1.3 交集、并集整体设计教材分析本节是集合的运算,引导学生从日常生活中的现象中抽象出用数学符号来表示实际问题,再拓宽到数学化的问题.从学生的认知背景出发,培养学生会从感性到理性来研究问题、认知世界.学习中要注意概念的建立,让学生初步认识交集、并集的概念和表示方法,并逐步读懂数学语言,会对语言之间进行转化.三维目标1.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的交集与并集.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.3.学生通过观察和类比,借助Venn图理解集合的基本运算.4.感受集合作为一种语言,在表示数学内容时的简洁性和准确性.重点难点教学重点:交集与并集的概念.教学难点:理解交集与并集的概念,符号之间的区别与联系.课时安排1课时教学过程导入新课设计思路一(复习导入)问题1:我们知道,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?问题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={有理数},B={无理数},C={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.设计思路二(情境导入)我们看下面图(用投影仪打出,软片做成左右两向遮启式,便于同学在“动态”中进行观察).【设问】1.第一次看到了什么?2.第二次看到了什么?3.第三次又看到了什么?4.阴影部分的界线是一条封闭曲线,它的内部(阴影部分)当然表示一个新的集合,试问这个新集合中的元素与集合A、集合B元素有何关系?推进新课新知探究1.并集:—般地,由所有属于集合A或者属于集合B的元素构成的集合,称为A与B的并集(union set),记作:A∪B,读作:A并B.其含义用符号表示为:A∪B={x|x∈A,或x∈B}.用Venn图表示如下:请同学们用并集运算符号表示问题2中A、B、C三者之间的关系.2.交集思考: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∩B与集合C之间有什么关系?(1)A={2,4,6,8,10},B={3,5,8,12},C={8};(2)A={x|x是国兴中学2004年9月入学的高一年级女同学};(3)B={x|x是国兴中学2004年9月入学的高一年级同学};(4)C={x|x是国兴中学2004年9月入学的高一年级女同学}.教师组织学生思考、讨论和交流,得出结论,从而得出交集的定义:一般地,由所有属于集合A且属于集合B的元素构成的集合,称为A与B的交集(intersection set),记作:A∩B,读作:A交B.其含义用符号表示为:A∩B={x|x∈A,且x∈B}.接着教师要求学生用Venn图表示交集运算.记忆技巧符号“A∩B”形如帽子戴在头上,产生“交”的感觉,所以开口向下,切记该符号不要与表示子集的符号“⊂”、“⊃”混淆.符号“∪”形如“碰杯”时的杯子,产生并的感觉,所以开口向上.切记,不要与“∩”混淆,更不能与“⊆,⊇”等符号混淆.性质:(1)A∩B=B∩A,A∩B⊆A,A∩B⊆B;(2)若A⊆B,则A∩B=A;(3)A∪B=B∪A,A⊆A∪B,B⊆A∪B;(4)若B⊆A,则A∪B=A;(5)A∪A=U.归纳:(1)交集:两集合的公共元素构成集合.(2)并集:把两个集合合在一起,但要注意元素的互异性.(3)基本方法:抽象的集合关系可用韦恩图表示,实数集中的运算可在数轴上表示.注意点:空集是任何集合的子集;空集与任何集合的交集仍为空集.3.区间为了叙述的方便,在以后的学习中,我们常常会用到区间的概念.设a,b∈R,且a<b,规定:[a,b]={x|a≤x≤b};(a,b)={x︱a<x<b};[a,b)={x︱a≤x<b};(a,b]={x︱a<x≤b};(a,+∞)={x︱x>a};(-∞,b)={x︱x<b};(-∞,+∞)=R.[a,b]叫闭区间,(a,b)叫开区间,[a,b),(a,b]叫半开半闭区间;a,b叫做相应区间的端点.应用示例思路1例1 (1)设A={4,5,6,8},B={3,5,7,8},求A ∪B.(2)设集合A={x|-1<x <2},集合B={x|1<x <3},求A ∪B. 