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高中数学1.1.3 集合的基本运算 第2课时 补集及综合应用


的 交集运算 性 Venn图
合 应
概念.


补集运算
只要时刻保持一份自信、一颗不息的奋 斗雄心,生命的硕果就会如影相随。
解析:A B x 1 x 2; A B x 1 x 3 U A x x 1或x 2; U B x x 1或x 3; U (A B) x x 1或x 3; ( U A) ( U B) x x 1或x 3 .
回顾本节课你有什么收获?
补 并集运算
全集

数轴


和补

集的
∁UA= {x|x≤-2或x≥1}
思考交流 补集与全集是两个密不可分的概念,同一个集合
在不同的全集中补集是不同的,不同的集合在同一个 全集中的补集也不同.
另外全集是一个相对概念.如果全集换成其他集 合时,在记号∁UA中的U要相应变换.
从而我们会注意到补集应该有许多运算性质,下 面我们逐一探求.
探究点3 补集的运算性质(1) 若全集为U,AU,则:
都是U的子集,若 A ( U B) 5,13, 23 ,
A ( U B) 2,3,5,7,13,17, 23, ( U A) ( U B) 3,7,
你能求出集合A,B吗?
解:A 2,5,13,17,23, B 2,11,17,19,29
A
5,13,23
U
2, B
17 11,19,29
Venn图 的灵活 运用
(2)求集合A的补集的前提是“A是全集U的子集”,
集合A其实是给定的条件.
(√)
例1 (1) 设U={x|x是小于9的正整数},A={1,2,3},
B={3,4,5,6},求 U A, U B. (2)设全集U={x|x是三角形},A={x|x是锐角三角形},
B={x|x是钝角三角形},求 A B, U (A B) .
(complementary set),简称为集合A的补集,记
作 UA ,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ即 UA {x | x U, 且x A}
U
可用Venn图表示为
A
UA
思考交流
表示全集和补集的三种数学语言互译.
设集合U是一个集合,A是U的一个子集(A U),
由U中所有不属于A的元素组成的集合,叫作U中
子集A的补集.
N={5,6,7},则∁U(M∪N)= ( C )
A.{5,7}
B.{2,4}
C.{2,4,8}
D.{1,3,5,6,7}
【解析】借助于Venn图,如图所示
∵M∪N={1,3,5,6,7},∴∁U(M∪N)={2,4,8}.
3. 已知集合A,B,全集U={1,2,3,4},且∁U(A∪B) ={4},B={1,2},则A∩∁UB=( A ) A.{3} B.{4} C.{3,4} D.∅ 【解析】因为全集U={1,2,3,4},且∁U(A∪B)={4 所以A∪B={1,2,3}, B={1,2},所以∁UB={3,4},所以A={3}或{1,3}或 {3,2}或{1,2,3}. 所以A∩∁UB={3}.
3.要使用好数轴这个工具,特别是关于数集的交、并、 补运算,利用数轴可以直观地写出解集.
1.设集合U={1,2,3,4,5,6},M={1,2,4},则 UM =( C ) A.U B.{1,3,5} C.{3,5,6} D.{2,4,6}
【解析】U中的元素去掉1,2,4得 UM,故选C.
2、若全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},M={1,3,5,7},
探究点1 全集 思考1:方程(x-2)(x2-3)=0在有理数范围内的解 是什么?在实数范围内的解是什么?
{2}
{2, 3, 3}
思考2:不等式0<x-1≤3在实数范围内的解集是
什么?在整数范围内的解集是什么?
{x | 1 x 4} {2,3,4}
思考3:在不同范围内研究同一个问题,可能有 不同的结果.我们通常把研究问题前给定的范围 所对应的集合称为全集,如Q,R,Z等.那么全集 的含义如何呢?
探究点2 补集 观察下列三个集合:
如何在全集S中研究相关 集合间的关系呢?
S={高一年级的同学}
A={高一年级参加军训的同学}
B={高一年级没有参加军训的同学} 这三个集合之间有何关系?
显然,由所有属于集合S但不属于集合A的元素
组成的集合就是集合B.
