内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第1章
集合
1.1 集合的概念与表示
第一课时 集合的概念
确定的
不同的
每一个
确定性
互异性
无序性
∈
a∈A
∉
a∉A
课下培优巩固练(一)
[课程标准] 1.通过实例,了解集合的含义. 2.理解元素与集合的“属于”关系. 3.针对具体问题,能够在自然语言和图形语言的基础上,用符号语言刻画集合.
一、元素与集合的概念
1.概念:一般地,一定范围内某些_________、_________对象的全体组成一个集合.集合中的_________对象称为该集合的元素,简称元.
2.集合中元素的特征:_________、_________、_________.
3.元素与集合的表示:
(1)元素的表示:通常用小写拉丁字母a,b,c,…表示集合中的元素.
(2)集合的表示:通常用大写拉丁字母A,B,C,…表示集合.
微思考:给出以下的对象:
①平面直角坐标系内y轴附近的点;
②26个英文字母;
③新华书店中有意义的小说;
④π的近似值.
其中能组成集合的有几个?
提示:①③④中的对象不具有确定性,故不能构成集合;②中的26个英文字母能构成集合.
二、元素与集合的关系
1.属于(符号:___),a是集合A中的元素,记作_________,读作“a属于A”.
2.不属于(符号:___或),a不是集合A中的元素,记作_________或aA,读作“a不属于A”.
微点拔:(1)元素和集合是两个完全不同的概念,元素是集合中的某一对象,而集合是由所有的元素组成的.
(2)“a∈A”还是“a∉A”取决于元素a是否是集合A中的元素,这两种情况中必有且只有一种成立.
(3)“∈”“∉”表达的是元素和集合之间的关系,具有方向性,左边是元素,右边是集合.即开口方向向着集合.
三、常用的数集及其记法
常用
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
记法
N
N*或N+
Z
Q
R
【基点小试】
1.(多选)下列关系中,正确的是( )
A.- eq \f(4,3) ∉Z
B.π∉R
C. eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-\r(2))) ∈Q
D.0∈N
答案:AD
解析:因为Z是整数集,故- eq \f(4,3) ∉Z,所以A正确;
因为R是实数集,故π∈R,所以B错误;
因为Q是有理数集,故 eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-\r(2))) = eq \r(2) ∉Q,所以C错误;
因为N是自然数集,故0∈N,所以D正确.
2.以下各组对象不能构成集合的是______(填序号).
①中国古代四大发明;
②地球上的小河流;
③方程x2-1=0的实数解;
④周长为10 cm的三角形;
⑤接近于0的数.
解析:①中国古代四大发明是造纸术,指南针,火药和印刷术,是确定的,能构成集合;
②地球上的小河流,不确定,不能构成集合;
③方程x2-1=0的实数解是1或-1,是确定的,能构成集合;
④周长为10cm的三角形,是确定的,能构成集合;
⑤接近于0的数,不确定,不能构成集合.
答案:②⑤
3.已知集合A中含有两个元素a-3和2a-1,若-3∈A,则实数a的值为__________.
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,实数a的值为0或-1.
答案:0或-1
4.(苏教版必修一P8T4改编)若x∈N,且 eq \f(1,x) ∈N,则x=______.
解析:因为x∈N,且 eq \f(1,x) ∈N,则x=1.
答案:1
题型一 集合的基本概念
例1.给出下列各组对象:
①联合国常任理事国;
②充分接近 eq \r(2) 的全体实数;
③方程x2+x-1=0的实数根;
④全国著名的高等院校.
以上能构成集合的是( )
A.①③
B.①②
C.①②③
D.①②③④
答案: A
解析:①联合国的常任理事国有:中国、法国、美国、俄罗斯、英国.所以可以构成集合;
②中的元素是不确定的,不满足集合确定性的条件,不能构成集合;
③方程x2+x-1=0的实数根是确定的,所以能构成集合;
④全国著名的高等院校.不满足集合确定性的条件,不构成集合.
[总结] 利用集合中元素的特性判断对象能否组成集合
判断一组对象能否组成集合,关键看该组对象是否满足确定性,如果此组对象满足确定性,就可以组成集合;否则,不能组成集合.同时还要注意集合中元素的互异性、无序性.
【练一练】
1.给出下列说法:
①中国的所有直辖市可以组成一个集合;
②高一(1)班较胖的同学可以组成一个集合;
③正偶数的全体可以组成一个集合;
④大于2 020且小于2 025的所有整数不能组成集合.
