内容正文:
第一章
集合与常用逻辑用语
1.2 集合间的基本关系
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理解子集、真子集、空集的概念.
能用符号和Venn图表示集合间的关系.
掌握列举有限集的所有子集的方法.
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学习目标
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创设情境
回顾实数之间的关系.
想一想:类比实数之间的关系,两个集合之间是否也有类似的关系呢?
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探究新知
任务1 探究集合与集合间的包含关系.
思考 观察下面两个例子,你能发现每组两个集合之间的关系有什么共同特征吗?
(1)A={1,3},B={1,3,5,6}.
(2)C为星星中学高一(3)班全体男生组成的集合,D为这个班全体学生组成的集合;
总结:
(1)中,集合A的任何一个元素都是集合B的元素,这时我们说集合A包含于集合B,或集合B包含集合A.
(2)中的集合C与集合D也有这种关系.
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知识梳理
一般地,对于两个集合 A 与 B,如果集合 A 的任何一个元素都属于集合 B,那么称集合 A 是集合 B 的子集.
对应地,如果 A 不是 B 的子集,则记作:A B(或B A)
记作:A⊆B(或B⊇A)
读作:“A包含于B”(或“B包含A”)
符号语言:任意x∈A,有x∈B,则A⊆B.
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探究新知
思考 包含关系{a}⊆A与属于关系a∈A有什么区别?
答:前者为集合之间关系,后者为元素与集合之间的关系.
说一说 用Venn图表示常用数集之间的关系
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,如果A⊆B ,可以用下图来表示.
B
A
总结
(1)表示集合的Venn图是封闭曲线,它可以是圆、矩形、椭圆、也可以是其他封闭曲线.
(2)Venn图的优点是形象直观,缺点是公共特征不明显,画图时要注意区分大小.
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练一练
A和B两个集合的大小情况如图所示,则A和B的关系是( )
A.A∈B B.B∈A
C.A⊆B D.B⊆A
A
B
D
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探究新知
任务2 探究集合与集合间的相等关系.
思考 观察下面两个集合,并指出它们元素间的关系,你能得出什么结论?
E={x|x是两条边相等的三角形}, F={x|x是等腰三角形}
类比“若a≥b,且b≥a,则a=b ”
答:由于“两条边相等的三角形”是等腰三角形,因此,集合E,F都是由所有等腰三角形组成的集合.即集合E中任何一个元素都是集合F中的元素,同时,集合F中任何一个元素也都是集合E中的元素.这样,集合E的元素与集合F的元素是一样的.
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知识梳理
对于两个集合 A 与 B,如果集合 A 是集合 B 的子集 (A⊆B),且集合 B 是集合A 的子集 (B⊆A),那么称集合 A 与集合 B 相等;
记作:A=B,读作:“A 等于 B ”;
如果 A⊆B 且 B⊆A,则 A = B;如果 A = B,则 A ⊆ B 且 B ⊆ A .
集合的相等与子集的关系
Venn图如图所示.
若两集合相等,则两集合所含元素完全相同,与元素排列顺序无关.
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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?
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.
练一练
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思考
集合间除了包含关系、相等关系,还有其他关系吗?
答:真子集关系.
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探究新知
任务3 探究集合与集合间的真子集关系.
思考 仔细观察下面例题,集合B中是否有一些元素不属于集合A?
例 A={1,2,3},B={1,2,3,4,5};
答 在例题中,A⊆B,但4∈B,且4∉A,所以集合A是集合B的真子集。
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如果集合 A 是集合 B 的子集,且 B 中至少有一个元素不属于 A,那么称集合 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”)
知识梳理
真子集
问 集合A⫋B与集合A⊆B有什么区别呢?
总结 前者集合B含有集合A没有的元素,后者集合A可能与集合B相等.
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探究新知
任务4 探究空集与真子集、子集的关系.
思考 假如一间教室没有任何东西,我们将其称为空教室,若一个集合中没有任何元素,
例如 方程x2+1=0没有实数根,我们如何对其进行命名呢?
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知识梳理
一般地,我们把不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.
规定:空集是任何集合的子集.
性质:
(1)空集只有一个子集,即它的本身, ∅⊆∅;
(2)空集是任何非空集合的真子集,即A≠∅,则∅⫋A;
(3)书写子集的时候千万不要漏掉空集∅.
空集
例如:方程x2+1=0没有实数根,所以方程x2+1=0的实数根组成的集合为
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思考
0,{0}、∅、{∅}之间有什么关系?
总结:
1. 0,{0}、∅、{∅}之间的关系.
2.由集合之间的基本关系,可得以下结论:
(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.
(3) A⊆B可以得出:A=∅或A≠∅,A⫋B或A≠∅,A=B.
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典例分析
例1:写出集合 A ={4,5,6} 的所有子集和真子集.
解:集合 A 的所有子集是:∅,{4},{5},{6},{4,5},{4,6},{5,6},{4,5,6};在上述子集中,除去集合 A 本身,即 {4,5,6},剩下的都是 A 的真子集.
方法归纳:
1.写子集的方法:先写空集,然后按照集合元素从少到多的顺序写出来,一直到集合本身;
2.写集合真子集时除集合本身外其余的子集都是它的真子集.
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解:因为集合B的元素都是集合A的元素,因此可用数轴表示它们的关系,如图所示:
从而可知 a ≤ 3.
例2:已知区间 A = (-∞,3]和 B = (- ∞,a),且 B⊆A,求实数 a 的取值范围.
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例3:填写下表,并回答下面的问题:
集合 元素个数 所有子集 子集个数
{a} 1
{a,b} 2
{a,b,c} 3
{a,b,c,d} 4
∅、{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}
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(1)观察表格,试着找出 “元素个数”与“子集个数”之间的规律;
(2)如果一个集合中有n个元素,试着用n表示这个集合的子集个数.
子集个数为2n
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总结
假设集合A中含有n个元素,则有:
(1)A的子集的个数为2n个;
(2)A的真子集的个数为2n-1个;
(3)A的非空真子集的个数为2n-2个.
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课堂检测
1.满足关系{1,2}⊆A⊆{1,2,3,4,5}的集合的个数是( )
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
解析:因为{1,2}⊆A⊆{1,2,3,4,5},
所以A={1,2},A={1,2,3},A={1,2,4},A={1,2,5},A={1,2,3,4},
A={1,2,3,5},A={1,2,4,5},A={1,2,3,4,5},共8个,
故选:C
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课堂检测
2.集合{a,b,c}的真子集共有个( )
A.7个 B.8个 C.9个 D.10个
解析:因为集合{a,b,c}含有3个元素,故其真子集为23-1=7个,
故选:A
答案:B
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课堂检测
答案:BC.
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课堂检测
5.用适当的符号填空
____ 2____{x|x是质数}
____ R____N
{0}____ {n|n=3k-1,k∈N}____{n|n=6k-1,k∈N}
⫋
∈
=
⫋
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回顾:本节课学习了那些知识点.
1.集合间的包含与相等关系;
2.真子集和空集的概念和性质;
3.集合与集合、元素与集合的关系.
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加油💪
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