内容正文:
第一章 预备知识
第一章 预备知识
数学 必修第一册(BS)
第2课时 全集与补集
第一章 预备知识
数学 必修第一册(BS)
目录
contents
Part
01
课前预习
课堂互动
Part
02
课时作业(四)
Part
03
第一章 预备知识
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给定集合
U
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∁UA
{x|x∈U,且x∉A}
U
不属于
∅
A
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√
√
√
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C
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课时
作业
(四)
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第一章 预备知识
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学习目标
素养要求
1. 了解全集的含义及其符号表示.
2. 理解补集的含义,会求给定集合的补集.
3.熟练掌握集合的交、并、补运算.
1.借助补集的运算,提升数学运算的核心素养.
2.通过全集与补集的关系的运用,培养逻辑推理、直观想象的核心素养.
[自主梳理]
知识点 全集与补集
►知识填空
1.全集
(1)定义:
在研究某些集合时,它们往往是某个________的子集,这个给定的集合叫作全集.
(2)符号表示:全集通常记作__.
答案:不一定,全集是一个相对概念,只包含研究问题中涉及的所有的元素,所以全集因问题的不同而不同.
[思考] 全集一定是实数集R吗?
2.补集
自然语言
设U是全集,A是U的一个子集(即A⊆U),则由U中所有______A的元素组成的集合,叫作U中子集A的补集(或余集),记作________
符号语言
∁UA=________________________.
图形语言
性质
(1) A∪(∁UA)=__;
(2) A∩(∁UA)=__;
(3)∁U(∁UA)=__.
[自主检验]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)∁UU=∅,∁U∅=U,∁U(∁UA)=A.( )
(2)若A⊆B⊆U,则∁UA⊇∁UB.( )
(3)若x∈U,则x∈A或x∈∁UA,二者必居其一.( )
2.已知全集U={-1,0,1},且∁UA={0},则A等于( )
A.{-1,1} B.{-1,0,1}
C.{0,1} D.{-1,0}
解析:选A ∵U={-1,0,1},∁UA={0},
∴A={-1,1}.
答案:{3,4,5}
解析:U=M∪(∁UM)={1,2}∪{3}={1,2,3}.
答案:{1,2,3}
3.已知全集U=R,A={x|x<2},则∁UA=________.
4.设全集U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则∁UA=________.
5.设全集为U,M={1,2},∁UM={3},则U=________.
解析:∵全集为R,A={x|x<2},∴∁UA={x|x≥2}.
答案:{x|x≥2}
解析:∵U={1,2,3,4,5},A={1,2},∴∁UA={3,4,5}.
题型一 补集的运算
[例 1] (1)已知全集U={1,2,3,4,5},A={1,3},则∁UA=( )
A.∅ B.{1,3}
C.{2,4,5} D.{1,2,3,4,5}
(2)若集合A={x|-1≤x<1},当S分别取下列集合时,求∁SA.
①S=R;②S={x|x≤2};③S={x|-4≤x≤1}.
解析:解析:(1)选C 因为全集U={1,2,3,4,5},A={1,3},所以∁UA={2,4,5}.
(2)①把集合A表示在数轴上如下图所示.
由图知∁SA={x|x<-1或x≥1}.
②把集合S和A表示在数轴上,如下图所示.
由图易知∁SA={x|x<-1或1≤x≤2}.
③把集合S和A表示在数轴上,如下图所示.
由图象知∁SA={x|-4≤x<-1或x=1}.
eq \a\vs4\al([反思感悟])
eq \a\vs4\al(求集合补集的依据及处理技巧)
(1)依据:集合补集的定义.
(2)两种处理技巧
①当集合用列举法表示时,可借助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.
已知全集U=R,集合A={x|x<1或x>2},集合B={x|x<-3或x≥1},求∁RA,∁RB.
解析:借助数轴,由下图可知:
∁RA={x|1≤x≤2},∁RB={x|-3≤x<1}.
