内容正文:
阶段一
阶段二
阶段三
学业分层测评
第2课时 全集、补集
1.了解全集与空集的意义,理解补集的含义.(重点)
2.能在给定全集的基础上求已知集合的补集.(难点)
S中不属于A
[基础·初探]
教材整理 补集、全集的概念
阅读教材P9思考至例3,完成下列问题.
1.补集
(1)定义:设A⊆S,由 的所有元素组成的集合称为S的子集A的补集,记为∁SA(读作“A在S中的补集”).
{x|x∈S,且x∉A}
(2)符号表示
∁SA= .
(3)图形表示:
图122
我们所要研究的各个集合
2.全集
如果集合S包含 ,那么这时S可以看做一个全集,全集通常记作U.
1.判断(正确的打“√” ,错误的打“×”)
(1)一个集合的补集中一定含有元素.( )
(2)研究A在U中的补集时,A必须是U的子集.( )
(3)一个集合的补集的补集是其自身.( )
【答案】 (1)× (2)√ (3)√
2.U={x|-1<x<2},集合A={x|0<x<2},则∁UA=________.
【解析】 根据补集的定义,所求为在U中但不在A中的元素组成的集合,所以∁UA={x|-1<x≤0}.
【答案】 {x|-1<x≤0}
集合的补集
[小组合作型]
(1)已知集合U={x|-2≤x≤3},集合A={x|-1<x<0或2<x≤3},则∁UA等于________;
(2)已知集合U={x∈N|x≤10},A={小于10的正奇数},B={小于11的素数},则∁UA=__________,∁UB=________.
【精彩点拨】 (1)利用数轴将集合表示出来再求补集;
(2)利用列举法表示出全集U,集合A,B,再求A,B的补集.
【自主解答】 (1)在数轴上表示出全集U,集合A,如图所示,根据补集的概念可知∁UA={x|-2≤x≤-1或0≤x≤2}.
(2)U={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},
因为A={小于10的正奇数}={1,3,5,7,9},所以∁UA={0,2,4,6,8,10}.
因为B={小于11的素数}={2,3,5,7},所以∁UB={0,1,4,6,8,9,10}.
【答案】 (1){x|-2≤x≤-1或0≤x≤2}
(2){0,2,4,6,8,10} {0,1,4,6,8,9,10}
1.求补集∁UA的关键是确定全集U及集合A的元素.常见补集的求解方法有:
(1)列举求解.适用于全集U和集合A可以列举的简单集合.
(2)画数轴求解.适用于全集U和集合A是不等式的解集.
(3)利用Venn图求解.
2.补集是以全集为前提建立的,即A一定是U的子集,∁UA也一定是U的子集,求解有关问题时,一定要充分利用这种包含关系.
[再练一题]
1.已知全集U={x|x≥-3},集合A={x|-2<x≤4},则∁UA=________.
【解析】 将全集U,集合A表示在数轴上,如图所示.
∴∁UA={x|-3≤x≤-2或x>4}.
【答案】 {x|-3≤x≤-2或x>4}
补集与子集的综合应用
[探究共研型]
探究1 若M⊆N,则∁UM与∁UN有什么关系?
【提示】 由Venn图可知,若M⊆N,∁UM⊇∁UN.
反之,若∁UM⊇∁UN,则M⊆N,即M⊆N⇔∁UM⊇∁UN.
探究2 若M⊆N,针对M应考虑的两种情况是什么?
【提示】 两种情况是M=∅和M≠∅.
已知全集U=R,集合A={x|-2≤x≤5},B={x|a+1≤x≤2a-1}且A⊆∁UB,求实数a的取值范围.
【精彩点拨】 首先应对B是否为空集进行讨论,得出∁UB,然后再利用A⊆∁UB得关于a的不等式求解即可.
【自主解答】 若B=∅,则a+1>2a-1,∴a<2.
此时∁UB=R,∴A⊆∁UB;
若B≠∅,则a+1≤2a-1,即a≥2,
此时∁UB={x|x<a+1,或x>2a-1},
由于A⊆∁UB,如图,
则a+1>5,∴a>4,
∴实数a的取值范围为a<2或a>4.
解决此类问题应注意以下几点:
(1)空集作为特殊情况,不能忽略;
(2)数形结合方法更加直观易懂,尽量使用;
(3)端点值能否取到,应注意分析.
[再练一题]
2.设全集U=R,M={x|x<2},N={x|x≤a},若∁UM∁UN,则a的取值范围是________.
【解析】 因为∁UM={x|x≥2},∁UN={x|x>a},于是由∁UM∁UN,得a<2,所以a的取值范围是a<2.
【答案】 a<2
1.设集合U={1,2,3,4,5},B={3,4,5},则∁UB=________.
【解析】 根据补集的定义∁UB={x|x∈U且x∉B}={1,2}.
【答案】