1.1.2 集合的基本关系课件-2026-2027学年高一上学期数学北师大版必修第一册
2026-09-17
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摘要:
该高中数学课件聚焦集合的基本关系,涵盖子集、真子集、集合相等及Venn图等核心知识点。通过“白马非马”故事衔接上节课内容,以“所有的马”与“所有的白马”的关系设问,搭建从具体到抽象的学习支架,引导学生初步感知集合间关系。
其亮点在于以情境讨论(如小明与小李对正方形、菱形集合关系的辨析)培养数学思维中的推理意识,结合Venn图与实例(如例1判断集合关系、练习1分析坐标集合)发展数学眼光中的抽象能力与几何直观。方法小结与易错警示(如空集特殊性)系统梳理知识,助力学生理解概念本质,也为教师提供清晰教学思路。
内容正文:
1.1.2 集合的基本关系
上节课我们了解了“白马非马”的故事.
思考:如果把“所有的马”看成一个集合 A ,“所有的白马”看成另一个集合 B,请你说说集合A与集合B之间存在什么关系?
知识点1:集合与集合间关系
小明同学与小李同学在讨论集合A={x|x是正方形},B={x|x是菱形},C={x|x是平行四边形}之间的关系.
小明说:所有的正方形都是菱形,所以集合A属于集合B;所有的菱形都是平行四边形,所以集合B属于集合C.
小李说:集合A,B,C的关系只能用图形表示.
思考:小明说的是否正确? 小李说的正确吗?
小明说的不正确,这是两个集合之间的关系,应该是集合A包含于集合B,集合B包含于集合C.
小李说的也不正确,可以用封闭图形来表示,比如:
也可以用符号表示,如A⊆B⊆C.
1.子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中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,记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”).
注意:(1) 子集是刻画两个集合之间关系的,它反映的是局部与整体之间的关系(而元素与集合之间的关系是个体与整体之间的关系);
(2) 并不是任意两个集合之间都具有包含关系;例如A={1,2},B={1,3},因为2∈A,但2∉B,所以A不是B的子集;同理,因为3∈B,但3∉A,所以B也不是A的子集.
3.集合相等: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,记作A=B. 也就是说,若A⊆B,且B⊆A,则A=B.
4.真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作A⫋B(或B⫌A).
2.Venn图: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. 如A⊆B可用Venn图表示为:
例1:(1) 已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={1,2},C={x|x<8,x∈N},用适当的符号填空:A B,A C,{2} C,2 C;
(2) 已知M={y|y=x2-2x-1,x∈R},N={x|-2≤x≤4},判断集合M与N间的关系.
解:(1)由题意得A={1,2},B={1,2},C={0,1,2,3,4,5,6,7},
∴A=B,A⫋C,{2}⫋C,2∈C;
(2)∵y=(x-1)2-2≥-2,∴M={y|y≥-2},∴ N⫋M.
=
⫋
⫋
∈
方法小结:处理集合间的关系时,要注意以下三点:
(1) A⊆B且B≠⌀隐含着A=B和A⫋B两种关系;
(2) 注意空集的特殊性;在解题时,若未指明集合非空,则要考虑集合为空集的可能性;
(3) 要注意数形结合思想与分类讨论思想在集合问题中的应用.
练习1:设x,y∈R,A={(x,y)|y=x},B=,则集合A,B之间的关系是 .
B⫋A
分析:因为B=={(x,y)|y=x,且x≠0},故B⫋A.
练习2:能正确表示集合M={x∈R|0≤x≤2}和集合N={x∈R|x2-x=0}之间的关系的Venn图是 ( ).
B
分析:由x2-x=0得x=1或x=0,故N={0,1},易得N⫋M,其对应的Venn图如选项B所示.
知识点2:有限集合的子集、真子集
将高一 (1) 班的甲、乙、丙三位同学组成的学习小组记为集合A={甲,乙,丙},假设数学老师将从该小组内抽取 n 位同学,进行面批作业. 设抽取的同学组成的集合为B.
