北师大版 (2019)必修 第一册第一章 预备知识1 集合1.3 集合的基本运算第2课时教案

这是一份北师大版 (2019)必修 第一册第一章 预备知识1 集合1.3 集合的基本运算第2课时教案，共8页。教案主要包含了问题导入，探究新知，初步应用，归纳总结，目标检测设计等内容，欢迎下载使用。


教学目标
1．掌握交集、并集、补集的定义及其符号表示，熟练进行交集、并集、补集的运算；熟练运用Venn图、数轴等进行运算；掌握交集、并集、补集的运算性质及综合应用．
2．灵活运用集合的符号语言表示有关数学对象，读懂、会用抽象的数学符号（数学语言）进行数学表达和运算，提升学生的数学抽象能力和概括能力，同时培养学生良好的思维习惯和规范的书写习惯．
教学重难点
重点：全集、补集的含义．
难点：补集的含义，利用Venn图解决一些与集合运算有关的问题．
课前准备
PPT课件．
教学过程
一、问题导入
问题1：上一节课学习了交集和并集，请你默写定义，并用符号语言和图形语言表示．集合的并集是类比了实数的加法运算，实数也有减法运算，那么集合是否也可以“相减”呢？如集合A＝{1，2，3}，B＝{3}，则集合A“减去”集合B应该是什么呢？请写出你的猜想．
师生活动：学生先默写，之后互相检查，再写出猜想，以小组交流，教师适时引导．
设计意图：通过回顾并集概念，寻找集合运算与实数运算之间的相似性，为类比引入补集做好铺垫．
二、探究新知
问题2：小学到初中，数的研究范围逐步地由自然数到整数，再到有理数，引进无理数后，数的研究范围扩充到实数．思考下面两个集合中元素是否相同？为什么？
A＝{x∈Q|(x－1)(x2－2)＝0}；B＝{x∈R|(x－1)(x2－2)＝0}．
师生活动：学生独立完成，之后展示交流，教师补充．
预设的答案：两个集合中的元素不相同．原因如下：
A＝{x∈Q|(x－1)(x2－2)＝0}＝{1}；
B＝{x∈R|(x－1)(x2－2)＝0}＝{1，，－}．
教师讲解：在不同范围研究同一个问题，可能有不同的结果，如上述方程(x－1)(x2－2)＝0的根在不同数集范围下是不同的．因此，在研究问题时，经常要确定研究对象的范围．即：
一般地，如果一个集合含有所研究问题中涉及的所有元素，那么就称这个集合为全集（universe set），通常记作U．
设计意图：利用已有的知识类比学习新知识，学生容易接受，举例说明让学生体会到在研究对象时，确定研究范围的重要性．
追问1：你能再举出几个全集的例子吗？
师生活动：学生举例，展示交流，教师补充．
预设的答案：上操站队时，全校学生构成的集合是全集；班主任分配宿舍时，我班所有学生构成的集合就是全集；参加学校运动会按班级报参赛项目时，我班的运动员构成的集合就是全集．
设计意图：通过举例，让学生初步理解全集的概念．
问题3：阅读教材第10页，什么是补集？默写定义．在问题1中，你的猜想正确吗？有哪些值得肯定之处？
师生活动：学生阅读课本获得定义，并通过比较发现自己的猜想与教科书中定义的一致之处，以及不同之处．
预设的答案：在学生默写的基础上教师修正，给出答案（如图1）．
图1
自然语言
符号语言
图形语言
对于一个集合A，由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集，简称为集合A的补集，记作（读作“集合A在全集U中的补集”）
设计意图：阅读获得定义，默写记忆定义，并通过比较，肯定学生猜想中的合理之处，激发学生的兴趣．
问题4：学习了集合的三种运算，它们之间有哪些异同，你是如何区别的？
师生活动：学生先独立梳理，再展示交流，教师设计表格帮助学生进行整理．
预设的答案：
设计意图：集合的三种运算（并集、交集、补集）的定义相近，符号语言表示相似，易混淆，通过将三者放在一起对比，异同点一目了然，帮助学生进一步理解概念．
问题5：定义了一种运算之后，为简便计算会研究其运算律．回忆一下并集、交集运算律有哪些？通过类比猜想补集运算有哪些运算律？
师生活动：学生思考交流，教师给出如下提示：
A∪（CUA）＝________，A∩（CUA）＝________，CU（CUA）＝________．（其中U为全集）
预设的答案：
A∪（CUA）＝U，A∩（CUA）＝，CU（CUA）＝A．（其中U为全集）
设计意图：通过类比并集、交集的运算律，探索发现补集的运算律．
三、初步应用
例7.设全集， QUOTE ， QUOTE ，求 QUOTE ．
师生活动：学生独立完成之后展示交流．
预设的答案：
解：依题意知
所以

例8.设全集 QUOTE ，求：
(1) QUOTE ； (2)；
(3)； (4)；
师生活动：学生观察思考，教师指导点评，板书解答过程.
