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1.1
集合的概念
第一章
学习目标
1.通过实例,了解集合的含义,理解元素与集合的“属于”关系.
2.能选择自然语言、图形语言、符号语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受符号语言的意义和作用.
核心素养:数学运算、逻辑推理
什么是集合?什么是元素?
看下面的例子:
(1)1~10之间的所有偶数;
(2)卢老师所在初中今年入学的全体高一新生;
(3)所有的正方形;
(4)到直线M的距离等于定长d的所有点;
(5)方程的所有解;
(6)地球上的七大洲
2,4,6,8,10
全部正方形,无数个
点构成了直线
亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、南极洲、非洲、大洋洲
全部新生
一般地,我们把研究对象统称为元素,如(1)中的几个偶数2,4等;
把由元素组成的总体叫做集合(简称为集),如上面左侧的6个集合。
新知学习
什么是集合?什么是元素?
“对象”
集合中的“对象”所指的范围非常广泛,现实生活中我看到的、听到的、想到的、触摸到的事物和抽象的符号等等,都可以看做对象。比如数、点、图形、多项式、方程、函数、人等等、
“总体”
集合是一个整体,已暗含“所有”“全部”“全体”的含义,因此一些对象一旦组成集合,那么这个集合就是全体,而非个别对象了。
集合当中的元素有哪几种性质?
确定性
对于一个给定的集合,它的元素必须是确定的。也就是说,对于一个
已知的集合来说,某个元素在不在这个集合里,是确定的,要么在
,
要么不在,不能含糊其辞。比如“较小的数”就不能构成集合,因为
组成它的元素是不缺定的。
互异性
一个给定的集合当中的元素是互不相同的,即集合中的元素不会重复
出现
无序性
集合中的元素排列没有顺序之分,只要某两个集合当中的元素相同,
那么它们就是相等的集合。{1,2,3}和{3,2,1}是同样的集合
一般来说:
用大写拉丁字母A、B、C…等表示集合
用小写拉丁字母…等表示元素
元素与集合的关系:
如果是是集合A的元素,那么就说属于集合A,记作∈A;
如果是不是集合A的元素,那么就说不属于集合A,记作?A;
比如,3∈自然数集;4?奇数集
集合和元素怎么表示?它们之间有什么关系?
常用的数集比如自然数集怎么表示?
【自然数集】
全体自然数组成的集合,包括0,1,2…等,记作N,也叫非负整数集
【正整数集】
全体正整数组成的集合,记作N
或N+;
【整数集】
全体整数组成的集合,记作Z;
【有理数集】
全体有理数组成的集合,记作Q;
【实数集】
全体实数组成的集合,记作R;
以上数集之间的关系如图所示:
N
N
Z
Q
R
注意写法
从上面的例子可以看
出:我们可以用自然
语言来描述集合,还
可以用什么方法呢?
集合的3种表示方法之列举法
“地球上的四大洋”组成的集合可以表示为{大西洋,太平洋,北冰洋,印度洋};
“方程的所有实数根”组成的集合可以表示为{0,2}
像这样,把集合的元素一一列出来,并用花括号{}括起来表示集合的方法
叫做列举法。
【注意】
(1)花括号表示的是“所有”“整体”的含义,如实数集可以写成
{实数},但不能写成{实数集}{全体实数}{R}
(2)列举法表示集合时要注意:
①元素之间用逗号隔开;
②一个集合中的元素书写一般不考虑顺序
集合的3种表示方法之列举法
【问题】哪些集合适合用列举法表示呢?
(1)含有有限个元素且元素个数较少的集合
(2)元素较多,但是元素的排列呈现一定的规律,在不至于发生误解的情况
下,也可以列出几个元素作代表,其他元素用省略号表示,如自然数集
N可以表示为{0,1,2,…,n…}
(3)当集合所含元素属性特征不易表述时,用列举法比较方便,如
{}
集合的分类
【有限集】含有有限个元素的集合
【无限集】含有无限个元素的集合
用列举法表示下列集合
(1)小于8的所有自然数的集合;
(2)方程的所有实数根组成的集合.
【解】(1){0,1,2,3,4,5,6,7}
(2){-1,0}
注意:
由于集合具有无序性,所以第(1)题的答案可以有多种呈现方式,
如{1,2,4,5,6,0,7,3}等
典例剖析
集合的3种表示方法之描述法
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()的元素
所组成的集合表示为{
∈A|P()}
这种表示集合的方法称为描述法。例如,我们可以把奇数集表示为
{
∈Z|
=(∈Z)},偶数集表示为{
∈Z|
=(∈Z)};
把不等式的解集表示为{
∈R|
>3}
温馨提示:有时也用冒号或者分号代替竖线,写成
{
∈A:P()}或{
∈A;P()}
集合的3种表示方法之描述法
问题:用描述法表示集合需要注意什么问题?