问题:(1)列出集合B中只有1位同学的集合;集合B中没有同学能否构成集合?
{甲},{乙},{丙};构成空集;
(2)列出集合B中有2位同学的集合.
{甲,乙},{甲,丙}{乙,丙};
(3)问题1、2中的集合B与集合A是什么关系? 集合A的子集有多少?
问题1、2中的集合B均为集合A的子集;
集合A也是自身的子集,所以集合A的子集有8个.
方法归纳:设集合A中含有n个元素,则有:
① A 的子集的个数为 2n;
② A 的真子集的个数为 2n-1;
③ A 的非空真子集的个数为 2n-2.
例2:(1) 已知集合M={x∈Z|1≤x≤m},若集合M有4个子集,则整数m=( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
(2) 满足{1,2}⫋M⊆{1,2,3,4,5}的集合 M 有 个.
解:(1)根据题意,集合 M 有4个子集,则 M 中有2个元素,又由 M={x∈Z|1≤x≤m},
其元素为大于或等于1而小于或等于m的全部整数,所以m=2;
(2)由{1,2}⫋M⊆{1,2,3,4,5}可以确定集合 M 中必含有元素1,2,且含有元素3,4,5中的至少一个,因此依据集合 M 中的元素个数分类如下:
含有三个元素:{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5};
含有四个元素:{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5};
含有五个元素:{1,2,3,4,5};故满足题意的集合M共有7个.
B
7
练习3:已知集合 P={x|0<x<4},且 M⊆P,则 M 可以是( ).
A.{1,2} B.{2,4} C.{-1,2} D.{0,5}
练习4:已知集合M=,则M的非空子集的个数是( ).
A.15 B.16 C.7 D.8
C
A
分析:∵1∈{x|0<x<4},2∈{x|0<x<4},∴{1,2}⊆{x|0<x<4},即M⊆P.
分析:由题意知M={1,2,3},所以 M 的非空子集为{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},共7个,故选C.
例3:(1)已知集合A={1,1+d,1+2d},集合B={1,q,q2},若A=B,求实数d与q的值.
(2)已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m-6≤x≤2m-1},若B⊆A,求实数m的取值范围.
分析:已知集合的包含关系求相关参数的取值范围时,常采用数形结合与分类讨论的思想,借助数轴解答.
解:(1)由A=B,得 或 解得 或 ;
当 q = 1,d = 0 时,A = B = {1,1,1},不满足集合中元素的互异性,舍去;
当 q = - ,d = - 时,A = B = ,符合题意;所以 q = - ,d = - .
(2) 已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m-6≤x≤2m-1},若B⊆A,求实数m的取值范围.
【易错警示】求集合中参数问题时,应先简化每个集合,然后利用数轴分析法,将各个集合在数轴上表示出来;要特别注意端点值的检验及空集的特殊性,遇到“B⊆A”时,若B为含字母参数的集合,一定要分“B=⌀”和“B≠⌀”两种情形讨论.
解:(2)∵B⊆A,∴当B = ⌀时,m-6 > 2m-1,解得 m < -5;
当B ≠ ⌀时,,解得,故m∈⌀;
综上所述,实数m的取值范围是m<-5.
练习5:已知集合A={2,6}.
(1)若集合B={a+1,a2-23},且A=B,求a的值;
(2)若集合C={x|ax2-x+6=0},A与C有包含关系,求a的取值范围.
(2) 因为 A 与 C 有包含关系,所以只能是 C ⊆ A;
① 当C ≠ ⌀时,若6∈C,则a = 0,此时C={6},满足C ⊆ A;
若2∈C,则4a + 4 = 0,得a = -1,此时C = {-3,2},A与C没有包含关系.
② 当C = ⌀时,,解得 a > ;综上,a 的取值范围为.
解:(1) 由题意得,当 a + 1 = 2,即 a = 1 时,B = {-22,2},此时 A ≠ B;
当 a + 1 = 6,即 a = 5 时,B = {2,6},此时 A = B;故 a 的值为 5.
1.知识框图:
2.常见误区:忽视空集,漏掉自身.
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