【新教材精创】1.1.1 集合及其表示方法 教学设计(2)-人教B版高中数学必修第一册
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1集合
1.1.1集合及其表示方法
集合论是现代数学的一个重要的基础.在高中数学中,集合的初步知识与其他内容有着密切的联系,是学习、掌握和使用数学语言的基础.课本从学生熟悉的集合(自然数的集合等)出发,结合实例给出元素、集合的含义,体现逻辑思考的方法,如抽象、概括等.
【教学目标】在高中数学课程中,集合是刻画一类事物的语言和工具,本节可以帮助学生使用集合的语言简洁、准确地表述数学的研究对象,学会用数学的语言表达和交流,积累数学抽象的经验。
【数学抽象】了解集合、元素的概念,体会集合中元素的三个特征;
【数据分析】理解元素与集合的"属于"和"不属于"关系;
【数学运算】掌握常用数集及其记法;
【逻辑推理】掌握集合的表示方法;
【教学重点】
1、掌握集合、元素的基本概念
2、学会用描述法表示集合
3、用区间表示集合
【教学难点】
1、集合中元素的三个特征
2、空集的理解
3、记住几种常见的数集符号
由于本小节的新概念、新符号较多,建议教学时教师给出问题,让学生读后回答问题,再由教师给出评价.这样做的目的是培养学生主动学习的习惯,提高阅读与理解、合作与交流的能力.在处理集合问题时,根据需要,及时提示学生运用集合语言进行表述.
【新课导入】
在生活与学习中,为了方便,我们经常要对事物进行分类。例如,图书馆中的书是按照所属学科等分类摆放的,作文学习可按照文体如记叙文、议论文等进行,整数可以分成正整数、负整数和零这三类?
你能说出数学中其他分类实例吗?试着分析为什么要进行分类.
【新课讲授】
一、集合的概念
在数学中,我们经常用“集合”来对所研究的对象进行分类。把一些能够确定的、不同的对象汇集在一起,就说由这些对象组成一个集合(有时简称为集),组成集合的每个对象都是这个集合的元素。
集合通常用英文大写字母A,B,C,...表示,集合的元素通常用英文小写字母a,b,c,...表示。
如果a是集合A的元素,就记作
a∈A,
读作“a属于A”;如果a不是集合A的元素,就记作
a∉A,
读作“a不属于A”.
【尝试与发现】你能举出几个用集合表达的、与数学有关的例子吗?指出例子中集合的元素是什么.
【典型例题】
(1)如果A是由所有小于10的自然数组成的集合,则0∈A,0.5∉A;
(2)如果B是由方程x²=1的所有解组成的集合,则-1∈B,0∉B,1∈B
(3)如果C是平面上与定点O的距离等于定长r(r>0)的点组成的集合,则对于以O为圆心、r为半径的圆O上的每个点P来说,都有P∈C.
【思考与讨论】
现在我们来考虑方程x+1=x+2的所有解组成的集合,由于该方程无解,因此这个集合不含有任何元素。
一般地,我们把不含任何元素的集合称为空集,记作∅.
由空集的定义可得,0∉∅,1∉∅
【小结】
根据集合的概念可知,集合的元素具有以下特点:
(1)确定性:集合的元素必须是确定的.
因此,不能确定的对象不能组成集合,即给定一个集合,任何对象是不是这个集合的元素,应该可以明确地判断出来.
(2)互异性:对于一个给定的集合,集合中的元素一定是不同的。因此,集合中的任意两个元素必须都是不同的对象,相同的对象归入同一个集合时只能算作集合中的一个元素.例如,由英语单词success(成功)中的所有英文字母组成的集合,包含的元素只有4个,即s,u,c,e.
(3)无序性:集合中的元素可以任意排列,与次序无关。
【尝试与发现】
(1)你所在的班级中,身高不低于175cm的同学能组成一个集合吗?
(2)你所在的班级中,高个子同学能组成一个集合吗?为什么?
(3)不等式x一2>1的所有解能组成一个集合吗?
二、几种常见的数集
有一些数的集合经常要用到,为了方便起见,人们用约定俗成的符号来表示它们.
(1)所有非负整数组成的集合,称为自然数集,记作N.
值得注意的是,0∈N,即0是自然数集N中的一个元素.
容易看出,如果a∈N,b∈N,则一定有a+b∈N且ab∈N,但a-b∈N和a/b∈N都不一定成立。例如,1∈N,3∈N,但
1-3=-2∉N且⅓∉N.
在自然数集N中,去掉元素0之后的集合,称为正整数集,记作N+,或N*
(2)所有整数组成的集合,称为整数集,记作Z
与自然数集N不同的是,如果a∈Z,b∈Z,则一定有a-b∈Z,但a/b不一定成立(请学生自己举例说明).
(3)所有有理数组成的集合,称为有理数集,记作Q.
我们知道,凡是能够表示成分数(即两个整数的商)的数称为有理数。因此,如果a∈Q,b∈Q且b≠