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  • 2021-06-15 发布

北师版高中数学必修一第2讲:集合的关系与运算(教师版)

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1 集合的关系与运算 __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 1、 掌握两个集合之间的包含关系和相等关系,能识别给定集合的子集。 2、 了解空集的含义与性质。 3、 理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集。 4、 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。 一、子集: 一般地,对于两个集合 A 与 B ,如果集合 A 的任何..一个元素都是集合 B 的元素,我们就说集合 A 包含于集合 B ,或集合 B 包含集合 B 。 记作: ABBA  或 , 读作: A 包含于 B 或 B 包含 A 。 特别提醒:1、“ A 是 B 的子集”的含义是:集合 A 的任何..一个元素都是集合 B 的元素,即由 x A , 能推出 x B 。如:   1, 1 1,0,1,2   ;   深圳人 中国人 。2、当“ A 不是 B 的子集”时, 我们记作:“  A B B A  或 ”,读作:“ A 不包含于 B ,(或 B 不包含 A )”。如:   1,2,3 1,3,4,5 。 3、任何集合都是它本身的子集。即对于任何一集合 A ,它的任何一个元素都属于集合 A 本身,记 作 A A 。4、我们规定:空集是任何集合的子集,即对于任一集合 A ,有 A  。5、在子集的 定义中,不能理解为子集 A 是集合 B 中部分元素组成的集合。因为若 A  ,则 A 中不含有任何元 素;若 A = B ,则 A 中含有 B 中的所有元素,但此时都说集合 A 是集合 B 的子集。 二、集合相等: 一般地,对于两个集合 A 与 B ,如果集合 A 的任何..一个元素都是集合 B 的元素,同时集合 B 的 任何..一个元素都是集合 A 的元素,我们就说集合 A 等于集合 B ,记作 A = B 。 特别提醒:集合相等的定义实际上给出了我们判断或证明两个集合相等的办法,即欲证 A B , 只需证 A B 与 B A 都成立即可。 三、真子集: 对于两个集合 A 与 B ,如果 BA  ,并且 BA  ,我们就说集合 A 是集合 B 的真子集, 记作:A B 或 B A, 读作 A 真包含于 B 或 B 真包含 A 2 特别提醒:1、空集是任何非空集合的真子集。2、对集合 A , B ,C ,如果 A B , B C , 那么 A C 。3、两个集合 A 、 B 之间的关系: A B A B B A A B A B A B A B A B                   且 四、并集: 1、并集的概念: 一般地,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。 记作:A  B,读作: A 并 B 。 符号语言表达式为: A  B  x x A x B  ,或 。 韦恩(Venn)图表示,如右图(阴影部分) 如:{1,2,3,6}  {1,2,5,10}={1,2,3,5,6,10}。 特别提醒:(1)定义中“或”字的意义:用“或”字连接的并列成份之间不一定是互相排斥的。 “ x A x B ,或 ” 这 一 条 件 包 含 下 列 三 种 情 况 : x A x B ,但 ; x B x A ,但 ; x A x B ,且 。(2)对于 A  B  x x A x B  ,或 ,不能认为是由 A 的所有元素和 B 的所 有元素组成的集合,因为 A 与 B 可能有公共元素,所以上述看法,从集合元素的互异性看是错误的。 2、并集的性质: (1) ,A B A A B B   ; (2)A A A ; (3)A A  ; (4)A B B A  。 3、讨论两集合在各种关系下的并集情况: (1)若 A B ,则 A B B ,如图①; (2)若 B A ,则 A B A ,如图②; ① ② ③ (3)若 A B ,则 A B A ( A B B ),如图③; (4)若 A 与 B 相交,则 A B  图④中的阴影部分; (5)若 A 与 B 相离,则 A B  图⑤中的阴影部分。 ④ ⑤ 五、交集: 1、交集的概念: 一般地,由所有属于 A 且属于 B 的元素所组成的集合,叫做 A 与 B 的交集。 记作: A  B ;读作: A 交 B 。 符号语言表达式为: A  B  x x A x B  ,且 韦恩(Venn)图表示,如右图(阴影部分): 如:{1,2,3,6}  {1,2,5,10}={1,2}. 特别提醒:对于 A  B  x x A x B  ,且 ,是指 A  B 中的任一元素都是 A 与 B 的公共 元素,同时这些公共元素都属于 A  B 。还有并不是任何两个集合总有公共元素,当集合 A 与集合 B 没有公共元素时,不能说 A 与 B 没有交集,而是 A  B   。 2、交集的运算性质: (1) ,A B A A B B   ;(2) A A A ;(3) A    ;(4) A B B A  。 3 3、讨论两集合在各种关系下的交集情况: (1)若 A B ,则 A B A ,如图①; (2)若 B A ,则 A B B ,如图②; ① ② ③ (3)若 A B ,则 A B A ( A B B ),如图③; (4)若 A 与 B 相交,则 A B  图④中的阴影部分; (5)若 A 与 B 相离,则 A B   ,如图⑤。 ④ ⑤ 六:全集与补集: 1、全集的概念: 如果一个给定的集合含有我们所要研究的各个集合的全部元素,这个集合就可以看作一个全集, 全集通常用U 表示。 2、补集的概念: 一般地,设U 是一个集合, A 是U 的一个子集(即 A U ),由U 中所有不属于 A 的元素组 成的集合,叫做U 中子集 A 的补集(或余集)。 记作:∁UA;读作: A 在U 中的补集; 符号语言表达式为:∁UA  ,x x U x A  且 ; 韦恩(Venn)图表示,如右图(阴影部分): 类型一 子集、真子集的概念 例 1:已知集合 M 满足{1,2} ⊆ M {1,2,3,4,5},求所有满足条件的集合 M. 解析:由条件知,集合 M 中一定有元素 1,2,可能含有 3,4,5 中的部分数.故满足条件的集合 M 可以是:{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5} 答案:{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5} 练习 1:写出满足{3,4} P ⊆ {0,1,2,3,4}的所有集合 P. 答案:{0,3,4},{1,3,4},{2,3,4},{0,1,3,4},{0,2,3,4},{1,2,3,4},{0,1,2,3,4}. 练习 2: (2014~2015 学年度重庆一中高一上学期期中测试)以下表示正确的是( ) A.∅=0 B.∅={0} C.∅∈{0} D.∅ ⊆ {0} 答案:D 类型二 集合相等关系的应用 例 2:已知集合{x2,x+y,0}={x,y x ,1},求 x2 015+y2 015 的值为________. 解析:由题意知,0∈{x,y x ,1}, 又∵x≠0,∴y=0. ∴集合{x2,x+y,0}={x2,x,0}. 又 1∈{x2,x,0},且 x≠1,∴x2=1,∴x=-1. 故 x2 015+y2 015=(-1)2 015+02 015=-1. 答案:-1 练习 1:已知集合 A={2,a,b},集合 B={2a,2,b2},若 A=B,求 a、b 的值. 4 答案: a=0 b=1 或 a=1 4 b=1 2 . 练习 2:将下列两集合相等的组的序号填在横线上 。 1     2 , , 2 1 ,P x x n n Z Q x x n n Z       ; 2    2 1, , 2 1,P x x n n N Q x x n n N         3    2 1 10 , ,2 n P x x x Q x x n Z              答案:①③ 类型三 由集合关系求参数取值范围 例 3:已知集合 A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-16}.