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1.1 集合的概念
1.2 集合间的基本关系
第一章 集合与常用逻辑用语
目录
一、知识讲解
二、小结
三、练习
1.1 集合的概念
一、知识讲解
看下面的例子:
(1)1~10 之间的所有偶数;
(2)立德中学今年入学的全体高一学生;
(3)所有的正方形;
(4)到直线 l 的距离等于定长 d 的所有点;
(5)方程 x2-3x+2=0 的所有实数根;
(6)地球上的四大洋.
左面的例(3)到例(6)也都能组成集合吗?它们的元素分别是什么?
?
思考
1.元素和集合的含义
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).
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.
只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的.
例如 “1~10之间的所有偶数”构成一个集合,2,4,6,8,10 是这个集合的元素,1,3,5,7,9,··· 不是它的元素;“较小的数”不能构成集合,因为组成它的元素是不确定的.
一、知识讲解
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.
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 中的元素,就说 a 不属于(not belong to)集合 A,记作 a∈A.
例如 若用 A 表示前面例(1)中“1~10 之间的所有偶数”组成的集合,则有 4∈A,3∈A,等等.
2.元素、集合及其关系的表示
一、知识讲解
数学中一些常用的数集及其记法
全体非负整数组成的集合称为非负整数集(或自然数集),记作 N;
全体正整数组成的集合称为正整数集,记作 N* 或 N+;
全体整数组成的集合称为整数集,记作 Z;
全体有理数组成的集合称为有理数集,记作 Q;
全体实数组成的集合称为实数集,记作 R.
一、知识讲解
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.
例1 用列举法表示下列集合:
(1)小于 10 的所有自然数组成的集合;
(2)方程 x2=x 的所有实数根组成的集合.
解:(1)设小于 10 的所有自然数组成的集合为 A,那么
A={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}.
(2)设方程 x2=x 的所有实数根组成的集合为 B,那么
B={0,1}.
3.集合的表示:列举法
一、知识讲解
一般地,设 A 是一个集合,我们把集合 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.
你能用这样的方法表示奇数、偶数集及有理数集吗?
?
思考
4.集合的表示:描述法
一、知识讲解
一、知识讲解
集合的概念
元素
集合的含义
集合的表示
属于
不属于
列举法
描述法
关系
二、小结
三、练习
3.用适当的方法表示下列集合:
(1)由方程 x2-9=0 的所有实数根组成的集合;
(2)一次函数 y=x+3 与 y=-2x+6 图象的交点组成的集合;
(3)不等式 4x-5<3 的解集.
答案:(1){-3,3}.
(2){(1,4)}.
(3){x | x<2}.
三、练习
4.把下列集合用另一种方法表示出来:
(1){2,4,6,8,10};
(2)由 1,2,3 这三个数字抽出一部分或全部数字(没有重复)所组成的一切自然数;
(3){x∈N | 3<x<7};
(4)中国古代四大发明.
答案:(1){x | x=2k,k= 1,2,3,4,5}.
(2){1,2,3,12,21,13,31,23,32,123,132,213,231,312,321}.(3){4,5,6}.(4){指南针,活字印刷,造纸术,火药}.
三、练习
1.2 集合间的基本关系
我们知道,两个实数之间有相等关系、大小关系,如 5=5,5<7,5>3,等等.两个集合之间是否也有类似的关系呢?
观察下面几个例子,类比实数之间的相等关系、大小关系,你能发现下面两个集合之间的关系吗?
(1)A={1,2,3},B={1,2,3,4,5};
(2)C 为立德中学高一(2)班全体女生组成的集合,D 为这个班全体学生组成的集合;
(3)E={x | x 是两条边相等的三角形},F={x | x 是等腰三角形}.
观察
一、知识讲解
1.子集的含义
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,就称集合 A 为集合 B 的子集(subset),记作
A B(或 B A ),
读作“A 包含于 B”(或“B 包含 A”).
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.
A
B
一、知识讲解
与实数中的结论“若 a≥b,且 b≥a,则 a=b”相类比,你有什么体会?
?
思考
一般地,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,那么集合 A 与集合 B 相等,记作 A=B.
也就是说,若 A B,且 B A,则 A=B.
一、知识讲解
1.子集的含义
你能举出几个空集的例子吗?
?
例如 在(1)中,A B,但 4∈B ,且 4∈A,所以集合 A 是集合 B 的真子集.
例如 方程 x2+1=0 没有实数根,所以方程 x2+1=0 的实数根组成的集合中没有元素.
2.真子集与空集的含义
一、知识讲解
如果集合 A B,但存在元素 x∈B,且 x∈A,就称集合 A 是集合 B 的真子集(proper subset),记作
A B(或 B A).
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集(empty set)记为 ,并规定:空集是任何集合的子集.
≠
包含关系 {a} A 与属于关系 a∈A有什么区别?试结合实例作出解释.
?
思考
(1)任何一个集合是它本身的子集,即
A A;
(2)对于集合 A,B,C,如果 A B,且 B C,那么 A C.
3.集合之间的基本关系
一、知识讲解
例1 写出集合 {a,b} 的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
解:集合 {a,b} 的所有子集为 ,{a},{b},{a,b}.真子集为 ,{a},{b}.
例2 判断下列各题中集合 A 是否为集合 B 的子集,并说明理由:
(1)A={1,2,3},B={x | x 是 8 的约数};
(2)A={x | x 是长方形},B={x | x 是两条对角线相等的平行四边形} .
解:(1)因为 3 不是 8 的约数,所以集合 A 不是集合 B 的子集.
(2)因为若 x 是长方形,则 x 一定是两条对角线相等的平行四边形,所以集合 A 是集合 B 的子集.
一、知识讲解
集合间的基本关系
包含
相等
子集
真子集
二、小结
1.写出集合 {a,b,c} 的所有子集.
答案: ,{a},{b},{c},{a,b},{b,c},{a,c},{a,b,c}.
2.用适当的符号填空:
(1)a_____{a,b,c}; (2)0_____{x | x2=0};
(3) _____{x∈R | x2+1=0};(4){0,1} _____N;
(5){0}_____{x | x2=x}; (6){2,1} _____{x | x2-3x+2=0}.
答案:(1)∈.(2)∈.(3)=.(4) .(5) .(6)=.
三、练习
3.判断下列两个集合之间的关系:
(1)A={x | x<0},B={x | x<1} ;
(2)A={x | x=3k,k∈N},B={x | x=6z,z∈N} ;
(3)A={x∈N+ | x 是 4 与 10 的公倍数},B={x | x=20m,m∈N+} .
答案:(1)A B.(2)B A.(3)A=B.
三、练习
4.指出下列各集合之间的关系,并用 Venn 图表示:
A={x | x 是四边形},B={x | x 是平行四边形},
C={x | x 是矩形},D={x | x 是正方形}.
答案:D C B A.
A
D
C
B
三、练习
5.举出下列各集合的一个子集:
(1)A={x | x 是立德中学的学生};
(2)B={x | x 是三角形};
(3)C={0};
(4)D={x∈Z | 3<x<30} .
答案:答案不唯一,举出符合题意的一个子集即可.
三、练习
谢谢观看