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第一章 集合与常用逻辑用语
1.1 集合的概念
明确目标 发展素养
1.通过实例了解集合的含义. 2.理解元素与集合的属于关系. 3.掌握常用的数集及其记法. 4.掌握集合的两种表示方法. 1.通过学习集合的概念,逐步形成数学抽象素养.
2.借助集合中元素的互异性的应用,培养逻辑推理素养.
3.借助描述法转化为列举法时的运算,培养数学运算素养.
知识点一 元素与集合
(一)教材梳理填空
1.元素与集合的含义:
定义 表示
元素 一般地,把 统称为元素 通常用小写拉丁字母a,b,c,…表示集合中的元素
集合 把一些元素组成的 _____ 叫做集合,简称为 ___ 通常用大写拉丁字母A,B,C,…表示集合
研究对象
总体
集
2.集合中元素的特性: 、互异性和无序性.
3.集合相等:只要构成两个集合的元素是 的,我们就称这两个集合是相等的.
4.集合的分类:
根据集合中元素的个数可以将集合分为有限集和无限集.
当集合中元素的个数有限时,称之为有限集;当集合中元素的个数无限时,称之为无限集.
确定性
一样
(二)基本知能小试
1.判断正误:
(1)立德中学今年入学的爱好数学的学生可以组成一个集合. ( )
(2)元素1,2,3和元素3,2,1组成的集合是相等的. ( )
(3)单词“Good”的构成字母组成的集合中有4个元素. ( )
答案:(1)×(2)√(3)×
2.下列能构成集合的是 ( )
A.中央电视台著名节目主持人
B.我市跑得快的汽车
C.上海市所有的中学生
D.香港的高楼
解析:A、B、D?中研究的对象不确定,因此不能构成集合.
答案:C
3.若以方程x2-3x+2=0和x2-5x+6=0的所有解为元素组成集合A,则A中元素的个数为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析: 方程x2 - 3x +2=0的解为1,2,方程x2 -5x+6=0的解为2,3由于两方程有相同的解2,在集合中作为1个元素,故A中有3个元素,故选C?.
答案:C
知识点二 元素与集合的关系及常用数集
(一)教材梳理填空
1.元素与集合的关系:
关系 概念 记法
a属于集合A 如果a是集合A的元素,就说a _____集合A _____
a不属于集合A 如果a不是集合A中的元素,就说a 集合A _____
属于
a∈A
不属于
a A
2.常用数集及符号表示:
[微思考] N与N*有何区别?
提示:N*是所有正整数组成的集合,而N是由0和所有的正整数组成的集合,所以N比N*多一个元素0.
名称 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集
记法 _________ ___ __ ___ ___ ___
N
N*或N+
Z
Q
R
知识点三 集合的表示方法
(一)教材梳理填空
1.列举法:
把集合的所有元素 出来,并用花括号“{}”括起来表示集合的方法叫做 _______ .
2.描述法:
一般地,设A是一个集合,我们把集合A中所有具有 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 .
一一列举
列举法
共同特征
描述法
[微思考]
(1)不等式x-3<4的解集中的元素有什么共同特征?
(2)如何用描述法表示不等式x-2<3的解集?
提示:(1)元素的共同特征为x∈R,且x<7.
(2){x|x<5,x∈R}.
(二)基本知能小试
1.判断正误:
(1)一个集合可以表示为{a,b,a,c}. ( )
(2)集合{-3,1}与集合{(-3,1)}表示同一个集合. ( )
(3){x∈R|x>1}={y∈R|y>1}. ( )
答案:(1)×(2)×(3)√
2.方程x2-1=0的所有解组成的集合用列举法表示为 ( )
A.{x2-1=0} B.{x∈R|x2-1=0}
C.{-1,1} D.以上都不对
解析:解方程x2-1=0得x=±1,故方程x2-1=0的解集为{-1,1}.
答案:C
3.由大于-1且小于5的所有自然数组成的集合用列举法表示为____________,用描述法表示为___________.
解析:大于-1小于5的自然数有0,1,2,3,4.故用列举法表示集合为{0,1,2,3,4}.用描述法表示可用x表示代表元素,其满足的条件是x∈N,且-1<x<5.故用描述法表示集合为{x∈ N |-1<x<5}.
答案:{0,1,2,3,4} {x∈N|-1<x<5}
题型一 集合的概念及特征
【学透用活】
准确认识集合的含义
描述性 “集合”是一个原始的不加定义的概念,它同平面几何中的“点”“线”“面”等概念一样都只是描述性的说明
整体性 集合是一个整体,暗含“所有”“全部”“全体”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总体
广泛性 现实生活中我们看到的、听到的、闻到的、触摸到的、想到的各种各样的事物或一些抽象的符号等,都可以看作“对象”,即集合中的元素
[典例1] 下列对象能构成集合的是 ( )
A.高一年级长得帅的学生
B.sin 30°,sin 45°,cos 60°,1
C.全体很大的自然数
D.平面内到△ABC三个顶点距离相等的所有点
[解析] 由于帅与很大没有一个确定的标准,因此A、C不能构成集合;B中sin 30°=cos 60°,不满足互异性;D满足集合的三要素.故选D.
[答案] D
[方法技巧]
判断元素能否构成集合,关键在于是否有一个明确的客观标准来衡量这些对象,即看这些元素是否具有确定性.同时注意互异性和无序性.如果条件满足就可以断定这些元素可以构成集合,否则就不能构成集合.
提醒:注意集合元素的互异性,相同的元素在集合中只能出现一次.
