高中数学1.1 集合的概念与表示示范课ppt课件
展开1.通过实例了解集合与元素的含义,利用集合中元素的三个特征解决一些简单的问题,能判断元素与集合的关系.
2.初步掌握集合的表示方法——列举法、描述法、区间,感受集合语言的意义和作用.
3.会用集合的表示方法表示一些简单集合.
从前有个渔夫对数学非常感兴趣,但是就是不理解集合,偶然碰到了一位数学家,他就问这位数学家,集合是什么?数学家让这位渔夫去撒网打鱼,当网收起时,大大小小的鱼被一网打尽,数学家笑着说,这就是集合!
问题1 看下面的几个例子,观察并讨论它们有什么共同特点?(1)1~10之间的所有偶数;(2)某中学今年入学的全体高一学生;(3)所有正方形;(4)到直线l的距离等于定长d的所有的点;(5)地球上的四大洋.
提示 以上例子中指的都是“所有的”,即某些研究对象的全体,研究对象可以是数、点、代数式,也可以是现实生活中各种各样的事物或人等.
1.集合:一般地,我们把指定的某些对象的全体称为集合,通常用大写英文字母_____________表示.2.元素:集合中的每个对象叫作这个集合的元素,通常用小写英文字母_____________表示.
理解集合有关概念及符号表示.
(多选)下列每组对象,能构成集合的是A.2021年全国高考数学试卷中的所有难题B.中国各地美丽的乡村C.2022年参加北京冬奥会的所有人员D.不小于3的自然数
A中“难题”,B中“美丽的”标准不明确,不符合确定性;CD中的元素标准明确,均可构成集合,故选CD.
判断给定的对象能不能构成集合,关键在于是否给出一个明确的标准,使得对于任何一个对象,都能按此标准确定它是不是给定集合的元素.
(多选)下列说法中,正确的是A.“不超过20的非负数”构成一个集合B.“正三角形的全体”构成一个集合
A,B,D中都有明确的标准,C中“近似”标准不明确.
集合的基本属性及常用数集
问题2 问题1中的几个例子都能构成集合吗?它们的元素分别是什么?
提示 (1)都能构成集合.(2)①2,4,6,8,10;②该中学今年入学的每一位高一学生;③正方形;④到直线l的距离等于定长d的点;⑤太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋.
1.集合中元素的特性:给定的集合,它的元素必须是_____的(确定性)、__________的(互异性)、顺序任意的(无序性).2.元素与集合的关系
3.常用的数集及表示符号
(1)符号“∈”“∉”一般只能用在元素与集合之间,表示元素与集合之间的从属关系,注意开口方向.(2)集合含参问题注意利用互异性检验.
(1)下列关系式中正确的个数为① ∈Q;②-1∉N;③π∉R;④|-4|∈Z;⑤0∈N.A.1 B.2 C.3 D.4
②-1∉N,②正确;③∵π是实数,∴π∈R,故③错误;④∵|-4|=4是整数,∴|-4|∈Z,故④正确;⑤0是自然数,故⑤正确.
(2)已知集合A是由a-2,2a2+5a,12三个元素组成的,且-3∈A,求实数a.
由-3∈A,可得-3=a-2或-3=2a2+5a,
当a=-1时,a-2=-3,2a2+5a=-3,不符合集合中元素的互异性,故a=-1应舍去;
(1)判断元素与集合关系的两个关键点判断一个元素是否属于一个集合,一要明确集合中所含元素的共同特征,二要看该元素是否满足该集合中元素的共同特征.(2)由集合中元素的特性求参数取值(范围) ①根据集合中元素的确定性,可以解出参数的所有可能值,再根据集合中的元素的互异性对所求参数值进行检验.②利用集合中元素的互异性解题时,要注意分类讨论思想的应用.
(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
实数集中没有最小的元素,故①不正确;对于②,若a∈Z,则-a也是整数,故-a∈Z,所以②也不正确;只有③正确.
(2)已知集合A中有0,m,m2-3m+2三个元素,且2∈A,则实数m为A.2 B.3C.0或3 D.0,2,3均可
由2∈A可知,若m=2,则m2-3m+2=0,这与m2-3m+2≠0相矛盾;若m2-3m+2=2,则m=0或m=3,当m=0时,与m≠0相矛盾;当m=3时,此时集合A中含有3个元素0,2,3,符合题意.
问题3 用A表示“本班所有的男生”组成的集合,这是利用哪种方法表示集合?你能把集合A中的所有元素逐一列举出来吗?
提示 (1)这是用自然语言法表示集合;(2)我们可以把所有男生的名字写出来,或者把所有男生的学号一一写出.
问题4 你能用列举法表示不等式x-7<3的解集吗?
提示 不等式x-7<3的解是x<10,因为满足x<10的实数有无数个,所以x-7<3的解集无法用列举法表示.但是,我们可以利用解集中元素的共同特征,即x是实数,且x<10,把解集表示为{x∈R|x<10}.
