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第2课时 集合的表示
新课导入
语言是人与人之间相互联系的一种方式,同样的祝福又有着不同的表示方式,例如,我们用中文说“祝你生日快乐”,英文为“”等等.那么,对于一个集合,有哪些不同的表示方法呢?
学习目标
1.掌握集合的两种表示方法(列举法和描述法).
2.能够运用集合的两种表示方法表示一些简单的集合.
新知学习 探究
一 列举法
观察下列两个集合:
(1)中华人民共和国国旗上所有颜色组成的集合;
(2)十二生肖组成的集合.
思考1.上述两个集合的元素能一一列举出来吗?为什么?
思考2.上述集合与除了用自然语言描述外,还有更简单明了的表示方式吗?如何表示?
【答案】思考1 提示:能,因为两个集合里的元素都是有限个.
思考2 提示:有,两个集合可以这样表示,如 红色,黄色};鼠,牛,虎,兔,龙,蛇,马,羊,猴,鸡,狗,猪}.
[知识梳理]
把集合的所有元素_ _ _ _ _ _ _ _ 出来,并用花括号“”括起来表示集合的方法叫做列举法.
【答案】一一列举
[例1] (对接教材例1)用列举法表示下列集合:
(1) 方程的解组成的集合;
(2) “”中的所有字母组成的集合;
(3) 函数的图象与坐标轴的交点组成的集合.
【答案】(1) 【解】方程 的解为 或,因此可以用列举法表示为.
(2) 由于“”中包含的字母有,,,,,,共6个元素,
因此可以用列举法表示为{,,,,,}.
(3) 函数 的图象与 轴的交点为,与 轴的交点为,因此可以用列举法表示为.
用列举法表示集合的三个步骤
(1)求出集合中的元素;
(2)把各元素列举出来,并用花括号括起来;
(3)检查元素是否符合集合中元素的互异性.
注意(1)用列举法表示集合时不必考虑元素的顺序;(2)二元方程组的解集、函数图象上的点构成的集合都是点集,应将有序实数对用小括号括起来表示一个元素.
[跟踪训练1].用列举法表示下列集合:
(1) 10以内的所有素数组成的集合;
(2) 方程的实数根组成的集合;
(3) 一次函数与的图象的交点组成的集合.
【答案】(1) 解:10以内的素数有2,3,5,7,因此构成的集合为.
(2) 解方程 得 或,
所以集合.
(3) 解方程组 得
所以集合.
二 描述法
思考1.“大于且小于2的实数”构成的集合能用列举法表示吗?为什么?
提示:不能.集合中的元素有无数多个,元素不能完全列举.
思考2.设为“大于且小于2的实数”构成的集合的元素,有何特征?
提示: 且.
[知识梳理]
一般地,设是一个集合,我们把集合中所有具有共同特征的元素所组成的集合表示为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,这种表示集合的方法称为描述法,有时也用冒号或分号代替竖线,写成或;.
【答案】
[例2] 用描述法表示下列集合:
(1) 被3除余1的所有自然数组成的集合;
(2) 比1大又比10小的所有实数组成的集合;
(3) 平面直角坐标系中坐标轴上所有点组成的集合.
【答案】(1) 【解】被3除余1的所有自然数组成的集合可表示为,}.
(2) 比1大又比10小的所有实数组成的集合可表示为.
(3) 平面直角坐标系中坐标轴上所有点组成的集合可表示为.
用描述法表示集合的两个步骤
[跟踪训练2].选择适当方法表示下列集合:
(1) 由不超过5的所有自然数组成的集合;
(2) 不等式的解集;
(3) 二次函数的图象上所有的点组成的集合.
【答案】(1) 解:用列举法表示集合.
(2) 用描述法表示集合.
(3) 用描述法表示集合.
三 集合表示法的应用
[例3] 已知集合,}.
(1) 若,用列举法表示;
(2) 当集合中有且仅有一个元素时,求的值组成的集合.
【答案】
(1) 【解】若,则1是方程 的实数根,所以,解得,所以方程为,解得 或,
所以.
(2) 当 时,,
解得,此时;
当 时,若集合 中有且仅有一个元素,
则方程 有两个相等的实数根,
所以 解得,方程为,解得,此时.
综上,当 或 时,集合 中有且仅有一个元素,所以,.
母题探究.在本例条件下,集合中有两个元素,求实数的取值范围.(用集合表示)
解:依题意,,且,所以 且,故实数 的取值范围是 且.
集合与方程的综合问题的解题步骤
(1)弄清方程与集合的关系,往往是用集合表示方程的解集,集合中的元素就是方程的实数根;
(2)当方程中含有参数时,一般要根据方程实数根的情况来确定参数的值或取值范围,必要时要分类讨论;
(3)求出参数的值或取值范围后还要检验是否满足集合中元素的互异性.
[跟踪训练3].
(1) (多选)已知集合,那么下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
(2) [(2025·威海期中)]已知集合,,,若,则.
【答案】(1) AB
(2) 14
【解析】
(1) 选.由方程,解得 或,所以,,所以,,.
(2) 因为,,,,
所以当 时,,,不满足集合中元素的互异性,舍去;
当 时,,,,符合题意.
综上,.
课堂巩固 自测
1.(教材P5习题1.1T2改编)集合用列举法表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选.由题意可得集合.
2.(多选)下列说法错误的是( )
A. 在平面直角坐标系内,第一、三象限内的点组成的集合为
B. 方程的解集为,
C. ,且中的元素个数为0
D. 若,则
【答案】BD
【解析】选.对于,第一象限内的点 满足,,第三象限内的点 满足,,故 正确;
对于,方程的解为 故解集为,故 错误;
对于,由 的范围可得,且 中的元素个数为0,故 正确;
对于,,0,,,故 错误.
3.[(2025·达州期中)]若,则集合中所有元素之和为_ _ _ _ .
【答案】3
【解析】因为,则有,解得,即方程为,解得 或,所以,,所有元素之和为3.
4.(教材P6T4改编)选择适当的方法表示下列集合:
(1) 平面直角坐标系中第二象限的点组成集合;
(2) 不大于10的非负偶数组成的集合;
(3) 使函数有意义的实数组成的集合.
【答案】(1) 解:利用描述法表示集合,或.
(2) 因为不大于10是指小于或等于10,非负是大于或等于0的意思,所以不大于10的非负偶数组成的集合是,2,4,6,8,.
(3) 由,则,解得,故集合为.
课堂小结
1.已学习:(1)集合的表示方法:列举法、描述法;(2)集合与方程、不等式的关系.
2.须贯通:(1)元素个数有限,适合用列举法表示;元素个数无限,一般用描述法表示;(2)解决集合与方程问题常用分类讨论思想.
3.应注意:(1)要注意数集和点集的区别;
(2)当一元二次方程二次项的系数不确定时,易忽略讨论该方程是一次方程还是二次方程.
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