[精品]2019高中数学第一章集合1.1集合与集合的表示方法学习导航学案新人教B版必修6
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§第一章集合与函数§1.1集合§1.1.1集合的含义与表示(第一课时)【课标定向】学习目标通过实例了解集合的含义;体会元素与集合的“属于”关系.;了解集合中元素的三个特性.提示与建议结合实例,通过思考、研究集合中元素的特征把握集合的特点,体会元素与集合的关系. 【互动探究】自主探究1.一般地,我们把研究对象统称为_____,把一些元素组成的总体叫做_____(简称为___).2.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_______________.3.一个给定集合中元素是互不相同的,也就是说,____________________.4.只要构成两个集合的元素是_________的,我们就称这两个集合是相等的.5.如果a是集合A的元素,可以记作______.6.全体非负整数组成的集合记作( )A. ZB. RC. ND. Q剖析探法★讲解点一集合的概念集合中的元素具有以下特征:(1)确定性:作为集合的元素,必须是确定的.对于集合A的元素a,要么Aa∈,要么Aa∉,二者必居其一.如:所有“大于200的数”组成一个集合,而“较大的数”就不能构成一个集合,因为它的元素是不确定的,怎样的数才算较大没有明确的定义. (2)互异性:集合中的元素必须是互异的,也就是说,在给定的集合中,任何两个元素都是不相同的.(3)无序性:集合中元素的排列与次序无关,如1,2和2,1构成的集合相同.例题1下列各组对象:(1)接近于0的数的全体;(2)比较小的正整数的全体;(3)平面上到点0的距离等于1的点的全体;(4)正三角形的全体;(5)2的近似值的全体.其中能构成集合的组数是( )A.2B.3C.4D.5【思维切入】判断所给对象能否构成集合的依据就是集合元素的三个特征.满足集合元素的特征就能构成集合,如不满足就不能构成集合.【解析】(1)(2)(5)不满足集合元素的特征,不能构成集合;(3)(4)构成集合,故选A.【规律技巧总结】判断一组对象是否构成集合关键就是看所给对象是否满足集合中元素的特征.例题2已知A={m,2m,1},求m的取值范围. 【思维切入】既然m,2m,1是集合三个元素,这三个元素就互不相同.【解析】因为m,2m,1是所给集合的元素,所以⎪⎩⎪⎨⎧≠≠≠mmmm2211,11101mm mm m≠⎧⎪≠≠-⎨⎪≠≠⎩且且所以0≠m且1m≠±.【规律技巧总结】解答本类问题,只要保证所给元素满足集合元素的互异性即可,若求集合中参数取值问题,必须进行检验。
1. 1.1 集合的含义及其表示方法(1)教案【教学目标】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.【教学重难点】教学重点:集合的基本概念与表示方法.教学难点:选择恰当的方法表示一些简单的集合.【教学过程】一、导入新课军训前学校通知:8月15日8点,高一年级学生到操场集合进行军训.试问这个通知的对象是全体的高一学生还是个别学生?在这里,集合是我们常用的一个词语,我们感兴趣的是问题中某些特定(是高一而不是高二、高三)对象的总体,而不是个别的对象,为此,我们将学习一个新的概念——集合.二、提出问题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?讨论结果:①能.②能.③我们把研究的对象统称为“元素”,那么把一些元素组成的总体叫“集合”.④a是集合A的元素,b不是集合A的元素.学生得出元素与集合的关系有两种:属于和不属于.⑤能,是珠穆朗玛峰.⑥不能.⑦确定性.给定的集合,它的元素必须是明确的,即任何一个元素要么在这个集合中,要么不在这个集合中,这就是集合的确定性.⑧3个.⑨互异性.一个给定集合的元素是互不相同的,即集合中的元素是不重复出现的,这就是集合的互异性.⑩集合M 和N 相同.这说明集合中的元素具有无序性,即集合中的元素是没有顺序的.可以发现:如果两个集合中的元素完全相同,那么这两个集合是相等的.结论:1、一般地,指定的某些对象的全体称为集合,标记:A ,B ,C ,D ,…集合中的每个对象叫做这个集合的元素,标记:a ,b ,c ,d ,…2、元素与集合的关系a 是集合A 的元素,就说a 属于集合A , 记作 a ∈A ,a 不是集合A 的元素,就说a 不属于集合A , 记作 a A3、集合的中元素的三个特性:(1).元素的确定性:对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,任何一个对象或者是或者不是这个给定的集合的元素。
[必修1]第一章 集合 第一节 集合的含义与表示学时:1学时 [学习引导] 一、自主学习 1.阅读课本15P P -. 2.回答问题:⑴本节内容有哪些概念和知识点? ⑵尝试说出相关概念的含义? 3完成5P 练习 4小结 二、方法指导1、要结合例子理解集合的概念,能说出常用的数集的名称和符号。
2、理解集合元素的特性,并会判断元素与集合的关系3、掌握集合的表示方法,并会正确运用它们表示一些简单集合。
4、在学习中要特别注意理解空集的意义和记法 [思考引导] 一、提问题1.集合中的元素有什么特点? 2、集合的常用表示法有哪些? 3、集合如何分类?4.元素与集合具有什么关系?如何用数学语言表述? 5集合∅和{}∅是否相同? 二、变题目1.下列各组对象不能构成集合的是( ) A .北京大学2008级新生 B .26个英文字母 C .著名的艺术家D .2008年北京奥运会中所设定的比赛项目2.下列语句:①0与{}0表示同一个集合;②由1,2,3组成的集合可表示为{}1,2,3或{}3,2,1; ③方程22(1)(2)0x x --=的解集可表示为{}1,1,2;④集合{}45x x <<可以用列举法表示。
其中正确的是( )A .①和④B .②和③C .②D .以上语句都不对 [总结引导]1.集合中元素的三特性:2.集合、元素、及其相互关系的数学符号语言的表示和理解: 3.空集的含义: [拓展引导]1.课外作业:6P 习题1—1第1,2,3,4题;2.若集合{}233,23,1a a a -∈-++,求实数a 的值;3.若集合{}2440A x kx x =++=只有一个元素,则实数k 的值为 ;若A 为空集,则k 的取值范围是 .撰稿:程晓杰 审稿:宋庆参考答案[思考引导] 一、提问题1.确定性、互异性、无序性 2、列举法、描述法、图示法3、按元素的个数分为:空集(集合中没有元素)、有限集(集合中有有限个元素)、无限集(集合中有无穷多个元素) 4.属于、不属于;A a A a ∉∈、 5不同二、变题目 1.C ; 2.C ; [拓展引导]2.0a =或3a =-; 3.0或1;{}1k k >撰稿:程晓杰 审稿:宋庆[必修1]第一章 集合 第二节 集合的基本关系学时:1学时 [学习引导] 一、自主学习 1.阅读课本78P -. 2.回答问题(1)本节引入了哪些新的数学概念? (2)子集及真子集概念的内容是什么? (3)Venn 图是什么? 3完成练习9P 4、小结 二、方法指导1在学习子集概念时,注意体会“任意”二字,及符号“⊆”与“⊇”的区别。
【新教材】人教统编版高中数学A版必修第一册第一章教案教学设计+课后练习及答案1.1 《集合的概念》教案教材分析集合概念及其基本理论,称为集合论,是近、现代数学的一个重要的基础.许多重要的数学分支,都是建立在集合理论的基础上.此外,集合理论的应用也变得更加广泛.教学目标【知识与能力目标】1.通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;2.知道常用数集及其专用记号;3.了解集合中元素的确定性、互异性、无序性;4.会用集合语言表示有关数学对象;5.培养学生抽象概括的能力.【过程与方法目标】1.让学生经历从集合实例中抽象概括出集合共同特征的过程,感知集合的含义.2.让学生归纳整理本节所学知识.【情感态度价值观目标】使学生感受学习集合的必要性和重要性,增加学生对数学学习的兴趣.教学重难点【教学重点】集合的含义与表示方法.【教学难点】对待不同问题,表示法的恰当选择.课前准备学生通过预习,自主学习、思考、交流、讨论和概括,从而更好地完成本节课的教学目标.教学过程(一)创设情景,揭示课题请分析以下几个实例:1.正整数1,2,3,;2.中国古典四大名著;3.2018足球世界杯参赛队伍;4.《水浒》中梁山108 好汉;5.到线段两端距离相等的点.在这里,集合是我们常用的一个词语,我们感兴趣的是问题中某些特定对象的总体,而不是个别的对象,为此,我们将学习一个新的概念——集合(宣布课题),即是一些研究对象的总体.(二)研探新知1.集合的有关概念(1)一般地,我们把研究对象统称为元素(element),把一些元素组成的总体叫做集合(set)(简称为集).思考:上述5 个实例能否构成集合?如果是集合,那么它的元素分别是什么?练习1:下列指定的对象,是否能构成一个集合?①很小的数②不超过30 的非负实数③直角坐标平面的横坐标与纵坐标相等的点④ 的近似值⑤高一年级优秀的学生⑥所有无理数⑦大于2 的整数⑧正三角形全体(2)关于集合的元素的特征(a)确定性:设A一个给定的集合,对于一个具体对象a,则a或者是集合A 的元素,或者不是集合 A 的元素,两种情况必有一种且只有一种成立.(b)互异性:一个给定集合中的元素,指属于这个集合的互不相同的个体(对象),因此,同一集合中不应重复出现同一元素.一元素.(c)无序性:集合中的元素是没有顺序关系的,即只要构成两个集合的元素一样,我们称这两个集合是相等的,跟顺序无关.(3)思考1:列举一些集合例子和不能构成集合的例子,对学生的例子予以讨论、点评,进而讲解下面的问题.答案:(a)把3-11内的每一个偶数作为元数,这些偶数全体就构成一个集合.(b)不能组成集合,因为组成它的元素是不确定的.( 4)元素与集合的关系;(a)如果a是集合A的元素,就说a属于(belongto) A,记作a € A(b)如果a不是集合A的元素,就说a不属于(not belong to) A,记作a A例如:A表示方程x2=1的解. 2 A, 1CA( 5)集合的表示方法我们可以用自然语言来描述一个集合,但这将给我们带来很多不便,除此之外还常用列举法和描述法来表示集合.(a)列举法:把集合中的元素一一列举出来,并用花括号”。
