一、学习目标:1. 了解集合的含义及元素与集合的“属于”关系;2. 能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;3. 理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;4. 在具体情境中,了解全集与空集的含义;5. 理解两个集合中的交集的含义,会求两个简单集合的交集。
二、重点、难点:1. 重点:集合的表示方法,元素和集合的关系,集合与集合之间的关系2. 难点:有关⊆∈,的理解和应用三、考点分析:本讲的内容是中学数学最基本的内容之一,基础问题往往体现集合的概念、运算及简单的运用,经常作为工具广泛地运用于函数、方程、不等式、三角函数及区间、轨迹等知识中,在高考中占有重要地位。
1. 集合(1)集合的分类⎩⎨⎧----含有无限个元素的集合无限集含有有限个元素的集合有限集(2)集合的元素特性:确定性、互异性、无序性 (3)集合的表示方法:①列举法—把集合中的元素一一列举出来,写在花括号内表示集合的方法; ②描述法—把集合中元素的公共属性描述出来,写在花括号内表示集合的方法。
(52. 集合间的基本关系:3. 交集: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,称为集合A 与集合B 的交集。
知识点一:集合的基本概念例1. 在以下六种写法中,错误写法的个数是( ){}{}{}{}{}{}{}{}0,006)5(,0)4(,1,0,11,1,0)3(,0)2(,1,00)1(==∈-⊆-⊂∈≠)(),(全体整数Z φφA. 3B. 4C. 5D. 6 思路分析:题意分析:本题主要考查集合中的有关基本概念及集合中的两个符号⊆∈和的区别。
对写法(1)、(2)、(3)、(5)、(6)考查集合与集合间符号的运用,对写法(4)考查元素与集合之间符号的运用。
解题思路:对写法(1)是要理解集合的大小,写法(2)是表示空集与任意集合的关系,写法(3)表示集合相等的概念,写法(4)是表示实数0与空集的关系,写法(5)是集合的表示,写法(6)是对集合中元素的认识。
解答过程:(1)是两个集合的关系,不能用“∈”; (2)空集是任何非空集合的真子集,故写法正确;(3)集合中的元素具有无序性,只要集合中的所有元素相同,两个集合就相等;(4)φ表示空集,空集中无任何元素,所以应是φ∉0,故写法不正确;(5)集合符号“{}”本身就表示全体元素之意,故此“全体”两字不应写;(6)等式左边集合的元素是平面上的原点,而右边集合的元素是数零,故不相等。
故本题选B题后思考:本题考查集合的有关基本概念,尤其要注意区别⊆∈和两个符号的不同含义。
例2. 已知{}33,)1(,222++++=a a a a A ,若A ∈1,求实数a 的值。
思路分析:题意分析:本题主要考查元素与集合之间的关系,集合中元素的有关性质。
解题思路:解答过程:{}1,0,1A ,1a 12a =-==+时,当不符合集合性质,舍去;{}{}.0a .(2a 1a ,02a 3a 13a 3a ,0,1,1A 2a 2)2,1,3A 0a )1,2a 0a 1)1a (222=-=-==++=++=-===-===+所以,综上所述:舍去)或时,当舍去;时,当时,当或时,当题后思考:本题主要考查元素在集合中的性质,要学会用分类的思想考虑问题,并且要通过集合中元素的唯一性验证集合。
例3. 已知集合{}{}012,082222=-++==--=a ax x x B x x x A ,当A B ⊆时,求实数a 的取值范围。
思路分析:题意分析:本题考查了子集的有关概念和应用,对于集合{}4,2-=A 中含有确定的两个元素-2,4,如果集合B 是集合A 的子集,则集合B 中的元素应是集合A 中的元素,另外还考查了分类的思想。
解题思路:本题应从如何使方程01222=-++a ax x 的解集成为集合A 的子集入手,寻求集合B 可能的情况,但无论如何不能使集合B 中含有集合A 以外的元素,尤其不能忘记集合B 可能是空集。
解答过程:由已知得{}4,2-=A ,B 是关于x 的方程01222=-++a ax x 的解集,因为A B ⊆,所以{}{}{}φ,4,2,4,,2--=B(1)若{},2-=B 则012)2(2(22=-+-+-a a ),解得24-==a a 或,当04=∆=时,恰有a ;(2)若{},4=B 则0124422=-++a a ,解得舍去,此时02>∆-=a ; (3)若{},4,2-=B 则由(1)(2)知02>∆-=,此时a 符合题意; (4)若φ=B 时,由0<∆解得44-<>a a 或.综上所述,所求实数a 的取值范围是424≥-=-<a a a 或或.题后思考:①在本题的讨论中,当{}4B =时的真正含义是:集合B 中的一元二次方程有两个相等的实根4x x 21==;②当B 为单元素集时,也可利用韦达定理求出a 的值;③在考虑子集的过程中容易遗漏空集的情况,事实上,我们应首先考虑空集。
知识点二:集合的运算(交集)例4. 若{}{}==--===B A ,032,122则x x x B x x A ( ) A. {}3B. {}1C. φD. {}1-思路分析:题意分析:本题考查交集的定义和一元二次方程的解。
