内容正文:
1.2集合间的基本关系
课时2 集合间的基本关系
学习目标
课程目标 学科核心素养
了解两个集合间的基本关系,理解子集、真子集、空集和两个集合相等的概念 通过类比数之间的关系,联想集合间的关系,培养数学抽象素养
熟悉子集、真子集、空集和两个集合相等的表示方法,掌握其应用 借助子集、真子集、空集和两个集合相等的表示方法,培养逻辑推理素养
能正确地运用自然语言、符号语言和图形语言(Venn图)表示集合及其之间的关系 通过用自然语言、符号语言、图形语言表达数学对象并相互转化,培养数学抽象素养
情境导学
我们在解决一个问题之前,总会做出这样或那样的推测、猜想.康德说过“每当理智缺乏可靠认证的思路时,类比这个方法能指引我们前进.”如:工匠鲁班类比带齿的草叶和蝗虫的牙齿,发明了锯子;人们仿照鱼类的外形和它们在水中沉浮的原理,发明了潜水艇,等等.在数学学习中有时也要用这种类比的方法,例如:两个实数之间有相等关系、大小关系,如6=6,6<7,6>3,那么两个集合之间是否也有类似的关系呢?
初探新知
【活动1】
了解子集的含义
问题1
若集合A={x|x为阳光中学高一(1)班的女生},集合B={x|x为阳光中学高一(1)班的男生},集合C={x|x为阳光中学高一(1)班的全体同学},则集合A,C,集合B,C间具有怎样的关系?分别用自然语言、符号语言、图形语言来描述这种关系.
初探新知
【活动1】
了解子集的含义
问题2
一般地,什么叫做集合的子集?你能给出子集的定义吗?
问题3
两个数有相等关系,那么两个集合有相等关系吗?
初探新知
【活动2】
深化对集合包含、相等关系等概念的理解
问题4
举出具有包含、相等关系的集合实例.
问题5
包含关系{a}⊆A与属于关系a∈A有什么区别?(试结合实例作出解释)
问题6
将集合的包含、相等关系与实数的大小、相等关系相类比,你有什么体会?
初探新知
【活动3】
认识空集,理解真子集的概念
问题7
问题8
你能举出一个空集的例子吗?、具有怎样的关系?
问题9
集合的元素是什么?
对于,,,请问集合M是集合N的子集吗?集合M是集合P的子集吗?
初探新知
【活动3】
认识空集,理解真子集的概念
问题10
问题11
任何集合都有真子集吗?
问题12
集合共有多少个子集?有多少个真子集?分别是什么?
若一个集合有n个元素,那么这个集合的子集有多少个?真子集呢?
初探新知
1. 子集的概念
一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作(或),读作“A包含于B”(或“B包含A”).该关系可用Venn图表示如图3.
2. 集合相等的概念
一般地,如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么集合A与集合B相等,记作.也就是说,若,且,则.用Venn图表示如图4.
知识梳理
图3
图4
初探新知
3. 真子集
如果集合,但存在元素,且就称集合A是集合B的真子集,记作(或),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”).
4. 空集
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为,并规定:空集是任何集合的子集.
知识梳理
典例精析
【例1】
(1) 已知集合,,,试判断集合M,N,P之间的关系;
(2) 已知集合,请判断集合A与B的关系.
思路点拨:列举各集合中的元素→探寻元素的特征→确定集合之间的关系.
典例精析
【解】
(1) 由,解得,所以.又,,集合M和集合P中的元素相同,它们中的元素都是集合N中的元素,但集合N中的元素不一定是集合M和P中的元素.故.
(2) 集合,故A中的元素均为B的元素,但B中的元素可能不是A中的元素(如k为奇数),故.
典例精析
【方法规律】
判断集合间关系的常用方法:
(1) 列举观察法:当集合中元素较少时,可列举出集合中的全部元素,通过定义得出集合之间的关系.
(2) 集合元素特征法:先确定集合的代表元素是什么,弄清楚集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断得出集合之间的关系.
(3) 数形结合法:利用数轴或Venn图可清晰、明了地判断集合间的关系,其中判断不等式的解集之间的关系适合用数轴法.
典例精析
【变式训练1】(1) 已知集合,,,试判断集合A,B,C之间的关系;
(2) 已知集合,,请判断集合M,N的关系.
典例精析
(2),当,时,可以取到所有整数,所以集合M由所有偶数组成;同理,由,,知集合N由所有4的整数倍的数组成.因此.
【解】
(1) 因为集合,,,集合B和集合C中的元素相同,它们中的元素都是集合A中的元素,但集合A中的元素不一定是集合B和C中的元素.故
典例精析
【例2】(教材改编题)已知集合M满足,写出所有的集合M.
思路点拨:可按集合M中含有元素的个数分类