1.列举法把集合中的元素_________出来写在____________内表示集合的方法叫作列举法,一般可将集合表示为{a,b,c,…}.2.描述法通过描述元素满足的条件表示集合的方法叫作描述法.一般可将集合表示为________________________,即在花括号内先写出集合中元素的一般符号及范围,再画一条竖线“|”,在竖线后写出集合中元素所具有的__________.
{x及x的范围|x满足的条件}
3.有限集、无限集、空集含有________元素的集合叫作有限集;含有________元素的集合叫作无限集;不含任何元素的集合叫作______,记作____.
(1)列举法元素间用“,”隔开,把元素一一列举出来并用“{}”括起来即可.对于无限集,有时也可用列举法,比如正整数集可表示为{1,2,3,4,5,…}.(2) “{}”本身既表示集合的意思,也表示了“所有”“全体”的意思,所以“{}”里不能出现“全体”“所有”等字眼.(3) 描述法应写清该集合中元素的代表符号,代表元素的取值(或变化)范围,从上下文的关系来看,若x∈R是明确的,则x∈R可省略不写.(4)在不引起混淆的情况下,可省去竖线及代表元素.如{直角三角形},{自然数}等.
(1)用列举法表示下列集合:①方程x2=2x的所有实数解组成的集合;
方程x2=2x的解是x=0或x=2,所以方程的解组成的集合为{0,2}.
②一次函数y=2x+1的图象与y轴的交点所组成的集合;
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)}.
③由所有正整数构成的集合.
正整数有1,2,3,…,所求集合为{1,2,3,…}.
故满足题意的实数x的集合是{x∈R|x≠6}.
②坐标平面上第一、三象限内点的集合;
第一、三象限内点的特征是横、纵坐标符号相同,因此满足题意的点的集合是{(x,y)|xy>0,x∈R,y∈R}.
③函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上所有点的集合.
满足题意的点的集合是{(x,y)|y=ax2+bx+c(a≠0),x∈R}.
(1)用列举法表示集合应注意①应先弄清集合中的元素是什么,是数还是点,还是其他元素.②若集合中的元素是点,则应将有序实数对用小括号括起来表示一个元素.二元方程组的解集,函数图象上的点构成的集合都是点的集合,一定要写成实数对的形式,元素与元素之间用“,”隔开,如{(2,3),(5,-1)}.
(2)利用描述法表示集合应注意①写清楚该集合的代表元素. ②在通常情况下,集合中竖线左侧元素的所属范围为实数集时可以省略不写.
(1)用列举法表示下列集合:①方程(x-1)2(x-2)=0的解组成的集合;
方程(x-1)2(x-2)=0的解为1和2,因此可以用列举法表示为{1,2}.
②2022年冬奥会的主办城市组成的集合;
北京、张家口同为2022年冬奥会主办城市,因此可以用列举法表示为{北京,张家口}.
③函数y=2x-1的图象与坐标轴的交点组成的集合.
(2)用描述法表示下列集合:①方程x2+y2-4x+6y+13=0的解集;
方程x2+y2-4x+6y+13=0可化为(x-2)2+(y+3)2=0,解得x=2,y=-3.所以方程的解集为{(x,y)|x=2,y=-3}.
②平面直角坐标系中坐标轴上的点组成的集合.
坐标轴上的点(x,y)的特点是横、纵坐标中至少有一个为0,即xy=0,故坐标轴上的点的集合可表示为{(x,y)|xy=0}.
问题5 你能用除描述法之外的方法表示不等式x-7<3的解集吗?
1.区间的概念(a,b为实数,且a(1)因为区间[a,b]((a,b))中a (1)不等式x-2≥0的所有解组成的集合表示成区间是A.(2,+∞) B.[2,+∞)C.(-∞,2) D.(-∞,2]
不等式x-2≥0的所有解组成的集合为{x|x≥2},表示成区间为[2,+∞).
(2)已知区间(4p-1,2p+1),则p的取值范围为__________.
由题意知,区间(4p-1,2p+1),则满足4p-1<2p+1,解得p<1,即p的取值范围为(-∞,1).
(1)区间左端点值小于右端点值.(2)区间两端点之间用“,”隔开.(3)含端点值的一端用中括号,不含端点值的一端用小括号.
区间(-3,2]用集合可表示为A.{-2,-1,0,1,2} B.{x|-3<x<2}C.{x|-3<x≤2} D.{x|-3≤x≤2}
1.知识清单: (1)元素与集合的概念、元素与集合的关系. (2)常用数集的表示. (3)集合中元素的特性及应用. (4)集合的表示. (5)区间及其表示.2.方法归纳:等价转化、分类讨论.3.常见误区: (1)忽视集合中元素的互异性. (2)点集与数集的区别.