(1)竖线前面表示的是集合的元素,{
|},
{
|},
{
|}分别是三个不同的集合.
(2)竖线后面写清元素满足的条件,一般是方程或者不等式.
(3)不能出现未说明的字母,如{}未说明的取值情况,故集合中的
元素不确定.
(4)所有描述内容都要写在花括号里面,如写法{
},∈Z不符合
要求,应改为{
,∈Z
}
(5)多层描述时,要准确适用“或”“且”等表示元素关系的词语,如
{|}
请用描述法表示下列集合:
(1)方程的所有实数根组成的集合A;
(2)由大于10而小于20的所有整数组成的集合B.
【解】(1)A={|
}
(2)B={∈Z|}
典例剖析
表示集合的三种方法各有什么特点?
自然语言是最基本的语言形式,使用范围广,但是具有多义性,有时难于表达。
列举法直观地体现了元素的个体,但是有局限性,多适用于元素个数较少的有限集。
描述法具有抽象概括、普遍性的特点,适用于元素共同特征明显的集合,有些集合元素没有明显的共同特征,则不能用描述法。
方程的解集
{1,-1}
{|
}
表示集合的三种方法各有什么特点?
列举法和描述法的转化
列举法表
示的集合
描述法表
示的集合
明确集合中元素的共同特征
找准代表元素,满足什么条件
描述法表
示的集合
列举法表
示的集合
分析集合中的元素及其特征
逐一列出集合中的元素
表示集合的三种方法各有什么特点?
几何语言及其他语言的关系及构成
形象化
具体化
自然语言
(通俗、易懂)
图形语言
(形象、直观)
集合语言
简介、抽象
文字化
抽象化
抽象化
形象化
文字语言
符号语言
图形语言
【①元素与集合关系的判断】
下列选项中是集合A={}中的元素的是(
)
A.
B.
C.
D.
【解】对于A,当时,,则;
,则,不满足题意
对于B,当时,,则;
,则,不满足题意
对于C,当时,,则;
,则,不满足题意
对于D,当时,,则;
,则,满足题意
D
题型训练
(1)若集合A中含有三个元素,且-3∈A,求
【解】①若,则,此时A={-3,-1,-4},满足题意
(2)若2?{|},求的取值范围
②若,则,此时,不满足题意
③若,则,时,A={-2,1,-3},满足题意;
时,由②知不满足题意;
【解】∵
2?{|},所以2不满足不等式,即,
即的取值范围为{|
≥2}
【②已知元素与集合的关系求参数】
题型训练
含有3个实数的集合既可以表示为{},又可以表示为{},则
的值是多少?
【解】由题意{}={},易知≠0且≠1,
则有=0且=1或=1,
若,则由得,经验证符合题意;
若,则,由得,不符合题意;
综上,
题型训练
【③由集合相等求参数】
随堂小测
1.考察对象能否构成一个集合,就是要看是否有一个确定的特征(或标准),依此特征(或标准)能确定任何一个个体是否属于这个总体,如果有,能构成集合,如果没有,就不能构成集合.
2.元素a与集合A之间只有两种关系:a∈A,a?A.
课堂小结
3.集合中元素的三个特性
(1)确定性:指的是作为一个集合中的元素,必须是确定的,即一个集合一旦确定,某一个元素属不属于这个集合是确定的.要么是该集合中的元素,要么不是,二者必居其一,这个特性通常被用来判断涉及的总体是否构成集合.
(2)互异性:集合中的元素必须是互异的,就是说,对于一个给定的集合,它的任何两个元素都是不同的.
(3)无序性:集合与其中元素的排列顺序无关,如由元素a,b,c与由元素b,a,c组成的集合是相等的集合.这个性质通常用来判断两个集合的关系.
4.在用列举法表示集合时应注意:
(1)元素间用分隔号“,”;
(2)元素不重复;
(3)元素无顺序;
(4)列举法可表示有限集,也可以表示无限集.若集合中的元素个数比较少,则用列举法比较简单;若集合中的元素较多或无限,但出现一定的规律性,在不发生误解的情况下,也可以用列举法表示.
