1.1.2集合间的基本关系
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1.1.2集合间的基本关系一、子集一子集: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关系;称集合A为集合B的子集;记作A⊆B或B⊇A;读作“A含于B”或“B包含A”数学语言表示形式为:若对任意的x∈A有x∈B;则A⊆B子集关系用文氏图表示为:A⊆B或B⊇A根据子集的定义;我们可以知道A⊆A;也就是说任何集合都是它本身的一个子集.对于空集φ;我们规定φA.;.即空集是任何集合的子集............例1:用适当的符号填空0____{0}φ____{0}2____{2}2____N{2}____N变式练习1:已知A={x|x2-3x+2=0};B={1;2};C={x|x<8;x∈N};用适当的符号填空A___________BA___________C{2}__________C2_________C例2:写出集合{,,,}a b c d的所有子集..解析集合{,,,}a b c d的所有子集可以分为五类;即:1含有0个元素的子集;即空集φ;2含有一个元素的子集:{},{},{},{}a b c d;3含有二个元素的子集:{,},{,},{,},{,},{,},{,}a b a c a d b c b d c d;4含有三个元素的子集:{,,},{,,},{,,},{,,}a b c a b d a c d b c d;5含有四个元素的子集:{,,,}a b c d.结论:如果集合A中有n个元素;则集合A共有2n个子集变式练习1:已知集合A={x∈N+︱-1≤x<4};则集合A的子集有_________个..解析:8个二、集合相等: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;则集合A 与集合B 相等;记作集合A =集合B..即:A ⊆B 且B ⊆A 则A =B.. 上节两个集合相等:两个集合的元素完全相同例3:已知集合A 和集合B 都是含三个元素的集合;且集合A ={a;a +b;a +2b};B ={a;ac;ac 2};若A ⊆B 且B ⊆A;求c 的值..解析1若⎩⎨⎧=+=+22acb a ac b a 消去b 得:ac 2+a -2ac =0; a =0时;集合B 中的三元素均为零;和元素的互异性相矛盾;故a ≠0.∴c 2-2c +1=0;即c =1;但c =1时;B 中的三元素又相同;此时无解.2若⎩⎨⎧=+=+acb a ac b a 22消去b 得:2ac 2-ac -a =0;∵a ≠0;∴2c 2-c -1=0;即c -12c +1=0;又c ≠1;故c =-21.. 变式练习:已知集合A 和集合B 都含有三个元素;A ={x;xy;x -y};B ={0;|x |;y};若A ⊆B 且B ⊆A;求2x +y 的值..解析:∴由集合的互异性;∴x -y =0;则x =y;此时A ={x;x 2;0};B ={0;|x |;x};则x 2=|x |且x ≠x 2;故x =y =-1;此时A ={-1;1;0};B ={0;1;-1};符合题意;综上所述;2x +y =-3..三、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 是集合B 的真子集..记:A B 或B AA 真含于BB 真包含A注意:即如果A ⊆B 且A ≠B;那么集合A 是集合B 的真子集;记作A B 或B A..例如{1;2}N 、{a;b}{a;b;c}等..子集与真子集的区别在于“.A .⊆B .”允许...A .=.B .或.A .B .;.而.A .B .是不允许“.....A .=.B .”的..;.所以如果....A .B .成立..;.则一定有....A .⊆B .成立;...但如果有....A .⊆B .成立..;.A .B .不一定成立.........空集是任何集合的子集;空集是任何非空集合的真子集..例4:分别写出集合{a};{a;b}和{a;b;c}的所有子集和真子集..集合{a}的子集有φ;{a};共有2个子集;()A B真子集有{a};共1个真子集..集合{a;b}的子集有φ;{a};{b};{a;b};共有4个子集;真子集有φ;{a};{b};共3个真子集..集合{a;b;c}的子集有:φ;{a};{b};{c};{a;b};{a;c};{b;c};{a;b;c};共有8个即个子集;真子集有φ;{a};{b};{c};{a;b};{a;c};{b;c};共7个真子集.. 结论..:.如果集合....A .中有..n .个.元素..;.则集合...A .共有..2.n .个子集...;.2.n .-.1.个真子集........例5:有适当的符号填空..1A ={2;3;6}B ={x ︱x 是12的约数}A_____B2A ={0;1}B ={x ︱x 2+y 2=1;y ∈N}A_____B3A ={x ︱-1<x <2}B ={x ︱-2<x <2}A_____B4A ={x;y ︱x ×y <0}B ={x;y ︱x >0;y >0}A_____B5A ={x ︱x 2=1}B ={y ︱y 2-2y +4=0}A_____B解析:12345变式练习1:已知集合A ={0;1};B ={z ︱z =x +y;x ∈A;y ∈B};则B 的子集有 A :8个B :2个C :4个D :7个解析:集合B 中有3个元素;子集有8个..A变式练习2:已知集合A ={x ∈Z ︱031≤-+x x };B ={y ︱y =x 2+1;x ∈A};则集合B 的含有元素1的子集个数为A :5B :4C :3D :2解析:A ={x ∈Z ︱-1≤x <3}={-1;0;1;2};则B ={1;2;5};则集合B 的含有元素1的子集有{1};{1;2};{1;5};{1;2;5}共四个;B变式练习3:已知A ={x ︱x =a +61;a ∈Z};B ={x ︱x =2b -31;b ∈Z};C ={x ︱x =2c +61;c ∈Z};则集合A 、B 、C 满足的关系是 A :A =B CB :A B =CC :A B CD :B C A解析:A ={6x ︱6x =6a +1;a ∈Z};B ={6x ︱x =3a -2=3a -1+1;b ∈Z};C ={6x ︱x =c 3+1;c ∈Z}..