内容正文:
1.3 集合的基本运算
第2课时 补 集
第一章
集合与常用逻辑用语
课程标准 学科素养
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.
3.体会图形对理解抽象概念的作用. 通过对补集概念的学习,提升“直观想象”“逻辑推理”“数学运算”的核心素养.
栏目索引
课前自主预习
课堂互动探究
随堂本课小结
课前自主预习
全集:如果一个集合含有所研究问题中涉及的______________,那么就称这个集合为全集.记法:全集通常记作________.
所有元素
知识点1 全集
U
[微思考]
全集一定是实数集R吗?
提示:全集是一个相对概念,因研究问题的不同而变化,如在实数范围内解不等式,全集为实数集R,而在整数范围内解不等式,则全集为整数集Z.
知识点2 补集
不属于集合A
∁UA
{x|x∈U,且x∉A}
[微体验]
1.思考辨析
(1)集合∁RA=∁QA.( )
(2)一个集合的补集一定含有元素.( )
答案 (1)× (2)×
2.已知U={1,2,3,4,5,6,7,8},A={1,3,5,7},则∁UA=( )
A.{6,8} B.{5,7}
C.{1,3,5,7} D.{2,4,6,8}
解析 因为U={1,2,3,4,5,6,7,8},A={1,3,5,7},所以∁UA={2,4,6,8}.
答案 D
3.设全集U={x|x≥0},集合P={1},则∁UP等于( )
A.{x|0≤x<1,或x>1} B.{x|x<1}
C.{x|x<1或x>1} D.{x|x>1}
解析 因为U={x|x≥0},P={1},所以∁UP={x|x≥0,且x≠1}={x|0≤x<1,或x>1}.
答案 A
4.已知全集为R,集合A={x|x<1,或x≥5},则∁RA=________.
解析 如图所示,集合A={x|x<1,或x≥5}的补集是∁RA={x|1≤x<5}.
答案 {x|1≤x<5}
例1 已知全集U,集合A={1,3,5,7},∁UA={2,4,6},∁UB={1,4,6}.求集合B.
课堂互动探究
探究一 补集运算
解 方法一:∵A={1,3,5,7},∁UA={2,4,6},∴U={1,2,3,4,5,6,7}.
又∁UB={1,4,6},∴B={2,3,5,7}.
方法二:借助Venn图,如图所示:
由图可知B={2,3,5,7}.
[方法总结]
求集合补集的基本方法及处理技巧
(1)基本方法:定义法.
(2)两种处理技巧:
①当集合用列举法表示时,直接套用定义或借助Venn图求解.
②当集合是用描述法表示的连续数集时,可借助数轴,利用数轴分析求解.
[跟踪训练1] 设U={x|-5≤x<-2,或2<x≤5,x∈Z},A={x|x2-2x-15=0},B={-3,3,4}.求∁UA,∁UB.
解 方法一:在集合U中,∵x∈Z,∴x的值为-5,-4,-3,3,4,5.
∴U={-5,-4,-3,3,4,5}.
又A={x|x2-2x-15=0}={-3,5},
∴∁UA={-5,-4,3,4},∁UB={-5,-4,5}.
方法二:借助Venn图,如图所示:
则∁UA={-5,-4,3,4},∁UB={-5,-4,5}.
例2 设全集为R,A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},求∁RB,∁R(A∪B),(∁RA)∩B.
探究二 集合的交、并、补综合运算
解 把集合A,B在数轴上表示如下:
由图知∁RB={x|x≤2,或x≥10},A∪B={x|2<x<10},
所以∁R(A∪B)={x|x≤2,或x≥10}.
因为∁RA={x|x<3,或x≥7},
所以(∁RA)∩B={x|2<x<3,或7≤x<10}.
[方法总结]
1.求解与不等式有关集合问题的方法
解决与不等式有关的集合问题时,借助于数轴(这也是集合语言转化为图形语言的常用方法)可以使问题变得形象直观,要注意求解时端点的值是否能取到.
2.求解集合混合运算问题的一般顺序
解决集合的混合运算时,一般先运算括号内的部分,然后再运算其他,如求(∁RA)∩B时,可先求出∁RA,再求交集.
[跟踪训练2] 设全集U=M∪N={1,2,3,4,5},M∩(∁UN)={2,4},则N=( )
A.{1,2,3} B.{1,3,5} C.{1,4,5} D.{2,3,4}
解析 画出Venn图,阴影部分为M∩(∁UN)={2,4},所以N={1,3,5}.
答案 B
例3 设集合A={x|x+m≥0},B={x|-2<x<4},全集U=R,且(∁UA)∩B=∅,求实数m的取值范围.
探究三 交、并、补运算的应用
解 由已知A={x|x≥-m},得∁UA