分析:使用交集定义就可以,同时借助数轴.解:(1)A ∪B={3,4,5,6,7,8};(2)A ∪B={x|-1<x <3}.例2 (1)设平面内直线l 1上点的集合为L 1,直线l 2上点的集合为L 2,试用集合的运算表示l 1与l 2的位置关系;(2)学校里开运动会,设A={x|x 是参加一百米跑的同学},B={x|x 是参加二百米跑的同学},C={x|x 是参加四百米跑的同学},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,并解释集合运算A∩B 与A∩C 的含义. 分析:这是两个应用问题,要注意题意的领会和条件的转化.解:(1)L 1∩L 2=∅时,两条直线平行;L 2=L 1时;两条直线重合;L 1∩L 2≠∅时,两条直线相交.(2)学校的规定是A∩B ,A∩C ,C∩B ,A ,B ,C ;A∩B={既参加一百米跑的又参加二百米跑的同学},A∩C={既参加一百米跑的又参加四百米跑的同学}.例3 A={x|x 2-px+15=0},B={x|x 2-5x+p=0},A ∪B={2,3,5},求p ,q. 分析:先利用交集的性质寻找相关的根.解:利用根与系数的关系,由题意可知A={3,5},B={2,3},所以p=8,q=6. 点评:集合的涉及面比较广,要注意知识间的联系.例4 设全集U=R ,A=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎩⎨⎧<->+0302|x x x ,B={x|x-a >0};当a 为何实数时分别使(1)A是B 的真子集;(2)A∩B=∅;(3)A ∪B={x|x >-2}.分析:先化简集合A ,就可以解决问题了. 解:A={x|-2<x <3},B={x|x >a}, (1)由图得a≤-2;(2)由图得a≥3;(3)由图得-2≤a <3.点评:利用数轴,直观明了.例5 设集合A={x 2,2x-1,-4},B={x-5,1-x,9},若A∩B={9},求A ∪B.解:因为A∩B={9},所以9∈A ,所以2x-1=9或x 2=9,解得x=5或x=3或x=-3. 当x=5时,x 2=25,2x-1=9,x-5=0,1-x=-4,得出A∩B={-4,9}不合题意,故舍去; 当x=3时,x 2=9,2x-1=5,x-5=-2,1-x=-2不满足集合元素互异性,故舍去; 当x=-3时,x 2=9,2x-1=-7,x-5=-8,1-x=4成立. 综上所述,x=-3.点评:注意前后知识点的联系和解题的格式.思路2例1设全集I=R,A={x|-1<x<2},B={x|-3≤x<21-或21≤x<3},则(1)A∩B=____________;(2)A∪B=____________;(3)A∪B=_____________;(4)A∪B=________;(5)A∩B=____________.分析:使用定义和数轴.解:(1)A∩B={x|-1<x<21-或21≤x<2};(2)A∪B={x|-3≤x<3};(3)A∪B={x|x<-3或-1<x<2或x≥3};(4)A∪B=(A∩B)={x|x≤-1或21-≤x<21或x≥2};(5)A∩B=(A∪B)={x|x<-3或x≥3}.点评:这是一组问题,解决时要注意它们之间的关系.例2A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-mx+2m=0},若A∩B=B,求实数m的取值范围.分析:一元二次方程是一个较为灵活的知识,要注意讨论.解:A={1,2},A∩B=B⇒B⊆A;(1)当B=∅时,Δ=m2-2m<0,0<m<2;(2)当B={1}时,m=2;(3)当B={2}时,m无解;(4)B={1,2}时,m无解.综上所述,0<m≤2.点评:本题是对集中情况的讨论问题,有利于培养严密的思维.变式训练1.A={m2,m+1,-3},B={m-3,2m-1,m2+1},若A∩B={-3},求m的值.解:(1)m-3=-3⇒m=0,A={0,1,-3},B={-3,-1,1}(舍);(2)2m-1=-3⇒m=-1,A={1,0,-3},B={-4,-3,2},所以m=-1.2.A={x|2x2-px+q=0},B={x|6x2+(p+2)x+(5+q)=0,若A∩B={21},求A∪B.