则A B =CB变式练习4:已知A ={x ︱y =122+-x x };B ={y ︱y =122+-x x };C ={x ︱122+-x x =0};D ={x ︱122+-x x <0};E ={x;y ︱y =122+-x x };则下列结论正确的是A :A ⊆B ⊆C ⊆DB :D C B AC :B =ED :A =B解析:B变式练习5:若集合A 满足{1;2}⊆A ⊆{1;2;3;4};则满足条件的集合A 的个数为_____个..解析:4个二、子集的有关性质1、空集φ:我们把不含有任何元素的集合叫做空集;记为φ;并规定:空集是任何集合的子集;任何非空集合的真子集;即空集..φ只有一个子集就是它本身...........;.而空..集没有真子集........ 2、子集与真子集的性质1任何集合是它本身的子集;即A ⊆A ;2对于集合A 、B 、C;如果A ⊆B 且B ⊆C;那么A ⊆C ;3对于集合A 、B 、C;如果A B;且B C;那么A C ;4空集φ是任何集合的子集;是任何非空集合的真子集..例5:下列集合只有一个子集......的是 A :{x |x 2≤0}B :{x |x 3≤0}C :{x |x 2<0}D :{x |x 3>0}解析:C例6:下列表述正确的是A :φ={0}B :φ⊆{0}C :φ⊇{0}D :φ∈{0}解析:B例7:设A ={x |2m -1<x <m +3};B ={x ∈R |x 2+1=0}问m 为何值时能使得A =B..解析1显然B =φ;欲使A =B;必须且只需A =φ即可..由于2m -1≥m +3可得m ≥4;此时A ={x |2m -1<x <m +3}=φ.综上可知;当m ≥4时;A =B例8:已知集合A ={x |x 2+x -2=0};B ={x |x -a =0};若B ⊆A;则a =_______________..解析易求A ={-2;1};B ={1}或{-2}当B ={1};a =1;B ={-2};a =-2综上:a =1或a =-2变式练习1:已知集合A ={x |x 2-8x +15=0};B ={x |a x -1=0};若B ⊆A;则a =_______________..解析:0或31或51例9:设集合A ={x |)4)(1(-+x x ≤0};B ={x |x ≤a };若A ⊆B ;则a 的取值范围是__________..解析:a ≥4变式练习1:已知集合A ={x |-3≤x ≤5};若集合B ={x |-2m -1≤x ≤m +1};若A ⊆B ;则求m 的取值范围..解析-2m -1≤-3<5≤m +1;即⎩⎨⎧-≤--≥+31251m m m ≥4 变式练习2:集合A ={x |-2≤x ≤5};B ={x |m +1≤x ≤2m -1};若B ⊆A;则求m 的取值范围..解析:1若B =φ;即m +1>2m -1时;即m <2;2若B ≠φ;则m 满足⎪⎩⎪⎨⎧≤--≥+-≤+51221121m m m m 解之得2≤m ≤3;综上所述;m ≤3变式练习2:已知函数fx =b ax x ++2a 、b ∈R;且集合A ={x |x =fx};B ={x |x =ffx};1求证:A ⊆B ;2当A ={-1;3}时;用列举法表示B..解析:1任取x ∈A;则有x =fx;则ffx =fx =x;故x ∈B;故A ⊆B ;2∵A ={-1;3};故⎩⎨⎧++=+-=-b a b a 39311得⎩⎨⎧-=-=31b a ;故fx =32--x x ; ∴ffx =3)3()3(222------x x x x ;故3)3()3(222------x x x x =x0)3(222=---x x x ;∴x =3;x =-1;x =3±;故B ={-1;3;3;3-}课后综合练习1、下列关系中正确的个数为 ①0∈{0};②φ{0};③{0;1}⊆{0;1};④{a ;b }={b ;a }A :1B :2C :3D :4解析:B2、下列图形中;表示M ⊆N 的是解析:C 3、设a 、b ∈R;集合{1;a +b ;a }={0;a b ;b };则b -a = A :1B :-1C :2D :-2解析:C4、设集合A ={x ︱x =k 21+41;k ∈Z};若x =29;则下列关系正确的是 A :x ∉AB :x ∈AC .{x}∈AD .{x}∉A解析:A5、用适当的符号填空:1φ______{x |x 2-1=0};2{1;2;3}________N ;3{1}_________{x |x 2-x =0};40________{x |x 2-2x =0}解析:∈6、已知集合A ={x |1≤x <4};B ={x |x <a };若A B;求实数a 的取值范围________..解析:a ≥47、已知A ={x |x 2-3x +2=0};B ={x |a x -2=0}且B ⊆A;则实数a 组成的集合C 是________..解析:{0;2;1}8、写出集合A ={x |0≤x <3;x ∈N +}的真子集..解析:3个9、已知M ={x |-2≤x ≤5};N ={x |a +1≤x ≤2a -1}..1若M ⊆N;求实数a 的取值范围..2若M ⊇N;求实数a 的取值范围..解析:1φ2a ≤310、若集合A ={x |a ≤x ≤a +2};B ={x |x ≤1};若A ⊆B;则a 的取值范围为_____..解析:a ≤-111、已知集合A ={x |24x y -=};B ={x |a ≤x ≤a +1};B ⊆A;则a 的取值范围为_____..解析:-1≤a ≤2MN AM N B N M C M N D12、已知集合A ={y |x y 23-=;x ∈-213;23};B ={x |1-m ≤x ≤m +1};若B ⊆A;则m 的取值范围为_____..解析:A ={y |x y 23-=;x ∈-213;23}=0;4m ≤1。
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。