1.1 集合的含义及其表示
一、 学习内容、要求及建议
知识、方法
集合的概念 确定性、互异性、无序性 集合的表示 元素与集合、集合与集合的关系
列举法、描述法、Venn图
属于、包含
要求 了解 了解 了解
建议
集合是不定义的原始概念,通过举例进行概念辨析;会用适当的方法表示集合;数形结合、分类讨论思想在集合中有重要应用.
二、 预习指导 1. 预习目标
(1)通过预习初步了解集合的概念,能用集合的语言描述具体问题; (2)会判断元素与集合的关系;知道几个常用数集的表示方法; (3)会用列举法、描述法及Venn图表示集合. 2. 预习提纲
(1)对集合的理解应从初中数学和实际生活中寻找实例,请举例,并与同学交流辨析. (2)对课本中集合的定义的理解要注意关键词的内涵,请找出你认为的关键词.
(3)用列举法、描述法表示集合时,应注意根据问题选择合理的表示方法,归纳一下哪类问题宜用哪种表示法.
(4)课本例1是解一元一次不等式,并将不等式的解用集合的形式表示出来,这是一种常见题型.同学们解不等式要正确,解集的表达也要正确. (5)上网查阅集合论的创始人康托(Cantor)的资料. 3. 典型例题
例1 判断下列描述的对象能否构成集合:
(1)某校高一(1)班的女生; (2)某校高一(1)班比较聪明的女生; (3)某校高一(1)班学生家长;(4)某校高一(1)班经常体育锻炼的学生. 分析:根据集合的定义判断特性所描述的对象是否确定,若对象确定,则他们可以构成集合;反之,则不能构成集合.
解:(1)由于“某校高一(1)班的女生”所描述的对象是确定的,所以,某校高一(1)班的
女生可以构成集合.
(2)由于“某校高一(1)班比较聪明的女生”所描述的对象不确定,所以,某校高一(1)
班比较聪明的女生不能构成集合.
(3)由于“某校高一(1)班学生家长”所描述的对象是确定的,所以,某校高一(1)班
学生家长可以构成集合.
(4)由于“某校高一(1)班经常体育锻炼的学生”所描述的对象不确定,所以,某校高
一(1)班经常体育锻炼的学生不能构成集合.
点评:判断某种对象能否构成集合,关键在于能否找到一个明确标准,对于任何一个元素,都确定它是不是给定集合的元素. 例2 用“?”或“?”符号填空:
(1)3.14 N; (2)? R; (3)2 N; (4)3 Q;
00 (5)sin45 R; (6)cos45 Z; (7)9 Q; (8)3 {(2,3)}.
4分析:首先了解常用数集符号表示方法,而后判断“数”是否是集合中的元素,最后填写
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符号“?”或“?”.
解:(1) 3.14 ?N; (2)??R; (3)2?N; (4)3 ?Q;
(5)sin450?R; (6)cos450?Z; (7)9?Q; (8)3 ?{(2,3)} .
4点评:判断元素与集合的关系,必须先确定集合是由什么元素组成,然后再判断所给对象是否是集合中的元素.
例3 用适当的方法表示下列集合:
(1)由15的正约数组成的集合; (2)能被3整除的整数;
(3)方程x2?2x?3?0的解; (4)直角坐标平面中一、三象限角平分线上的点.
解:(1)因为15的正约数为1,3,5,15,所以15的正约数组成的集合用列举法表示为
{1,3,5,15}. (2)用描述法表示为xx?3n,n?Z.
(3)用列举法表示为{-1,3}.
(4)用描述法表示为(x,y)y?x,x?R.
点评:(1)列举法表示集合时,要符合互异性,元素之间要用逗号分隔,但列举时与元素的顺序无关.列举法一般适用于元素不多的有限集.
(2)描述法表示集合时要符合确定性,元素x满足的条件p(x)要表达准确.描述法适用于元素比较多的有限集或无限集. 例4 用列举法表示下列集合:
|a||b|(1)A?{x|x? ?,a,b为非零实数};ab(2) A?{(x,y)|y?????6?Z,x?N*}. 3?x解:(1)根据绝对值的定义化简x?|a|?|b|,
ab当a?0,b?0时, x?2; 当a?0,b?0时, x??2;
当a,b异号时, x?0.所以A?{?2,0,2}.
*(2)根据元素x满足的条件6?Z且x?N得到x的值.
3?xx所取的正整数必须使得3?x整除6,所以3?x??1,?2,?3,?6,
x?2,4,1,5,0,6,?3,9. 因为x?N*所以x?1,2,4,5,6,9.
所以 A?{(1,3),(2,6),(4,?6),(5,?3),(6,?2),(9,?1)}.
点评:用列举法表示集合时,要把元素不重复、不遗漏、不计顺序的全部列出来. 例5 已知集合A?{a?2,(a?1)2,a2?3a?3},若1?A,求实数a的值.
分析:?1?A,则a?2,(a?1)2,a2?3a?3均有可能为1,则需分类讨论解决,且必须检
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验是否满足集合中元素的互异性.
解:(1)若a?2?1则a??1;此时,A?{1,0,1}与集合中元素的互异性矛盾,(舍去); (2)若(a?1)2?1,则a?0或?2,当a?0时A?{2,1,3},满足题意;当a??2时,
A?{0,1,1}与集合中元素的互异性矛盾,(舍去);
(3)若 a2?3a?3?1则a??1(舍去)或a??2 (舍去).
综上所述,a?0,此时集合A?{2,1,3}.
点评:本题易错原因:忽视元素的互异性.在解决集合问题时常用分类讨论思想,需要弄清“为什么要分类”、“按什么分类”和“怎样进行分类”. 例6 已知集合A??1,1?x,1?2x?,集合B?1,y,y2,且A?B,求实数x和y的值. 分析:求未知数x和y的值,常需要用解方程的方法,根据集合相等,可列出方程组.
???1?x?y2,?1?x?y,解:∵A?B,∴(Ⅰ)?或(Ⅱ)? 2?1?2x?y;?1?2x?y.?x?0,解方程组(Ⅰ),得?检验知不合题意,舍去.
y?1.?3?x??,??x?0,?4或?x?0,解方程组(Ⅱ),得?检验知不合题意,舍去. ??1y?1.?y?1.?y??;???2综上所述,x??,y??341. 24. 自我检测
(1)以下元素的全体不能够构成集合的是 .
①中国古代四大发明; ②地球上的小河流; ③方程x2?1?0的实数解; ④周长为10cm的三角形.
x?2y?3(2)方程组的解集是 .
2x?y?11?1
(3)给出下列关系:①?R; ②2?Q;③ 3?N*;④0?Z. 其中正确的个数是 .
2
(4)下列各组中的两个集合M和N, 表示同一集合的是 .
①M?{?}, N?{3.14159}; ②M?{2,3}, N?{(2,3)}; ③M?{x|?1?x?1,x?N}, N?{1}; ④M?{1,3,?}, N?{?,1,|?3|}. (5)已知实数a?2,集合B?{x|?1?x?3},则a与B的关系是 . (6)已知x?R,则集合{3,x,x2?2x}中元素x所应满足的条件为 . 三、 课后巩固练习
A组
1.判断下列特性描述的对象能否形成集合: (1)算术平方根等于自身的数;
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