内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1集合的概念
2026年6月26日
1
在小学和初中,我们已经接触过一些集合,例如,自然数的集合,同一平面内到一个定点的距离等于定长的点的集合(即圆)等. 为了更有效地使用集合语言,我们需要进一步了解集合的有关知识.
观察下列实例:
1
1~10以内的所有奇数
2
方程x2-9=0的实数根
3
小于8的素数
4
中国四大发明
5
中国十二生肖
6
到定点O的距离等于1的所有点
1,3,5,7,9
x1=-3,x2=3
2,3,5,7
造纸术、指南针、火药、印刷术
鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪
圆心是O,半径为1的圆上的点
集合
元素
一、情景引入
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自主预习,回答问题
阅读课本2-4页,思考并完成以下问题
1、集合和元素的含义是什么?各用什么字母表示?
2、集合的元素有什么特性?
3、元素和集合之间有什么关系?有什么符号表示?
4、常见的数集有哪些?用什么字母表示?
5、怎样表示集合?
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二、学习新知
一般地,我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫做集合,简称为集.
1. 集合的含义
我们常用大写字母A,B,C…表示集合,常用小写字母a, b, c …表示元素.
牛刀小试 判断元素能否构成集合
【练习1】下列几组对象可以构成集合的是( )
A.充分接近π的实数的全体 B.善良的人
C.世界著名的科学家 D.某单位所有身高在1.7m以上的人
【答案】D
【解析】选项A,B,C所描述的对象没有一个明确的标准,故不能构成一个集合,选项D的标准唯一,故能组成集合.故选:D.
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2、集合元素的特性
确定性:集合的元素必须是确定的,即一个集合一旦确定,某一个元素要么是该集合中的元素,要么不是,二者必居其一。
互异性:集合中的元素必须是互异的,即集合中的任何两个元素都是不同的。
无序性:集合中的元素没有先后顺序,即集合与其中元素的排列顺序无关。
集合的相等:只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合是相等的。
二、学习新知
在我们要了解集合的特性之前先看看这些具有代表性的问题.
(1)A={素质好的人}是否表示集合?
(2)A={2,2,4}表示是否正确?
(3)A={太平洋,大西洋}, B={大西洋, 太平洋} 是否表示同一集合?
确定性
无序性
互异性
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二、学习新知
练习1 下面各组对象能否构成集合?并说明理由.
(1)所有的好人;
(2)小于2003的数;
(3)和2003非常接近的数;
(4)参加数学比赛的年龄较小的同学;
(5)亚洲所有的国家;
(6)立方根等于自身的数;
(7)西湖里的漂亮的鱼;
(8)较大的数.
否,不确定性
能
否,不确定性
否,不确定性
能
能
否,不确定性
否,不确定性
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(1) 如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A.
(2) 如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作aA.
3. 集合与元素的关系
二、学习新知
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二、学习新知
(1) 全体非负整数组成的集合称为非负整数集(即自然数集),记作:N
(2) 全体正整数组成的集合称为正整数集,记作:N﹡或N+
(3) 全体整数组成的集合称为整数集,记作:Z
(4) 全体有理数组成的集合称为有理数集,记作:Q
(5) 全体实数组成的集合称为实数集,记作:R
数学中一些常用的数集及其记法:
练习2 用符号“∊”或∉”填空:
∊
∉
∉
∊
∊
∉
∉
∊
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4. 集合的表示方法
将集合中的元素一一列举出来,并用花括号{ }括起来的方法叫做列举法.
(1) 列举法
例1 用列举法表示下列集合:
(1) 小于10的所有自然数组成的集合;
(2) 方程x2=x的所有实数根组成的集合.
解:(1) 设小于10的所有自然数组成的集合为A,那么
A={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.
(2) 设方程x2=x的所有实数根组成的集合为B,那么B={0, 1}.
二、学习新知
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a 与 {a}
有什么区别?
是一个元素
是一个集合
概念辨析:
二、学习新知
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牛刀小试 列举法表示集合
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用集合所含元素的共同特征表示集合的方法,称为描述法.