5.在用描述法表示集合时应注意:
(1)弄清元素所具有的形式(即代表元素是什么),是数、还是有序实数对(点)、还是集合或其他形式;
(2)当题目中用了其他字母来描述元素所具有的属性时,要去伪存真(元素具有怎样的属性),而不能被表面的字母形式所迷惑.
谢
谢!第一章
集合与常用逻辑用语
1.1
集合的概念
第1课时
集合的含义
课标解读
课标要求
素养要求
1.通过实例,了解集合的含义
2.掌握集合中元素的三个特性.
3.理解元素与集合的属于关系,记住常用数集的表示符号并能运用.
1.数学抽象——能够判断给出的对象能否构成集合.
2.逻辑推理——会借助集合元素的互异性解题.
自主学习·必备知识
要点一
集合与元素的概念
1.一般地,我们把研究对象统称为元索,把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集).我们通常用大写拉丁字母①
,
,
,…
表示集合,用小写拉丁字母②
,
,
,…
表示集合中的元素.
2.集合相等:只要构成两个集合的元素是③
,我们就称这两个集合是相等的.
要点二
集合与元素间的关系
如果
是集合
的元素,就说a属于集合A,记作
;如果
不是集合4中的元素,就说a不属于集合A,记作
.
要点三
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
;
全体正整数组成的集合称为正整数集,记作
或
;
全体整数组成的集合称为整数集,记作
;
全体有理数组成的集合称为有理数集,记作④
;
全体实数组成的集合称为实数集,记作⑤
.
自主思考
1.班上高个子的同学能称为元素吗?
2.坐标平面内所有的点组成的集合为
,那么
,
都成立吗?
3.集合
与
或
有何区别?
4.
与
有何区别?
名师点睛
1.判断一组对象能否组成集合的关键是看该组对象是否有明确的标准,即给定的对象是“模棱两可”还是“确定无疑”.另外,元素可以是人、物、数、点、不等式、集合等.
2.集合中元素的特性
确定性、互异性、无序性.
3.常用数集关系网
互动探究·关键能力
探究点一
集合的概念
精讲精练
例
下列各组对象,能构成集合的是(
)
①中国各地最美的旅游景点;
②平面直角坐标系中横、纵坐标相等的点;
③不小于2021的自然数;
④2020年我校体育节中的金牌获得者.
A.③④
B.②③④
C.②③
D.②④
解题感悟
一般地,确认一组对象均不相同
能否构成集合的过程如下:
迁移应用
1.有下列各组对象:
①接近于0的数的全体;
②比较小的正整数的全体;
③平面直角坐标系上到点
的距离等于1的点的全体;
④直角三角形的全体.
其中能构成集合的个数是(
)
A.1
B.2
C.3
D.4
探究点二
元素与集合的关系
精讲精练
例
(1)下列所给关系正确的个数是(
)
①
;②
;③
;④
.
A.1
B.2
C.3
D.4
(2)已知集合
含有三个元素2,4,6,且当
时,有
,那么
为(
)
A.2
B.2或4
C.4
D.0
解题感悟
判断元素与集合关系的两种方法
1.直接法:
(1)使用前提:集合中的元素是直接给出的;
(2)判断方法:首先明确集合是由哪些元素构成的,然后判断该元素在已知集合中是否出现即可.
2.推理法:
(1)使用前提:集合中的元素不便直接表示的;
(2)判断方法:首先明确已知集合的元素具有什么共同特征,然后判断该元素是否满足集合中元素所具有的共同特征即可.
迁移应用
1.已知集合
中的元素
满足
,常数
,若
,
,则
的取值范围是
.
2.用符号“
”或“
”填空.
设集合
是所有满足方程
的有序数对
的集合,则-1
.
探究点三
集合中元素的特征及运用
精讲精练
例
已知集合
含有两个元素1和
,若
,求实数
的值.
解题感悟
由集合中元素的特性求解字母的取值(范围)的步骤
(1)求解:根据集合中元素的确定性,解出字母的取值(范围);
(2)检验:根据集合中元素的互异性,对解出的值进行检验;
(3)作答:写出符合题意的字母的取值(范围).
易错点拨
常因忘记验证集合中元素的互异性而失分.
