内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
[数学文化]——了解数学文化的发展与应用
康托尔与集合论
翻开高中数学课本,首先映入眼帘的数学概念是集合,研究集合的数学理论在现代数学中称为集合论.它不仅是数学的一个基本分支,在数学中占据着一个极其独特的地位,而且其基本概念已渗透到数学的所有领域.如果把现代数学比作一座无比辉煌的大厦,那么集合论正是构成这座大厦的基石,其创始人康托尔也以其集合论的成就被誉为对20世纪数学发展影响最深的学者之一.
康托尔(Georg Cantor,1845~1918),德国数学家,生于俄罗斯圣彼得堡,自幼对数学有浓厚兴趣.1867年,22岁的康托尔获得博士学位,以后一直在哈雷大学任教,从事数学教学与研究.
[读图探新]——发现现象背后的知识
一位渔民非常喜欢数学,但他怎么也想不明白集合的意义.于是,他请教数学家:“尊敬的先生,
请你告诉我,集合是什么?”而集合是不加定义的概念,数学家很难回答那位渔民.
有一天,他来到渔民的船上,看到渔民撒下渔网,轻轻一拉,许多鱼在网中跳动.数学家激动地喊:“找到了,找到了,这就是一个集合”.
问题1:数学家说的集合是指什么?集合中的对象是什么?这些对象有完全一样的吗?网中的“大鱼”能构成集合吗?
问题2:渔民网中的鱼组成的集合和湖中的鱼组成的集合有怎样的关系?
问题3:如果有两个渔民都在打渔,他们各自渔网中的鱼的种类组成两个集合,那么这两个集合中的相同鱼的种类组成的新集合是集合的什么运算?将两个渔网中的鱼的种类合在一起又是集合的哪种运算?
链接:数学家所说的集合是指渔网中的鱼,很显然渔网中的对象都是确定的、无序的和互异的;渔网中的鱼组成的集合是湖中的鱼组成集合的一部分,是湖中鱼构成集合的一个子集;两个渔网中相同鱼的种类组成的集合是两个集合的交集,两渔网鱼的种类合在一起就构成了两个集合的并集.
1.1 集 合
1.1.1 集合及其表示方法
第一课时 集合的概念
课标要求
素养要求
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.针对具体问题,能在自然语言和图形语言的基础上,用符号语言刻画集合.
在集合概念的形成中,经历由具体到抽象、由自然语言和图形语言到符号语言的表达过程,发展学生的数学抽象素养和数学运算素养.
自主梳理
1.集合
(1)元素与集合的概念: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.
(2)元素与集合的表示: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.
(3)空集:一般地,把不含任何元素的集合称为空集,记作∅.
(4)集合的元素特点
①确定性:集合的元素必须是确定的.
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.
③无序性:集合中的元素可以任意排列,与次序无关.
(5)集合相等:给定两个集合A和B,如果组成它们的元素完全相同,就称这两个集合相等,记作A=B.
(6)集合的分类
根据集合含有的元素个数分为两类:
①有限集:含有有限个元素的集合(空集可以看成包含0个元素的集合,所以空集是有限集).
②无限集:含有无限个元素的集合.
(7)元素与集合的关系
知识点
关系
概念
记法
读法
元素与集
合的关系
属于
a是集合A的元素
a∈A
“a属于A”
不属于
a不是集合A的元素
a∉A
“a不属于A”
元素的三个特性的主要应用
确定性:判断一组对象能否构成集合,只有这组对象具有确定性时才能构成集合.
无序性:方便定义集合相等.两个集合相等时,其元素不一定依次对应相等.
互异性:集合中的元素是不重复的,题中含有参数时,一定要检验求出的参数是否满足互异性.
2.几种常见的数集及表示符号
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
自主检验
1.思考辨析,判断正误
(1)漂亮的花可以组成集合.(×)
提示 “漂亮的花”具有不确定性,故不能组成集合.
(2)由方程x2-4=0和x-2=0的根组成的集合中有3个元素.(×)
提示 由于集合中的元素具有互异性,故由两方程的根组成的集合中有2个元素.
(3)元素1,2,3和元素3,2,1组成的集合是不相等的.(×)
提示 集合中的元素具有无序性,所以元素1,2,3和元素3,2,1组成的集合是同一集合.
2.考察下列每组对象,能构成集合的是( )
①中国各地的美丽乡村;
②直角坐标系中横、纵坐标相等的点;
③不小于3的自然数;
④截止到2020年1月1日,参加“一带一路”的国家.
A.③④ B.②③④
C.②③ D.②④
答案 B
解析 ①中“美丽”标准不明确,不符合