内容正文:
1.1集合的概念(第二课时)
第一章 集合与常用逻辑用语
一、列举法
1
二、描述法
2
三、集合表示法的综合应用
3
课时作业(二) 集合的表示
4
一、列举法
思考1:地球上的四大洋 组成的集合如何表示?
【提示】可以这样表示:
{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋}.
思考2: 方程(x+1)(x+2)=0的所有根组成的集合
又如何用列举法表示呢?
【提示】 {-1,-2}
一、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叫做列举法.
元素
确定 无序 互异
注意:
元素间要用逗号隔开.
大括号不能缺失
一、列举法
a与{a}有什么区别?
是一个元素
是一个集合
思考:
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x2=x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A={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}.
(2)设方程x2=x的所有实数根组成的集合为B,那么B={1,0}.
【例题解析】
【总结提升】由于元素完全相同的两个集合相等,
而与列举的顺序无关,因此集合可以
有不同的列举方法.例如,
例1(1)可以表示为A={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}
一、列举法
【典例1】 用列举法表示下列给定的集合:
(1)不大于10的非负偶数组成的集合A;
[解] (1)不大于10的非负偶数有0,2,4,6,8,10,所以A={0,2,4,6,8,10}.
(2)小于8的质数组成的集合B;
[解] (2)小于8的质数有2,3,5,7,所以B={2,3,5,7}.
(3)方程2x2-x-3=0的实数根组成的集合C;
[解] (3)方程2x2-x-3=0的实数根为-1, ,所以C={-1, }.
一、列举法
(4)一次函数y=x+3与y=-2x+6的图象的交点组成的集合D.
[解] (4)由 得
所以一次函数y=x+3与y=-2x+6的图象的交点为(1,4),所以D={(1,4)}.
一、列举法
[解题感悟]
用列举法表示集合的3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.
一、列举法
【练习1】 用列举法表示下列集合:
(1)小于10的所有正整数组成的集合;
解:(1)设小于10的所有正整数组成的集合为A,那么A={1,2,3,4,5,6,7,8,9}.
(2)方程x2+x=0的所有实数根组成的集合;
解:(2)设方程x2+x=0的所有实数根组成的集合为B,那么B={-1,0}.
(3)直线y=2x+1与y轴的交点所组成的集合.
解:(3)将x=0代入y=2x+1,得y=1,即交点是(0,1),故交点组成的集合是{(0,1)}.
二、描述法
思考:能否用列举法表示不等式 x-3<7的解集?
由于小于10的实数有无穷多个,而且无法一一列举出来, 因此这个集合不能用列举法表示.
但是可以看出,这个集合中的元素满足性质:
(1) 集合中的元素都小于10.
(2) 集合中的元素都是实数.
这个集合可以通过描述其元素性质的方法来表示,
写作:
二、描述法
我们可以把奇数集合表示为
又如所有偶数的集合怎样表示?
x=2k ,
k∈Z
x∈Z
|
{ }
还可以把奇数集合表示为
二、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
{xϵA|P(x)}
这种表示集合的方法叫做描述法
{xϵA|P(x)}
注意:x∈R 可以省略,只写元素x.
例2 试分别用列举法和描述法表示下列集合.
(1)方程x2-2=0的所有实数根组成的集合.
方程x2-2=0有两个实数根为 ,因此,用列举法
表示为A={ }.
解:(1)设方程x2-2=0的实数根为x,并且满足条件
x2-2=0,因此,用描述法表示为A={x∈R|x2-2=0}.
【例题解析】
大于10小于20的整数有11,12,13,14,15,16,17, 18,19,因此,用列举法表示为
B={x∈Z∣10<x<20}.
B={11,12,13,14,15,16,17,18,19}.
(2)设大于10小于20的整数为x,它满足条件 x∈Z,且10<x<20,因此,用描述法表示为
【例题解析】
(2)由大于10小于20的所有整数组成的集合.
解:
二、描述法
【典例2】 用描述法表示下列集合:
(1)不等式2x-3<1的解集组成的集合A;
[解] (1)集合A中的元素是数,设代表元素为x,则x满足2x-3<1,则A={x|2x-3<1},即A={x|x<2}.
(2)C={2,4,6,8,10};
[解] (2)设偶数为x,则x=2n,n∈Z. 但元素是2,4,6,8,10,
所以x=2n,n≤5,n∈N*.
所以C={x|x=2n,n≤5,n∈N*}.
(3)平面直角坐标系中第二象限内的点组成的集合D.
[解] (3)平面直角坐标系中第二象限内的点的横坐标为负,纵坐标为正,即x<0,y>0,故第二象限内的点的集合为D={(x,y)|x<0,y>0}.
二、描述法
[解题感悟]
用描述法表示集合的3个步骤
(1)写出代表元素:弄清楚集合的元素是数、点还是其他的元素,一般地,数用一个字母表示,点用一组有序实数对表示.
(2)明确元素的特征:语言力求简明、准确,对代表元素以外的字母要指出其含义或其取值范围.
(3)用花括号括起来:一般格式为{x|p(x)}或{x∈A|p(x)}.其中p(x)为元素x所具有的性质或限制条件.