题型二 交、并、补的综合运算
[例 2] 设全集为R,A={x|3≤x<7},B={x|2<x<10},求∁R(A∪B)及(∁RA)∩B.
解析:把全集R和集合A,B在数轴上表示如下:
由图知,A∪B={x|2<x<10},
∴∁R(A∪B)={x|x≤2或x≥10},
∵∁RA={x|x<3或x≥7},
∴(∁RA)∩B={x|2<x<3或7≤x≤10}.
eq \a\vs4\al([反思感悟])
求集合交、并、补运算的方法
1.已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,3,4,5},B={2,3,6,7},则B∩∁UA=( )
A.{1,6} B.{1,7}
C.{6,7} D.{1,6,7}
2.已知全集U={x|-1≤x≤4},A={x|-1≤x≤1},B={x|0<x≤3},求∁UA,(∁UB)∩A.
答案:∁UA={x|1<x≤4},(∁UB)∩A={x|-1≤x≤0}
题型三 根据补集运算求参数
[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.
解:法一:(直接法)
由A={x|x+m≥0}={x|x≥-m},
得∁UA={x|x<-m}.
因为B={x|-2<x<4},
(∁UA)∩B=∅,
所以-m≤-2,即m≥2,
所以m的取值范围是{m|m≥2}.
法二:(集合间的关系)
由(∁UA)∩B=∅可知B⊆A,
又B={x|-2<x<4},A={x|x+m≥0}={x|x≥-m},结合数轴:
得-m≤-2,即m≥2.所以m的取值范围是{m|m≥2}.
eq \a\vs4\al([反思感悟])
由集合的补集求解参数的方法
(1)如果所给集合是有限集,由补集求参数问题时,可利用补集定义并结合知识求解.
(2)如果所给集合是无限集,求与集合交、并、补运算有关的参数问题时,一般利用数轴分析法求解.
1.(变条件)将本例中条件“(∁UA)∩B=∅”改为“(∁UA)∩B=B”,其他条件不变,则m的取值范围又是什么?
解:由已知得A={x|x≥-m},
所以∁UA={x|x<-m},
又(∁UA)∩B=B,所以-m≥4,
解得m≤-4.
所以m的取值范围是{m|m≤-4}.
2.已知集合A={x|x≥2},B={x|-1≤x≤5}.
(1)求(∁RA)∩B;
(2)若D={x|1-a≤x≤1+a},且D∪(∁RB)=∁RB,求实数a的取值范围.
解:(1)因为集合A={x|x≥2},
B={x|-1≤x≤5}.
所以∁RA={x|x<2},(∁RA)∩B={x|-1≤x<2}.
(2)因为D={x|1-a≤x≤1+a}且D∪(∁RB)=∁RB,∁RB={x|x<-1或x>5},
所以D⊆∁RB,
当D=∅时,1-a>1+a,解得a<0,成立;
当D≠∅时, eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(1-a≤1+a,,1-a>5,))或 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(1-a≤1+a,,1+a<-1,))无解,
综上所述,实数a的取值范围是{a|a<0}.
[课堂小结]
1.全集与补集互相依存的关系
(1)全集并非含有任何元素的集合,它仅含有所研究问题中涉及的所有元素,如研究整数,Z就是全集,研究方程的实数解,R就是全集,因此,全集因研究问题而异.
(2)补集是集合之间的一种运算.求集合A的补集的前提是A是全集U的子集,随着所选全集的不同,得到的补集也是不同的,因此,它们是互相依存、不可分割的两个概念.
(3)∁UA的数学意义包括两个方面:一是A⊆U;二是∁UA={x|x∈U,且x∉A}.
2.补集思想:做题时“正难则反”策略运用的是补集思想,即已知全集U,求子集A,若直接求A困难,可先求∁UA,再由∁U(∁UA)=A求A.
$$