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集合概念、表示方法、分类以及集合之间的关系

集合概念、表示方法、分类以及集合之间的关系
一般地,我们把研究对象统称为元素,一些元素组成的总体叫集
合,也简称集。

通常用大括号{ }或大写的拉丁字母A,B,C…表示,而元素用小写的拉丁字母a,b,c…表示。

元素与集合的关系有“属于∈”及“不属于∉两种)
⑴若a是集合A中的元素,则称a属于集合A,记作a∈A;
⑵若a不是集合A的元素,则称a不属于集合A,记作a∉A。

非负整数集(或自然数集),记作N;
;N内排除0的集.
正整数集,记作N*或N
+
整数集,记作Z;有理数集,记作Q;实数集,记作R;
⑴确定性:⑵互异性:⑶无序性:
1:判断以下元素的全体是否组成集合,并说明理由:
⑴某班个子较高的同学⑵长寿的人
⑷倒数等于它本身的数
⑸某校2011级新生;⑹血压很高的人;
⑺著名的数学家;⑻平面直角坐标系内所有第三象限的点
7.元素与集合的关系:(元素与集合的关系有“属于∈”及“不属于∉”)
⑴若a是集合A中的元素,则称a属于集合A,记作a∈A;
⑵若a不是集合A的元素,则称a不属于集合A,记作a∉A。

例如,我们A 表示“1~20以内的所有质数”组成的集合,则有3∈A ,4
∉A ,等等。

练:A={2,4,8,16},则4A ,8 A ,32 A.
巩固练习分析:
练1.已知集合P 的元素为21,,3m m m --, 若2∈P 且-1∉P ,求实
数m 的值。

练2下面有四个命题:
①若-a ∉Ν,则a ∈Ν ②若a ∈Ν,b ∈Ν,则a +b 的最小值是2
③集合N 中最小元素是1 ④ x 2+4=4x 的解集可表示为{2,2}
其中正确命题的个数是( )
3求集合{2a ,a 2+a }中元素应满足的条件?
4若
t 1t 1+-∈{t},求t 的值.
⒈列举法:把集合中的元素一一列举出来, 并用花括号“{
}”括起来表

2.用列举法表示下列集合:
(1) 小于5的正奇数组成的集合;
(2) 能被3整除而且大于4小于15的自然数组成的集合;
⒉描述法:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法,称为描述法。

一般格式:{}()x A p x ∈
如:{x|x-3>2},{(x,y)|y=x 2
+1},{x|直角三角形},…;。

3.用描述法表示下列集合:
(1)由适合x 2-x-2>0的所有解组成的集合;
(2)方程220x -=的所有实数根组成的集合 例4.判断下列两组集合是否相等?
(1)A={x|y=x+1}与B={y|y=x+1}; (2)A={自然数}与B={正整数}
集合的分类:::()empty set ⎧⎪⎨⎪∅-⎩有限集含有有限个元素的集合
无限集含有无限个元素的集合
空集不含有任何元素的集合
三、文氏图
集合的表示除了上述两种方法以外,还有文氏图法,即
画一条封闭的曲线,用它的内部来表示一个集合,如下图所示:
元素与集合的关系
例5、设集合A ={1,a ,b },B={a ,a 2,ab },且A=B ,求实数a ,b.
A 表示任意一个集合A
3,9,27 表示{3,9,27}
【变式练习】以实数a 2,2-a .,4为元素组成一个集合A ,A 中含有2个元素,则的a 值为 . 例6.下列说法正确的是( )
A.{0}是空集
B. {x ∈Q ∣x
6∈Z }是有限集 C.{x ∈Q ∣x 2+x+2=0}是空集 D.{2,1}与{1,2}是不同的集合
四、集合与集合的关系
子集:对于两个集合A ,B ,如果集合A 的任何一个元素都是集合B 的元素,
我们说这 两个集合有包含关系,称集合A 是集合B 的子集(subset )。

记作:()A B B A ⊆⊇或 读作:A 包含于B ,或B 包含A
集合相等定义:如果A 是集合B 的子集,且集合B 是集合A 的子集,则集合A 与集合B
真子集定义:若集合A B ⊆,但存在元素,x B x A ∈∉且,则称集合A 是集合B 的真子集。

记作:A B (或B A ) 读作:A 真包含于B (或B 真包含A )
空集定义:不含有任何元素的集合称为空集。

记作:φ
练习:用适当的符号填空:
φ {}0; 0 φ ; φ {φ}; {}0 {φ}
几个重要的结论:
⑴空集是任何集合的子集;对于任意一个集合A 都有φ⊆A 。