1.1.2 集合的表示方法1.理解列举法、描述法的定义.2.会用两种方法表示一些简单的集合.1.列举法(1)定义:将集合中的元素一一列举出来,写在花括号内表示集合的方法.(2)用列举法表示集合适用的范围仅为集合中元素较少(填“多"或“少")或有(填“有”或“无”)明显规律.2.描述法(1)定义:把集合中的元素共同特征描述出来,写在花括号内表示集合的方法叫做特征性质描述法,简称描述法.它的一般形式是{x∈I|p(x)},其中“x"是集合元素的代表形式,“I"是“x”的范围,“|p(x)”是集合中元素“x”的共同特征,竖线不可省略.(2)描述法的语言形式有以下三种:文字语言,符号语言,图形语言.1.用列举法表示不超过5的自然数集为________.答案:{0,1,2,3,4,5}2.用描述法表示不超过5的自然数集为________.答案:{x∈N|0≤x≤5}或{x∈Z|0≤x≤5}(答案不唯一)3.用列举法表示集合需要注意什么?解:(1)元素间用分隔号“,";(2)元素不重复;(3)元素无顺序;(4)元素不能遗漏.4.用描述法表示集合需要注意什么?解:用描述法表示集合时应注意以下六点:(1)写清楚该集合中元素的代号(字母或用字母表达的元素符号);(2)说明该集合中元素的性质;(3)不能出现未被说明的字母;(4)多层描述时应当准确使用“且"“或”;(5)所有描述的内容都写在集合符号内;(6)用于描述条件的语句力求简明、准确.用列举法表示集合用列举法表示下列集合:(1)满足-2≤x≤2且x∈Z的元素组成的集合A;(2)方程(x-2)2(x-3)=0的解组成的集合M;(3)方程组错误!的解组成的集合B;(4)15的正约数组成的集合N.【解】(1)因为-2≤x≤2,x∈Z,所以x=-2,-1,0,1,2,所以A={-2,-1,0,1,2}.(2)因为2和3是方程的根,所以M={2,3}.(3)解方程组错误!得错误!所以B={(3,2)}.(4)因为15的正约数有1,3,5,15四个数字,所以N={1,3,5,15}.(1)用列举法表示集合,要注意是数集还是点集.(2)列举法适合表示有限集,当集合中元素个数较少时,用列举法表示集合比较方便,且使人一目了然.用列举法表示下列集合:(1)A=错误!;(2)已知M={0,2,3,7},P={x|x=ab,a,b∈M,a≠b},写出集合P.解:(1)A={0,3,4,5}.(2)P={0,6,14,21}.用描述法表示集合用描述法表示下列集合:(1)函数y=-2x2+x图象上的所有点组成的集合;(2)不等式2x-3〈5的解组成的集合;(3)如图中阴影部分的点(含边界)的集合;(4)3和4的所有正的公倍数构成的集合.【解】(1)函数y=-2x2+x的图象上的所有点组成的集合可表示为{(x,y)|y=-2x2+x}.(2)不等式2x-3〈5的解组成的集合可表示为{x|2x-3〈5},即{x|x<4}.(3)图中阴影部分的点(含边界)的集合可表示为{(x,y)|-1≤x≤错误!,-错误!≤y≤1,xy≥0}.(4)3和4的最小公倍数是12,因此3和4的正的公倍数构成的集合是{x|x=12n,n∈N+}.错误!用描述法表示集合应注意的问题(1)写清楚该集合的代表元素,如数或点等;(2)说明该集合中元素的共同属性;(3)不能出现未被说明的字母;(4)所有描述的内容都要写在花括号内,用于描述的内容力求简洁、准确.用描述法表示下列集合:(1)正偶数集;(2)被3除余2的正整数集合;(3)使式子1x(x-1)(x+1)有意义的实数x的取值范围.解:(1){x|x=2n,n∈N+}.(2){x|x=3n+2,n∈N}.(3){x|x≠0,且x≠-1,且x≠1}.集合的表示方法的综合应用集合M={x|ax2-2x+2=0,a∈R}中只有一个元素,求实数a的值.【解】(1)当a=0时,方程转化为-2x+2=0,解得x=1,此时M={1},满足条件;(2)当a≠0时,方程为一元二次方程,由题意得Δ=4-8a=0,即a=错误!,此时方程有两个相等的实数根.综合(1)(2)可知,当a=错误!或0时,集合M中只有一个元素.若将本例中“只有一个”改为“有两个",求实数a的取值范围.解:因为集合M={x|ax2-2x+2=0,a∈R}中有两个元素,则Δ=(-2)2-8a〉0,即a<错误!.错误!此题容易漏解a=0,漏解的原因是默认所给的方程一定是一元二次方程.其实,当a=0时,所给的方程是一个一元一次方程;当a≠0时,所给的方程才是一个一元二次方程,求解时要注意对a进行分类讨论.1.设-5∈{x|x2-ax-5=0},则集合{x|x2-5x-a =0}中所有元素之和为________.解析:因为-5∈{x|x2-ax-5=0},所以(-5)2+5a-5=0,即a=-4.所以{x|x2-5x-a=0}={x|x2-5x+4=0}={x|(x-1)(x-4)=0}={1,4}.故集合{x|x2-5x-a=0}中的所有元素之和为5.答案:52.设集合B=错误!.(1)试判断元素1,2与集合B的关系;(2)用列举法表示集合B.解:(1)当x=1时,错误!=2∈N.当x=2时,错误!=错误!∉N.所以1∈B,2∉B.(2)因为错误!∈N,x∈N,所以2+x只能取2,3,6.所以x只能取0,1,4.所以B={0,1,4}.1.寻找适当的方法来表示集合时,应该“先定元,再定性".一般情况下,元素个数无限的集合不宜采用列举法,因为不能将元素一一列举出来,而描述法既适合元素个数无限的集合,也适合元素个数有限的集合.2.用列举法与描述法表示集合时,一要明确集合中的元素;二要明确元素满足的条件;三要根据集合中元素的个数来选择适当的方法表示集合.一定要注意该集合的代表元素是什么,看清楚是数集、点集还是其他形式,还要注意充分利用特征性质求解,两者相互兼顾,缺一不可.1.下列集合的表示方法正确的是()A.{1,2,2}B.{比较大的实数}C.{有理数}D.不等式x2-5>0的解集为{x2-5>0}答案:C2.把集合{x|-3≤x≤3,x∈N}用列举法表示,正确的是()A.{1,2,3}B.{0,1,2,3}C.{-2,-1,0,1,2}D.{-3,-2,-1,0,1,2,3}解析:选B.满足-3≤x≤3的自然数有0,1,2,3.3.用列举法表示集合A={y|y=x2-1,-2≤x≤2,且x∈Z}是________.解析:因为x=-2,-1,0,1,2,所以对应的函数值y=3,0,-1,0,3,所以集合A用列举法表示为{-1,0,3}.答案:{-1,0,3}4.集合A={(1,2),(0,3)}中共有________个元素.答案:2[A 基础达标]1.已知集合A={x∈N|x〈6},则下列关系式错误的是()A.0∈A B.1.5∉AC.-1∉A D.6∈A解析:选D.A={x∈N|x<6}={0,1,2,3,4,5}.2.下列集合中,不同于另外三个集合的是()A.{x|x=1}B.{x|x2=1}C.{1} D.{y|(y-1)2=0}解析:选B.{x|x2=1}={-1,1},另外三个集合都是{1},选B.3.集合错误!用描述法可表示为()A.错误!B.错误!C.错误!D.错误!解析:选D.由3,错误!,错误!,错误!,即错误!,错误!,错误!,错误!,从中发现规律,x=错误!,n∈N+,故可用描述法表示为错误!.4.设集合A={1,2,3},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},则M中元素的个数为()A.3 B.4C.5 D.6解析:选B.因为集合A={1,2,3},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},所以M中的元素有:5,6,7,8,共4个.故选B.5.已知M={(x,y)|2x+3y=10,x,y∈N},N={(x,y)|4x-3y=1,x,y∈R},则( )A.M是有限集,N是有限集B.M是有限集,N是无限集C.M是无限集,N是无限集D.M是无限集,N是有限集解析:选B.因为M={(x,y)|2x+3y=10,x,y∈N}={(2,2),(5,0)},所以M为有限集.N ={(x ,y )|4x -3y =1,x ,y ∈R }中有无限多个点满足4x -3y =1,故N 为无限集.6.已知集合A ={-1,0,1},集合B ={y |y =|x |,x ∈A },则B =________.解析:因为|-1|=1,故B ={0,1}.答案:{0,1}7.已知集合A ={m +2,2m 2+m },若3∈A ,则实数m 的值为________.解析:因为3∈A ,所以m +2=3或2m 2+m =3.当m +2=3,即m =1时,2m 2+m =3,此时集合A 中有重复元素3,所以m =1不符合题意,舍去;当2m 2+m =3时,解得m =-错误!或m =1(舍去),当m =-错误!时,m +2=错误!≠3,符合题意.所以m =-错误!.答案:-328.已知集合A ={x |x 2-ax +b =0},若A ={2,3},则a -b =________.解析:由A ={2,3}知,方程x 2-ax +b =0的两根为2,3,由根与系数的关系得,错误!因此a =5,b =6.故a -b =-1.答案:-19.选择适当的方法表示下列集合:(1)大于2且小于6的有理数;(2)由直线y=-x+4上的横坐标和纵坐标都是自然数的点组成的集合.解:(1)由于大于2且小于6的有理数有无数个,故不能用列举法表示该集合,但可以用描述法表示该集合为{x∈Q|2<x<6}.(2)用描述法表示该集合为{(x,y)|y=-x+4,x∈N,y∈N};或用列举法表示该集合为{(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0)}.10.含有三个实数的集合A=错误!,若0∈A且1∈A,求a2 017+b2 017的值.解:由0∈A,“0不能做分母”可知a≠0,故a2≠0,所以错误!=0,即b=0.又1∈A,可知a2=1或a=1.当a=1时,得a2=1,由集合元素的互异性,知a=1不合题意.当a2=1时,得a=-1或a=1(由集合元素的互异性,舍去).故a=-1,b=0,所以a2 017+b2 017的值为-1.[B 能力提升]11.已知集合A={1,2,4},则集合B={(x,y)|x∈A,y∈A}中元素的个数为( )A.3 B.6C.8 D.9解析:选D.集合B中的元素有(1,1),(1,2),(1,4),(2,1),(2,2),(2,4),(4,1),(4,2),(4,4),共9个.故选D.12.已知x,y为非零实数,则集合M=错误!为( )A.{0,3}B.{1,3}C.{-1,3}D.{1,-3}解析:选C.当x>0,y〉0时,m=3;当x<0,y<0时,m=-1;当x〉0,y<0时,m=-1;当x〈0,y>0时,m=-1.故M={-1,3}.13.对于任意两个正整数m,n,定义某种运算“※”如下:当m,n都为正偶数或正奇数时,m※n=m+n,当m,n中一个为正偶数,另一个为正奇数时,m※n=mn,在此定义下,求集合M={(a,b)|a※b=12,a∈N+,b∈N+}中的元素的个数.解:从定义出发,抓住a,b的奇偶性对12实行分拆是解决本题的关键.当a,b同奇偶时,根据m※n=m+n将12分拆为两个同奇偶数的和,当a,b一奇一偶时,根据m※n=mn将12分拆为一个奇数与一个偶数的积,再算其组数即可.若a,b同奇偶,有12=1+11=2+10=3+9=4+8=5+7=6+6,前面的每种可以交换位置,最后一种只有1个点(6,6),这时有2×5+1=11(个);若a,b一奇一偶,有12=1×12=3×4,每种可以交换位置,这时有2×2=4(个).所以共有11+4=15(个).错误!(选做题)设y=x2-ax+b,A={x|y-x=0},B={x|y -ax=0},若A={-3,1},试用列举法表示集合B.解:将y=x2-ax+b代入集合A中的方程并整理得x2-(a+1)x+b=0.因为A={-3,1},所以方程x2-(a+1)x+b=0的两根为-3,1.由根与系数的关系得错误!解得错误!所以y=x2+3x-3.将y=x2+3x-3,a=-3代入集合B中的方程并整理得x2+6x -3=0,解得x=-3±2错误!,所以B={-3-23,-3+2错误!}.。
