内容正文:
人教B版(2019)必修第一册
1.1.2 集合的基本关系
第一章 集合与常用的逻辑用语
1
学习目标
了解子集、真子集,体现数学抽象能力(重点)
用韦恩图表示子集和真子集,体现逻辑推理能力(重点)
理解集合之间包含与相等的含义,体现数学抽象能力(重难点)
2
新课导入
情境与问题:如果一个班级中,所有同学组成的集合记为S,而所有女同学组成的集合记为F,你觉得集合S和F之间有怎样的关系?你能从集合元素的角度分析它们的关系吗?
给定集合A={1,3},B={1,3,5,6},容易看出,集合A的任意一个元素都是集合B的元素.
3
新课学习
子集的概念
一般地,如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的子集.
记作:A⊆B(或B⊇A),读作:“A包含于B” (或“B包含A”).
如果A不是B的子集,则记作:A B(或B A),读作:“A不包含于B” (或“B不包含A”).
上述情境与问题中的两个集合,满足 F⊆S.
4
新课学习
想一想:符号“∈”与符号“⊆”表达含义相同吗?
“∈”表示元素与集合之间的关系,“⊆”表示集合之间关系.
5
新课学习
尝试与发现:(1)根据子集的定义判断,如果A={1,2,3},那么A⊆A吗?
依据子集的定义,任意集合A都是它自身的子集,即A⊆A.
(2)你认为可以规定空集是任意一个集合的子集吗?为什么?
因为空集不包含任何元素,所以我们规定:空集是任意一个集合A的子集,即⊆A.
6
新课学习
真子集的概念
一般地,如果集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于A,那么集合A称为集合B的真子集.
记作:A⫋B(或B⫌A),读作:“A真含于B”(或“B真包含A”).
例如:分析集合A={1,2},B={1,2,3,4}之间的关系,可知A是B的子集(即A⊆B),而3∈B且3∉A,因此A是B的真子集,即A⫋B.
7
新课学习
维恩图的概念
如果用平面上一条封闭曲线的内部来表示集合,那么我们就可作出示意图来形象地表示集合之间的关系,这种示意图通常称为维恩图.
例如:A是B的真子集,如图所示.
A
B
8
新课学习
子集与真子集的性质
(1)对于集合A,B,C,如果A⊆B,B⊆C,则A⊆C;
(2)对于集合A,B,C,如果A⫋B,B⫋C,则A⫋C;
(3)空集是任何非空集合的真子集,即⫋A.
C
B
A
9
新课学习
例1:写出集合A={6,7,8}的所有子集和真子集.
分析:如何才能一个不漏地写出这个集合的所有子集呢?注意到集合A含有3个元素,因此它的子集含有的元素个数为0,1,2,3.可依下列步骤来完成此题:
(1)写出元素个数为0的子集,即;
(2)写出元素个数为1的子集,即{6},{7},{8};
(3)写出元素个数为2的子集,即{6,7},{6,8},{7,8};
(4)写出元素个数为3的子集,即{6,7,8}.
10
新课学习
例1:写出集合A={6,7,8}的所有子集和真子集.
集合A的所有子集是
,{6},{7},{8},{6,7},{6,8},{7,8},{6,7,8}.
在上述子集中,除去集合A本身,即{6,7,8},剩下的都是A的真子集.
11
新课学习
例2:已知区间A=(-∞,2]和B=(-∞,a),且B⊆A,求实数a的取值范围.
因为集合B的元素都是集合A的元素,所以可用数轴表示它们的关系,如图所示.
x
2
a
从而可知a≤2.
12
新课学习
情境与问题:已知S={x|(x+1)(x+2)=0},T={-1,-2},这两个集合的元素有什么关系?S⊆T吗?T⊆S吗?你能由此总结出集合的相等与子集的关系吗?
上述问题中,组成S的元素与组成T的元素完全相同,即S=T;另外,由子集的定义可知
S⊆T且T⊆S
13
新课学习
集合的相等与子集的关系
一般地,由集合相等以及子集的定义可知:
(1)如果A⊆B且B⊆A,则A=B;
(2)如果A=B,则A⊆B且B⊆A.
14
新课学习
例3:写出下列每对集合之间的关系:
(1)A={1,2,3,4,5},B={1,3,5};
分析:因为集合之间的关系是通过元素来定义的,所以只要针对集合中的元素进行分析即可.
因为B的每个元素都属于A,而4∈A且4∉B,所以
B⫋A.
15
新课学习
例3:写出下列每对集合之间的关系:
(2)C={x|x2=1},D={x||x|=1};
不难看出,C和D包含的元素都是1和-1,所以
C=D.
(3)E=(-∞,3),F=(-1,2];
在数轴上表示出区间E和F,如图所示.
-3
x
3
2
1
O
-1
-2
由图可知 F⫋E.
16
新课学习
例3:写出下列每对集合之间的关系:
(4)G={x|x是对角线相等且互相平分的四边形},H={x|x是有一个内角为直角的平行四边形}.
如果x∈G,则x是对角线相等且互相平分的四边形,所以x是矩形,从而可知x是有一个内角为直角的平行四边形,所以x∈H,因此
G⊆H.
反之,如果x∈H,则x是有一个内角为直角的平行四边形,所以x是矩形,从而可知x是对角线相等且互相平分的四边形,所以x∈G,因此
H⊆G
综上可知,G=H.
17
新课学习
思考一下:从上面的例题中,你可以得到什么结论?
结论:当A是B的子集时,要么A是B的真子集,要么A与B相等.
(1)中B是A的子集,所以B是A的真子集;
(2)中C和D互为子集,所以C=D;
(3)中F是E的子集,所以F是E的真子集;
(4)中G和H互为子集,所以G=H.
18
新课学习
探索与研究
填写下表,回答下面的问题:
集合 元素个数 所有集合 子集个数
{a} 1 2
{a,b} 2 4
{a,b,c} 3 8
{a,b,c,d} 4 16
,{a}
,{a},{b},{a,b}
,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},
{b,c},{a,b,c}
,{a},{b},{c},{d},{a,b},{a,c},{a,d},{b,c},{b,d},{c,d},{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},{b,c,d},{a,b,c,d}
19
新课学习
(1)你能找出“元素个数”与“子集个数”之间的规律吗?
集合中的元素个数每增加1个,其子集的个数变为原来的2倍,易知非空集合的真子集个数比子集个数少1.
(2)如果一个集合中有n个元素,你能用n表示这个集合子集的个数吗?
当集合中元素个数为n(n∈N*)时,有如下结论:
①含有n个元素的集合有2n个子集;
②含有n个元素的集合有(2n-1)个真子集;
③含有n个元素的集合有(2n-1)个非空子集;
④含有n个元素的集合有(2n-2)个非空真子集.
20
课堂练习
A
21
课堂练习
C
22
课堂练习
23
课堂练习
C
24
课堂练习
C
25
课堂练习
D
26
课堂练习
72
27
课堂练习
28
课堂总结
1.子集的概念
2.真子集的概念
3.集合的相等与子集的关系
29
谢
谢
观
看
30
$