内容正文:
1.1 集合的概念
新课导入
探究一:初中阶段我们接触过哪些集合?
请同学们回忆,并给出一些具体例子。
数集的例子:
① 自然数的集合(全体非负整数);
② 不等式 的解集(即满足 的全体实数);
③ 一元二次方程 的所有实数根组成的集合。
点集的例子:
① 圆:同一平面内到一个定点的距离等于定长的点的集合;
② 线段的垂直平分线:到线段两个端点距离相等的点的集合。
归纳:数、点、图形、人、物……都可以作为集合的研究对象。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。
新知探究
看下面的例子
(1)1~10 之间的所有偶数; (2)立德中学今年入学的全体高一学生;
(3)所有的正方形; (4)到直线 l 的距离等于定长 d 的所有点;
(5)方程 的所有实数根; (6)地球上的四大洋。
上述每个问题都由若干个对象组成,每组对象的全体分别形成一个集合,集合中的每个对象都称为元素.
探究二:组成集合的元素所属对象是否有限制?集合中元素个数的多少是否有限制?
回答:① 元素所属的对象不受限制:可以是数、点、图形、人、事物等;
② 元素的个数也不受限制:可以有限个(如例 3、5、6),可以无限个(如例 4),特别地,还可以不含任何元素。
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集合是把确定的、不同的
对象看成一个整体
一、集合与元素的定义
定义:一般地,我们把研究对象统称为元素(element),把一些元素组成的总体叫做集合(set),简称为集。
记法:集合通常用大写拉丁字母 A,B,C,… 表示;元素通常用小写拉丁字母 a,b,c,… 表示.
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二、集合中元素的特征
探究三:任意一组对象是否都能组成一个集合?集合中的元素有什么特征?
问题 1:咱们班"较高"的人能否构成一个集合?由此说明什么?
问题 2:班上清点人数的时候,某个同学需不需要被点到两次?这反映了集合的什么特征?
集合中的元素必须是确定的.(确定性)
集合中的元素是不重复出现的.(互异性)
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二、集合中元素的特征
探究三:任意一组对象是否都能组成一个集合?集合中的元素有什么特征?
问题 3:咱们班的全体同学组成一个集合,调整座位后这个集合有没有变化?由此说明什么?
问题 4:两个集合的元素是一样的,那么这两个集合是相等的吗?
集合中的元素是没有顺序的.(无序性)
只要构成两个集合的元素一样,我们就称这两个集合是相等的.
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集合的三个特性
1
确定性
给定的集合,其元素必须是确定的。 按照明确的标准判断元素在或不在集合中,二者必居其一。
举例
"世界上最高的山" → 能构成集合
"很小的数" → 不能构成集合
关键词:"能否判定"
2
互异性
一个给定集合中的元素是互不相同的。 即集合中的元素不重复出现。
举例
HAPPY 的字母组成集合
→ {H, A, P, Y} 而非 {H, A, P, P, Y}
关键词:"不重复"
3
无序性
集合中的元素没有先后顺序。 只要元素一样,就是同一个集合。
举例
{1, 2, 3} 和 {3, 2, 1}
表示同一个集合
推论:元素相同→ 两集合相等
关键词:"无顺序"
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例题讲解
例 1 下列说法中,正确的有___(填序号)
① 中国各地的美丽乡村能构成一个集合;
② 单词 book 的所有字母组成的集合的元素共有 4 个;
③ 集合 M 中有 3 个元素 a,b,c,其中 a,b,c 是△ABC 的三边长,则△ABC 不可能是等腰三角形;
④ 将小于 10 的自然数按从小到大和按从大到小的顺序排列,分别得到不同的两个集合.
解:① "美丽"的标准不确定,不能构成集合(×);
② 字母集合为 ,共 3 个元素(×);
③ 由互异性,a,b,c 互不相同,三边互不相等,不可能是等腰三角形(√);④ 由无序性,两种排列的元素相同,是同一个集合(×)。
正确的序号是:③
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常用数集及其记法
名称 符号 含义 举例
非负整数集
(自然数集) N 0, 1, 2, 3, ... 0, 5, 100
正整数集 N* 或 N+ 1, 2, 3, 4, ... 1, 7, 99
整数集 Z ..., -2, -1, 0, 1, 2, ... -3, 0, 8
有理数集 Q 整数和分数 0.2, -3, 0.75
实数集 R 有理数和无理数 π, , 0
N*或N+
N
Z
Q
R
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集合与元素的关系
属于(∈)
如果 a 是集合 A 的元素,就说 a 属于集合 A, 记作 a ∈ A
不属于(∉)
如果 a 不是集合 A 中的元素,就说 a 不属于集合 A, 记作 a ∉ A
判断实例
2 ∈ N
2是自然数 ✓
-3 ∈ Z
-3是整数 ✓
∈ Q
是有理数 ✓
π ∉ Q
π不是有理数 ✓
0 ∉ N+
0不是正整数 ✓
∉ Q
不是有理数 ✓
知识应用
1.给出下列说法:
①R中最小的元素是0;
②若a∈Z,则-a∉Z;
③若a∈Q,b∈N*,则a+b∈Q.
其中正确的个数为
A.0 B.1 C.2 D.3
√
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集合的表示方法
1. 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。
例:"地球上的四大洋"组成的集合可表示为 {太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋};方程 的所有实数根组成的集合可表示为 。
例 2 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)方程的实数根:
(3)20以内的质数:
(4)正偶数:
{0, 1, 2, 3, ..., 9}
{0, 1}
{2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19}
{2, 4, 6, 8, 10, ...}
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集合的表示方法
2. 描述法:
定义: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的元素 x 所组成的集合表示为 ,这种表示集合的方法称为描述法。
{ x ∈ A | P(x) }
实例演示:例3
不等式 x-3>2 的解集:
大于0且小于6的整数:
二次函数 y=x² 图象上的点:
知识应用
2.用列举法表示下列集合:
(1) A = {x | x²-4=0, x∈R};
(2) B = {x | x为10以内的正偶数};
(3) C = {x | x²-x=0, x∈R}.
解:(1) 方程的根为,∴ A = {-2, 2}
(2) 10以内的正偶数为2, 4, 6, 8, 10,∴ B = {2, 4, 6, 8, 10}
(3) 方程的根为或
∴ C = {0, 1}
知识应用
3.已知集合 ,若 2 ∈ A,求实数 a 的值。
解:
情况1:若,则,元素重复 → 违反互异性,舍去;
情况2:若,则
由情况1可知,不满足题意,舍去
✓
综上所述,
课堂小结
1
集合三特性
确定性 — 元素必须明确
互异性 — 元素互不相同
无序性 — 元素没有顺序
求参数值后须检验
互异性
2
元素与集合
常用数集:
N,N+,Z,Q,R
a ∈ A — a属于集合A
a ∉ A — a不属于集合A
集合相等 A=B ⟺ 元素完全相同(与顺序无关)
3
两种表示法
列举法:{1, 2, 3}
描述法:{x | P(x)}
注意代表元素的选择
{x|y=x²} ≠ {(x,y)|y=x²}
$