1.1 集合1.1.1集合及其表示方法课程标准(1)通过实例,了解集合的含义,理解元素与集合的属于关系.(2)针对具体问题,能在自然语言和图形语言的基础上,用符号语言刻画集合.(3)在具体情境中,了解空集的含义.新知初探·自主学习——突出基础性教材要点知识点一集合的概念在数学中,我们经常用“集合”来对所研究的对象进行分类.把一些能够确定的、不同的对象汇集在一起,就说由这些对象组成一个集合(有时简称为集),组成集合的每个对象都是这个集合的元素.知识点二元素与集合的表示及关系1.元素与集合的符号表示表示{元素:通常用英文小写字母________表示.集合:通常用英文大写字母________表示.2.元素与集合的关系1.符号“∈”“∉”刻画的是元素与集合之间的关系.对于一个元素a与一个集合A而言,只有“a∈A”与“a∉A ”这两种结果.2.∈和∉具有方向性,左边是元素,右边是集合,形如R∈0是错误的.3.集合中元素的特征5.集合的分类:集合可以根据它含有的元素个数分为两类:含有有限个元素的集合称为有限集,含有无限个元素的集合称为无限集.空集可以看成包含0个元素的集合,所以空集是有限集.6.几种常见的数集及其记法:所有非负整数组成的集合,称为自然数集,记作N;在自然数集N中,去掉元素0之后的集合,称为正整数集,记作N*或N+;所有整数组成的集合称为整数集,记作Z;所有有理数组成的集合称为有理数集,记作Q;所有实数组成的集合称为实数集,记作R.知识点三集合的表示1.列举法:把集合中的元素________出来(相邻元素之间用逗号分隔),并用大括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做________.2.描述法:一般地,如果属于集合A的任意一个元素x都具有性质p(x),而不属于集合A的元素都不具有这个性质,则性质p(x)称为集合A的一个特征性质.此时,集合A可以用它的特征性质p(x)表示为{x|p(x)}.这种表示集合的方法,称为特征性质描述法,简称为描述法.状元随笔1.列举法表示集合时的5个关注点(1)元素与元素之间必须用“,”隔开.(2)集合中的元素必须是明确的.(3)集合中的元素不能重复.(4)集合中的元素是无序的.(5)集合中的元素可以是任何事物.2.描述法表示集合时的3个关注点(1)写清楚集合中元素的符号,如数或点等;(2)说明该集合中元素的共同特征,如方程、不等式、函数式或几何图形等;(3)不能出现未被说明的字母.知识点四区间及其表示1.区间的几何表示R____________,“∞”读作“无穷大”;“-∞”读作“负无穷大”;“+∞”读作“正无穷大”.3.无穷大的几何表示状元随笔(1)“∞”是一个符号,而不是一个数.(2)以“-∞”或“+∞”为端点时,区间这一端必须是小括号.基础自测1.下列能构成集合的是( )A.中央电视台著名节目主持人B.我市跑得快的汽车C.上海市所有的中学生D.香港的高楼2.集合{x∈N*|x-3<2}的另一种表示法是( )A.{0,1,2,3,4}B.{1,2,3,4}C.{0,1,2,3,4,5}D.{1,2,3,4,5}3.若1∈{a,a+1,a2},则a的值是( )A.0B.1C.-1D.0或1或-14.用区间表示下列集合:≤x<5}=________;(1){x|−12(2){x|x<1或2<x≤3}=________.课堂探究·素养提升——强化创新性题型1 集合的概念[经典例题]例1 下列对象能构成集合的是( )①援助武汉抗击新型冠状病毒肺炎疫情的优秀医护人员;构成集合的元素具有确定性.②所有的钝角三角形;③2019年诺贝尔经济学奖得主;④大于等于0的整数;⑤我校所有聪明的学生.A.①②④B.②⑤C.③④⑤D.②③④方法归纳判断一组对象组成集合的依据判断给定的对象能不能构成集合,关键在于能否找到一个明确的标准,对于任何一个对象,都能确定它是不是给定集合的元素.跟踪训练1 下列各项中,不可以组成集合的是( )A.所有的正数B.等于2的数C.接近于0的数D.不等于0的偶数题型2 元素与集合的关系[经典例题]例2 (1)下列关系中,正确的有( )①1∈R;②√2∉Q;③|-3|∈N;④|-√3|∈Q.2A.1个B.2个C.3个D.4个(2)满足“a∈A且4-a∈A,a∈N且4-a∈N”,有且只有2个元素的集合A的个数是( )A.0B.1C.2D.3a分类处理:①a=0,a=1,a=2;②a=3,a=4.还讨论吗?方法归纳判断元素和集合关系的两种方法(1)直接法:如果集合中的元素是直接给出的,只要判断该元素在已知集合中是否给出即可.此时应首先明确集合是由哪些元素构成的.(2)推理法:对于某些不便直接表示的集合,判断元素与集合的关系时,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可.此时应首先明确已知集合的元素具有什么属性,即该集合中元素要符合哪种表达式或满足哪些条件.跟踪训练2 (1)下列说法正确的是( )A.0∉NB.√2∈QC.π∉RD.√4∈ZN自然数集;Z整数集;Q有理数集;R实数集.∈N,x∈N,则集合A中的元素为________.(2)集合A中的元素x满足63−x题型3 集合的表示——列举法[教材P7例题1]例3 用列举法表示下列集合:找准元素,列举法是把集合中所有元素一一列举出来.(1)方程x(x-1)=0的所有解组成的集合A;(2)“Welcome”中的所有字母构成的集合.(3)2022年冬奥会的主办城市组成的集合.(4)函数y=2x-1的图象与坐标轴交点组成的集合.方法归纳1.用列举法表示集合的三个步骤(1)求出集合的元素.(2)把元素一一列举出来,且相同元素只能列举一次. (3)用“{ }”括起来. 2.在用列举法表示集合时的关注点(1)用列举法书写集合时,先应明确集合中的元素是什么.(2)元素不重复,元素无顺序.如集合{1,2,3,4}与{2,1,4,3}表示同一集合. 跟踪训练3 用列举法表示下列集合: (1)方程组{2x −3y =14,3x +2y =8的解集;(2)由所有小于13的既是奇数又是素数的自然数组成的集合; (3)方程x 2-2x +1=0的实数根组成的集合.题型4 集合的表示——描述法[数学抽象、逻辑推理]例4 (1)用描述法表示平面直角坐标系中,第一象限内所有点组成的集合B .状元随笔描述法注意元素的共同特征.(2)已知集合M={x|x=3n,n∈Z},N={x|x=3n+1,n∈Z},P={x|x=3n-1,n∈Z},且a∈M,b∈N,c∈P,若d=a-b+c,则( )A.d∈M B.d∈NC.d∈P D.d∈M且d∈N(3)若集合A={x|mx2+2x+m=0,m∈R}中有且只有一个元素,则m的取值集合是________.方法归纳1.描述法表示集合的两个步骤2.用描述法表示集合应注意的四点(1)写清楚该集合代表元素的符号.例如,集合{x∈R|x<1}可以写成{x|x<1},而不能写成{x<1}.(2)所有描述的内容都要写在大括号内.例如,{x∈Z|x=2k},k∈Z,这种表达方式就不符合要求,需将k∈Z也写进大括号内,即{x ∈Z|x=2k,k∈Z}.(3)不能出现未被说明的字母.(4)在通常情况下,集合中竖线左侧元素的所属范围为实数集时可以省略不写.例如,方程x2-2x+1=0的实数解集可表示为{x∈R|x2-2x+1=0},也可写成{x|x2-2x+1=0}.3.解答集合表示方法综合题的策略(1)若已知集合是用描述法给出的,读懂集合的代表元素及其属性是解题的关键.(2)若已知集合是用列举法给出的,整体把握元素的共同特征是解题的关键.教材反思列举法和描述法表示集合,关键是找准元素的特点,有限个元素一一列举,无限个元素的可以用描述法来表示集合,需要用一种适当方法表示.何谓“适当方法”,这就需要我们首先要准确把握列举法和描述法的优缺点,其次要弄清相应集合到底含有哪些元素.要弄清集合含有哪些元素,这就需要对集合进行等价转化.转化时应根据具体情景选择相应方法,如涉及方程组的解集,则应先解方程组.将集合的三种语言相互转化也有利于我们弄清楚集合中的元素.跟踪训练4 用适当的方法表示下列集合: (1)所有被5整除的数;(2)如图中阴影部分的点(含边界)的坐标的集合.(3)不等式组{3x −2≥1,2x −1<5的解集;(4)二次函数y =x 2+2x -10的图象上所有的点组成的集合.题型5 用区间表示集合[数学运算、直观想象] 例5 用区间表示下列集合:(1)3x -4<0的所有解组成的集合A =________; (2)2x +6≥0的所有解组成的集合B =________.方法归纳方程、不等式等知识与集合交汇问题的处理(1)准确理解集合中的元素,明确元素的特征性质.(2)解题时应注意方程、不等式等知识以及转化、分类与整合思想的综合应用. 跟踪训练5 用区间表示下列不等式,并在数轴上表示这些区间. (1)-2<x <5;(2)-3<x ≤4;(3)2≤x <5; (4)x ≤4;(5)x >-3;(6)x ≥-4.易错点 忽略集合中元素的互异性出错例 含有三个元素的集合{a ,ba ,1},也可表示为集合{a 2,a +b ,0},求a ,b 的值. 【错解】 ∵{a ,ba ,1}={a 2,a +b ,0},∴{a +ba +1=a 2+(a +b )+0,a ·ba ·1=a 2·(a +b )·0, 解得{a =1,b =0或{a =−1,b =0.【正解】 ∵{a ,ba ,1}={a 2,a +b ,0},∴{a +ba+1=a 2+(a +b )+0,a ·b a·1=a 2·(a +b )·0,解得{a =1,b =0或{a =−1,b =0.由集合中元素的互异性,得a ≠1. ∴a =-1,b =0. 【易错警示】1.1 集合1.1.1 集合及其表示方法新知初探·自主学习[教材要点]知识点二1.a,b,c,…A,B,C,…2.a∈A a∉A知识点三1.一一列举列举法知识点四2.(-∞,+∞)[基础自测]1.解析:A,B,D中研究的对象不确定,因此不能构成集合.答案:C2.解析:∵x-3<2,x∈N*,∴x<5,x∈N*,∴x=1,2,3,4.故选B.答案:B3.解析:由已知条件1∈{a,a+1,a2}知有三种情况,若a=1,则a+1=2,a2a=a2=1,与集合元素的互异性相矛盾,故a≠1.若a+1=1,即a=0,则a2=0.与集合元素的互异性相矛盾,故a≠0.若a2=1,即a=±1,当a=-1时,符合题意.综上知a=-1.答案:C≤x<5} 4.解析:(1)注意到包括不包括区间的端点与不等式含不含等号对应,则{x|-12=[−1,5).2(2)注意到集合中的“或”对应区间中的“∪”,则{x|x<1或2<x≤3}=(-∞,1)∪(2,3].答案:(1)[−1,5)(2)(-∞,1)∪(2,3]2课堂探究·素养提升例1 【解析】 由集合中元素的确定性知,①中“优秀医护人员”和⑤中“聪明的学生”不确定,所以不能构成集合.【答案】 D跟踪训练1 解析:由于接近于0的数没有一个确定的标准,因此C 中的对象不能构成集合.故选C.答案:C例2 【解析】 (1)12是实数,√2是无理数,|-3|=3是非负整数,|-√3|=√3是无理数.因此,①②③正确,④错误.(2)∵a ∈A 且4-a ∈A ,a ∈N 且4-a ∈N ,若a =0,则4-a =4,此时A ={0,4}满足要求;若a =1,则4-a =3,此时A ={1,3}满足要求;若a =2,则4-a =2,此时A ={2}不满足要求.故有且只有2个元素的集合A 有2个,故选C.【答案】 (1)C (2)C跟踪训练2 解析:(1)A.N 为自然数集,0是自然数,故本选项错误;B.√2是无理数,Q 是有理数集合,√2∉Q ,故本选项错误;C.π是实数,即π∈R ,故本选项错误;D.√4=2,2是正整数,则√4∈Z ,故本选项正确.故选D.(2)由63−x ∈N ,x ∈N 知x ≥0,63−x >0,且x ≠3,故0≤xx ∈N ,故x =0,1,2.当x =0时,63−0=2∈N ,当x =1时,63−1=3∈N , 当x =2时,63−2=6∈N .故集合A 中的元素为0,1,2.答案:(1)D (2)0,1,2例3 【解析】 (1)因为0和1是方程x (x -1)=0的解,而且这个方程只有两个解,所以A ={0,1}.