内容正文:
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第二课时 集合的补集
课标要求 素养要求
1.在具体情境中,了解全集的含义.
2.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,能求给定子集的补集. 能够在现实情境或数学情境中概括出全集、补集等数学对象的一般特征,并学会用三种语言(自然语言、图形语言、符号语言)表达和转换,提升数学抽象和数学运算素养.
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新知探究
某学习小组学生的集合为U={王明,曹勇,王亮,李冰,张军,赵云,冯佳,薛香芹,钱忠良,何晓慧},其中在学校应用文写作比赛与技能大赛中获得过金奖的学生集合为P={王明,曹勇,王亮,李冰,张军}.
问题 没有获得金奖的学生有哪些?
提示 没有获得金奖的学生的集合为Q={赵云,冯佳,薛香芹,钱忠良,何晓慧}.
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1.全集
(1)定义:在研究集合与集合之间的关系时,如果所要研究的集合都是某一给定集合的子集,那么称这个给定的集合为全集.
(2)记法:全集通常用U表示.
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2.补集
注意补集是相对于全集而言的,没有全集补集就不存在
不属于A
∁UA
{x|x∈U,且x∉A}
文字语言 如果集合A是全集U的一个子集,则由U中_____________的所有元素组成的集合,称为A在U中的补集,记作________,读作“A在U中的补集”
符号语言 ∁UA=_____________________
图形语言
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3.补集运算的性质
给定全集U及其任意一个子集A,有
(1)A∪(∁UA)= _____;
(2)A∩(∁UA)= _____;
(3)∁U(∁UA)= _____.
U
A
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拓展深化
[微判断]
1.根据研究问题的不同,可以指定不同的全集.( )
2.存在x0∈U,x0∉A,且x0∉∁UA.( )
提示 要么x0∈A,要么x0∈∁UA,且有且只有一个成立.
提示 A={x|0<x<1},∁UA={x|x≤0或x≥1}.
√
×
×
3.设全集U=R,A=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,x)>1)),则∁UA=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,x)≤1)).( )
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4.设全集U={(x,y)|x∈R,y∈R},A={(x,y)|x>0且y>0},则∁UA={(x,y)|x≤0且y≤0}.( )
提示 全集U是由平面直角坐标系内的所有点构成的集合,而集合A表示第一象限内的点构成的集合,显然所求的∁UA是错误的.
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[微训练]
1.若全集U=R,集合A=[1,+∞),则∁UA=________.
解析 由补集的定义,结合数轴可得∁UA=(-∞,1).
答案 (-∞,1)
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2.设集合U={1,2,3,4,5},A={1,2},B={2,3,4},则∁U(A∪B)=________.
解析 ∵A∪B={1,2,3,4},∴∁U(A∪B)={5}.
答案 {5}
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[微思考]
全集是固定不变的吗?
提示 全集不是固定不变的,是相对于研究的问题而言的,如在整数范围内研究问题,Z是全集,而在实数范围内研究问题,R是全集.只讨论大于0且小于5的实数,则选{x|0<x<5}为全集.通常也把给定的集合作为全集.
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题型一 补集的基本运算
【例1】 (1)设集合U=R,M=(-∞,-2)∪(2,+∞),则∁UM=( )
A.[-2,2] B.(-2,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞) D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
(2)已知全集U={1,2,a2-2a+3},A={1,a},∁UA={3},则实数a=________.
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解析 (1)如图,在数轴上表示出集合M,可知∁UM=[-2,2].
答案 (1)A (2)2
(2)由题意可知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2,,a2-2a+3=3,))解得a=2.
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规律方法 求补集的方法
(1)列举法表示:从全集U中去掉属于集合A的所有元素后,由所有余下的元素组成的集合.
(2)由不等式构成的无限集表示:借助数轴,取全集U中集合A以外