其中正确的有________.(填序号)
解析:②中由于“较胖”的标准不明确,不满足集合元素的确定性,所以②错误;④中满足条件的所有整数能组成集合,所以④错误.
答案:①③
题型二 元素与集合的关系
角度1 判断元素与集合的关系
例2.已知集合A中的元素x是被3除余2的整数,则有:17______A;-5______A.
解析:由题意可设x=3k+2,k∈Z,
令3k+2=17得,k=5∈Z.所以17∈A.
令3k+2=-5得,k=- eq \f(7,3) ∉Z.所以-5∉A.
答案:∈ ∉
[总结] 判断元素与集合关系的2种方法
(1)直接法:如果集合中的元素是直接给出的,只要判断该元素在已知集合中是否出现即可.
(2)推理法:对于一些没有直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可,此时应首先明确已知集合中的元素具有什么特征.
角度2 已知元素与集合的关系求参数
例3.设A是方程x2-ax-5=0的解组成的集合.
(1)0是否是集合A中的元素?
(2)若-5∈A,求实数a的值;
(3)若1∉A,求实数a的取值范围.
解:(1)将x=0代入方程,02-a×0-5=-5≠0,所以0不是集合A中的元素;
(2)若-5∈A,则有(-5)2-(-5)a-5=0,解得a=-4.
(3)若1∉A,则12-a×1-5≠0,解得a≠-4.
[总结] 已知元素与集合的关系求参数的思路
当a∈A时,则a一定等于集合A中的某个元素.反之,当a∉A时,结论恰恰相反.
利用上述结论建立方程(组)或不等式(组)求解参数即可,注意要根据集合中元素的互异性对求得的参数进行检验.
【练一练】
2.(苏教版必修一P8T2改编)已知集合M中的元素x满足3-2x<0,则下列结论正确的是( )
A.0∈M,2∈M
B.0∉M,2∈M
C.0∈M,2∉M
D.0∉M,2∉M
答案:B
解析:由3-2x<0,得x> eq \f(3,2) ,所以0∉M,2∈M.
3.集合A中的元素x满足 eq \f(6,3-x) ∈N,x∈N,则集合A中的元素为________.
解析:∵x∈N, eq \f(6,3-x) ∈N,
∴0≤x≤2且x∈N.
当x=0时, eq \f(6,3-x) = eq \f(6,3) =2∈N;
当x=1时, eq \f(6,3-x) = eq \f(6,3-1) =3∈N;
当x=2时, eq \f(6,3-x) = eq \f(6,3-2) =6∈N.
∴A中元素有0,1,2.
答案: 0,1,2
题型三 集合中元素的特征及应用
例4.已知集合A含有两个元素a和a2,若1∈A,则实数a的值为________.
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,不符合元素的互异性,∴a≠1;
当a=-1时,集合A含有两个元素1,-1,符合元素的互异性.∴a=-1.
答案:-1
【母题探究】 (1)(变条件)本例若将条件“1∈A”改为“2∈A”,其他条件不变,求实数a的值.
解:因为2∈A,所以a=2或a2=2,即a=2,或a= eq \r(2) ,或a=- eq \r(2) .
(2)(变条件)本例若去掉条件“1∈A”,其他条件不变,则实数a的取值范围是什么?
解:因为A中有两个元素a和a2,所以a≠a2,解得a≠0且a≠1.
(3)(变条件)已知集合A含有两个元素1和a2,若“a∈A”,求实数a的值.
解:由a∈A可知,
当a=1时,此时a2=1,与集合元素的互异性矛盾,所以a≠1.
当a=a2时,a=0或a=1(舍去).
综上可知,a=0.
[总结] 根据集合中元素的特性求解字母取值(范围)的3个步骤
【练一练】
4.已知集合A由元素a-3,2a-1,a2-4构成,且-3∈A,求实数a的值.
解:因为-3∈A,所以a-3=-3或2a-1=-3或a2-4=-3.
若a-3=-3,则a=0,此时集合A中的元素分别为-3,-1,-4,符合题意.
若2a-1=-3,则a=-1,此时集合A中的元素分别为-4,-3,-3,不满足集合中元素的互异性,舍去.
若a2-4=-3,则a=1或a=-1(舍去).当a=1时,集合A中的元素分别为-2,1,-3,符合题意.
综上所述,实数a的值为0或1.
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