1.(多选)下列各组对象可以构成集合的是A.著名的数学家B.不超过30的所有非负整数C.方程x2-4=0在实数范围内的解D.平面直角坐标系中第一象限内的点
A中著名的数学家无明确的标准,对某个数学家是否著名无法客观地判断,因此A不能构成一个集合;B中任给一个整数,可以明确地判断它是不是“不超过30的非负整数”,因此B能构成一个集合;类似地,C中也能构成一个集合;对于D,“在第一象限内”不仅可以用坐标系进行图示,也可以通过点的横纵坐标是否都大于0来判断,标准是明确的,因此能构成一个集合.
3.下列四个集合中,是空集的是A.{0}B.{x|x>8或x<5}C.{x∈R|x2+1=0}D.{x∈N|3.5
因为a∈{1,a2-2a+2},则a=1或a=a2-2a+2,当a=1时:a2-2a+2=1,与集合元素的互异性矛盾,舍去;当a≠1时:a=a2-2a+2,解得,a=1(舍去)或a=2.
此时x∈{5,4,2,-2},即A={5,4,2,-2}.
1.集合{2,4,6,8,10}用描述法表示出来应是A.{x|1
2.如果A={x|x>-1},那么 A.-2∈A B.1∉A C.-3∈A D.0∈A
3.下列集合是空集的是A.{x|x>0或x<-5} B.{x|x>4}C.{x|x2≤0} D.{x|x>8且x<5}
A,B,C选项的集合中均含有元素,均不为空集;D中集合没有任何元素,为空集.
4.已知集合A={x|ax2-3x+2=0}只有一个元素,则实数a的值为
5.(多选)下列结论不正确的是A.集合{x∈R|x2=4}中有两个元素B.集合{0}中没有元素
{x∈R|x2=4}={2,-2};集合{0}是单元素集,有一个元素,这个元素是0;
根据集合中元素的无序性可知{1,2}与{2,1}是同一个集合.
6.已知△ABC的两边长AB=2,BC=3,则第三边AC的长的取值范围用区间表示为______.
因为△ABC的两边长AB=2,BC=3,所以BC-AB
∵1∉{x|2x+a>0},∴2×1+a≤0,即a≤-2.
③{1,4};④(1,4);⑤{(1,4)};⑥{x,y|x=1或y=4}.其中,能表示“一次函数y=x+3与y=-2x+6的图象的交点组成的集合”的是______(把所有正确答案的序号填在横线上).
8.下列六种表示方法:①{x=1,y=4};
9.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;
{1月,3月,5月,7月,8月,10月,12月}.
(2)大于-3.5小于12.8的整数的全体;
{-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}.
(3)梯形的全体构成的集合;
{a|a是梯形}或{梯形}.
(4)所有能被3整除的数的集合;
{x|x=3n,n∈Z}.
(5)方程(x-1)(x-2)=0的解集;
(6)不等式2x-1>5的解集.
10.用区间表示下列集合:(1){x|x≥-1};
{x|x≥-1}=[-1,+∞).
(2){x|x<0};
{x|x<0}=(-∞,0).
(3){x|-1
1,2,3与4,5分别相加可得5,6,6,7,7,8,根据集合中元素的互异性可得集合M中的元素可以为5,6,7,8.
13.已知集合M={x|x=3n,n∈Z},N={x|x=3n+1,n∈Z},P={x|x=3n-1,n∈Z},且a∈M,b∈N,c∈P,若d=a-b+c,则A.d∈M B.d∈NC.d∈P D.d∈M且d∈N
由题意,设a=3k,k∈Z,b=3y+1,y∈Z,c=3m-1,m∈Z,则d=3k-(3y+1)+3m-1=3(k-y+m)-2,令t=k-y+m,则t∈Z,则d=3t-2=3t-3+1=3(t-1)+1,t∈Z,则d∈N.
14.若一数集的任一元素的倒数仍在该集合中,则称该数集为可倒数集,则集合A={-1,1,2}______(填“是”或“不是”)可倒数集.试写出一个含三个元素的可倒数集_________.(答案不唯一)
15.对于任意两个正整数m,n,定义某种运算“※”如下:当m,n都为正偶数或正奇数时,m※n=m+n;当m,n中一个为正偶数,另一个为正奇数时,m※n=mn,则在此定义下,集合M={(a,b)|a※b=16}中的元素个数是A.18 D.15
因为1+15=16,2+14=16,3+13=16,4+12=16,5+11=16,6+10=16,7+9=16,8+8=16,9+7=16,10+6=16,11+5=16,12+4=16,13+3=16,14+2=16,15+1=16,1×16=16,16×1=16,集合M中的元素是有序数对(a,b),所以集合M中的元素共有17个.
16.已知集合A={x|ax2-3x+2=0},其中a为常数,且a∈R.(1)若A中至少有一个元素,求a的取值范围;
当A中恰有一个元素时,
(2)若A中至多有一个元素,求a的取值范围.
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