(2)由于“Welcome ”中包含的字母有W ,e ,l ,c ,o ,m ,共6个元素,因此可以用列举法表示为{W ,e ,l ,c ,o ,m}.(3)北京、张家口同为2022年冬奥会主办城市,因此可以用列举法表示为{北京,张家口}.(4)函数y =2x -1的图象与x 轴的交点为(12,0),与y 轴的交点为(0,-1),因此可以用列举法表示为{(0,−1),(12,0)}.跟踪训练3 解析:(1)解方程组{2x −3y =14,3x +2y =8,得{x =4,y =−2,故解集可用描述法表示为{(x ,y)|{x =4,y =−2},也可用列举法表示为{(4,-2)}. (2)小于13的既是奇数又是素数的自然数有4个,分别为3,5,7,11.可用列举法表示为{3,5,7,11}.(3)方程x 2-2x +1=0的实数根为1,因此可用列举法表示为{1},也可用描述法表示为{x ∈R |x 2-2x +1=0}.例4 【解析】 (1)因为集合B 的特征性质是横坐标与纵坐标都大于零,因此B ={(x ,y )|x >0,y >0}.(2)由题意,设a =3k ,k ∈Z ,b =3y +1,y ∈Z ,c =3m -1,m ∈Z ,则d =3k -(3y +1)+3m -1=3(k -y +m )-2.令t =k -y +m ,则t ∈Z ,则d =3t -2=3t -3+1=3(t -1)+1,t ∈Z ,则d ∈N ,故选B.【解析】(3)当m =0时,方程mx 2+2x +m =0为2x =0,解得x =0,A ={0};当m ≠0时,若集合A 只有一个元素,则一元二次方程mx 2+2x +m =0有两个相等实根,所以判别式Δ=22-4m 2=0,解得m =±1;综上,当m =0或m =±1时,集合A 只有一个元素.所以m 的值组成的集合是{-1,0,1}.【答案】 (1)见解析 (2)B (3){-1,0,1}跟踪训练4 解析:(1){x |x =5n ,n ∈Z }.(2){(x ,y)|−1≤x ≤32,−12≤y ≤1,且xy ≥0}. (3)由{3x −2≥1,2x −1<5,得{x ≥1,x <3,所以不等式组{3x −2≥1,2x −1<5的解集为[1,3). (4)二次函数y =x 2+2x -10的图象上所有的点组成的集合中,代表元素为有序实数对(x ,y ),其中x ,y 满足y =x 2+2x -10,由于点有无数个,则用描述法表示为{(x ,y )|y =x 2+2x -10}.例5 【解析】 (1)因为3x -4<0,所以3x <4,即x <43,所以A ={x|x <43},用区间表示为:A =(−∞,43).(2)因为2x +6≥0,所以2x ≥-6,即x ≥-3,所以B ={x |x ≥-3},用区间表示为:B=[-3,+∞).)(2)[-3,+∞) 【答案】(1)(−∞,43跟踪训练5 答案:(1)(-2,5).(2)(-3,4].(3)[2,5).(4)(-∞,4].(5)(-3,+∞).(6)[-4,+∞).。
课题集合年级高一授课对象编写人胥勋彪时间2018.2.3 学习重点、难点集合的基本运算、集合的基本关系上课内容:集合的含义及其表示、基本关系、基本运算知识点总结1、集合的含义(1)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)。
(2)表示方法:集合通常用大写拉丁字母A,B,C…表示,元素用小写拉丁字母a,b,c…表示。
(3)元素与集合的关系:(元素与集合的关系有“属于∈”及“不属于∉两种)若a是集合A中的元素,则称a属于集合A,记作a∈A;若a不是集合A的元素,则称a不属于集合A,记作a∉A。
(4)常用的数集及其记法N:非负整数集(自然数集),包括0 N*或N+:正整数集Z:整数集Q:有理数集R:全体实数的集合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。
(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的。
(3)无序性:集合中的元素是没有先后顺序的。
3.一般地,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关系,称集合A 为B 的子集.记作: ()A BB A ⊆⊇或 读作:A 包含于B(或B 包含A).4.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 ⊆),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.A B =即,A B B A A B ⊆⊆⇔=且.5.真子集如果集合B A ⊆,但存在元素x B ∈,且x A ∉,我们称集合A 是集合B 的真子集,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). 6.空集∅我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为∅,并规定:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集. 7.并集⋃一般的,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:B A ⋃(读作:A 并B )8.交集⋂一般的,由属于集合A 且属于集合B 的元素组成的集合,称为A 与B 的交集。
1.1 集合1.1。
1集合及其表示方法内容标准学科素养1。
通过实例了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系.数学抽象数学建模2.能用自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题。
授课提示:对应学生用书第1页[教材提炼]知识点一元素与集合的概念1.集合:有一些能够确定的、不同的对象汇聚在一起,就说由这些对象构成一个集合.通常用英文大写字母A,B,C…表示.2.元素:组成集合的每个对象都是这个集合的元素,通常用英文小写字母a,b,c…表示.3.空集:不含任何元素的集合称为空集,记作∅。
知识点二元素与集合的关系1.属于:如果a是集合A的元素,就记作a∈A,读作a属于A。
2.不属于:如果a不是集合A中的元素,就记作a∉A,读作a 不属于集合A。
3.无序性:集合中的元素,可以任意排列,与次序无关.知识点三集合元素的特点1.确定性:集合的元素必须是确定的.2.互异性:对于一个给定的集合,集合中的元素一定是不同的.知识点四集合的分类1.有限集:含有有限个元素的集合.2.无限集:含有无限个元素的集合.知识点五几种常见的数集号N*知识点六集合的表示方法1.列举法把集合的所有元素一一列举出来(相邻元素之间用逗号分隔),并写在大括号内,这种表示集合的方法称为列举法.2.描述法(1)特征性质:一般地,如果属于集合A的任意一个元素x都具有性质p(x),而不属于集合A的元素都不具有这个性质,则性质p(x)称为集合A的一个特征性质.(2)描述法:用特征性质p(x)来表示集合的方法,称为特征性质描述法,简称描述法.知识点七区间及其表示1.如果a<b,则有下表:定义名称符号数轴表示{x|a≤x≤b}闭区间[a,b]{x|a 〈x<b}开区间(a,b){x|a≤x 〈b}半开半闭区间[a,b){x|a<x≤b}半开半闭区间(a,b]2.实数集R可以用区间表示为(-∞,+∞),“∞"读作“无穷大”.如:符号[a,+∞)(a,+∞)(-∞,a](-∞,a)定义{x|x≥a}{x|x〉a}{x|x≤a}{x|x〈a}[自主检测]1.下列给出的对象中,能组成集合的是()A.与定点A,B等距离的点B.高中学生中的游泳能手C.无限接近10的数D.非常长的河流答案:A2.若一个集合中的三个元素a,b,c是△ABC的三边长,则此三角形一定不是()A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形答案:D3.下列结论中,不正确的是()A.若a∈N,则错误!∉NB.若a∈Z,则a2∈ZC.若a∈Q,则|a|∈QD.若a∈R,则错误!∈R答案:A4.分别用描述法、列举法表示大于0小于6的自然数组成的集合.解析:描述法:{x∈N|0<x<6},列举法:{1,2,3,4,5}.授课提示:对应学生用书第2页探究一集合的概念[例1]下列对象中可以构成集合的是()A.大苹果B.小橘子C.中学生D.著名的数学家[解析]选项正误原因A×大苹果到底以多重算大,标准不明确B×小橘子到底以多重算小,标准不明确C√中学生标准明确,故可构成集合Dד著名”的标准不明确[答案]C判断一个“全体"是否能构成一个集合,其关键是对标准的“确定性”的把握,即根据这个“标准”,可以明确判定一个对象是或者不是给定集合的元素.给出下列元素①学习成绩较好的同学;②方程x2-1=0的解;③漂亮的花儿;④大气中直径较大的颗粒物.其中能组成集合的是()A.②B.①③C.②④D.①②④答案:A探究二元素与集合的关系[例2]集合A中的元素x满足错误!∈N,x∈N,则集合A 中的元素为________.[解析]由错误!∈N,x∈N知x≥0,错误!>0,且x≠3,故0≤x<3.又x∈N,故x=0,1,2。
第2课时集合的表示学习任务核心素养1.初步掌握集合的两种表示方法——列举法、描述法,感受集合语言的意义和作用.(重点)2.会用集合的两种表示方法表示一些简单集合.(重点、难点)1.通过学习描述法表示集合的方法,培养数学抽象的素养.2.借助描述法转化为列举法时的运算,培养数学运算的素养.四大名著是指中国古典文学名著《三国演义》(作者罗贯中)、《水浒传》(作者施耐庵)、《西游记》(作者吴承恩)、《红楼梦》(作者曹雪芹、高鹗).四大名著是中国古典文学的精品,承载着中国文化的精髓.中国古典四大名著能组成集合吗?如何表示该集合?知识点1列举法把集合的所有元素一一列举出来,并用花括号“{}”括起来表示集合的方法叫做列举法.1.方程x2=4的解集用列举法表示为()A.{(-2,2)} B.{-2,2}C.{-2} D.{2}B[由x2=4得x=±2,故用列举法可表示为{-2,2}.]以下集合用列举法表示方便吗?如果不方便,你觉得可以怎样表示?(1)满足x<1的所有实数组成的集合A;(2)所有有理数组成的集合Q.知识点2描述法一般地,设A是一个集合,把集合A中所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.(1)不等式x-2<3的解集中的元素有什么共同特征?(2)如何用描述法表示不等式x-2<3的解集?[提示] (1)元素的共同特征为x ∈R ,且x <5. (2){x |x <5,x ∈R }.用描述法表示集合时,注意区分是数集还是点集,区分的关键是代表元素.如{x |x >3,x ∈R }是数集,{(x ,y )|y =x +1}是点集.2.(1)用描述法表示函数y =3x +1图象上的所有点的是( )A .{x |y =3x +1}B .{y |y =3x +1}C .{(x ,y )|y =3x +1}D .{y =3x +1}(2)用描述法表示不等式4x -5<7的解集为________.(1)C (2){x |x <3} [(1)该集合是点集,故可表示为{(x ,y )|y =3x +1},选C. (2)用描述法可表示为{x |x <3}.]