苏教版 (2019)必修 第一册1.1 集合的概念与表示一等奖ppt课件
展开1.通过实例,了解集合的含义,理解元素与集合之间的属于关系,知道常用的数集及其相应的记法.2.在具体情境中,理解两个集合相等的含义;初步了解有限集、无限集、空集的意义.3.初步掌握集合的两种表示方法——列举法和描述法,并能正确地表示一些简单的集合.核心素养:数学抽象、数学运算
一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体组成一个集合.集合中的每一个对象称为该集合的元素,简称元.
概念理解对象:可以是数、点、图形,也可以是人或物等,即对象形式多样化.元素:具有共同的特征或共同的属性的对象.总体:集合是一个整体,暗含“所有”“全部”的含义.因此,一些对象一旦组成了集合,这个集合就是这些对象的全体,而非个别对象.
【示例】中国古代四大发明组成一个集合,那么集合的元素就是造纸术、指南针、火药、印刷术.二十一世纪中国有新四大发明:高铁、移动支付、共享单车和网购.这四大发明就组成了一个集合.
[多选题]下列所给对象能构成集合的是( )A.平面直角坐标系内到原点的距离等于1的点B.《高中数学必修第一册》课本上的所有难题C.比较接近1的正整数全体D.某校高一年级16岁以下的学生
【解析】B,C中的对象不能构成集合,因为“难题”“比较接近1”的标准不明确,所以元素不确定,故不能构成集合;A中的对象能构成集合,因为有确定的标准,元素是“平面直角坐标系内到原点的距离等于1的点”;D中的对象能构成集合 ,因为有确定的标准,元素是“某校高一年级16岁以下的学生”.故选AD.
【方法归纳】判断一组对象能否构成集合,关键在于能否找到一个明确的标准,使得对于任何一个对象,都能确定它是不是给定集合的元素.
二、元素与集合 1.元素、集合的符号表示我们通常用大写拉丁字母A,B,C,…表示集合,用小写拉丁字母a,b,c,…表示集合中的元素.2.元素与集合的关系及其符号表示元素与集合有且只有两种关系:属于和不属于.
【注意】(1)对任何元素a和集合A,a∈A和aA两种情况有且只有一种成立.(2) a和{a}表示的含义不同.{a}表示一个由元素a组成的集合,a是集合{a}的元素,即a∈{a}.
3.集合中元素的三个特性(1)确定性: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,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的,也就是说,集合中的元素是不重复出现的.任何两个相同的对象在同一个集合中,只能算作这个集合的一个元素.(3)无序性:集合中的元素无先后顺序之分.
【知识拓展】元素的三个特性的主要应用(1)确定性:判断一组对象能否构成集合,界定模糊的对象不能构成集合,如“小河流”等.(2)无序性:方便定义集合相等.(3)互异性:警示我们做题后要检验.特别是题中含有参数(即字母)时,一定要检验求出的参数是否满足集合中元素的互异性.
4.集合相等如果两个集合所含的元素完全相同(即A中的元素都是B的元素,B中的元素也都是A的元素),那么称这两个集合相等,记作A=B.
【提示】(1)两个集合相等时,其元素个数一定相等.(2)当两个集合相等时,其元素不一定依次对应相同.如:集合{1,2,3}与集合{3,2,1}相等.(3)两个集合是否相等,不能只看形式.如:不等式0
【注意】(1)花括号“{ }”表示“所有”“整体”的含义.如:实数集R可以写为{实数},但如果写成{实数集},{全体实数},{R}都是不正确的.(2)用列举法表示集合时应注意:①元素之间要用“,”隔开;②元素之间不能重复(互异性);③根据集合中元素的无序性,元素的书写一般不考虑顺序,故一个集合可以有不同的列举方法,但为了清晰直观,一般按一定顺序书写,特别是元素较多的集合.(3)要注意自然语言法和列举法之间的转化.
【思考】哪些集合适合用列举法表示?
(1)有限集,元素不太多.(2)有限集,元素较多但排列呈现一定规律.(3)无限集,但元素排列呈现一定规律,在不发生误解的情况下,也可列出几个元素作代表,其他元素用省略号表示.(4)集合所含元素不易表述时宜用列举法.如集合{x2,x2+y2,x3}.
用列举法表示下列集合:(1)小于13的既是奇数又是素数的所有自然数组成的集合;(2)方程x2-2x+1=0的实数根组成的集合.