预设的答案：
解：在数轴上表示出集合 QUOTE A， QUOTE B，则
(1) QUOTE ；
(2)， QUOTE ；
(3)；
(4) QUOTE ．
设计意图：巩固集合的基本运算，规范解答过程.
追问：通过例8，可以得到什么规律？
师生活动：教师引导学生通过观察Venn图理解公式．
★资源名称：【数学探究】德摩根定律
★使用说明：本资源为《德摩根定律》知识探究，通过交互式动画的方式，运用了本资源，可以吸引学生的学习兴趣，增加教学效果，提高教学效率.适用于德摩根定律的教学，供教师备课和授课使用.
注：此图片为“动画”缩略图，如需使用资源，请于资源库调用．
预设的答案：=；=
问题6：小组合作讨论，解决教材第9页思考交流，并总结你获得了什么求解经验？
师生活动：学生观察总结，展示交流，师生完善补充．
预设的答案：求解的依据是定义．对于用列举法给出的集合，可直接观察或借助于Venn图写出结果．对于用描述法给出的集合，首先明确集合中的元素，其次将两个集合化为最简形式；对于连续的数集常借助数轴表示结果，此时要注意数轴上方所有“线”下面的实数组成了并集，数轴上方“双线”(即公共部分)下面的实数组成了交集，要注意端点是否在集合中．
设计意图：通过应用加深对概念的理解，并提升数学运算素养．
【课堂练习一】
（1）设集合U＝{1，2，3，4，5，6}，M＝{1，2，4}，则＝（ ）
A．U B．{1，3，5} C．{3，5，6} D．{2，4，6}
（2）设全集U＝R，集合A＝{x|2＜x≤5}，则＝________．
师生活动：学生独立完成之后展示交流．
预设的答案：
（1）C；
（2）{x|x≤2，或x＞5}；
设计意图：巩固补集的基本概念.