类型1 用列举法表示集合【例1】 (对接教材P 3例题)用列举法表示下列给定的集合: (1)不大于10的非负偶数组成的集合A ; (2)小于8的质数组成的集合B ;(3)方程2x 2-x -3=0的实数根组成的集合C ;(4)一次函数y =x +3与y =-2x +6的图象的交点组成的集合D . [解] (1)不大于10的非负偶数有0,2,4,6,8,10,所以A ={0,2,4,6,8,10}. (2)小于8的质数有2,3,5,7, 所以B ={2,3,5,7}.(3)方程2x 2-x -3=0的实数根为-1,32,所以C =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,32.(4)由⎩⎪⎨⎪⎧ y =x +3,y =-2x +6,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =4.所以一次函数y =x +3与y =-2x +6的交点为(1,4), 所以D ={(1,4)}.用列举法表示集合的3个步骤(1)求出集合的元素.(2)把元素一一列举出来,且相同元素只能列举一次. (3)用花括号括起来.提醒:花括号“{ }”含有“所有”“全体”的含义,因此实数集R 不能表示成{R }.[跟进训练]1.用列举法表示下列集合:(1)满足-2≤x ≤2且x ∈Z 的元素组成的集合A ; (2)方程(x -2)2(x -3)=0的解组成的集合M ;(3)方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =8,x -y =1的解组成的集合B ;(4)15的正约数组成的集合N .[解] (1)满足-2≤x ≤2且x ∈Z 的元素有-2,-1,0,1,2,故A ={-2, -1,0,1,2}.(2)方程(x -2)2(x -3)=0的解为x =2或x =3, ∴M ={2,3}.(3)解⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y =8,x -y =1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =2,∴B ={(3,2)}. (4)15的正约数有1,3,5,15,故N ={1,3,5,15}. 类型2 用描述法表示集合 【例2】 用描述法表示下列集合: (1)比1大又比10小的实数组成的集合;(2)平面直角坐标系中第二象限内的点组成的集合; (3)被3除余数等于1的正整数组成的集合. [解] (1){x ∈R |1<x <10}.(2)集合的代表元素是点,用描述法可表示为{(x ,y )|x <0,且y >0}. (3){x |x =3n +1,n ∈N }.描述法表示集合的2个步骤提醒:用描述法表示集合时,不能出现未被说明的字母.[跟进训练]2.用描述法表示下列集合:(1)平面直角坐标系中的x 轴上的点组成的集合;(2)抛物线y=x2-4上的点组成的集合;(3)使函数y=2x-1有意义的实数x组成的集合.[解](1){(x,y)|x∈R,y=0}.(2){(x,y)|y=x2-4}.(3){x|x≠1}.类型3集合表示方法的综合应用【例3】集合A={x|kx2-8x+16=0},若集合A中只有一个元素,求实数k的值组成的集合.明确集合A的含义,由此转化成代数问题,即方程解的个数问题.[解](1)当k=0时,方程kx2-8x+16=0变为-8x+16=0,解得x=2,满足题意;(2)当k≠0时,要使集合A={x|kx2-8x+16=0}中只有一个元素,则方程kx2-8x+16=0只有一个实数根,所以Δ=64-64k=0,解得k=1,此时集合A={4},满足题意.综上所述,k=0或k=1,故实数k的值组成的集合为{0,1}.(变条件)本例若将条件“只有一个元素”改为“至少有一个元素”,其他条件不变,求实数k的取值集合.[解]由题意可知,方程kx2-8x+16=0至少有一个实数根.①当k=0时,由-8x+16=0得x=2,符合题意;②当k≠0时,要使方程kx2-8x+16=0至少有一个实数根,则Δ=64-64k≥0,即k≤1.综合①②可知,实数k的取值集合为{k|k≤1}.1.解答与描述法有关的问题时,明确集合中代表元素及其共同特征是解题的切入点及关键点.2.本题因kx2-8x+16=0是否为一元二次方程,而分为k=0和k≠0两种情况进行讨论,从而做到不重不漏.3.解集合与含有参数的方程的综合问题时,一般要求对方程中最高次项的系数的取值进行分类讨论,确定方程的根的情况,进而求得结果.需特别关注判别式在一元二次方程的实数根个数的讨论中的作用.[跟进训练]3.若集合A={x|ax2+x+1=0}中至多有一个元素,则实数a的取值范围是________.(用集合表示)⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪a =0或a ≥14 [当a =0时,方程有实数解x =-1,符合题意;当a ≠0时,由Δ=1-4a ≤0,解得a ≥14.故实数a 的取值范围为⎩⎨⎧a ⎪⎪⎭⎬⎫a =0或a ≥14.]1.集合{x ∈N |x -3<2}的另一种表示法是( ) A .{0,1,2,3,4} B .{1,2,3,4} C .{0,1,2,3,4,5}D .{1,2,3,4,5}A [{x ∈N |x -3<2}={x ∈N |x <5}={0,1,2,3,4}.故选A.] 2.由大于-3且小于11的偶数所组成的集合是( ) A .{x |-3<x <11,x ∈Z }B .{x |-3<x <11}C .{x |-3<x <11,x =2k }D .{x |-3<x <11,x =2k ,k ∈Z }D [由题意可知,满足题设条件的只有选项D ,故选D.]3.一次函数y =x -3与y =-2x 的图象的交点组成的集合是( ) A .{1,-2} B .{x =1,y =-2} C .{(-2,1)}D .{(1,-2)}D [由⎩⎪⎨⎪⎧ y =x -3,y =-2x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2,∴两函数图象的交点组成的集合是{(1,-2)}.] 4.大于-2小于3的整数用列举法表示为________;用描述法表示为________. {-1,0,1,2} {x |-2<x <3,且x ∈Z } [大于-2小于3的整数为-1,0,1,2,故用列举法表示为{-1,0,1,2},用描述法表示为{x |-2<x <3,且x ∈Z }.]5.设集合A ={x |x 2-3x +a =0},若4∈A ,用列举法表示集合A 为________. {-1,4} [∵4∈A ,∴16-12+a =0,∴a =-4, ∴A ={x |x 2-3x -4=0}={-1,4}.]回顾本节知识,自我完成以下问题: 1.本节课学习的集合的表示方法有哪些? [提示] 列举法和描述法.2.集合{x |y =x +1,x ∈R },{y |y =x +1,x ∈R },{(x ,y )|y =x +1}的含义有什么不同?[提示](1)前两个集合为数集,后一个集合为点集;(2){x|y=x+1,x∈R}表示自变量x的取值组成的集合;{y|y=x+1,x∈R}表示因变量y的取值组成的集合;{(x,y)|y=x+1}表示函数y=x+1上的点(x,y)组成的集合.。
§1.1.1 集合的含义与表示(1)1. 了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系;2. 能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用;3. 掌握集合的表示方法、常用数集及其记法、集合元素的三个特征.一、课前准备(预习教材P 2~ P 3,找出疑惑之处)讨论:军训前学校通知:8月15日上午8点,高一年级在体育馆集合进行军训动员. 试问这个通知的对象是全体的高一学生还是个别学生?引入:在这里,集合是我们常用的一个词语,我们感兴趣的是问题中某些特定(是高一而不是高二、高三)对象的总体,而不是个别的对象,为此,我们将学习一个新的概念——集合,即是一些研究对象的总体.集合是近代数学最基本的内容之一,许多重要的数学分支都建立在集合理论的基础上,它还渗透到自然科学的许多领域,其术语的科技文章和科普读物中比比皆是,学习它可为参阅一般科技读物和以后学习数学知识准备必要的条件.二、新课导学※ 探索新知探究1:考察几组对象: ① 1~20以内所有的质数;② 到定点的距离等于定长的所有点; ③ 所有的锐角三角形;④ 2x , 32x +, 35y x -, 22x y +; ⑤ 东升高中高一级全体学生; ⑥ 方程230x x +=的所有实数根;⑦ 隆成日用品厂2008年8月生产的所有童车; ⑧ 2008年8月,广东所有出生婴儿. 试回答:各组对象分别是一些什么?有多少个对象?新知1:一般地,我们把研究对象统称为元素(element ),把一些元素组成的总体叫做集合(set ).试试1:探究1中①~⑧都能组成集合吗,元素分别是什么?探究2:“好心的人”与“1,2,1”是否构成集合?新知2:集合元素的特征对于一个给定的集合,集合中的元素是确定的,是互异的,是无序的,即集合元素三特征.确定性:某一个具体对象,它或者是一个给定的集合的元素,或者不是该集合的元素,两种情况必有一种且只有一种成立.互异性:同一集合中不应重复出现同一元素. 无序性:集合中的元素没有顺序.只要构成两个集合的元素是一样的,我们称这两个集合 .试试2:分析下列对象,能否构成集合,并指出元素: ① 不等式30x ->的解; ② 3的倍数;③ 方程2210x x -+=的解; ④ a ,b ,c ,x ,y ,z ; ⑤ 最小的整数;⑥ 周长为10 cm 的三角形; ⑦ 中国古代四大发明; ⑧ 全班每个学生的年龄; ⑨ 地球上的四大洋; ⑩ 地球的小河流.探究3:实数能用字母表示,集合又如何表示呢?新知3:集合的字母表示集合通常用大写的拉丁字母表示,集合的元素用小写的拉丁字母表示. 如果a 是集合A 的元素,就说a 属于(belong to)集合A ,记作:a ∈A ; 如果a 不是集合A 的元素,就说a 不属于(not belong to)集合A ,记作:a ∉A .试试3: 设B 表示“5以内的自然数”组成的集合,则5 B ,0.5 B , 0 B , -1 B .探究4:常见的数集有哪些,又如何表示呢?新知4:常见数集的表示非负整数集(自然数集):全体非负整数组成的集合,记作N ; 正整数集:所有正整数的集合,记作N *或N +; 整数集:全体整数的集合,记作Z ; 有理数集:全体有理数的集合,记作Q ; 实数集:全体实数的集合,记作R .试试4:填∈或∉:0 N ,0 R ,3.7 N ,3.7 Z ,.探究5:探究1中①~⑧分别组成的集合,以及常见数集的语言表示等例子,都是用自然语言来描述一个集合. 这种方法语言文字上较为繁琐,能否找到一种简单的方法呢?新知5:列举法把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来,这种表示集合的方法叫做列举法. 注意:不必考虑顺序,“,”隔开;a 与{a }不同.试试5:试试2中,哪些对象组成的集合能用列举法表示出来,试写出其表示.※ 典型例题例1 用列举法表示下列集合: ① 15以内质数的集合;② 方程2(1)0x x -=的所有实数根组成的集合; ③ 一次函数y x =与21y x =-的图象的交点组成的集合.变式:用列举法表示“一次函数y x =的图象与二次函数2y x =的图象的交点”组成的集合.三、总结提升※ 学习小结①概念:集合与元素;属于与不属于;②集合中元素三特征;③常见数集及表示;④列举法.