有3个真子集{1},{2},{3},含有2个元素有3个真子集{1,2}{1,3}和{2,3},共有7个真子集,故选B.(2)由题意可得{1,2}M⊆{1,2,3,4,5},可以确定集合M必含有元素1,2,且含有元素3,4,5中的至少一个,因此依据集合M的元素个数分类如下:含有三个元素:{1,2,3}{1,2,4}{1,2,5};含有四个元素:{1,2,3,4}{1,2,3,5}{1,2,4,5};含有五个元素:{1,2,3,4,5}.故满足题意的集合M共有7个.公式法求有限集合的子集个数(1)含n个元素的集合有2n个子集.(2)含n个元素的集合有(2n-1)个真子集.(3)含n个元素的集合有(2n-1)个非空子集.(4)含有n个元素的集合有(2n-2)个非空真子集.(5)若集合A有n(n≥1)个元素,集合C有m(m≥1)个元素,且A⊆B⊆C,则符合条件的集合B有2m-n个.[活学活用]非空集合S⊆{1,2,3,4,5}且满足“若a∈S,则6-a∈S”,则这样的集合S共有________个.解析:由“若a∈S,则6-a∈S”知和为6的两个数都是集合S中的元素,则()集合S中含有1个元素:{3};集合S中含有2个元素:{2,4},{1,5};集合S中含有3个元素:{2,3,4},{1,3,5};集合S中含有4个元素:{1,2,4,5};集合S中含有5个元素:{1,2,3,4,5}.故满足题意的集合S共有7个.题型三、集合间关系的应用例3、已知集合A={x|x<-1或x>4},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,求实数a的取值范围.[解]当B=∅时,只需2a>a+3,即a>3;当B ≠∅时,根据题意作出如图所示的数轴,可得⎩⎪⎨⎪⎧ a +3≥2a ,a +3<-1或⎩⎪⎨⎪⎧a +3≥2a ,2a >4,解得a <-4或2<a ≤3.综上可得,实数a 的取值范围为a <-4或a >2.[活学活用]1、已知集合A ={x |1<ax <2},B ={x |-1<x <1},求满足A ⊆B 的实数a 的取值范围. 解:(1)当a =0时,A =∅,满足A ⊆B .(2)当a >0时,A ={x |1a <x <2a}.又∵B ={x |-1<x <1}且A ⊆B , 如图作出满足题意的数轴:∴⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,1a≥-1,2a ≤1,∴a ≥2. (3)当a <0时,A ={x |2a <x <1a } ∵A ⊆B ,如图所示, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a <0,2a≥-1,1a ≤1,∴a ≤-2.综上所述,a 的取值范围是{a |a =0或a ≥2或a ≤-2}.2、已知集合A ={x |x 2+4x =0},B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,a ∈R},若B ⊆A ,求实数a 的取值范围.解:A ={x |x 2+4x =0}={0,-4},∵B ⊆A ,∴B =∅或B ={0}或B ={-4}或B ={0,-4}.(1)当B =∅时,方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0无实根,则Δ<0,即4(a +1)2-4(a 2-1)<0.∴a <-1.(2)当B ={0}时,有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=0,a 2-1=0,∴a =-1.(3)当B ={-4}时,有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=0,a 2-8a +7=0,无解. (4)当B ={0,-4}时,由韦达定理得a =1.综上所述,a =1或a ≤-1.课堂练习1.给出下列四个判断:①∅={0};②空集没有子集;③任何一个集合必有两个或两个以上的子集;④空集是任何一个集合的子集.其中,正确的有( )A .0个B .1个C .2个D .3个解析:由空集的性质可知,只有④正确,①②③均不正确.答案:B2.已知A ={x |x 是菱形},B ={x |x 是正方形},C ={x |x 是平行四边形},那么A ,B ,C 之间的关系是 ( B )A .A ⊆B ⊆C B .B ⊆A ⊆C C .A B ⊆CD .A =B ⊆C3.