迁移应用
1.(2020河南南阳高一检测)设集合
满足:若
,则
,且集合M中所有元素之和为
,
,则集合M中的元素个数为(
)
A.22
B.22或23
C.23
D.23或24
评价检测·素养提升
1.(2021安徽黄山高一期末)下列元素与集合的关系不正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
2.(多选)下列各项中,可以组成集合的是(
)
A.所有的正数
B.等于2021的数
C.接近于2021的数
D.不等于0的数
3.“
”中的字母构成一个集合,该集合的元素个数是(
)
A.5
B.6
C.7
D.8
4.有下列说法:
①
与
是同一个集合;
②
中的元素都是
中的元素;
③
中的元素都是
中的元素;
④
中的元素都是
中的元素.
其中正确的有
(填序号).
5.若集合
是由元素-1,3组成的集合,集合
是由方程
的解组成的集合,且
,求实数
,
.
课时评价作业
基础达标练
1.(2020海南东方八所中学高一月考)下列所给的对象能构成集合的是(
)
A.2021届的优秀学生
B.高一数学必修第一册课本上的所有难题
C.遵义四中高一年级的所有男生
D.比较接近1的全体正数
2.设集合
只含有一个元素a,则下列各式正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
3.(2020海南临高二中高一月考)下列关系中,正确的个数为(
)
①
;②
;③
;④
.
A.1
B.2
C.3
D.4
4.若以集合
中的四个元素
为边长构成一个四边形,则这个四边形可能是(
)
A.梯形
B.平行四边形
C.菱形
D.矩形
5.(2021湖北荆州高一检测)已知
,
是非零实数,代数式
的值组成的集合是
,则下列判断正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
6.(多选)下列说法中正确的有(
)
A.
中最小的数是1
B.若
,则
C.若
,
,则
的最小值是2
D.方程
的解构成的集合中有2个元素
7.若集合
中有两个元素-1和2,集合
中有两个元素
,
,若
与
相等,则
;
.
8.(2021广西南宁三中高一检测)已知集合
是由全体偶数组成的,集合
是由全体奇数组成的,若
,
,则
,
A(选填“
”或“
”).
9.已知集合
中含有两个元素
和
,若
,求实数
的值.
素养提升练
10.(2021山西新绛第二中学检测)已知集合
是方程
的解组成的集合,若
,则下列判断正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
11.(2020山东青岛高一期中)由实数
,
,
,
,
所组成的集合,其元素的个数最多为(
)
A.2
B.3
C.4
D.5
12.集合
中的元素
满足
,且
,则集合
中的元素为
.
13.(2020山东济宁第一中学高一月考,改编)已知集合
中含有三个实数,分别为
若
且
,则
.
创新拓展练
14.设集合
中含有三个元素3,
,
.
(1)求实数
应满足的条件;
(2)若
,求实数
的值.
方法感悟
(1)根据集合中元素的确定性,可以解出参数的所有可能值,再根据集合中元素的互异性对求得的参数值进行检验.
(2)利用集合中元素的互异性解题时,要注意分类讨论思想的应用.
第2课时
集合的表示法
课标解读
课标要求
素养要求
针对具体问题,能在自然语言和图形语言的基础上,用符号语言(列举法、描述法)刻画集合.
1.数学抽象——能够用简洁的语言准确地表述出研究对象.
2.数学运算——能够进行描述法与列举法之间的转化.
自主学习·必备知识
要点一
列举法
把集合的所有元素①
出来,并用花括号“{
}”括起来表示集合的方法叫做
.
要点二
描述法
一般地,设
是一个集合,我们把集合
中所有具有②
特征
的元素
所组成的集合表示为
,这种表示集合的方法称为
.
自主思考
1.分析列举法的优点与缺点各有哪些?
2.描述法的特点有哪些?
名师点睛
1.使用列举法表示集合的四个注意点
(1)元素间用“,”分隔开,其一般形式为
;
(2)元素不重复,满足元素的互异性;
(3)元素无顺序,满足元素的无序性;
(4)对于含有有限个元素且个数较少的集合,采取该方法较合适;若元素个数较多或有无限个且集合中的元素呈现一定的规律,在不会产生误解的情况下,也可以列举出几个元素作为代表,其他元素用省略号表示.
2.用描述法表示集合时的三个注意点
(1)用描述法表示集合,应先弄清楚集合中元素的属性,是数集、点集还是其他的类型.一般地,数集用一个字母代表其元素,而点集则用一个有序数对来表示其元素.
(2)用描述法表示集合时,若描述部分出现元素记号以外的字母,则需对新字母说明其含义或取值范围.
(3)多层描述时,应当准确使用“且”和“或”,所有描述的内容都要写在集合内.