解题思路:先解方程12=x 得出集合A 的元素用列举法表示出来,解0322=--x x ,用列举法把集合B 中的元素表示出来,再求B A 。
解答过程:由12=x 得{},11A 1-=∴±=,x ,由0322=--x x 得{}1,3-B 31=∴-=,或x{}1-B A =∴ ,故选D 。
题后思考:本题主要考查交集的定义,因此,只要对定义的内容清楚应不难写出答案。
例5. 设集合{}{}=<<-=<+=B A .23,312x A 则x x B x ( ) A. {}13<<-x x B. {}21<<x x C. {}3->x x D. {}1<x x思路分析:题意分析:本题考查集合A 和B 的交集,A 和B 两个集合都是与不等式有关的,则求集合A 和B 的交集时,我们需要借助于数轴,用数形结合的方法来解题更形象。
解题思路:先解出A 中元素应满足的范围,再在数轴上表示出A 中元素满足的范围,然后在数轴上表示出B 中元素所满足的范围,由数轴得出最终的结果。
解答过程:由{}1,1312<=∴<<+x x A x x 解得. 又由{}23<<-=x x B ,{}1x 3x B A <<-=∴ ,故选A 。
题后思考:本题是简单的求关于不等式的两个集合的交集的问题。
一般步骤是:①先把每个集合中满足不等式的解集解出来; ②用数轴表示出来;③根据数轴的图像得出最终的答案。
尤其要注意的是有没有“等号”,在数轴上表示为实心点或空心点,以及能否取到该值。
例6. 已知{}{},若或φ=>-<=+≤≤=B A .51,32x A x x x B a x a 求a 的取值范围.思路分析:题意分析:本题考查A 和B 的交集为空集,B 为已知的集合,A 集合中包含的元素随着a 的变化而变化,需要合理的讨论。
解题思路:先在数轴上得出B 集合,再由φ=B A ,确定出A 集合的位置,再解关于A 集合的不等式.但不要忘了φ=A 这个特殊情况,在解题过程中很有可能会遗漏。
解答过程:(1)若φ=A ,由φ=B A 知,此时3,32>∴+>a a a ; (2)若得如图:由,B A ,φφ=≠ A⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+≤≤≤-≤+-≥∴32.221,5312a a a a a 解得 综上所述,a 的取值范围是⎭⎬⎫⎩⎨⎧>≤≤-3221a a a 或.题后思考:①出现交集为空集的情况,首先要考虑集合中有没有空集,即分类讨论; ②与不等式有关的集合运算中,用数轴分析法直观清晰,应重点考虑;③对两个集合交集的端点值能否取到的问题也应仔细分析。
①关于集合的运算,一般应把各参与运算的集合化简到最简形式,再进行运算; ②出现交集为空集的情况,首先考虑集合中有没有空集; ③与不等式有关的集合运算中,多注意用数轴法表示;④对于含参数的集合问题,在根据集合的互异性进行处理时,有时需要用到分类讨论、数形结合的思想。
一、预习新知:1. 设集合{}{}=<<-=<+=B A .23,312x A 则x x B x _______;=A C U ________。
2. 已知{}{}R U .,51,32x A =>-<=+≤≤=设或x x x B a x a ,若U B A = ,求a 的取值范围。
二、预习点拨:反思探究反思与探究的任务:理解集合之间的运算(并、补、全)(1.2集合之间的关系与运算) 1. 全集的定义; 2. 补集的定义; 3. 并集的定义。
【反思】(1)阅读教材,理解两个集合的并集的含义,会求两个简单集合的并集。
(2)理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集。
(3)能使用韦恩图表达简单集合间的关系与运算。
(4)在“预习新知”中提出的两个问题,你能用预习的知识和前面所学的方法解决吗?(答题时间:45分钟)一、选择题:1. 集合{}5N x <∈x 的另一种表示方法是( )A. {}4,3,2,1,0B. {}4,3,2,1C. {}5,4,3,2,1,0D. {}5,4,3,2,1 2. 已知集合{}{}10,21x <<=<<-=x x B x A ,则( ) A. B A >B. B A ⊂C. A B ⊂D. B A ⊆3. 下列五个关系式:①{}00⊂;②{}00∈;③{}φ=0;④{}0∈φ;⑤{}0⊂φ其中正确的有( ) A. ①③ B. ①⑤ C. ②④ D. ②⑤4. 设集合{}{}=≤≤-∈=<<-∈=N M .31,23Z m M 则n Z n N m ( )A. {}1,0B. {}1,01,- C. {}2,1,0 D. {}2,1,01,- 5. 已知{}{}=-==-==N M ,1,1M 22那么x y y N x y x ( )A. φB. MC. ND. R*6. 设R b a ∈,,集合{}⎭⎬⎫⎩⎨⎧=+b a b a b a ,,0,,1,则=-a b ( ) A. 1B. -1C. 2D. -27. 集合{}的范围是则实数且a R x a x x x M,,02M 2⊂∈=-+=φ( ) A. 1-≤a B. 1≤a C. 1-≥aD. 1≥a二、填空题:8. 已知集合{}{},且B A ,a x x B ,R x ,2x x A ⊆≤=∈≤=则实数a 的取值范围是____。