【解】(1)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}.(2)方程x2-2x+1=0有两个相等的实数根,为1,因此可用列举法表示为{1}.
【方法归纳】将自然语言描述的集合用列举法表示的一般步骤(1)求出(或明确)集合中的元素;(2)将各元素全部放在花括号“{ }”内,元素之间要用“,”隔开.
3.描述法将集合的所有元素都具有的性质(满足的条件)表示出来,写成{x|p(x)}的形式,这种表示集合的方法称为描述法.
【提示】用描述法表示集合需要注意三点(1)表示集合之前,应先通过代表元素确定集合是“点集”还是“数集”.(2)“竖线”不可省略.(3){x|p(x)}中的p(x)可以是文字语言,也可以是数学符号语言,能用数学符号表示的尽量用数学符号表示.如:不等式x-7<3的解集为{x| x<10,x∈R},奇数集为{x|x=2k+1,k∈ Z},偶数集为{x|x=2n,n∈Z}.
【思考】 什么类型的集合适合用描述法表示?
描述法可以看清集合的元素特征,一般含较多元素或无数多个元素,且排列无明显规律的集合,或者元素不能一一列举的集合,宜用描述法.
【点评】列举法与描述法的转化
【知识拓展】集合的三种常用表示法的对比
4.Venn图(图示)法画一条封闭的曲线,用它的内部来表示一个集合,称为Venn图.集合{1,2}用Venn图表示如图所示.
四、集合的分类及常用的数集1.有限集、无限集与空集
【温馨提醒】理解空集时,需注意区分(1)与{0}是不同的,中没有任何元素,{0}表示含有一个元素0的集合,它们的关系是两个集合之间的关系( {0},这一点下一节我们将学习到).(2)0与也是不同的,0只是一个数字,而表示集合,这个集合中没有任何元素.(3){}并不是空集,而是把空集作为一个元素所构成的集合,也就是说{}中有一个元素,这个元素就是,即∈{}.
2.常用数集及其记法(要牢记)数学中一些常用的数集及其记法:全体自然数组成的集合,叫作自然数集,记作N;全体正整数组成的集合,叫作正整数集,记作N*或N+;全体整数组成的集合,叫作整数集,记作Z;全体有理数组成的集合,叫作有理数集,记作Q;全体实数组成的集合,叫作实数集,记作R.【提示】(1)N比N*(或N+)多一个元素0;(2)N*中*在右上角,N+中+在右下角.
五、数集与点集 一般地,在用描述法表示数集与点集时,数集的代表元素用一个字母表示,点集的代表元素用有序实数对表示,即{x|…}通常表示数的集合,{(x,y)|…}通常表示点的集合.常见情形如下表.
【提示】用描述法表示集合时,注意区分是数集还是点集,区分的关键在于代表元素.数集:集合{x|y=x2-3}与集合{y|y=x2-3}不同,{x|y=x2-3}表示使函数y=x2-3有意义的x的范围,因此{x|y=x2-3}=R;{y|y=x2- 3}表示函数y=x2-3的函数值y的范围,因此{y|y=x2-3}={y|y≥-3}.这两种表示方法为以后学习函数的定义域和值域提供了条件.点集:{(x,y)|y=x2-3}表示满足方程y=x2-3的解的集合,即函数y=x2-3的图象上的点构成的集合.(m,n)表示有序实数对,即m,n的位置不可互换,如{(3,5)},{(5,3)}表示不同的集合.
一、集合中元素特性的应用1.元素的三个特性例 1 已知集合A中的三个元素a,b,c可作为一个三角形的三条边的长,那么这个三角形一定不是( )A.锐角三角形B.钝角三角形C.直角三角形D.等边三角形
【解析】因为a,b,c是集合A中的元素,所以a,b,c均不相同,所以该三角形一定不是等边三角形.
【方法总结】集合中元素三个特性的应用1.确定性:找到一个明确的标准,使得对于任何一个对象,都能确定它是不是给定集合的元素.2.互异性:确定构成集合元素的个数,这点要特别注意.3.无序性:集合的确定与元素之间的排列顺序无关.
2.集合中元素个数问题例 2 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.3B.4C.5D.6
【分析】利用已知条件,直接求出a+b,再利用集合中元素的互异性求出M中元素的个数即可.【解析】因为集合A={1,2,3},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B}, 所以a+b的值可能为1+4=5,1+5=6,2+4=6,2+5=7,3+4=7,3+5=8,所以M中的元素有5,6,7,8,共4个.
