内容正文:
第一章 集合与常用逻辑用语
1.1 集合的概念
一、学习目标
1. 通过实例理解集合的含义,体会元素与集合的"属于"关系;
2. 掌握集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性;
3. 熟练掌握集合的两种表示方法——列举法与描述法,能选择恰当的方法表示集合;
4. 熟记常用数集的符号表示,能准确判断元素与数集的关系。
二、重点难点
重点:集合的基本概念、元素与集合的关系、集合的表示方法。
难点:对集合元素互异性的理解与应用,描述法表示集合的正确书写。
三、知识梳理
知识点1:集合与元素的定义
(1)元素:一般地,我们把研究对象统称为元素,常用小写拉丁字母 a, b, c, … 表示。
(2)集合:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),常用大写拉丁字母 A, B, C, … 表示。
(3)集合相等: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。
知识点2:集合中元素的三个特性
① 确定性:给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了。
② 互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的,即集合中的元素是不重复出现的。
③ 无序性:集合中的元素没有固定的先后顺序,如 {1, 2, 3} 与 {3, 2, 1} 表示同一个集合。
知识点3:元素与集合的关系
(1)属于:如果 a 是集合 A 的元素,就说 a 属于集合 A,记作 a ∈ A。
(2)不属于:如果 a 不是集合 A 的元素,就说 a 不属于集合 A,记作 a ∉ A。
知识点4:常用数集及其记法
非负整数集(自然数集):N (全体非负整数组成的集合)
正整数集:N* 或 N₊ (全体正整数组成的集合)
整数集:Z (全体整数组成的集合)
有理数集:Q (全体有理数组成的集合)
实数集:R (全体实数组成的集合)
知识点5:集合的表示方法
(1)列举法:把集合的元素一一列举出来,并用花括号"{ }"括起来表示集合的方法。
适用:元素个数较少的集合,或元素有明显规律的无限集。
(2)描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法,一般形式为 { x ∈ A | P(x) }。
其中 x 是代表元素,A 是 x 的取值范围,P(x) 是元素 x 满足的共同特征。
四、典例精析
【例1】判断下列各组对象能否构成集合,并说明理由。
(1)大于3且小于11的偶数;
(2)我国的小河流;
(3)平面直角坐标系中第一象限的点;
(4)比较接近0的实数。
【例2】用符号"∈"或"∉"填空。
(1)0 ___ N; (2)√2 ___ Q; (3)-3 ___ Z;
(4)1/2 ___ N*; (5)π ___ R; (6)0.5 ___ Z。
【例3】用适当的方法表示下列集合。
(1)方程 x² - 5x + 6 = 0 的所有实数根组成的集合;
(2)由大于10且小于20的所有整数组成的集合;
(3)所有正奇数组成的集合;
(4)直线 y = 2x + 1 上所有点组成的集合。
五、课堂达标练习
1. 下列各组对象中,能组成集合的是( )
A. 一切很大的数
B. 聪明人
C. 本班视力在5.0以上的同学
D. 跑得快的人
2. 已知集合 A = {a, b, c} 中的三个元素可构成某三角形的三边长,那么此三角形一定不是( )
A. 直角三角形 B. 锐角三角形
C. 钝角三角形 D. 等腰三角形
3. 下列关系中正确的个数是( )
① 0 ∈ N;② √3 ∉ Q;③ 1/3 ∈ R;④ |-4| ∉ Z
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
4. 集合 {x ∈ N* | x - 3 < 2} 用列举法表示正确的是( )
A. {0, 1, 2, 3, 4} B. {1, 2, 3, 4}
C. {0, 1, 2, 3, 4, 5} D. {1, 2, 3, 4, 5}
5. 设集合 M = {大于0且小于1的有理数},N = {小于10⁵⁰的正整数},P = {定圆C的内接三角形},Q = {所有能被7整除的数},其中无限集的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 已知集合 A 含有两个元素 a - 3 和 2a - 1,若 -3 ∈ A,则实数 a = ________。
六、拓展提升
7. 已知集合 A = {x | ax² - 3x + 2 = 0},若 A 中只有一个元素,求实数 a 的值。
8. 数集 A 满足条件:若 a ∈ A,则 (1+a)/(1-a) ∈ A(a ≠ 1)。若 1/3 ∈ A,求集合 A 中的其他元素。
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第一章 集合与常用逻辑用语
1.1 集合的概念
四、典例精析
【例1】
(1)能构成集合。元素是4, 6, 8, 10,具有确定性。
(2)不能构成集合。"小河流"标准不明确,不满足确定性。
(3)能构成集合。第一象限的点满足横坐标和纵坐标都大于0,标准明确。
(4)不能构成集合。"比较接近0"没有明确的衡量标准,不满足确定性。
【例2】
(1)∈ (2)∉ (3)∈ (4)∉ (5)∈ (6)∉
【例3】
(1)解方程得 x = 2 或 x = 3,用列举法表示为 {2, 3}。
(2)用列举法表示为 {11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19};
也可用描述法表示为 {x ∈ Z | 10 < x < 20}。
(3)用描述法表示为 {x | x = 2k + 1, k ∈ N}。
(4)点集用描述法表示为 {(x, y) | y = 2x + 1}。
五、课堂达标练习
六、拓展提升
1. C 解析:"很大""聪明""快"都没有明确标准,不满足确定性;C选项标准明确。
2. D 解析:由集合元素的互异性知 a, b, c 互不相等,故不可能是等腰三角形。
3. C 解析:①②③正确,④错误(|-4|=4是整数),共3个正确。
4. B 解析:x - 3 < 2 即 x < 5,又 x ∈ N*,故 x = 1, 2, 3, 4。
5. C 解析:M、P、Q都是无限集,N是有限集。
6. 0或-1 解析:分两种情况:a - 3 = -3 或 2a - 1 = -3,解得 a = 0 或 a = -1,验证均满足互异性。
7. 解:当 a = 0 时,方程化为 -3x + 2 = 0,有唯一解 x = 2/3,符合题意;
当 a ≠ 0 时,由 Δ = 9 - 8a = 0,得 a = 9/8。
综上,a = 0 或 a = 9/8。
8. 解:因为 1/3 ∈ A,所以 (1 + 1/3)/(1 - 1/3) = 2 ∈ A;
因为 2 ∈ A,所以 (1 + 2)/(1 - 2) = -3 ∈ A;
因为 -3 ∈ A,所以 (1 - 3)/(1 + 3) = -1/2 ∈ A;
因为 -1/2 ∈ A,所以 (1 - 1/2)/(1 + 1/2) = 1/3 ∈ A,开始循环。
故集合 A 中其他元素为 2, -3, -1/2。
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