思考:你能说出列举法和描述法的优缺点吗?
优点 缺点
列举法 直观、明了 不易看出元素所具有的属性,且有些集合不能用列举法表示
描述法 把集合中元素所具有的性质描述出来,具有抽象性、概括性、普遍性的特点 不易看出集合的具体元素
【归纳升华】
三、集合表示法的综合应用
【典例3】 已知集合A={x|ax2-3x+2=0}.
(1)若A中只含有一个元素,求a的值;
[解] (1)当a=0时,方程变为-3x+2=0,解得x= ,符合题意;当a≠0时,由Δ=9-8a=0,解得a= .故a=0或 .
三、集合表示法的综合应用
[解] (2)当a=0时,-3x+2=0,解得x= ,符合题意;
当a≠0时,由题意得
即 解得a≤ 且a≠0.
所以a的取值范围是{a|a≤ }.
(2)若A中至少有一个元素,求a的取值范围.
三、集合表示法的综合应用
解:由题意得 即 解得a> ,即a的取值范围是 .
【思维变式1】 (变条件)若本典例A中不含任何元素,求a的取值范围.
【思维变式2】 (变条件)若本典例A中至多有一个元素,求a的取值范围.
解:当A中只含有一个元素时,a=0或 ;当A中不含任何元素时,a> .所以当A中至多有一个元素时,a的取值范围是{a|a=0或a≥ }.
三、集合表示法的综合应用
[解题感悟]
关于方程的解集问题,首先要确定方程的类型,如果最高次项的系数中含有字母,则需要对系数是否为0进行讨论,然后进一步求解.
【练习3】 如果集合A={x|ax2+4x+6=0}中最多有一个元素,则实数a的值构成的集合是 .
解析:当a=0时,易知A中只有一个元素,A= ;当a≠0时,得Δ=16-24a≤0,解得a≥ ,此时二次方程无实根或有两个相等的实数根,故实数a的值构成的集合是{a|a=0或a≥ }.
1. (多选)下列对象能构成集合的是( ACD )
ACD
快练 基本能力点
A. {1,2,3,4} B. {1,2,3,4,5}
C. {0,1,2,3,4,5} D. {0,1,2,3,4}
解析:解不等式得x<5,又x∈N,∴x是小于5的自然数,∴表示为{0,1,2,3,4}.
2. 集合{(x,y)|y=2x-1}表示( D )
A. 方程y=2x-1
B. 点(x,y)
C. 平面直角坐标系中的所有点组成的集合
D. 一次函数y=2x-1图象上的所有点组成的集合
解析:本题中的集合是点集,其表示一次函数y=2x-1图象上的所有点组成的集合.故选D.
D
3. (多选)下面说法正确的是( AB )
A. 10以内的质数组成的集合是{2,3,5,7}
B. 由1,2,3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,1,2}
C. 方程x2-2x+1=0的解集是{1,1}
D. 0与{0}表示同一个集合
解析:10以内的质数组成的集合是{2,3,5,7},故A说法正确;由集合中元素的无序性知{1,2,3}和{3,1,2}相等,且都可以表示由1,2,3组成的集合,故B说法正确;方程x2-2x+1=0的解集应为{1},故C说法错误;由集合的表示方法知“0”不是集合,故D说法错误.故选AB.
AB
4. 用适当的方法表示下列集合:
(1)一年中有31天的月份的全体;
解:(1){1月,3月,5月,7月,8月,10月,12月}.
(2)大于-3.5且小于12.8的整数的全体.
解:(2){-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}或{x∈Z|-3.5<x<12.8}.
课堂小结
集合的表示方法:
1.列举法
2.描述法
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课时作业(二) 集合的表示
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[基础巩固]
1. 下列四个集合中,不同于另外三个的是( B )
A. {y|y=2}
B. {(2,2)}
C. {2}
D. {x|x2-4x+4=0}
解析:集合{(2,2)}表示的是由点(2,2)组成的集合,其他选项所表示的集合都是含有一个元素2.
B
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2. 把集合{x|x2-4x-5=0}用列举法表示为( D )
A. {x=-1,x=5}
B. {x|x=-1或x=5}
C. {x2-4x-5=0}
D. {-1,5}
解析:根据题意,解方程x2-4x-5=0可得x=-1或5,用列举法表示为{-1,5}.
D
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3. 由大于-3且小于11的偶数所组成的集合是( D )
A. {x∈Z|-3<x<11}
B. {x|-3<x<11}
C. {x|-3<x<11,x=2k}
D. {x|-3<x<11,x=2k,k∈Z}
解析:由题意可知,满足题设条件的只有选项D.
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4. 设集合A={-1,0,1,2,3,4},B={x|x∈A且2x∈A},则集合B中元素的个数为( C )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
解析:由于集合A={-1,0,1,2,3,4},B={x|x∈A且2x∈A},因为0∈A且2×0∈A,1∈A且2×1∈A,2∈A且2×2∈A,所以B={0,1,2}.故集合B中元素的个数为3.
