内容正文:
1.2 集合间的基本关系
上一节我们学习了集合,对于这个新的研究对象,接下来该如何研究呢?比如要研究些什么问题?用什么方法研究?
导
我们类比实数的研究过程,发现我们在学习实数的时候,学习了实数间的关系,实数的运算等,所以关于集合,我们也要研究集合的关系,集合的运算.
我们知道,两个实数之间有相等关系、大小关系等等,那两个集合之间是否也有类似的关系呢?
导
观察
观察下面几个例子,类比实数间的相等关系、大小关系,你能发现下面两个集合之间的关系吗?
(1)A={1,2,3},B={1,2,3,4,5};
(2)C为立德中学高一(2)班全体女生组成的集合,D为这个班全体学生组成的集合;
(3)E={x|x是有两条边相等的三角形},F={x|x是等腰三角形}
问题一:你从哪个角度来分析每组两个集合间的关系?
问题二:请用集合的语言归纳概括上述三个具体例子的共同特点;
问题三:上述三组集合中,前两组集合间的关系与第三组的两个集合间的关系有什么不同之处?
一、子集
1、文字语言:一般地,对于两个集合A和B,如果集合A中的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.
2、符号语言:
读作“A包含于B”(或“B包含A”)
3、图形语言:
A
B
二、集合相等
1、文字语言: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
3、图形语言:
A
(B)
2、符号语言:若A⊆B,且B⊆A,则 A=B
请你举出几个具有包含关系、相等关系的集合实例.
三、真子集
1、文字语言:如果集合A⊆B,但存在x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集.
3、图形语言:
A
B
2、符号语言:
读作“A真包含于B”(或“B真包含A”)
(或“B A”)
子集和真子集的区别与联系是什么?
与实数中的结论“若a≥b,且b≥a,则a=b”相类比,你对集合间的基本关系有什么体会?根据实数关系的其他结论,你还能猜想出哪些集合间关系的结论?
议
四、空集
1、定义:一般地,我们把不含任何元素的集合,叫做空集.
2、符号:∅
3、规定:空集是任何集合的子集.
空集是任何非空集合的真子集.
思考
例1 写出集合{a,b}的所有子集,并指出哪些是它的真子集.
解:
集合 {a,b} 的所有子集:∅,{a},{b},{a,b}
真子集:∅,{a},{b}
说明:
子集包含集合本身;真子集不包含集合本身。空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
例2 判断下列各题中集合A是否为集合B的子集,并说明理由.
(1)A={1,2,3},B={x|x是8的约数};
(2)A={x|x是长方形},B={x|x是两条对角线相等的平行四边形}
(1)
先求集合 B,8 的约数有 1,2,4,8,所以 B={1,2,4,8}。
3 属于 A,但 3 不属于 B,所以 A 不是 B 的子集。
(2)
长方形的定义就是对角线相等的平行四边形,所有长方形都满足 B 集合的条件。
A 中任意元素都属于 B,所以 A 是 B 的子集。
练习
1.写出集合{a,b,c}的所有子集.
2.用适当的符号填空:
(1)a {a,b,c};(2)0 {x|x2=0};(3)∅ {x∈R|x2+1=0};
(4){0,1} N;(5){0} {x|x2=x};(6){2,1} {x|x2-3x+2=0}
集合 {a,b,c} 的所有子集:
∅,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}
∈
∈
=
⊆
⊆
=
3.判断下列两个集合之间的关系
(1)A={x|x<0},B={x|x<1}
练习
A={x|x<0},B={x|x<1}
所有小于 0 的数都小于 1,A 的全部元素都在 B 内。
所以 A⫋B
3.判断下列两个集合之间的关系
(2)A={x|x=3k,k∈N},B={x|x=6z,z∈N}
练习
(2)
A 是所有 3 的自然数倍数,B 是所有 6 的自然数倍数。
6 的倍数一定是 3 的倍数,但 3 的倍数不一定是 6 的倍数。
所以 B⫋A
3.判断下列两个集合之间的关系
(3)A={x∈N+|x是4与10的公倍数},B={x|x=20m,m∈N+}.
练习
(3)
4 和 10 最小公倍数是 20,正整数范围内 4 与 10 的公倍数就是 20 的正整数倍。
集合 A 与集合 B 元素完全相同。
所以 A=B
子集有2n个,
真子集有(2n-1)个,
非空子集有(2n-1)个,
非空真子集有(2n-2)个.
小组合作:观察例1和练习1,猜测若集合A中有n个元素,则集合A有多少个子集?
小结 回顾本节知识,并回答以下问题:
1.两个集合间的基本关系有哪些?如何判断两个集合间的关系?
2.你是如何研究集合间的基本关系的?
3.包含关系与属于关系有什么区别?
合作探究·释疑解惑
【例1】已知集合A={x|1≤x<4},B={x|x<a},若A⊆B,求实数a的取值范围.
解:将集合A表示在数轴上,如图所示,
要满足A⊆B,表示数a的点必须在表示4的点处或在表示4的点的右边,即a的取值范围为a≥4.
【例2】 已知集合A={x|x<-1,或x>4},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,求实数a的取值范围.
解:当B=⌀时,只需2a>a+3,即a>3;
当B≠⌀时,将集合A,B在数轴上表示出来,如图所示,
综上可得,实数a的取值范围为{a|a<-4,或a>2}.
【探究1】 已知集合A={x|-1<x<4},B={x|2a≤x≤a+3},若B⊆A,求实数a的取值范围.
解:当B=⌀时,只需2a>a+3,即a>3;
当B≠⌀时,根据题意,在数轴上表示出集合A,B,如图所示,可得
解:A={x|-1<x<2},B={x|2a≤x≤a+3}.
若A⊆B,在数轴上表示出集合A,B,如图,
【探究2】 已知集合A={x|-1<x<2},B={x|2a≤x≤a+3},若A⊆B,求实数a的取值范围.
【变式训练】 已知集合A={x|ax2-2x+2=0},集合B={y|y2-3y+2=0},如果A⊆B,求实数a的取值集合.
下 课
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