内容正文:
课时二 集合的表示方法
第一章 集合与常用逻辑用语
1
除了用自然语言描述一个集合外,我们还可以用什么方式表示集合呢?
列举法
把集合的所有元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.
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思考1 你能用列举法表示例1中的集合吗?
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.
(2)设方程方程的所有实数根组成的集合为B,
那么B=
用列举法表示集合的三个步骤
(1)求出集合的元素;
(2)把元素一一列举出来,且相同元素只能列举一次;
(3)用花括号括起来.
注意:用列举法表示集合,应先明确集合中的元素是什么.
思考2 你从下面的“思考”问题中想到了什么?
(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?
描述法
一般地,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{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.
描述法:一般地,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{x∈A|P(x)},这种表示集合的方法称为描述法.
具体方法:在大括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.
思考3 你能分别用列举法和描述法表示例2中的集合吗?
例2 试分别用描述法和列举法表示下列集合:
(1)方程的所有实数根组成的集合A;
(2)由大于10且小于20的所有整数组成的集合B.
解:(1)设A,则x是一个实数,且,因此,用描述法表示为.
方程有两个实数根,,因此,用列举法表示为
(2)设,则x是一个整数,即,且10<x<20.因此,用描述法表示为.
大于10且小于20的所有整数有11,12,13,14,15,16,17,18,19.因此,用列举法表示为
描述法表示集合时的3个关注点
(1)写清楚集合中元素的符号,如数或点等.
(2)说明该集合中元素的共同特征,如方程、不等式、函数式或几何图形等.
(3)不能出现未被说明的字母.
思考4 通过例2,你认为集合的不同表示方法有什么优缺点?
列举法:
优点:直观、灵活、简便,在表示元素不太多的集合时宜采用.
缺点:表示元素多或元素个数无法确定的集合不太方便.
思考4 通过例2,你认为集合的不同表示方法有什么优缺点?
描述法:
优点:省时省力,概括性强,表示元素个数多或无法列举的集合时宜采用.
缺点:较为抽象,不利于判断选择.
补充例题
例3、用列举法表示下列集合:
(1)方程(x-1)2(x-2)=0的解组成的集合;
【解】方程(x-1)2(x-2)=0的解为1或2,因此可以用列举法表示为{1,2}.
(2)“Welcome”中的所有字母构成的集合;
【解】由于“Welcome”中包含的字母有W,e,l,c,o,m共6个元素,因此可以用列举法表示为{W,e,l,c,o,m}.
例4、用描述法表示下列集合:
(1)被3除余1的正整数的集合;
【解】被除数=商×除数+余数,此集合表示为{x|x=3n+1,n∈N}.
(2)不等式2x-3<5的解组成的集合;
【解】 不等式2x-3<5的解组成的集合可表示为{x|2x-3<5},即{x|x<4}.
(3)坐标平面内第一象限的点的集合.
【解】第一象限内的点的横、纵坐标均大于零,故此集合可表示为{(x,y)|x>0,y>0}.
例5、若集合A={x|kx2-8x+16=0}只有一个元素,试求实数k的值,并用列举法表示集合A.
【解】 若集合A只有一个元素,则方程kx2-8x+16=0,
当k=0时,原方程变为-8x+16=0,x=2.此时集合A={2}.
当k≠0时,则关于x的一元二次方程kx2-8x+16=0有两个相等实根,只需Δ=64-64k=0,即k=1.此时方程解为x1=x2=4,集合A={4},满足.
综上所述,实数k的值为0或1.当k=0时,A={2};当k=1时,A={4}.
1.(变条件)若集合A中有2个元素,求k的取值范围.
例3、若集合A={x|kx2-8x+16=0}只有一个元素,试求实数k的值,
并用列举法表示集合A.
2.(变条件)若集合A中至多有一个元素,求k的取值范围.
(1)函数y=-2x2+x图象上的所有点组成的集合;
解:函数y=-2x2+x的图象上所有点组成的集合可表示为{(x,y)|y=
-2x2+x}.
(2)3和4的所有正的公倍数构成的集合;
解:3和4的最小公倍数是12,因此3和4的所有正的公倍数构成的集合是{x|x=12n,n∈N*}.
课堂练习
3.(多选)已知集合A={x|-1<x<,x∈Z},则一定有( )
A.-1∈A B.2(1)∈A
C.0∈A D.1∈A
解析:-1不在集合范围内,2(1)∉Z,-1<0<,-1<1<,故选CD.
答案:CD
4.下列说法中正确的是( )
①0与{0}表示同一个集合;
②由1,2,3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,2,1};
③方程(x-1)2(x-2)=0的所有解组成的集合可表示为{1,1,2};
④集合{x|4<x<5}可以用列举法表示
A.①④ B.②③ C.② D.②④
解析:①中“0”不能表示集合,而“{0}”可以表示集合,故①错误.根据集合中元素的无序性可知②正确;根据集合中元素的互异性可知③错误;④不能用列举法表示,原因是集合中有无数个元素,不能一一列举.
答案:C
5.用列举法表示集合
A={y|y=x2+1,|x|≤2,x∈Z}=________.
解析:因为集合A={y|y=x2+1,|x|≤2,x∈Z},所以A={y|y=x2+1,x=-2,-1,0,1,2}={1,2,5}.
答案:{1,2,5}
6.试分别用描述法和列举法表示下列集合:
(1)方程x2-5=0的所有实数根组成的集合A;
(2)由小于8的所有自然数组成的集合B.
解:(1)描述法表示为A={x∈R|x2-5=0},列举法表示为A={,-};
(2)描述法表示为{x∈N|0≤x<8}(形式不唯一),列举法表示为{0,1,2,3,4,5,6,7}.
学 习 目 标 核 心 素 养
1.会用列举法表示有限集.
2.理解描述法的格式及其适用情况,并会用描述法表示相关集合.
3.学会在集合的不同表示法中作出选择和转换. 1.数学抽象:列举法、描述法表示集合.
2.数学运算、直观想象:用描述法表示的集合转化为用列举法表示的集合.
小结:
课 时 结 束
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