对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所
有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集
4.设全集U=R,A={x|x>1},B={x|x+a<0},
B ∁UA,求实数a的取值范围.
解:如图所示,B={x|x<-a},
∵∁UA={x|x≤1},要使B ∁UA,
∴-a≤1,即a≥-1.
5.设 U R, A x 1 x 2, B x 1 x 3 ,求 A B ,
A B, U A, U B, U ( A B), ( U A) ( U B).
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 (universe set),通常记作U.
特别提醒:全集是相对于所研究问题而言的一个 相对概念,它含有与所研究问题有关的各个集合 的全部元素.因此全集因问题而异. 思考交流 想一想:全集一定包含任何元素吗? 【提示】全集仅包含我们研究问题所涉及的集合 的全部元素,而非任何元素.
解:(1)根据题意可知,U 1, 2,3, 4,5,6,7,8,
所以 U A 4,5,6,7,8, U B 1,2,7,8.
(2)根据三角形的分类可知 A B , A∪B={x|x是锐角三角形或钝角三角形},
U (A B) {x∣x是直角三角形}.
【变式练习】
已知全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},M={1, 3,5,7},N={5,6,7}, 求 U( M∪N). 【解析】因为M={1,3,5,7},N={5,6, 7}, 所以M∪N={1,3,5,6,7}, 因为U={1,2,3,4,5,6,7,8}, 所以 U(M∪N)={2,4,8}.
例2 已知全集U=R,集合 A {x | x 3} , B {x | 2 x 4} , 求 ( U A) B .
解: U A x x 3,
( U A) B x 3 x 4.
【变式练习】 设全集U=R,在数轴上表示出集合A={x|-2<x<1} 的补集∁UA. 解:画出数轴,通过数轴上集合的表示可得A的补集
文字语言
CU A {x | x U ,且x A}.
U
A
符号语言
CUA
图形语言
补集符号∁∪A有三层含义:
(1)A是U的一个子集,即A U;
(2)∁∪A表示一个集合,且∁∪A U;
(3)∁∪A是U中所有不属于A的元素构成的集合.
判断:(1)补集既是集合间的一种关系,同时也是集
合间的一种运算.
( √)
第2课时 补集及综合应用
思考1 如果你所在班级共有60名同学,要求你从中选 出56名同学参加体操比赛,你如何完成这件事呢?
你不可能直接去找张三、李四、王五、……一一确 定出谁去参加吧?如果按这种方法做这件事情,可就麻 烦多了.若确定出4位不参加比赛的同学,剩下的56名 同学都参加,问题可就简单多了.不要小看这个问题的 解决方法,它可是这节内容补集的现实基础.
思考2 想一想如下的Venn图所示阴影部分的集合,如 何用描述法表示呢?
( {x | x S且x A})像这样的集合也正是我
们这节课所要研究的——全集与补集.
1. 理解全集和补集的概念.(重点) 2. 能使用Venn图表示集合的关系和运算. 3. 能综合应用交、并、补三种运算进行集合间关
系的研究.(难点)
3,7
【变式练习】
设全集U { x | x 7, x N },已知
( U A) B {1, 6}, A ( U B) {2,3},
U ( A B) {0, 5},求集合A,B.
解:A={2,3,4,7},B={1,4,6,7}.
U
0,5
2,3 4 , 7 1,6
A
B
【总结提升】 1. 要准确理解和把握它们的定义,直接通过定义的理 解来解决. 2.要使用好韦恩(Venn)图,特别是进行有限集合的这 种运算的时候,如对集合A、B而言,有下图.
(1) UU (2) U U
(3) U ( U A) A
(4) A ( U A) U (5) A ( U A)
补集的运算性质(2) (1) U ( A B) ( U A) ( U B)
(2) U ( A B) ( U A) ( U B)
U
例3 已知全集U={所有不大于30的质数},A,B
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