【方法总结】确定集合中元素个数的方法(1)分析元素特征,明确集合中元素是点、数,还是其他元素.(2)列举出所有元素,检验集合中元素是否满足互异性.(3)若集合中的元素含有参数,则关键是抓住集合中元素的互异性,采用分类讨论的方法进行研究.
3.已知两个集合相等求参数例 3 设集合A={x,y},B={0,x2},若A=B,求实数x,y的值.
【解】因为A=B,所以x=0或y=0.(1)当x=0时,x2=0,则B中的元素0重复出现,此时集合B不满足互异性,舍去.(2)当y=0时,x=x2,解得x=1或x=0(舍去),此时A={1,0}=B,满足条件.综上可知,x=1,y=0.
【方法总结】已知集合相等求参数的步骤(1)确定两个集合中相等的元素;(2)将含参数且未明确建立联系的两个集合中的元素进行分情况讨论,列出含参数的方程(组);(3)解方程(组)求出参数,根据元素的互异性进行检验.
2.利用元素与集合的关系求参数例 5 已知集合A有三个元素:a-3,2a-1,a2+1,集合B也有三个元素:0,1,x.(1)若-3∈A,求实数a的值;(2)若x2∈B,求实数x的值.
【解】(1)由-3∈A且a2+1≥1,可知a-3=-3或2a-1=-3.当a-3=-3时,解得a=0;当2a-1=-3时,解得a=-1.经检验,a=0与a=-1都符合要求.故a=0或-1.(2)当x=0,1或-1时,都有x2∈B,但考虑到集合元素的互异性,可知x≠0,x≠1,故x=-1.
【点评】若题目中出现含参数的集合问题,解题时要根据集合中元素的互异性,对参数的取值进行取舍,否则会产生“增解”.换句话说,“互异性”是求解问题不可忽略的一点.
【方法总结】已知元素与集合的关系求参数的思路(1)若集合A是用列举法表示的,且a∈A,则a一定等于集合A中的某个元素;若集合A是用描述法表示的,则a一定满足集合中元素的共同特征,如满足方程(组)、不等式(组)等.反之,若aA,则a不等于集合中的每一个元素或不满足相应的方程(组)、不等式(组)等.(2)解方程(组)或不等式(组)得参数的值或取值范围,再根据集合中元素的互异性对求得的参数进行检验.
三、集合的表示方法及其应用1.用列举法和描述法表示集合例 6 用适当的方法表示下列集合:(1)所有奇数组成的集合;(2)不大于10的所有素数组成的集合;(3)平面直角坐标系中的所有点组成的集合;(4)满足-1<2x-1≤3的实数x组成的集合.
【解】答案不唯一.(1){x|x=2n-1,n∈Z}.(2)不大于10的所有素数分别是2,3,5,7,所以该集合可用列举法表示为{2,3,5,7}.(3){(x,y)|x∈R,y∈R}.(4)由-1<2x-1≤3,得0
【分析】(1)分a=0和a≠0两种情况讨论求解.(2)若集合A中有两个元素,则a≠0,根据一元二次方程根的判别式进行求解.
【方法总结】根据元素个数求参数的方法(1)正确理解题意,结合元素个数,合理分类讨论.(2)判断形如ax2+bx+c=0的方程的实数根的个数要分两种情况(a=0和a≠0)讨论.当a=0时,方程为一元一次方程.当a≠0时,方程为一元二次方程,可依据根的判别式Δ判断根的个数情况.(3)把参数的范围合并.
例 9 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.
【分析】集合A,B都表示关于x的一元二次方程的解集,而A已知,可根据根与系数的关系确定a和b的值,再解集合B中的方程,从而求出B中的元素.
【方法总结】集合与方程的综合问题的解题思路(1)弄清方程与集合的关系,方程的解集中的元素就是方程的解.(2)当方程中含有参数时,若方程是一元二次方程,则应用一元二次方程的相关知识求解,若知其解集,可利用根与系数的关系,快速求出参数的值(或参数之间的关系);若知解集中元素的个数,可利用判别式求参数的取值范围.
8. 设集合A={x|x=2k,k∈Z},B={x|x=2k+1,k∈Z}.若a∈A,b∈B,试判断a+b与A,B的关系.
解:∵ a∈A,∴ a=2k1(k1∈Z).∵ b∈B,∴ b=2k2+1(k2∈Z).∴ a+b=2(k1+k2)+1.又∵ k1+k2∈Z,∴ a+b∈B,a+bA.
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