内容正文:
课时三 集合的表示
第一章 集合与常用逻辑用语
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如果把“马”和“白马”视为两个集合,那么这两个集合中的元素有什么关系?
你还能举出类似的例子吗?
精彩课堂
1.子集
如果一个班级中,所有同学组成的集合记为S,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间的关系吗?
仔细观察下面的例子,你能发现集合间的关系吗?
A={1,3},B={1,3,5,6}.
集合A中任意一个元素都是集合B中的元素.
集合A与集合B有包含关系.
一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B 中的元素,就称集合A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”).
请同学们想一想,∈与⊆表达的含义相同吗?请举例说明.
2.相等
观察下面各题中的两个集合A,B,并指出它们的元素之间的关系.
(1)A={x|x是有两条边相等的三角形}, B={x|x是等腰三角形};
(2)A={x|(x+1)(x+2)=0}, B={-1,-2}.
一般地,如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,那么集合A与集合B相等,记作A=B.
也就是说,若A⊆B,且B⊆A,则A=B.
3.真子集
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(A⊆B),即A中的元素都在B中.那么,B中的元素都在A中吗?B是A的子集吗?
3∈B但3∉A,所以B不是A的子集.A是B的真子集.
如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作A⫋B(或B⫌A),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”).
在数学中,我们经常用平面上封闭曲线的内部代表集合,这种图称为Venn图.这样,上述集合A与集合B的包含关系,可用下图表示.你能用Venn图表示子集与真子集吗?
你认为它们之间有什么区别与联系?
子集包括真子集与相等.
B A
4.空集
观察各题并指出集合中的元素分别是什么.
(1)既是三角形又是平行四边形的集合;
(2)当两圆相离时,两圆的公共点组成的集合.
请举出你认为是空集的例子.
可以规定空集是任意一个集合的子集吗?为什么?
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为⌀,并规定:空集是任何集合的子集,即⌀⊆A.
∅与0,{0}的关系
∅与0 ∅与{0}
相同点 都表示无的意思 都是集合
不同点 ∅是集合;0是实数 ∅不含任何元素;{0}含一个元素0
关系 0∉∅ ∅ {0}
⫋
5.子集的性质
根据子集的定义判断,如果A={1,2,3},那么A⊆A吗?
对于集合A,B,C,如果A⊆B,且B⊆C,那么A⊆C成立吗?
如果成立,你能用Venn图来解释这些性质吗?
子集的性质:
(1)任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A;
(2)对于集合A,B,C,如果A⊆B,且B⊆C,那么A⊆C.
6.例题探究
例1 写出集合的所有子集和真子集.
分析: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.
解: (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}.
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.
如何才能一个不漏地写出这个集合的所有子集呢?
例2、写出下列各对集合之间的关系:
(1)A={x|-1<x<5},B={x|0<x<5};
【解】 方法一:集合B中的元素都在集合A中,但集合A中有些元素(比如0,-0.5)不在集合B中,故有BA.
方法二:在数轴上表示出集合A,B,可知BA.
(2)A={x|x=2n,n∈Z},B={x|x=4n,n∈Z};
【解】因为集合A是偶数集,集合B是4的倍数集
(3)A={x|x是正方形},B={x|x是矩形}.
【解】正方形是特殊的矩形
判断集合间关系的常用方法
变式:已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={1,2},C={x|x<8,x∈N},用适当的符号填空:
(1)A________B; (2)A________C;
_____C;(4)2_____C
解析:集合A为方程x2-3x+2=0的解集,即A={1,2},而C={x|x<8,x∈N}={0,1,2,3,4,5,6,7}.
例3、下列四个集合中,是空集的为( )
A.{0} B.{x|x>8,且x<5}
C.{x∈N|x2-1=0} D.{x|x>4}
解析:满足x>8且x<5的实数不存在,
故{x|x>8,且x<5}=∅.
例4、已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|1<x<m}(m>1),且B⊆A,
则实数m的取值范围是________.
【解析】由于B⊆A,结合数轴分析可知,m≤4.
又m>1,所以实数m的取值范围是{m|1<m≤4}.
【答案】 1<m≤4
变式:(变条件)本例若将“B={x|1<x<m}(m>1)”改为“B={x|1<x<m}”,其他条件不变,则实数m的取值范围是什么?
解:若m≤1,则B=∅,满足B⊆A.
若m>1,则由例题解析可知1<m≤4.
综上可知m≤4.
例4、已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|1<x<m}(m>1),且B⊆A,则实数m的取值范围是_____
例5.下列六个关系式:①{a,b}={b,a};②{a,b}⊆{b,a};③∅={∅};④{0}=∅;⑤∅{0};⑥0∈{0}.其中正确的个数是( )
A.1 B.3 C.4 D.6
解析:①②⑤⑥正确,③④错误,故选C.
答案:C
7.课堂练习
1.已知集合A={x|x=3k,k∈Z},B={x|x=6k,k∈Z},则A与B之间的最适合的关系是( )
A.A⊆B B.A⊇B C.AB D.BA
解析:集合A是能被3整除的整数组成的集合,集合B是能被6整除的整数组成的集合,所以BA.
答案:D
2.现有以下三组集合:
①{a,b}和{b,a};②{1,0}和{(1,0)};
③{y|y=,x∈R}和{x|y=,x∈R}.
其中,满足集合相等的有( )
A.3组 B.2组 C.1组 D.0组
解析:①中元素相同,集合相等;②中元素个数不同,且一个是数集,一个是点集,集合不相等;③中两集合都是用描述法表示的,代表元素不一样,这两个集合不相等.
答案:C
3.已知集合A={x|1≤x≤2},B={x|1≤x≤a,a≥1}.
(1)若AB,则a的取值范围为________;
(2)若B⊆A,则a的取值范围为________.
解析:(1)若AB,则集合A中的元素都在集合B中,且B中有不在A中的元素,则a>2.
(2)若B⊆A,则集合B中的元素都在集合A中,
则a≤2.因为a≥1,所以1≤a≤2.
答案:(1){a|a>2} (2){a|1≤a≤2}
学 习 目 标 核 心 素 养
1.在具体情境中,了解空集的含义.
2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.
3.能使用Venn图表达集合的基本关系,体会图形对理解抽象概念的作用. 1.数学抽象:子集、真子集的概念,空集的含义及应用.
2.逻辑推理、直观想象:集合间基本关系的推断.
小结:
课 时 结 束
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