思考 (1) 你能用自然语言描述集合{0, 3, 6, 9}吗?
(2) 你能用列举法表示不等式x-7<3的解集吗?
解:(1) 能,由大于等于0且小于10的整数中所有3的倍数组成的.
(2) 不能,因为不等式x-7<3的解集的元素有无穷多个,无法一一列举出来. 此时就要采用集合的另一种表示方法—描述法.
(2) 描述法:
二、学习新知
设A是一个集合,我们把集合A中,所有具有共同特征P(x)的元素x所组成的集合表示为:
我们称这种方法为描述法。
P(x)表示该集合中的元素x所具有的性质
x为该集合的代表元素
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比如:① 不等式x-7<3的解集可表示成
{x∈R|x<10}.
② 所有奇数组成的集合可表示成
{x∈Z|x=2k+1, k∈Z}.
③ 由所有偶数组成的集合可表示成
{x∈Z|x=2k, k∈Z}.
追问:你能用描述法表示有理数集吗?
二、学习新知
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解:(1) 用描述法
用列举法
(2) 用描述法
用列举法
例2 试分别用描述法和列举法表示下列集合:
(1) 方程x2-2=0的所有实数根组成的集合A;
(2) 由大于10小于20的所有整数组成的集合B.
A={x| x2-2=0}.
B={x∈Z|10<x<20}.
B={11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19}.
二、学习新知
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例如:
二、学习新知
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1. 判断下列元素的全体是否组成集合,并说明理由.
(1) 与定点A,B等距离的点;
(2) 高中学生中的游泳能手.
解:(1) 能组成集合.
(2) 不能组成集合,因为不满足集合元素的确定性.
2. 用符号“∊”或“∉”填空:
∊
∉
∉
∊
∊
∉
三、练习
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3. 用适当的方法表示集合:
(1) 方程x2-9=0的所有实数根组成的集合;
(2) 一次函数y=x+3与y=-2x+6图象的交点组成的集合;
(3)不等式4x-5<3的解集.
解:(1){-3, 3};
(2){(1, 4)};
(3){x|x<2}.
三、练习
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小结
考虑集合元素三要素:确定性 无序性 互异性。
四、强化训练
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四、强化训练
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【训练3】下列集合中表示同一集合的是
A.M={(3,2)},N={(2,3)}
B.M={2,3},N={3,2}
C.M={(x,y)|x+y=1},N={y|x+y=1}
D.M={2,3},N={(2,3)}
选项A中的集合M是由点(3,2)组成的点集,集合N是由点(2,3)组成的点集,故集合M与N不是同一个集合;
选项C中的集合M是由一次函数y=1-x图象上的所有点组成的集合,集合N是由一次函数y=1-x图象上的所有点的纵坐标组成的集合,即N={y|x+y=1}=R,故集合M与N不是同一个集合;
选项D中的集合M是数集,而集合N是点集,故集合M与N不是同一个集合;对于选项B,由集合中元素的无序性,可知M,N表示同一个集合。
故选B.
四、强化训练
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四、强化训练
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五、课堂小结
集合
的
概念
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【解析】依题意:
,
由
解得
或
或
,
所以
.
故选:D
【练习7】已知集合
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【训练2】已知集合
,若
,则
中所有元素之和为( )
A.3
B.1 C.
D.
【解析】若
,则
,矛盾;
若
,则
,矛盾,故
,
解得
(舍)或
,
故
,元素之和为
,故选:C.
【答案】C
【训练1】设集合
,则下列表述不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】集合
,
,
,
,
,
,
.
∴AC选项均不正确,BD选项正确.
故选:AC.
【点拨】
看集合先确定元素类型(本题中元素是
,而不是
,再看元素需要满足的条件;
集合若能化简先化简,用最简洁的形式表示能让我们更好理解集合。
【训练3】用列举法表示集合
.
【解析】根据
,且
可得:
时,
时,
时,
;
时,
时,
时,
;
故
.
$