内容正文:
集合的概念
学业标准
素养目标
1.通过实例了解集合的含义,掌握集合中元素的三个特性.
2.体会元素与集合的“属于”关系,记住常用数集符号表示.(重点)
3.能够运用集合的两种表示方法表示一些简单集合.(重点、难点)
1.通过集合概念的学习,培养数学抽象等核心素养.
2.根据元素与集合的关系及集合表示的应用,提升数学运算、逻辑推理等核心素养.
第1课时 集合的概念
导学1
元素与集合的概念
高一(2)班的全体男同学能构成一个集合吗?高一(2)班的全体高个子同学能构成一个集合吗?
[提示] 构成集合的元素应是确定的,不能含糊不清,全体男同学是确定的,能构成一个集合;而“高个子”标准不明确,故全体高个子同学不能构成一个集合.
构成单词“bee”的字母形成的集合,其中的元素有多少个?
[提示] 2个,集合中的元素不能重复.
◎结论形成
1.元素:一般地,把研究对象统称为元素,常用小写的拉丁字母a,b,c…表示.
2.集合:把一些元素组成的总体叫做集合(set),简称为集,常用大写拉丁字母A,B,C…表示.
3.集合相等:指构成两个集合的元素是一样的.
4.集合中元素的特性:给定的集合,它的元素具有确定性,互异性,无序性.
导学2
元素与集合的关系
如果教官喊“一班的同学集合”,你会立即去集合吗?
[提示] 如果属于一班就会立即去集合;如果不属于一班,就不去集合.
◎结论形成
1.属于:如果a是集合A中的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
2.不属于:如果a不是集合A中的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A.
导学3
常见的数集及表示符号
数集
非负整数集
(自然数集)
正整
数集
整数集
有理
数集
实数集
符号
N
N*或N+
Z
Q
R
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)集合中的元素一定是数.( )
(2)参加杭州亚运会闭幕式的全体人员是一个集合.( )
(3)由1,2,3构成的集合与由3,2,1构成的集合是同一个集合.( )
(4)一个集合中可以找到两个相同的元素.( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.下列元素与集合的关系判断正确的是( )
A.0∈N B.π∈Q
C.∈Q D.-1∉Z
答案 A
3.已知集合M有两个元素3和a+1,且4∈M,则实数a=________.
解析 由题意可知a+1=4,即a=3.
答案 3
4.方程x2-1=0与方程x+1=0所有解组成的集合中共有________个元素.
答案 2
(多选)考查下列每组对象,能构成集合的是( )
A.中国各地的美丽的乡村
B.直角坐标系中横、纵坐标相等的点
C.不小于3的自然数
D.我省参加高考的学生
[解析] A中“美丽的”标准不明确,不符合确定性,B、C、D中的元素标准明确,均可构成集合,故选BCD.
[答案] BCD
判断一组对象能否组成集合的标准
判断一组对象能否组成集合,关键是看这些元素是否具有确定性、互异性、无序性,如果条件满足就可以断定这些元素可以组成集合,否则不能组成集合.
[触类旁通]
1.(多选)考查下列每组对象,能构成一个集合的是( )
A.不超过20的非负整数
B.方程x2-9=0在实数范围内的解
C.某校2023年在校的所有高个子同学
D.的近似值的全体
解析 对于A,对任意一个整数能判断出是不是“不超过20的非负整数”,所以能构成集合;
对于B,方程的两个解是x=±3,能构成集合;
对于C,“高个子”无明确的标准,对于某个人算不算高个子无法客观地判断,因此不能构成一个集合;
对于D,“的近似值”不明确精确到什么程度,因此很难判断一个数如“2”是不是它的近似值,所以不能构成集合.
答案 AB
(1)(多选)下列选项正确的是( )
A.∈R B.∉Q
C.|-3|∈N D.|-|∈Q
(2)满足“a∈A且4-a∈A,a∈N且4-a∈N”,有且只有2个元素的集合A的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
[解析] (1)是实数,是无理数,|-3|=3是非负整数,|-|=是无理数.因此,A、B、C正确,D错误.
(2)因为a∈A且4-a∈A,a∈N且4-a∈N,
若a=0,则4-a=4,此时A满足要求;
若a=1,则4-a=3,此时A满足要求;
若a=2,则4-a=2,此时A含1个元素不满足要求.
故有且只有2个元素的集合A有2个,故选C.
[答案] (1)ABC (2)C
判断元素与集合间关系的方法
判断一个对象是否为某个集合的元素,就是判断这个对象是否具有这个集合的元素具有的共同特征.如果一个对象是某个集合的元素,那么这个对象必具有这个集合的元素的共同特征.
[触类旁通]
2.下列结论不正确的是( )
A.若a∈N,则-a∉N
B.若a∈Z,则a2∈Z
C.若a∈Q,则|a|∈Q
D.若a∈R,则a3∈R
解析 A中,当a=0时,显然不成立.
答案 A
题型三 元素特性的应用(一题多变)
已知集合A含有两个元素1和a2,若a∈A,求实数a的值.
[解析] 由题意,可知a=1或a2=a.
(1)若a=1,则a2=1,这与a2≠1相矛盾,故a≠1.
(2)若a2=a,则a=0或a=1(舍去),又当a=0时,A中含有元素1和0,满足集合中元素的互异性,符合题意.
综上可知,实数a的值为0.
[母题变式]
1.(变条件)本例若去掉条件“a∈A”,其他条件不变,求实数a的取值范围.
解析 由集合中元素的互异性可知a2≠1,即a≠±1.
2.(变条件)已知集合A含有两个元素a和a2,若1∈A,求实数a的值.
解析 若1∈A,则a=1或a2=1,即a=±1.
当a=1时,集合A有重复元素,
所以a≠1;
当a=-1时,集合A含有两个元素1,-1,符合集合中元素的互异性,所以a=-1.
[素养聚焦] 通过利用元素互异性问题引起的计算、讨论,把逻辑推理等核心素养体现在解题过程中.
由集合中元素的特性求解字母取值(范围)的步骤
[触类旁通]
3.已知集合A含有两个元素a-3和2a-1,若-3∈A,试求实数a的值.
解析 ∵-3∈A,∴-3=a-3或-3=2a-1.若-3=a-3,则a=0,
此时集合A中含有两个元素-3,-1,符合题意;
若-3=2a-1,则a=-1,
此时集合A中含有两个元素-4,-3,符合题意,
综上所述,a=0或a=-1.
知识落实
技法强化
1.集合的含义.
2.元素的特性及与集合的关系.
3.常用数集及其表示.
对于含参数的问题,应分类讨论,并且利用元素的特性检验所求结果.
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