C
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5. (多选)下列命题中正确的是( AD )
A. 集合{x∈R|x2=1}中有两个元素
B. 集合{0}中没有元素
C. ∈{x|x<2 }
D. {1,2}与{2,1}是同一个集合
解析:{x∈R|x2=1}={-1,1};集合{0}中有一个元素,这个元素是0;{x|x<2 }={x|x< }, > ,故 ∉{x|x<2 };根据集合中元素的无序性可知,{1,2}与{2,1}是同一个集合.所以选AD.
AD
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6. (多选)下列说法错误的是( BCD )
A. 在平面直角坐标系内,第一、三象限的点的集合为{(x,y)|xy>0}
B. 方程x2-4=0的解集为{(-2,2)}
C. 集合{(x,y)|y=1-x}与{x|y=1-x}是相等的
D. 若A={x∈Z|-1≤x≤1},则-1.1∈A
BCD
解析:对于选项A,因为xy>0,所以 或 所以集合{(x,y)|xy>0}表示平面直角坐标系内第一、三象限的点的集合,故A正确.对于选项B,方程x2-4=0的解集为{2,-2},故B错误.对于选项C,集合{(x,y)|y=1-x}表示直线y=1-x上的点,集合{x|y=1-x}表示函数y=1-x中x的取值范围,故集合{(x,y)|y=1-x}与{x|y=1-x}不相等,故C错误.对于选项D,A={x∈Z|-1≤x≤1}={-1,0,1},所以-1.1∉A,故D错误.故选BCD.
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7. 集合{x|x=2m-3,m∈N*,m<5}用列举法表示为 {-1,1,3,5} .
解析:集合中的元素满足x=2m-3,m∈N*,m<5,
则满足条件的x值:m=1,x=-1;m=2,x=1;m=3,x=3;m=4,x=5.
则集合用列举法表示为{-1,1,3,5}.
8. 用列举法表示集合A={n∈N ∈N,n≤5}为 {2} .
解析:分别令n=0,1,2,3,4,5,代入 得-2,- ,0, , , ,只有当n=2时符合题意,所以集合A={2}.
{-1,1,3,5}
{2}
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9. 用适当的方法表示下列集合:
(1)方程组 的解集;
解:(1)解方程组 得
故解集可用描述法表示为{(x,y)| },也可用列举法表示为{(4,-2)}.
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(2)所有小于13的既是奇数又是素数的自然数组成的集合;
解:(2)小于13的既是奇数又是素数的自然数有4个,分别为3,5,7,11,可用列举法表示为{3,5,7,11}.
(3)平面直角坐标系内所有第四象限的点组成的集合;
解:(3)集合的代表元素是点,可用描述法表示为{(x,y)|x>0且y<0}.
(4)二次函数y=x2+2x-10的图象上所有的点组成的集合;
解:(4)二次函数y=x2+2x-10的图象上所有的点组成的集合中,代表元素为点(x,y),其中x,y满足y=x2+2x-10,由于点有无数个,则用描述法表示为{(x,y)|y=x2+2x-10}.
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(5)二次函数y=x2+2x-10的图象上所有点的纵坐标组成的集合.
解:(5)二次函数y=x2+2x-10的图象上所有点的纵坐标组成的集合中,代表元素为y,是实数,故可用描述法表示为{y|y=x2+2x-10}.
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10. 已知集合{x|x2+ax+b=0}={2,3},求a,b的值.
解:∵{x|x2+ax+b=0}={2,3},
∴方程x2+ax+b=0有两实根x1=2,x2=3.
由根与系数的关系得a=-(2+3)=-5,b=2×3=6.
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[更上层楼]
11. 当x∈A时,若x-1∉A且x+1∉A,则称x为A的一个“孤立元素”,所有“孤立元素”组成的集合称为“孤星集”,则集合A={0,1,2,3,5}中“孤立元素”组成的“孤星集”为 {5} .
解析:由“孤立元素”的定义知,对任意x∈A,要成为A的“孤立元素”,必须满足集合A中既没有x-1,也没有x+1,因此只需逐一检验A中的元素即可.0有1“相伴”,1,2则是前后的元素都有,3有2“相伴”,只有5是“孤立的”,从而集合A={0,1,2,3,5}中“孤立元素”组成的“孤星集”为{5}.
{5}
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解:(1)因为 =2- ∈A,
所以2+ ∈B;
因为 = = ∉A,所以3- ∉B;
因为0没有倒数,所以0∉B;
因为 = =7-4 ∈A,所以7+4 ∈B.
综上可得2+ ∈B,7+4 ∈B.
12. 已知集合A={x|x=m+ n,m∈Z,n∈Z},集合B={x|x∈A且 ∈A}.
(1)判断2+ ,3- ,0,7+4 中的哪些元素属于B;
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(2)证明:若x∈B,y∈B,则xy∈B.
解:(2)证明:先证明若x∈A,y∈A,则xy∈A;
设x=s+ t,y=p+ q,s,t,p,q为整数.
所以xy=(s+ t)(p+ q)=sp+3tq+ (sq+tp).
由于sp+3tq,sq+tp都是整数,所以xy∈A.
当x∈B,y∈B时, ∈A, ∈A,所以 · = ∈A,所以xy∈B.
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谢 谢 观 看
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