【对点练清】
1.(多选)下列对象能构成集合的是 ( )
A.某市拥有小轿车的家庭
B.2020年高考数学试卷中的难题
C.所有的有理数
D.绝对值大于5的实数
解析:根据集合的概念,B选项中的“难题”标准不明确,不满足集合中元素的确定性,显然A、C、D选项中都能构成集合.故选ACD.
答案:ACD
题型二 元素与集合的关系
【学透用活】
元素与集合的关系解读
唯一性 a∈A与a A取决于a是不是集合A中的元素,只有属于和不属于两种关系
方向性 符号“∈”“ ”具有方向性,左边是元素,右边是集合
[方法技巧]
解决元素与集合的关系问题的策略
(1)判断一个元素是不是某个集合的元素,关键是判断这个元素是否具有这个集合中元素的共同特征.
(2)要熟练掌握R,Q,Z,N, N *表示什么数集.
(3)解决比较复杂的集合问题时要充分利用集合满足的性质,运用转化思想,将问题等价转化为比较熟悉的问题解决.
2.设集合D是由满足y=x2的所有有序实数对(x,y)组成的,则-1________D,(-1,1)________D.(用符号“ ”或“∈”填空)
解析:-1不是有序实数对,∴-1 D.(-1,1)满足y=x2,∴(-1,1)∈D.
答案: ∈
题型三 集合的表示
【分类例析】
角度(一) 用列举法表示集合
[典例3] 用列举法表示下列集合:
(1)不大于10的所有非负偶数组成的集合A;
(2)小于8的所有质数组成的集合B;
(3)方程2x2-x-3=0的所有实数根组成的集合C;
(4)一次函数y=x-3与y=-2x-6的图象的交点组成的集合D.
[方法技巧]
用列举法表示集合的3个步骤
(1)求出集合的元素.
(2)把元素一一列举出来,且相同元素只能列举一次.
(3)用花括号括起来.
提醒:二元方程组的所有实数解组成的集合、函数图象上的所有点构成的集合都是点的集合,一定要写成实数对的形式,元素与元素之间用“,”隔开,如{(2,3),(5,-1)}.
角度(二) 用描述法表示集合
[典例4] 用描述法表示下列集合:
(1)函数y=-2x2+x图象上的所有点组成的集合;
(2)不等式2x-3<5的所有解组成的集合;
(3)被3除余数等于1的所有正整数组成的集合;
(4)3和4的所有正的公倍数组成的集合.
[解] (1)函数y=-2x2+x图象上的所有点组成的集合可表示为{(x,y)|y=-2x2+x}.
(2)不等式2x-3<5的所有解组成的集合可表示为{x|2x-3<5},即{x|x<4}.
(3){x|x=3n+1,n∈N}.
(4)3和4的最小公倍数是12,因此3和4的所有正的公倍数组成的集合是{x|x=12n,n∈N*}.
[方法技巧]
1.描述法表示集合的2个步骤
(1)写代表元素:分清楚集合中的元素是点或是数还是其他的元素.
(2)明确元素的特征:将集合中元素所具有的公共特征写在竖线的后面.
2.用描述法表示集合的注意点
(1)若需要多层次描述属性,可选用“且”“或”连接.
(2)若描述部分出现元素记号以外的参数,则要说明参数的含义或指出参数的取值范围.
(4)集合的代表元素是点,可用描述法表示为{(x,y)|x<0且y>0}.
(5)二次函数y=x2+2x-10的图象上所有的点组成的集合中,代表元素为点(x,y),其中x,y满足y=x2+2x-10,由于点有无数个,则用描述法表示为{(x,y)|y=x2+2x-10}.
(6)二次函数y=x2+2x-10的图象上所有点的纵坐标组成的集合中,代表元素为y,是实数,故可用描述法表示为{y|y=x2+2x-10}.
【课堂思维激活】
一、综合性——强调融会贯通
1.已知集合A中含有3个元素1,x,x2-2x,且3∈A,求x的值.以下是小明同学给出的解题过程:
解:∵3∈A,∴x=3或x2-2x=3,
解得x=-1或3.
∴x的值为-1或3.
分析以上解题过程,你能找出错误之处吗?请写出正确的解题过程.
提示:没有对求得的值进行互异性检验从而产生增根.
正解如下:
∵A中含有3个元素且3∈A,∴x=3或x2-2x=3.
当x=3时,x2-2x=3=x,不满足互异性,故x≠3.
当x2-2x=3时,解得x=-1或x=3(舍去).
当x=-1时,A={-1,1,3}符合题意.
综上,x的值为-1.
二、应用性——强调学以致用
2.甲、乙两人同时参加一次数学测试,共有10道选择题,每题均有4个选项,答对得3分,答错或不答得0分.甲和乙都解答了所有的试题,经比较,他们只有1道题的选项不同,如果甲最终的得分为27分,那么乙的所有可能的得分值组成的集合为________.
解析:∵甲最终的得分为27分,∴甲答对了10道题目中的9道.∵甲和乙都解答了所有的试题,∴甲必然有一道题目答错了,不妨设为第一题.
∵甲和乙只有1道题的选项不同,如果是第一道题,则乙可能答错,也可能答对,此时乙可得27分或30分.
如果是第一道题以外的一个题目,则乙一定答错,而第一道题两人选项相同,则乙也一定答错,此时乙可得24分.
综上,乙的所有可能的得分值组成的集合为{24,27,30}.
答案:{24,27,30}
三、创新性——强调创新意识和创新思维