集合一.集合的概念:集合没有确切定义,是一个基本概念。
对其描述:某些具有共同属性的对象集在一起就成为一个集合。
符号表示为{},表示的意思为全体。
这些对象我们称之为元素。
集合通常用大括号{ }或大写的拉丁字母A,B,C…表示,集合的元素常用小写的拉丁字母来表示。
如a、b、c、p、q…… 例如A={1,3,a,c,a+b}注意:(1)集合是数学中原始的、不定义的概念,只作描述.(2)集合是一个“整体.(3)构成集合的对象必须是“确定的”且“不同”的例如:指出下列对象是否构成集合,如果是,指出该集合的元素。
(1)我国的直辖市;(2)五中高一(1)班全体学生;(3)较大的数(4)young 中的字母;(5)大于100的数;(6)小于0的正数。
【典例分析】:1.下列各组对象中,不能组成集合的是()A 所有的正六边形B《数学》必修1中的所有习题C 所有的数学容易题D 所有的有理数2.由下列对象组成的集体属于集合的是()(1)不超过π的正整数;(2)高一数学课本中所有的难题;(3)中国的大城市(4)平方后等于自身的数;(5)某校高一(2)班中考成绩在500分以上的学生.A.(1)(2)(3)B.(3)(4)(5)C.(1)(4)(5)D. (1)(2)(4)二.元素的特性a、确定性(有一个确定的衡量标准)b、互异性(集合里的元素都不一样)c、无序性(没有顺序)(确定性)例题1:下列各组对象能否构成一个集合(1)著名的数学家(2)某校2006年在校的所有高个子同学(3)不超过10的非负数(4)方程240x-=在实数范围内的解(5)2的近似值的全体例题2:下列各对象不能够成集合的是()A 某校大于50岁的教师B 某校30岁的教师C 某校的年轻教师D 某校的女教师(互异性)例题3:已知集合S 中的元素是a,b,c,其中a,b,c 为△ABC 的三边长,则△ABC 一定不是( )A. 锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.等腰三角形例题4:若-3∈{a-3,2a-1,a 2+4},求实数a 的值,并求此时的实数集。
(集合三要素)例题5:a 、b ∈R,集合{1,a+b ,a}={0,ab ,b},则b-a= 三.几种集合的命名自然数集:N ;正整数集:N*或N+;整 数 集:Z ;有理数集:Q ;实 数 集:R 。
(应用,三角函数,数列)四.集合的分类有限集: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:不包含任何元素的集合叫做空集,用∅表示;(区分∅、{ ∅}、{ 0 })解题的陷阱,一定要记得空集例1.下面集合是有限集还是无限集?(1)不超过10的非负偶数的集合;(2)大于10的所有自然数组成的集合;(3)方程x 2-4=0的解集(4)在平面上到两定点A 、B 距离相等的点的集合五.元素与集合之间的关系与运算集合和元素之间的关系是属于(∈)和不属于(∉)【典例分析】:1 用符号∈或∉填空:(1)0__N*; 2__Z ; (-1)0__N*;(2){x x <; {}0x x >;2+5__{x|x≤2+3};(3)3____2{x|x=n +1,n N*}∈; 5____2{x|x=n +1,n N*}∈ (4)(-1,1) _____{y|y=x 2}; (-1,1)____{(x ,y )|y=x 2}2 非空集合M 中的元素只能是1,2,3,4,5中的某些数,若a ∈M,则(6-a )∈M,试求符合条件的M 的个数。
3 设A={a},则下列各式中正确的是( )A.0∈AB.a ∉AC.a ∈AD.a=A4 方程组⎩⎨⎧=-=+9,1y x y x 的解集是( )A.(5,4)B.{5,-4}C.{(-5,4)}D.{(5,-4)}六.集合的表示方法1、列举法:把元素一一列举在大括号内的表示方法;注 意:凡是以列举法形式出现的集合,往往考察元素的互异性。
说明:1、书写时,元素与元素之间用逗号分开;2、一般不必考虑元素之间的顺序;3、集合中的元素可以为数,点,代数式、文字等;4、列举法可表示有限元素集,也可以表示无限元素集。
当元素个数比较少时用列举法比较简单;若集合中的元素较多或无限,但出现一定的规律性,在不发生误解的情况下,也可以用列举法表示。
5、对于含有较多元素的集合,用列举法表示时,必须把元素间的规律显示清楚后方能用省略号,象自然数集N用列举法表示为{}1,2,3,4,5,......例1、用列举法表示下列集合::(1)小于10的所有自然数组成的集合;(2)方程x 2= x 的所有实数根组成的集合;(3)我国现有的直辖市。
.例1 解答:(1)设小于10的所有自然数组成的集合为A ,那么 A = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}.由于元素完全相同的两个集合相等,而与列举的顺序无关,因此集合A 可以有不同的列举法. 例如: A = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}.(2)设方程x 2= x 的所有实数根组成的集合为B ,那么B = {0,1}.变式练习用列举法表示下列集合:⑴x 2-4的一次因式组成的集合. ⑵{y |y =-x 2-2x +3,x ∈R,y ∈N }.⑶方程x 2+6x +9=0的解集. ⑷{20以内的质数}.⑸{(x ,y )|x 2+y 2=1,x ∈Z ,y ∈Z}. ⑹{大于0小于3的整数}.⑺{x ∈R |x 2+5x -14=0}.⑻{(x ,y )}|x ∈N ,且1≤x <4,y -2x =0}.⑼{(x ,y )|x +y =6,x ∈N ,y ∈N }. 2、描述法:有以下两种描述方式1)代号描述:例 方程x ²-3x+2=0的所有解组成的集合,可表示为{x|x ²-3x+2=0}。