※ 知识拓展集合论是德国著名数学家康托尔于19世纪末创立的. 1874年康托尔提出“集合”的概念:把若干确定的有区别的(不论是具体的或抽象的)事物合并起来,看作一个整体,就称为一个集合,其中各事物称为该集合的元素. 人们把康托尔于1873年12月7日给戴德金的信中最早提出集合论思想的那一天定为集合论诞生日.※ 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. 下列说法正确的是( ).A .某个村子里的高个子组成一个集合B .所有小正数组成一个集合C .集合{1,2,3,4,5}和{5,4,3,2,1}表示同一个集合D .1361,0.5,,,2242. 给出下列关系: ①12R=;②Q ;③3N +-∉;④.Q 其中正确的个数为( ). A .1个B .2个C .3个D .4个3. 直线21y x =+与y 轴的交点所组成的集合为( ). A. {0,1} B. {(0,1)}C.1{,0}2- D.1{(,0)}2-4. 设A表示“中国所有省会城市”组成的集合,则:深圳A;广州A. (填∈或∉)5. “方程230x x-=的所有实数根”组成的集合用列举法表示为____________.1. 用列举法表示下列集合:(1)由小于10的所有质数组成的集合;(2)10的所有正约数组成的集合;(3)方程2100x x-=的所有实数根组成的集合.2. 设x∈R,集合2{3,,2}A x x x=-.(1)求元素x所应满足的条件;(2)若2A-∈,求实数x.§1.1.1 集合的含义与表示(2)1. 了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系;2. 能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用;3. 掌握集合的表示方法、常用数集及其记法、集合元素的三个特征.一、课前准备(预习教材P4~ P5,找出疑惑之处)复习1:一般地,指定的某些对象的全体称为 .其中的每个对象叫作 .集合中的元素具备、、特征.集合与元素的关系有、 .复习2:集合2{21}A x x=++的元素是,若1∈A,则x= .复习3:集合{1,2}、{(1,2)}、{(2,1)}、{2,1}的元素分别是什么?四个集合有何关系?二、新课导学※学习探究思考:①你能用自然语言描述集合{2,4,6,8}吗?②你能用列举法表示不等式13x-<的解集吗?探究:比较如下表示法① {方程210x-=的根};②{1,1}-;③2{|10}x R x∈-=.新知:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法称为描述法,一般形式为{|}x A P∈,其中x代表元素,P是确定条件.试试:方程230x-=的所有实数根组成的集合,用描述法表示为 .※典型例题例1 试分别用列举法和描述法表示下列集合:(1)方程2(1)0x x-=的所有实数根组成的集合;(2)由大于10小于20的所有整数组成的集合.练习:用描述法表示下列集合.(1)方程340x x+=的所有实数根组成的集合;(2)所有奇数组成的集合.小结:用描述法表示集合时,如果从上下文关系来看,x R∈、x Z∈明确时可省略,例如{|21,}x x k k Z=-∈,{|0}x x>.例2 试分别用列举法和描述法表示下列集合:(1)抛物线21y x=-上的所有点组成的集合;(2)方程组3222327x yx y+=⎧⎨+=⎩解集.变式:以下三个集合有什么区别.(1)2{(,)|1}x y y x=-;(2)2{|1}y y x=-;(3)2{|1}x y x=-.反思与小结:①描述法表示集合时,应特别注意集合的代表元素,如2{(,)|1}x y y x=-与2{|1}y y x=-不同.②只要不引起误解,集合的代表元素也可省略,例如{|1}x x>,{|3,}x x k k Z=∈.③集合的{ }已包含“所有”的意思,例如:{整数},即代表整数集Z,所以不必写{全体整数}.下列写法{实数集},{R}也是错误的.④列举法与描述法各有优点,应该根据具体问题确定采用哪种表示法,要注意,一般集合中元素较多或有无限个元素时,不宜采用列举法.※动手试试练1. 用适当的方法表示集合:大于0的所有奇数.练2. 已知集合{|33,}A x x x Z=-<<∈,集合2{(,)|1,}B x y y x x A==+∈. 试用列举法分别表示集合A、B.三、总结提升※学习小结1. 集合的三种表示方法(自然语言、列举法、描述法);2. 会用适当的方法表示集合;※ 知识拓展1. 描述法表示时代表元素十分重要. 例如:(1)所有直角三角形的集合可以表示为:{|}x x 是直角三角形,也可以写成:{直角三角形}; (2)集合2{(,)|1}x y y x =+与集合2{|1}y y x =+是同一个集合吗?2. 我们还可以用一条封闭的曲线的内部来表示一个集合,即:文氏图,或称Venn 图.※ 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{|16}A x N x =∈≤<,则下列正确的是( ). A. 6A ∈ B. 0A ∈ C. 3A ∉ D. 3.5A ∉2. 下列说法正确的是( ).A.不等式253x -<的解集表示为{4}x <B.所有偶数的集合表示为{|2}x x k =C.全体自然数的集合可表示为{自然数}D. 方程240x -=实数根的集合表示为{(2,2)}-3. 一次函数3y x =-与2y x =-的图象的交点组成的集合是( ). A. {1,2}- B. {1,2}x y ==- C. {(2,1)}- D. 3{(,)|}2y x x y y x =-⎧⎨=-⎩4. 用列举法表示集合{|510}A x Z x =∈≤<为.5.集合A ={x |x =2n 且n ∈N }, 2{|650}B x x x =-+=,用∈或∉填空: 4 A ,4 B ,5 A ,5 B .1. (1)设集合{(,)|6,,}A x y x y x N y N =+=∈∈ ,试用列举法表示集合A .(2)设A ={x |x =2n ,n ∈N ,且n <10},B ={3的倍数},求属于A 且属于B 的元素所组成的集合.2. 若集合{1,3}A =-,集合2{|0}B x x ax b =++=,且A B =,求实数a 、b .§1.1.2 集合间的基本关系1. 了解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;2. 理解子集、真子集的概念;3. 能利用Venn 图表达集合间的关系,体会直观图示对理解抽象概念的作用;4. 了解空集的含义.一、课前准备(预习教材P 6~ P 7,找出疑惑之处)复习1:集合的表示方法有 、 、 . 请用适当的方法表示下列集合. (1)10以内3的倍数;(2)1000以内3的倍数.复习2:用适当的符号填空.(1) 0 N ;2 Q ; -1.5 R .(2)设集合2{|(1)(3)0}A x x x =--=,{}B b =,则1 A ;b B ;{1,3} A .思考:类比实数的大小关系,如5<7,2≤2,试想集合间是否有类似的“大小”关系呢?二、新课导学※ 学习探究探究:比较下面几个例子,试发现两个集合之间的关系: {3,6,9}A =与*{|3,333}B x x k k N k ==∈≤且; {}C =东升高中学生与{}D =东升高中高一学生;{|(1)(2)0}E x x x x =--=与{0,1,2}F =.新知:子集、相等、真子集、空集的概念.① 如果集合A 的任意一个元素都是集合B 的元素,我们说这两个集合有包含关系,称集合A 是集合B 的子集(subset ),记作:()A B B A ⊆⊇或,读作:A 包含于(is contained in )B ,或B 包含(contains)A . 当集合A 不包含于集合B 时,记作A B .② 在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为Venn 图. 用Venn 图表示两个集合间的“包含”关系为:()A B B A ⊆⊇或.③ 集合相等:若A B B A ⊆⊆且,则A B =中的元素是一样的,因此A B =.④ 真子集:若集合A B ⊆,存在元素x B x A ∈∉且,则称集合A 是集合B 的真子集(proper subset ),记作:A B(或B A ),读作:A 真包含于B (或B 真包含A ).⑤ 空集:不含有任何元素的集合称为空集(empty set ),记作:∅. 并规定:空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.试试:用适当的符号填空.(1){,}a b {,,}a b c ,a {,,}a b c ; (2)∅ 2{|30}x x +=,∅ R ; (3)N {0,1},Q N ; (4){0} 2{|0}x x x -=.反思:思考下列问题.(1)符号“a A ∈”与“{}a A ⊆”有什么区别?试举例说明.(2)任何一个集合是它本身的子集吗?任何一个集合是它本身的真子集吗?试用符号表示结论.(3)类比下列实数中的结论,你能在集合中得出什么结论?① 若,,a b b a a b ≥≥=且则;② 若,,a b b c a c ≥≥≥且则.※ 典型例题 例1 写出集合{,,}a b c 的所有的子集,并指出其中哪些是它的真子集.B A变式:写出集合{0,1,2}的所有真子集组成的集合.例2 判断下列集合间的关系:(1){|32}A x x=->与{|250}B x x=-≥;(2)设集合A={0,1},集合{|}B x x A=⊆,则A与B的关系如何?变式:若集合{|}A x x a=>,{|250}B x x=-≥,且满足A B⊆,求实数a的取值范围.※动手试试练1. 已知集合2{|320}A x x x=-+=,B={1,2},{|8,}C x x x N=<∈,用适当符号填空:A B,A C,{2} C,2 C.练2. 已知集合{|5}A x a x=<<,{|2}B x x=≥,且满足A B⊆,则实数a的取值范围为 .三、总结提升※学习小结1. 子集、真子集、空集、相等的概念及符号;Venn图图示;一些结论.2. 两个集合间的基本关系只有“包含”与“相等”两种,可类比两个实数间的大小关系,特别要注意区别“属于”与“包含”两种关系及其表示方法.※知识拓展如果一个集合含有n个元素,那么它的子集有2n个,真子集有21n-个.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. 下列结论正确的是().A. ∅AB. {0}∅∈C. {1,2}Z⊆ D. {0}{0,1}∈2. 设{}{}1,A x xB x x a=>=>,且A B⊆,则实数a的取值范围为().A. 1a< B. 1a≤C. 1a> D. 1a≥3. 若2{1,2}{|0}x x bx c=++=,则().A. 3,2b c=-= B. 3,2b c==-C. 2,3b c=-= D. 2,3b c==-4. 满足},,,{},{dcbaAba⊂⊆的集合A有个.5. 设集合{},{},{}A B C===四边形平行四边形矩形,{}D=正方形,则它们之间的关系是,并用Venn 图表示.课后作业1. 某工厂生产的产品在质量和长度上都合格时,该产品才合格. 若用A表示合格产品的集合,B表示质量合格的产品的集合,C表示长度合格的产品的集合.则下列包含关系哪些成立?,,,A B B A A C C A⊆⊆⊆⊆试用Venn图表示这三个集合的关系.2. 