【课堂练习二】
（3）设集合A＝{1，2，6}，B＝{2，4}，C＝{x∈R|－1≤x≤5}，则(A∪B)∩C＝（ ）
A．{2} B．{1，2，4}
C．{1，2，4，6} D．{x∈R|－1≤x≤5}
（4）设全集为R，A＝{x|3≤x＜7}，B＝{x|2＜x＜10}，则CR(A∪B)＝________，(CRA)∩B＝________．
师生活动：学生独立完成之后展示交流．
预设的答案：
（3）B；
（4）{x|x≤2，或x≥10}，{x|2＜x＜3，或7≤x＜10}
解：把全集R和集合A，B在数轴上表示如下：
图2
由图2知，A∪B＝{x|2＜x＜10}．
∴CR(A∪B)＝{x|x≤2，或x≥10}．
∵CRA＝{x|x＜3，或x≥7}．
∴(CRA)∩B＝{x|2＜x＜3，或7≤x＜10}．
设计意图：巩固集合的基本运算．
例9 设U＝R，集合A＝{x|x2＋3x＋2＝0}，B＝{x|x2＋(m＋1)x＋m＝0}，若(CUA)∩B＝，则m＝__________．
问题7：本题中两个集合可否化简？集合B化简之后有几种情况？待求解的问题是否可以化简？
师生活动：学生根据问题6的引导，对题目进行化简，教师引导学生对集合B要分类讨论写出其化简后的情况．然后再对化简后的问题进行求解就比较容易了．
解：A＝{－2，－1}，由(CUA)∩B＝，得B⊆A．
∵方程x2＋(m＋1)x＋m＝0的判别式Δ＝(m＋1)2－4m＝(m－1)2≥0，∴B≠．
∴B＝{－1}或B＝{－2}或B＝{－1，－2}．
①若B＝{－1}，则m＝1；
②若B＝{－2}，则应有－(m＋1)＝(－2)＋(－2)＝－4．
且m＝(－2)·(－2)＝4，这两式不能同时成立，∴B≠{－2}；
③若B＝{－1，－2}，则应有－(m＋1)＝(－1)＋(－2)＝－3，且m＝(－1)·(－2)＝2，由这两式得m＝2．
经检验知m＝1和m＝2符合条件．∴m＝1或2．
设计意图：通过两个集合的运算，转化为两个集合间的关系，利用学生熟悉的一元二次方程根的情况，分类讨论求解，培养学生分析问题的能力，提升数学运算素养．
四、归纳总结、布置作业
问题8：本节课你有哪些收获？可以从以下几方面思考：
（1）两个集合间的基本运算有哪些？
（2）求解集合运算问题，你获得了哪些经验？
师生活动：相互讨论、概括总结．
预设的答案：（1）略；
（2）①集合中的元素若是离散的，一般采用什么方法；集合中的元素若是连续的实数，则用什么方法，此时要注意端点的情况．②已知集合的运算结果求参数，要注意检验参数的值是否满足题意，或者是否满足集合中元素的互异性．
设计意图：梳理总结，深化理解．
布置作业：教材11页课后练习第1，2，3，4题.
五、目标检测设计
1．设全集U＝{1，2，3，4，5，6}，A＝{1，2，3，4}，则CUA等于（ ）
A．{1，2，5，6} B．{5，6} C．{2} D．{1，2，3，4}
2．如图所示，阴影部分表示的集合是______________，全集是
_______________．
设计意图：第1，2题考查集合的全集集和补集的概念．
3．已知集合A，B均为全集U＝{1，2，3，4}的子集，且CU(A∪B)＝{4}，B＝{1，2}，则A∩（CUB）等于（ ）
A．{3} B．{4} C．{3，4} D．
4．设集合S＝{x|x＞－2}，T＝{x|－4≤x≤1}，则(CRS)∪T等于（ ）
A．{x|－2＜x≤1} B．{x|x≤－4}
C．{x|x≤1} D．{x|x≥1}
设计意图：第3，4题考查集合的运算的综合应用．
5. 若集合 QUOTE 中至多有1个元素，求实数的取值范围．
设计意图：第5题考查学生对本节课难点的掌握．
参考答案：
1．B
2．{7，9}，U＝{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}或写成 {n∈N|1≤n≤10}
3．A
4．C
5.集合是方程的解的集合，该方程当时为一元二次方程，“最多有1个解”的余集是“方程有2个不同的实数解”如果方程有2个实数解，则 QUOTE ，即 QUOTE ，解得所以方程最多有1个解的的取值范围是
∴ 满足题意的实数的取值范围是 QUOTE ．
语言
并集
交集
补集
自然语言
由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合
由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合
由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集
记法
A∪B
A∩B
记法读作
A并B
A交B
A在全集U中的补集
符号语言
A∪B＝{x|x∈A，或x∈B}
A∩B＝{x|x∈A，且x∈B}
＝{x∈U，且x∉A}
图形语言
集合关系
A、B可以是任意集合
A、B可以是任意集合
AU