互动探究·关键能力
探究点一
列举法的应用
精讲精练
例
用列举法表示下列集合:
(1)方程
的所有实数解组成的集合;
(2)直线
与
轴的交点所组成的集合;
(3)不大于8的正整数构成的集合;
(4)15的正约数组成的集合.
解题感悟
用列举法表示集合的步骤
(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.
注意:二元方程组的解集,函数图象上的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
.
迁移应用
1.用列举法表示下列集合:
(1)小于10的质数组成的集合
;
(2)方程
的实数根组成的集合
;
(3)直线
与直线
的交点组成的集合
D.
探究点二
描述法的应用
精讲精练
例
用描述法表示下列集合:
(1)比1大且比10小的实数组成的集合;
(2)不等式
的所有解组成的集合;
(3)到两坐标轴距离相等的点组成的集合;
(4)正奇数集
.
解题感悟
描述法的一般形式为
,其中的
表示集合中的代表元素,
指的是元素的取值范围;
则是表示这个集合中元素的共同特征,其中“
”将代表元素与其特征分隔开来.一般来说,集合中元素
的取值范围
需写明确,但若从上下文的关系看,
是明确的,则
可以省略,只写元素
.
迁移应用
1.用描述法表示下列集合:
(1)被3除余2的正整数组成的集合
;
(2)
;
(3)平面直角坐标系中第二象限内的点组成的集合
.
探究点三
集合表示方法的综合应用
精讲精练
例
集合
,若集合
中只有一个元素,求实数
的值组成的集合.
解题感悟
(1)若已知集合是用描述法给出的,读懂集合的代表元素及其属性是解题的关键.
(2)在学习过程中要注意数学思想的培养,如:数形结合思想、等价转化思想和分类讨论的思想.
迁移应用
1.已知集合
.
(1)若集合
中只有一个元素,求实数
的值;
(2)若集合
中至少有一个元素,求实数
的取值范围;
(3)若集合
中至多有一个元素,求实数
的取值范围.
评价检测·素养提升
课堂检测
1.下列四个集合中,不同于另外三个的是(
)
A.
B.
C.
D.
2.(多选)由大于-3且小于1的偶数所组成的集合是(
)
A.
B.
C.
D.
3.若
,
用列举法表示集合
为
.
4.图中阴影部分(含边界)所表示的点的集合用描述法表示为
.
5.给出下列说法:
①直角坐标平面内,第一、三象限的点组成的集合为
;
②方程
的解集为
;
③集合
与
是相等的.
其中正确的是
(填写所有正确说法的序号).
素养演练
1.数学抽象——描述法中点集与数集的区别
下面三个集合:
;
;
.
问:(1)它们是不是相同的集合?
(2)它们各自的含义是什么?
素养探究:对于描述法表示的集合,一看代表元素,如
表示数集,
表示点集;二看条件,即看代表元素满足什么条件(公共特性).同一集合,描述法表示可以不唯一,体现了数学抽象的核心素养.
迁移应用
1.(2021山东济南高一期末)下列集合与集合
相等的是(
)
A.(1,3)
B.
C.
D.
课时评价作业
基础达标练
1.(2020湖南怀化高一期末)如果集合
,那么(
)
A.
B.
C.
D.
2.集合
的另一种表示法是(
)
A.
B.
C.
D.
3.用描述法表示函数
的图象上的所有点为(
)
A.
B.
C.
D.
4.(2020山东枣庄十六中高一期中)方程组
的解集是(
)
A.
B.
C.
D.
5.下列集合中恰有2个元素的集合是(
)
A.
B.
C.
D.
6.设集合
,若
,则用列举法表示集合
为
.
7.用列举法可以将集合
表示为
.
8.已知集合
,
,则集合
与
中有
个相同的元素,由这些相同元素组成的集合为
.
9.用适当的方法表示下列集合:
(1)一年中有31天的月份的全体;
(2)大于-3.5且小于12.8的整数的全体;
(3)梯形的全体;
(4)所有能被3整除的数;
(5)不等式
的解集.
素养提升练
10.(多选)下列命题中正确的是(
)
A.集合
中有两个元素
B.集合
中没有元素
C.
D.
与
是同一个集合
11.(多选)(2020海南第四中学高一月考)下列表示同一个集合的是(
)
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
12.集合
用列举法表示为
.
13.若一数集的任一元素的倒数仍在该集合中,则称该数集为可倒数集.集合
(填“是”或“不是”)可倒数集.试写出一个含三个元素的可倒数集
.
创新拓展练
14.已知集合
,
,
.若
,则是否存在
,
,使
成立?
550
/
611