已知2{|0}A x x px q =++=,2{|320}B x x x =-+=且A B ⊆,求实数p 、q 所满足的条件.§1.1.3 集合的基本运算(1)1. 理解交集与并集的概念,掌握交集与并集的区别与联系;2. 会求两个已知集合的交集和并集,并能正确应用它们解决一些简单问题;3. 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.一、课前准备(预习教材P 8~ P 9,找出疑惑之处) 复习1:用适当符号填空.0 {0}; 0 ∅;∅ {x |x 2+1=0,x ∈R }; {0} {x |x <3且x >5};{x |x >-3} {x |x >2}; {x |x >6} {x |x <-2或x >5}.复习2:已知A ={1,2,3}, S ={1,2,3,4,5},则A S , {x |x ∈S 且x ∉A }= .思考: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?二、新课导学※ 学习探究探究:设集合{4,5,6,8}A =,{3,5,7,8}B =.(1)试用Venn 图表示集合A 、B 后,指出它们的公共部分(交)、合并部分(并);(2)讨论如何用文字语言、符号语言分别表示两个集合的交、并?新知:交集、并集.① 一般地,由所有属于集合A 且属于集合B 的元素所组成的集合,叫作A 、B 的交集(intersection set ),记作A ∩B ,读“A 交B ”,即:{|,}.A B x x A x B =∈∈且Venn 图如右表示.② 类比说出并集的定义.由所有属于集合A 或属于集合B 的元素所组成的集合,叫做A 与B 的并集(union set ),记作:AB ,读作:A 并B ,用描述法表示是:{|,}AB x x A x B =∈∈或.Venn 图如右表示.试试:(1)A ={3,5,6,8},B ={4,5,7,8},则A ∪B = ;(2)设A ={等腰三角形},B ={直角三角形},则A ∩B = ; (3)A ={x |x >3},B ={x |x <6},则A ∪B = ,A ∩B = . (4)分别指出A 、B 两个集合下列五种情况的交集部分、并集部分.A反思:(1)A ∩B 与A 、B 、B ∩A 有什么关系?(2)A ∪B 与集合A 、B 、B ∪A 有什么关系?(3)A ∩A = ;A ∪A = . A ∩∅= ;A ∪∅= .※ 典型例题例1 设{|18}A x x =-<<,{|45}B x x x =><-或,求A ∩B 、A ∪B .变式:若A ={x |-5≤x ≤8},{|45}B x x x =><-或,则A ∩B = ;A ∪B = .小结:有关不等式解集的运算可以借助数轴来研究. 例2 设{(,)|46}A x y x y =+=,{(,)|327}B x y x y =+=,求A ∩B .变式:(1)若{(,)|46}A x y x y =+=,{(,)|43}B x y x y =+=,则A B = ; (2)若{(,)|46}A x y x y =+=,{(,)|8212}B x y x y =+=,则A B = .反思:例2及变式的结论说明了什么几何意义?※ 动手试试练1. 设集合{|23},{|12}A x x B x x =-<<=<<.求A ∩B 、A ∪B .练2. 学校里开运动会,设A ={x |x 是参加跳高的同学},B ={x |x 是参加跳远的同学},C ={x |x 是参加投掷的同学},学校规定,在上述比赛中,每个同学最多只能参加两项比赛,请你用集合的运算说明这项规定,并解释A B 与B C的含义.三、总结提升※ 学习小结1. 交集与并集的概念、符号、图示、性质;2. 求交集、并集的两种方法:数轴、Venn 图.※ 知识拓展A B C A B A C =()()(), A B C A B A C =()()(), A B C A B C =()(), A B C A B C =()(), A A B A A A B A ==(),().你能结合Venn 图,分析出上述集合运算的性质吗?※ 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{}{}5,1,A x Z x B x Z x =∈≤=∈>那么A B 等于( ).A .{1,2,3,4,5}B .{2,3,4,5}C .{2,3,4}D .{}15x x <≤2. 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{}0,1,2,3,4,5,{1,3,6,9},{3,7,8}A B C ===,则()A B C 等于( ).A. {0,1,2,6}B. {3,7,8,}C. {1,3,7,8}D. {1,3,6,7,8}4. 设{|}A x x a =>,{|03}B x x =<<,若A B =∅,求实数a 的取值范围是 .5. 设{}{}22230,560A x x x B x x x =--==-+=,则A B = .课后作业1. 设平面内直线1l 上点的集合为1L ,直线2l 上点的集合为2L ,试分别说明下面三种情况时直线1l 与直线2l 的位置关系? (1)12{}L L P =点; (2)12L L =∅;(3)1212L L L L ==.2. 若关于x 的方程3x 2+px -7=0的解集为A ,方程3x 2-7x +q =0的解集为B ,且A ∩B ={13-},求AB .§1.1.3 集合的基本运算(2)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(Universe ),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(complementaryset ),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RA = ;(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?意为什么?※ 典型例题例1 设U ={x |x <13,且x ∈N },A ={8的正约数},B ={12的正约数},求U C A 、U C B .例2 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 .练2. 分别用集合A 、B 、C 表示下图的阴影部分.(1) ; (2) ;(3) ; (4) . 反思:结合Venn 图分析,如何得到性质:(1)()U A C A = ,()U A C A = ; (2)()U U C C A = .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 =.※ 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 =( ).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 = .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 .2. 已知全集U =R ,集合A ={}220x x px ++=,{}250,B x x x q =-+= 若{}()2U C A B =,试用列举法表示集合A§1.1 集合(复习)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.一、课前准备(复习教材P 2~ P 14,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 = ;A B = ;U C A = .复习2:交、并、补有如下性质.A ∩A = ;A ∩∅= ; A ∪A = ;A ∪∅= ;()U A C A = ;()U A C A = ; ()U U C C A = .你还能写出一些吗?二、新课导学※ 典型例题例1 设U =R ,{|55}A x x =-<<,{|07}B x x =≤<.求A ∩B 、A ∪B 、C U A 、C U B 、(C U A )∩(C U B )、(C U A )∪(C U B )、C U (A ∪B )、C U (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已知全集{1,2,3,4,5}U =,若A B U =,A B ≠∅,(){1,2}U A C B =,求集合A 、B .小结:列举法表示的数集问题用Venn 图示法、观察法.例3 若{}{}22430,10A x x x B x x ax a =-+==-+-=,{}210C x x mx =-+=,A B A A C C ==且,求实数a 、m 的值或取值范围.变式:设2{|8150}A x x x =-+=,{|10}B x ax =-=,若B ⊆A ,求实数a 组成的集合、.※ 动手试试练1. 设2{|60}A x x ax =-+=,2{|0}B x x x c =-+=,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。
1.1 集合与集合的表示方法自主整理1.与集合有关的概念一般地,把一些能够确定的不同的对象看成一个整体,就说这个整体是由这些对象的全体构成的集合(或集).常用大写字母A、B、C、D……表示;构成集合的每个对象叫做这个集合的元素(或成员),常用小写字母a、b、c、d……表示.2.元素与集合的从属关系a是集合A的元素,记作a∈A,读作“a属于A”;a不是集合A的元素,记作a∉A,读作“a不属于A”.3.空集一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记作∅.4.集合元素的特征(1)确定性:对于一个给定的集合,其元素的意义是明确的.(2)互异性:对于一个给定的集合,它的任何两个元素都是不同的.(3)无序性:对于一个给定的集合,它的任何两个元素的位置都是可以交换的.5.集合的分类集合按照元素个数可以分为有限集和无限集.(1)有限集——含有有限个元素的集合.(2)无限集——含有无限个元素的集合.6.一些常见的数集及其记法全体非负整数组成的集合,叫做非负整数集(或自然数集),记作N;所有正整数组成的集合,叫做正整数集,记作N*或N+;全体整数组成的集合,叫做整数集,记作Z;全体有理数组成的集合,叫做有理数集,记作Q;全体实数组成的集合,叫做实数集,记作R.7.集合的表示方法(1)列举法:把集合的元素一一列举出来,并置于花括号“{}”内,元素之间用逗号分隔,但列举时与元素的次序无关.注意:如果两个集合所含的元素完全相同,则称这两个集合相等.(2)特征性质描述法:如果在集合I中,属于集合A的任一元素x都具有性质P(x),而不属于集合A的元素都不具有性质P(x),则性质P(x)叫做集合A的一个特征性质.于是,集合A可以用它的特征性质P(x)描述为{x∈I|P(x)},它表示集合A是由集合I 中具有性质P(x)的所有元素构成的.高手笔记1.集合是一个原始的、不加定义的概念.我们现在刚开始接触集合,最好还是要通过一些实例了解集合的含义.了解集合的含义时要考虑集合元素的三个性质即确定性、互异性和无序性,这有助于我们对集合的理解.2.元素、集合的字母表示,以及元素与集合之间的属于或不属于关系,可在具体运用中逐渐熟悉.3.学习列举法时,要知道集合中元素的列举与元素次序无关,即集合元素的无序性.