⑵空集是任何非空集合的真子集;
⑶任何一个集合是它本身的子集;
⑷对于集合A ,B ,C ,如果A B ⊆,且B C ⊆,那么A C ⊆。

练习:填空:
⑴2 N ; {2} N ; φ A;
⑵已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={1,2},C={x|x<8,x∈N},则
A B; A C; {2} C; 2 C
特别地,空集的子集个数为1,真子集个数为0。

例7写出集合{a,b,c}的所有子集,并指出其中哪些是真子集,哪些是非空的真子集。

【变式练习】已知集合M满足{2,3}⊆M⊆{1,2,3,4,5}求集合M
例8有三个元素的集合A,B,已知A={2,x,y},B={2x,2,2y},且A=B,求x,y的值。

五、
1.并集:一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合,
称为集合A与集合B 的并集,即A与B的所有部分,
记作A∪B,读作:A并B 即A∪B={x|x∈A或x∈B}。

Venn图表示:
说明:定义中要注意“所有”和“或”这两个条件。

讨论:A∪B与集合A、B有什么特殊的关系?
A∪A= , A∪Ф= , A∪B B∪A
A ∪
B =A ⇒ , A ∪B =B ⇒ . 巩固练习(口答): ①.A ={3,5,6,8},B ={4,5,7,8},则A ∪B = ;
②.设A ={锐角三角形},B ={钝角三角形},则A ∪B = ;
③.A ={x|x>3},B ={x|x<6},则A ∪B = 。

2.交集定义:一般地,由属于集合A 且属于集合B 的所有元素组成的集合,叫作集合A 、B 的交集(intersection set ),
记作:A ∩B 读作:A 交B 即:A ∩B ={x|x ∈A ,且x ∈B}
Venn 图表示:
说明:当两个集合没有公共元素时,两个集合的交集是空集,而不能说两个
集合没有交集
讨论:A ∩B 与A 、B 、B ∩A 的关系?
A ∩A = A ∩φ= A ∩
B B ∩A
A ∩
B =A ⇒ A ∩B =B ⇒
巩固练习(口答):
①.A ={3,5,6,8},B ={4,5,7,8},则A ∩B = ;
②.A ={等腰三角形},B ={直角三角形},则A ∩B = ;
③.A ={x|x>3},B ={x|x<6},则A ∩B = 。

3.一些特殊结论
⑴若A B ⊆,则A ∩B=A ; ⑵若B A ⊆,则A ⋃B=A ;
⑶若A ,B 两集合中,B=φ,,则A ∩φ=φ, A ⋃φ=A 。

例9、已知集合A ={y |y=x 2-2x-3,x ∈R },B={y |y=-x 2+2x +13,x ∈R }求
(阴影部分即为A 与B 的交集)
A ∩
B 、A ∪B
10:设集合A ={∣a+1∣,3,5},B={2a+1,a 2+2a,a 2+2a-1},当A ∩B={2,
3}时,求A ∪B
解:∵∣a+1∣=2 ∴a =1或-3
当a =1时,集合B 的元素a 2
+2a =3,2a+1=3,
由集合的元素应具有互异性的要求可知a ≠1.
当a =-3时,集合B={-5,2,3}
∴A ∪B={-5,2,3,5}
六、
(一). 全集、补集概念及性质:
⒈全集的定义:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,那么 就称这个集合为全集,记作U ,是相对于所研究问题而言的一个相对概念。

⒉补集的定义:对于一个集合A ,由全集U 中不属于集合A 的所有元素组成的集合,叫作集合A 相对于全集U 的补集,
记作:U C A ,读作:A 在U 中的补集,即{},U C A x x U x A =∈∉且
Venn 图表示:(阴影部分即为A 在全集U 中的补集)
说明:补集的概念必须要有全集的限制
讨论:集合A 与U C A 之间有什么关系?→借助Venn 图分析
,
,()U U U U A C A A C A U C C A A ⋂=∅⋃==
,U U C U C U =∅∅= 巩固练习(口答):
①.U={2,3,4},A={4,3},B=φ,则U C A = ,U C B = ; ②.设U ={x|x<8,且x ∈N},A ={x|(x-2)(x-4)(x-5)=0},则U C A = ; ③.设U ={三角形},A ={锐角三角形},则U C A = 。

11、设全集{}{}{},1233456U x A B ===x 是小于9的正整数,,,,,,, 求U C A ,U C B .
12、设全集U 为R ,{}{}22120,
50A x x px B x x x q =++==-+=,若
{}{}()2,()4U U C A B A C B ⋂=⋂=,求A B ⋃。

(答案:{}2,3,4)
感谢您的阅读,祝您生活愉快。

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