x 是集合中元素的代号,竖线也可以写成冒号或者分号,竖线后面的式子的作用是描述集合中的元素符号的条件。
(代号不一样,所表示含义也不一样)】2) 文字描述:将说明元素性质的一句话写在大括号内。
例 {大于2小于5的整数};描述法表示的集合一旦出现,首先需要分析元素的意义,也就是说要判断元素到底是什么。
方法:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征。
一般格式:{}()x A p x ∈其中x 代表元素,A 是集合,P 是集合A 的一个特征性质。
.如:{x|x-3>2},{(x,y)|y=x 2+1},{x|直角三角形},…;说明:① 描述法表示集合时,应特别注意集合的代表元素,如2{(,)|1}x y y x =-与2{|1}y y x =-不同. ② 只要不引起误解,集合的代表元素也可省略,例如{|1}x x >,{|3,}x x k k Z =∈.③ 集合的{ }已包含“所有”的意思,例如:{整数},即代表整数集Z ,所以不必写{全体整数}.下列写法{实数集},{R }也是错误的.例2用描述法表示下列集合:⑴方程2x +y =5的解集. ⑵小于10的所有非负整数的集合.⑶方程ax +by =0(ab ≠0)的解. ⑷大于3的全体偶数组成的集合.⑸平面直角坐标系中第Ⅱ、Ⅲ象限点的集合.⑹方程组⎩⎨⎧x + y =1x -y =1的解的集合. ⑺{1,3,5,7,…}.说明:列举法与描述法各有优点,应该根据具体问题确定采用哪种表示法,要注意,一般集合中元素较多或有无限个元素时,不宜采用列举法。
3、区间表示法:数轴上得一段数组成的集合可以用区间表示,区间分为开区间和闭区间,开区间用小括号表示,是大于或小于的意思;闭区间用中括号表示,是大于等于或小于等于的意思。
例 (2,3),[2,3],(2,3],[2,3)……4、图像表示法:数轴、坐标系、常与区间法表示同时使用 维恩图法: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:A 3,9,27课堂训练一、选择题1.下列元素与集合的关系中正确的是( ) A.N ∈21 B.2∈{x ∈R|x ≥3} C.|-3|∉N* D.-3.2∉Q2.给出下列四个命题:(1)很小的实数可以构成集合;(2)集合{y |y =x 2-1}与集合{(x ,y )|y =x 2-1}是同一个集合; (3)1,23,46,21-,0.5这些数字组成的集合有5个元素; (4)集合{(x ,y )|xy ≤0,x ,y ∈R}是指第二象限或第四象限内的点的集合.以上命题中,正确命题的个数是( )A.0B.1C.2D.33.下列集合中表示同一集合的是( )A.M={(3,2)},N={(2,3)}B.M={3,2},N={(2,3)}C.M={(x ,y )|x +y =1},N={y |x +y =1}D.M={1,2},N={2,1}4.已知x ∈N,则方程220x x +-=的解集为( )A.{x |x =-2}B. {x |x =1或x =-2}C. {x |x =1}D.∅ 5.已知集合M={m ∈N|8-m ∈N},则集合M 中元素个数是( )A.6B.7C.8D.9二、填空题6.用符号“∈”或“∉”填空: 0_______N,5______N,16______N.7.用列举法表示A={y |y =x 2+1,-2≤x ≤2,x ∈Z}为_______________. 表示任意一个集合A 表示{3,9,27}8.用描述法表示集合“方程x 2-2x +3=0的解集”为_____________.9.集合{x |x >3}与集合{t|t >3}是否表示同一集合?________10.已知集合P={x |2<x <a ,x ∈N},已知集合P 中恰有3个元素,则整数a =_________. (附加题)下列对象能否组成集合:(1)数组1、3、5、7;(2)到两定点距离的和等于两定点间距离的点;(3)满足3x-2>x+3的全体实数;(4)所有直角三角形;(5)美国NBA 的著名篮球明星;(6)所有绝对值等于6的数;(7)所有绝对值小于3的整数;(8)中国男子足球队中技术很差的队员;(9)参加2008年奥运会的中国代表团成员.三、解答题11.已知集合A={0,1,2},集合B={x |x =ab ,a ∈A,b ∈A}.(1)用列举法写出集合B ;(2)判断集合B 的元素和集合A 的关系.12.已知集合{1,a ,b }与{-1,-b ,1}是同一集合,求实数a 、b 的值.13.(探究题)下面三个集合:①{}2|2x y x =-,②{}2|2y y x =-,③{}2(,)|2x y y x =-(1)它们是不是相同的集合?(2)试用文字语言叙述各集合的含义。