解:⎩⎨⎧-=-=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++•++•=+•-•,4,7,0521)2()21(6,021)21(222qpqpqp所以A={21,-4},B={21,31},所以A∪B={-4,21,31}.例3A={x|x2+(p+2)x+1=0},若A∩{x|x>0}=∅,求p的取值范围.分析:根据题意,方程无实数根或有两个负根.解:(1)当A=∅时,Δ=(p+2)2-4<0⇒-4<p<0;(2)当A≠∅时,方程的根均为负数,则⎪⎩⎪⎨⎧><+-≥∆,01,0)2(,0p 得p≥0.综上所述,p >-4.点评:无实数根是最容易遗忘的,初中对这类问题研究的较少.例4 五年级一班共45人,其中语文得优者20人,数学得优者15人,均不得优者20人,则两门功课均得优者多少人?分析:这是一个应用问题,是以前的难题,属于推理的一种问题,这里可用Venn 图处理.解:利用文氏图设双优者x 人,所以45=20-x+x+15-x+20,所以x=10. 点评:感觉还是比较容易理解,体现了图形的直观性. 知能训练课本第13页练习1、2、3、4、5任选2—3道题. 解答:1.A∩B={2,4},A ∪B={-2,0,2,4,6};2.A ,A ,∅,A ,∅,U ;3.A∩B={0},A ∪B=R ;4.{(1,2)};5.A(或B),∅,Z ,A(或B). 课堂小结本节课主要讲了两个概念:一是由所有属于集合A 且属于集合B 的元素构成的集合,称为A 与B 的交集,记作:A∩B ;二是由所有属于集合A 或属于集合B 的元素构成的集合,称为A 与B 的并集;记作:A ∪B. 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.课本第13页习题1.3 2、4、5.设计感想本节课研究了两个集合之间的运算及一些符号,从一些实际的情境中产生一些数学概念,他们可以用三种语言:文字、符号、图象,这样能够用简洁的语言来描述世界.但在学习中要注意符号不要混乱,对每个符号的意义都要搞清楚,不然就会适得其反.教师的角色是学生建构知识的忠实支持者,教师的作用从传统的传递知识的权威转变为学生学习的辅导者,成为学生学习的高级伙伴或合作者.教师应该给学生提供复杂的真实问题,他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题有多种答案,激励学生对问题解决的多种观点,这显然是与创造性的教学活动宗旨紧密相吻合的.教师必须创设一种良好的学习环境,学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习.教师必须保证学习活动和学习内容保持平衡.教师应认识教学目标包括认知目标和情感目标,教学是逐步减少外部控制、增加学生自我控制学习的过程.习题详解课本第13页习题1.31.填表∩∅ A B ∪∅ A B ∅∅∅∅∅∅ A BA ∅ A A∩B A A A A∪BB ∅A∩B B B B A∪B B∩∅ A A ∪∅ A A ∅∅∅∅∅∅ A AA ∅ A ∅ A A A UA ∅∅ A A A U A2.A∩B={x|2≤x≤3}=[2,3];3.A∪B=[-1,1];4.(1)B⊆A成立,A⊆B不成立;(2)A∩B=B={2,4,6,8},A∪B=A={1,2,3,4,5,6,7,8};5.(1)线段AB的中垂线;(2)以O为圆心,1为半径的圆;6.第一次进货用A表示,A={圆珠笔,钢笔,铅笔,笔记本,方便面,火腿肠},第二次进货用B表示,B={铅笔,方便面,汽水,火腿肠},两次进货构成的集合为A∪B={圆珠笔,钢笔,铅笔,笔记本,方便面,火腿肠,汽水};7.(1)B∩A,(2)A∩B∩C;8.(1)因为A∪B={1,2,3,4,5},所以(A∪B)={6};因为A={1,4,6},B={2,3,5,6},所以(A)∩(B)={6},所以(A∪B)=(A)∩(B).(2)如图所示(A∪B) B(3)通过(1)、(2),我们知道(A∪B)=A∩B(德·摩根定律).9.(1)S-A={x|x为高一(1)班男同学},A={x|x为高一(1)班男同学};(2)如图:(3)A∩B= .。