已知集合A ={-1,3,m},B ={3,4},若B ⊆A ,则实数m =________.解析 :∵B ⊆A ,B ={3,4},A ={-1,3,m}∴m ∈A ,∴m =4.答案:44.集合A ={x|0≤x<3且x ∈N}的真子集的个数为________.解析:由题意得A ={0,1,2},故集合A 有7个真子集.答案:75.已知集合A ={x|1≤x ≤2},B ={x|1≤x ≤a}.(1)若A 是B 的真子集,求a 的取值范围;(2)若B 是A 的子集,求a 的取值范围;(3)若A =B ,求a 的取值范围.解:(1)若A 是B 的真子集,即A B ,故a>2.(2)若B 是A 的子集,即B ⊆A ,则a ≤2.(3)若A =B ,则必有a =2.课时跟踪检测(三) 集合间的基本关系一、选择题1.已知集合A ={x |x =3k ,k ∈Z },B ={x |x =6k ,k ∈Z },则A 与B 之间最适合的关系是( )A .A ⊆BB .A ⊇BC .A BD .A B2.已知集合M ={x |-5<x <3,x ∈Z },则下列集合是集合M 的子集的为( )A.P={-3,0,1}B.Q={-1,0,1,2}C.R={y|-π<y<-1,y∈Z}D.S={x||x|≤3,x∈N}3.已知集合P={x|x2=1},Q={x|ax=1},若Q⊆P,则a的值是( ) A.1 B.-1C.1或-1 D.0,1或-14.已知集合A⊆{0,1,2},且集合A中至少含有一个偶数,则这样的集合A的个数为( ) A.6 B.5C.4 D.35.已知集合M={(x,y)|x+y<0,xy>0}和P={(x,y)|x<0,y<0},那么( ) A.P M B.M PC.M=P D.M P二、填空题6.已知M={y|y=x2-2x-1,x∈R},N={x|-2≤x≤4},则集合M与N之间的关系是________.7.图中反映的是“文学作品”“散文”“小说”“叙事散文”这四个文学概念之间的关系,请作适当的选择填入下面的空格:A为________;B为________;C为________;D为________.8.已知集合A={x|ax2+2x+a=0,a∈R},若集合A有且仅有2个子集,则a的取值构成的集合为________.三、解答题9.已知A={x|x2-3x+2=0},B={x|ax-2=0},且B⊆A,求实数a组成的集合C.10.设集合A={x|-1≤x+1≤6},B={x|m-1<x<2m+1}.(1)当x∈Z时,求A的非空真子集的个数;(2)若A⊇B,求m的取值范围.答 案课时跟踪检测(三)1.选D 显然B 是A 的真子集,因为A 中元素是3的整数倍,而B 的元素是3的偶数倍.2.选D 先用列举法表示集合,再观察元素与集合的关系.集合M ={-2,-1,0,1},集合R ={-3,-2},集合S ={0,1},不难发现集合P 中的元素-3∉M ,集合Q 中的元素2∉M ,集合R 中的元素-3∉M ,而集合S ={0,1}中的任意一个元素都在集合M 中,所以S ⊆M ,且S M .故选D.3.选D 由题意,当Q 为空集时,a =0;当Q 不是空集时,由Q ⊆P ,a =1或a =-1.4.选A 集合{0,1,2}的子集为:∅,{0},{1},{2},{0,1},{0,2},{1,2},{0,1,2},其中含有偶数的集合有6个.故选A.5.选C ∵⎩⎪⎨⎪⎧ x +y <0,xy >0,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x <0,y <0. ∴M =P .6.解析:∵y =(x -1)2-2≥-2,∴M ={y |y ≥-2}.∴N M .答案:N M7.解析:由Venn 图可得AB ,CD B ,A 与D 之间无包含关系,A 与C 之间无包含关系.由“文学作品”“散文”“小说”“叙事散文”四个文学概念之间的关系,可得A 为小说,B 为文学作品,C 为叙事散文,D 为散文.答案:小说 文学作品 叙事散文 散文8.解析:因为集合A 有且仅有2个子集,所以A 仅有一个元素,即方程ax 2+2x +a =0(a ∈R )仅有一个根.当a =0时,方程化为2x =0,∴x =0,此时A ={0},符合题意.当a ≠0时,Δ=22-4·a ·a =0,即a 2=1,∴a =±1.此时A ={-1},或A ={1},符合题意.∴a =0或a =±1.答案:{0,1,-1}9.解:由x 2-3x +2=0,得x =1,或x =2.