学习特征性质描述法时,可针对具体的集合,先用自然语言表示集合的元素具有的共同属性,再用描述法来表示集合.4.列举法和描述法在表示集合时各有优点,一般情况下,对有限集,在元素不太多的情况下,宜采用列举法,它具有直观明了的特点;对无限集,一般采用描述法.5.对于含参数的集合问题,要注意元素的互异性、分类讨论思想的应用.名师解惑1.怎样正确地理解集合、元素及其关系?剖析:(1)集合是由元素构成的,认识集合应该从认识它的元素开始:①不能把整数集与{整数集}看作是相同的集合,因为前一个集合的元素是整数,而后一个集合中的元素是集合; ②a 与{a}不同,a 表示一个元素,{a}表示由一个元素a 构成的集合,一般称{a}为单元素集;③{0}是含有一个元素0的集合,同理,{∅}是含有一个元素∅的集合,而∅却是不含有任何元素的集合,三者都表示集合,但却是三个不同的集合.(2)研究集合还应着眼对元素构成的“全体”的整体研究.集合可以由离散型元素构成(例如{π,2π,3π}),也可以由连续型元素构成(例如{x|-3≤x<7}),还可以由有序实数对构成({(x,y)|5x+6y=3,x 、y∈R })等等,有时还要研究不给出具体元素的抽象集合.(3)元素与集合是“属于”与“不属于”的关系.符号“∈,∉”只能用于集合与元素之间,表示元素与集合之间的从属关系,不能用来表示集合与集合之间的关系,这一点千万要记准.2.集合的表示法常见的有描述法和列举法,通过本节学习你能归纳如何选择这两种方法吗?剖析:(1)当集合中元素的个数有限但公共属性难以概括时,只能用列举法,如{x,x 2+1,x-y}.(2)当集合中元素的个数无法一一列出时,可先抽象出元素的特征性质,用描述法描述它.(3)当集合的元素不是实数或式子,常采用自然语言表示,当用自然语言来描述集合中元素的特征和性质时,分隔号及前面的部分常常省去.如“所有四边形组成的集合”记为{x|x 是四边形}.在不致混淆的情况下,可以省去“|”及其左边的部分,直接写成{四边形}.(4)对于用自然语言描述的集合,要试着分别用列举法和描述法去表示它,如B={大于10且小于20的整数},可以写作B={x∈Z |10<x<20}或B={11,12,13,14,15,16,17,18,19}.这说明描述法、列举法也可相互转化,同时也可转化成自然语言表示.(5)在不致引起混淆的情况下,所有的非负数组成的集合可记为{x|x≥0}.当集合是数集时,在没有标明x 范围的前提下,我们认为x 的值是使式子有意义的所有x 的值.如{y|y=x1},此时我们认为x∈R 且x≠0,由反比例函数的性质,可知该集合可化为{y|y∈R 且y≠0}.3.为何说用描述法表示的集合,认识它要看清集合的代表元素是什么?在使用描述法时,应注意什么?剖析:(1)描述法是将所给集合中全部元素的共同特征和性质用文字或符号语言描述出来的方法,它反映了集合元素的形式.如{y|y=x 2-2x+3}与{y|y≥2}、{x|x≥2}均为同一集合;又如,集合A={y|y=x 2-2x+3,x∈R },B={y|y=x 2-2x+3,x>2}与C={(x,y)|y=x 2-2x+3}不是同一集合.这是因为集合A={y|y=x 2-2x+3,x∈R }中的代表元素是“y”,它代表一个数,所以集合A 是个数集,且A={y|y=(x-1)2+2}={y|y≥2};集合B 同样也是一个数集,但由于x 的取值不一样,所以有B={y|y=(x-1)2+2,x>2}={y|y>3},与A 并不是同一集合;而集合C 中的代表元素为“(x,y)”,代表直角坐标平面上的点,因此集合C 是个点集,表示坐标平面上抛物线y=x 2-2x+3上的所有点.(2)在使用描述法时,应注意以下五点:①写清楚该集合中元素的代表符号;②说明该集合中元素的特征;③多层描述时,应当准确使用“或”“且”“非”等逻辑联结词;④所有描述的内容都要写在集合括号内;⑤用于描述的语句力求简明、确切,如{x|x 为中国的直辖市}.讲练互动【例题1】下列各组对象能构成集合吗?(1)你所在班级的男生;(2)美丽的小鸟;(3)关于x 的方程ax 2+1=0的实数解;(4)从1988年到2004年所有举办过奥林匹克运动会的城市;(5)所有小的正数;(6)到两定点距离的和等于两定点间的距离的点.分析:“美丽”和“小”没有确定的标准,因此(2)(5)的对象不能构成集合,(3)中的方程可能有实数解,也可能没有实数解,但一旦a 给定后,其方程解的情况就是确定的.解:(1)(3)(4)(6)可以构成集合;(2)(5)不能构成集合.绿色通道看一组对象能否构成一个集合,只要看这组对象是否是确定的,即任何一个对象,要么在这一组中,要么不在这组之中,而没有第三种情况出现.变式训练1.下列各组对象中不能构成集合的是( )A.高一年级开设的课程B.高一年级任教的老师C.高一年级1992年出生的学生D.高一年级比较聪明的学生解析:依据集合元素的确定性判断.答案:D【例题2】已知x 2∈{1,0,x},求实数x 的值.分析:根据集合与元素关系,可知x 2=0,1或x,但考虑元素的互异性,则有x≠0,1.解:若x 2=0,则x=0,此时集合为{1,0,0},不符合集合元素的互异性;若x 2=1,则x=1或-1,易知x=1应舍去,故x=-1;若x 2=x,则x=0或1,都应舍去.综上,可知x 为-1.绿色通道此类问题求解时,注重对集合元素互异性的检验和分类讨论思想的应用.要先由集合与元素的关系讨论x 2=0,1或x时,x 所对应的取值,然后去建立集合,注意用集合元素的互异性判断集合的成立与否.变式训练2.设-5∈{x|x 2-ax-5=0},则集合{x|x 2-4x-a=0}中所有元素之和为__________.解析:∵-5∈{x|x 2-ax-5=0},∴-5是方程x 2-ax-5=0的解.∴(-5)2-a(-5)-5=0.∴a=-4.∴{x|x 2-4x-a=0}={x|x 2-4x+4=0}={2}.答案:23.已知由“x,xy,y -x ”组成的集合与由“0,|x|,y”组成的集合是同一个集合,则x,y 的值是否是确定的?若确定,请求出来;若不确定,则说明理由.分析:两个集合是同一个集合,必须是两个集合的元素完全相同,而后一个集合出现元素“0”,因而第一个集合中也必出现元素“0”,它有三种情况.结合元素的特性对它进行讨论即可.解:若x=0,则xy=0,这与元素互异性矛盾,∴x≠0.若x≠0,xy=0,则y=0,则第二个集合的元素中出现了两个“0”,这与元素互异性矛盾,∴xy≠0.综上,可知y -x =0,即y=x.由两个集合是同一个集合,可知xy=|x|,即x 2=|x|.∴x=±1.当x=1时,y=1,这与元素互异性矛盾.∴x=y=-1.故x,y 是确定的,x=y=-1.【例题3】比较并说明下列两个集合之间的差异:(1)A={(x,y)|y=x 2,x∈R },B={y|y=x 2,x∈R };(2)A={x|x 2-6x-7=0},B={(x,y)|⎩⎨⎧=+=+112y 3x 5y 2x }.分析:要确定一个集合,必须从这个集合中的元素入手,只有确定了这个集合中元素的特征,才可以确定这个集合.对于本例中给出的每组集合中两个集合的元素,可以发现:一个是数,一个是实数对(点).解:(1)集合A 是一个点集,是由函数y=x 2图象上的所有的点构成的集合;集合B 是数集,是由所有实数的完全平方构成的集合.两个集合的元素显然是不同的.(2)化简两个集合可以得到:A={-1,7},B={(-1,7)}.集合A 、B 分别是方程、方程组解的集合,但A 中有两个元素-1,7,而B 中只有一个元素(-1,7).绿色通道比较两个集合间的关系关键在于清楚代表元素的形式是点、数还是代数式……另外要注意理解元素所具备的特征性质描述的意义及新字母的取值范围,即代表元素形式一样时,注意区分它的“来源”.如:集合A={x|y=x 2},B={y|y=x 2},两个集合中的元素都是数,但是A 描述的对象为x,它是y=x 2中x 的范围所构成的集合,此时x∈R ;B 描述的对象为y,它是y=x 2中y 的范围所构成的集合,此时y∈R +,所以两个集合是不一样的.变式训练4.下面各集合中,可以表示方程组⎩⎨⎧==+-1y -x 3,y x 的解集的是______. ①{x=1,y=2} ②{1,2} ③{(1,2)} ④{(x,y)|x=1或y=2} ⑤{(x,y)|x=1且y=2} ⑥{(x,y)|⎩⎨⎧==2y 1x } ⑦{(x,y)|(x -1)2+(y-2)2=0}解析:方程组的解⎩⎨⎧==2y 1x 是一组数对(1,2),所以解集可用列举法表示为{(1,2)},也可用特征性质描述法表示为{(x,y)|⎩⎨⎧==2y 1x }并且③⑤⑥⑦相互等价.所以可以表示方程组解集的集合为③⑤⑥⑦;①中两个元素是两个方程;②中两个元素是两个数,它们都不能表示方程组的解集;④中的元素虽也是数对(x,y),也能表示直角坐标平面上的点集,问题是x=1和y=2之间用“或”连接,表示的却是直线x=1与直线y=2上所有点的集合.答案:③⑤⑥⑦【例题4】设集合A={x|x -36∈Z ,x∈N },试用列举法表示该集合. 分析:由x-36∈Z ,可知3-x 必为6的因数,且3-x 取遍6的诸因数,然后再验证x∈N 即可. 解:∵x-36∈Z ,∴3-x 可取±1、±2、±3、±6. 又x∈N ,∴A={0,1,2,4,5,6,9}.黑色陷阱本题可能会有如下错误解法:∵x∈N ,x -36∈Z ,∴x-36可取2,3,6,-6,-3,-2,-1.故A={-6,-3,-2,-1,2,3,6}. 这是因为解题者没有弄清集合A 所描述的对象.要注意A 的对象是x.还有一种错误是认为6的因数只有1,2,3,6,从而遗漏了6的负因数的情况.变式训练5.对于集合A={2,4,6},若a∈A,则6-a∈A,那么a的值是_________.解析:若a=2,则6-a=4∈A;若a=4,则6-a=2∈A;若a=6,则6-a=0 A,所以a的值是2或4.答案:2或46.集合M的元素为自然数,且满足:如果x∈M,则8-x∈M.试回答下列问题:(1)写出只有1个元素的集合M;(2)写出元素个数为2的所有集合M;(3)满足题设条件的集合M共有多少个?分析:此题关键在于理解“如果x∈M,则8-x∈M”,并要注意集合中元素的互异性.解:(1)因为M中只有1个元素,根据已知条件,x必须满足x=8-x.所以x=4.故只含1个元素的集合M为{4}.(2)当M中只含有2个元素时,其元素只能是x和8-x,从而含有2个元素的集合M应为{0,8},{1,7},{2,6},{3,5}.(3)满足题设条件的M是由集合{4},{0,8},{1,7},{2,6},{3,5}中的元素组合而成.以上5个集合中任取1个集合有5种;5个集合中任取2个集合有10种;5个集合中任取3个集合有10种;5个集合任取4个集合有5种;5个集合都取,只有1种.故满足已知条件的集合M共有5+10+10+5+1=31种.教材链接1.[思考与讨论]你能否确定,你所在班集体中高个子同学构成的集合?并说明理由.答:不能确定.因为“高个子”是个不确定性的概念,不满足集合中元素的确定性.2.[思考与讨论]你能否确定,你所在班集体中,最高的3位同学构成的集合?答:能确定.因为“最高”可确定,最高的3位同学就是从高到低依次排的3名同学,满足集合元素的特性.3.[思考与讨论]哪些性质可作为集合{-1,1}的特征性质?答:特征性质描述法中的元素的特征性质P(x)不唯一,可描述为x2=1,|x|=1等.4.[思考与讨论]平行四边形的哪些性质,可用来描述所有平行四边形构成的集合?答:①两组对边分别平行的四边形;②在平面内,两组对边相等的四边形;③对角线相交且平分的四边形.。