∴A ={1,2}.∵B ⊆A ,∴对B 分类讨论如下:(1)若B =∅,即方程ax -2=0无解,此时a =0.(2)若B ≠∅,则B ={1}或B ={2}.当B ={1}时,有a -2=0,即a =2;当B ={2}时,有2a -2=0,即a =1.综上可知,符合题意的实数a 所组成的集合C ={0,1,2}.10.解:化简集合A 得A ={x |-2≤x ≤5}.(1)∵x ∈Z ,∴A ={-2,-1,0,1,2,3,4,5},即A 中含有8个元素,∴A 的非空真子集数为28-2=254(个).(2)①当m ≤-2时,B =∅⊆A ;②当m >-2时,B ={x |m -1<x <2m +1},因此,要B ⊆A ,则只要⎩⎪⎨⎪⎧ m -1≥-22m +1≤5⇒-1≤m ≤2.综上所述,知m 的取值范围是:{m |-1≤m ≤2或m ≤-2}.。
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1如有帮助欢迎下载支持【学习目标】 1.理解集合之间包含与相等的含义,能求给定集合的子集,能判断集合间的关系.2了解空集的含义,能使用Venn 图表示集合间的关系,培养学生体会从具体到抽象的思维过程,体会数形结合的思想.【学习重点】理解集合间包含(子集、真子集)、相等的含义.【学习难点】理解空集的含义.【使用说明及学法指导】带着教材助读设置的问题,阅读并探究课本76-P P 的内容(15min ),完成学案自主学习部分(15min ).将预习中不能解决的问题标记出来,并写到后面“我的疑问”处.自主学习一、教材助读(问题形式)问题1:两个集合之间具有哪些关系?用符号如何表示?问题2:如何判断两个集合之间的关系? 问题3:什么样的集合称为空集?问题4:如何求给定集合的子集、真子集、非空真子集的个数?写出集合{}c b a ,,的子集、真子集、非空真子集?二、自学检测1.有下列命题:① {}{}B A c a B d c b a A ⊆==则若,,,,,,; ②;φφ⊆③φ;φ④若φA ,则A φ≠;其中正确的有 ( )A .0个B .1个C .2个D .3个 2.设集合A=}{,20|N x x x ∈≤≤且则集合A中的元素有 ,其子集的个数是 ,真子集的个数是 ,非空真子集个数是 .3.判断如下集合A 与B 之间有怎样的关系? ⑴A={N x x x ∈<≤,41|},B={}023-|2=+x x x . ⑵A=},2|{Z m m x x ∈=,}.4|{Z n n x x B ∈==.合作探究基础知识梳理(以填空形式呈现)1.集合间的基本关系 名 称自然语言描述符号语言表示Venn 图表示子 集如果集合A 中 都是集合B 中的元素,则称集合A 为 集合B 的子集B A ⊆或真 子 集 如果集合B A ⊆,但存 在元素a B ,但 a B ,则称集合A为集合B 的真子集集 合 相 等集合A 与集合B 中 ,则称集合 A 与集合B 相等 A=B2.空集: ,记为 ,并规定空集是任何集合的 .3.任何一个集是它本身的 ,即 .我的疑问:24.对于集合A ,B,C,如果B A ⊆,且C B ⊆,那么.5.集合A 中有n 个元素,则它的子集个数为 , 真子集个数为 ,非空真子集个数为 .探究一下列表示或说法正确的是 ①{1,2}⊆{1,2};②{0}∈{{0},{1}};③满足A ⊆{a,b}的集合A 有4个;④集合{x |}2x y ==}|{2x y y =.规律方法总结:探究二已知集A=}5|{<x x ,B=}|{a x x <,若,A B ⊆求a 的取值范围.规律方法总结: 探究三含有三个实数的集合可表示为}1,,{aba ,也可表示为}0,,{2b a a +,求+++32a a a …+20112010a a +的值.规律方法总结: 当堂检测:(见多媒体课件) 反馈练习1.下列表述正确的是( )A .}0{=φB .}0{⊆φC .}0{⊇φD .}0{∈φ2.满足}2,1{}4,3,2,1{⊆A 的集合A 的个数为( )A .1B .2C .3D .43.已知集合A=}12,3,1{--m ,集合B=},3{2m ,若A B ⊆,则实数m=4.已知集合A=}4,2,0{,集合B={,|ab x x =且},,b a A b A a ≠∈∈,则集合B 的子集个数是( )A .4B .8C .2D .165.已知集合P=}06|{2=-+=x x x ,集合Q=}01|{=+ax x ,且P Q ⊆,求实数a 的取值构成的集合A.课堂小结:。