高中集合教案
發(fā)表時(shí)間:2020-07-25集合的基本運(yùn)算教案。
1.1.3集合的基本運(yùn)算(第一課時(shí))
一,教學(xué)目標(biāo)
1,知識(shí)與技能:
(1)理解并集和交集的含義,會(huì)求兩個(gè)簡(jiǎn)單集合的交集與并集
(2)能夠使用Venn圖表達(dá)兩個(gè)集合的運(yùn)算,體會(huì)直觀圖像對(duì)抽象概念理解的作用
2,過(guò)程與方法
(1)進(jìn)一步體會(huì)類比的作用
(2)進(jìn)一步樹(shù)立數(shù)形結(jié)合的思想
3,情感態(tài)度與價(jià)值觀
集合作為一種數(shù)學(xué)語(yǔ)言,讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)符號(hào)化表示問(wèn)題的簡(jiǎn)潔美.
二,教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):并集與交集的含義
教學(xué)難點(diǎn):理解并集與交集的概念,符號(hào)之間的區(qū)別與聯(lián)系
三,教學(xué)過(guò)程
1,創(chuàng)設(shè)情境
(1)通過(guò)師生互動(dòng)的形式來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,把學(xué)生全體作為一個(gè)集合,按學(xué)科興趣劃分子集,讓他們親身感受,激起他們的學(xué)習(xí)興趣。
(2)用Venn圖表示(陰影部分)
2,探究新知
(1)通過(guò)Venn圖,類比實(shí)數(shù)的加法運(yùn)算,引出并集的含義:一般地,由所有屬于集合A或集合B的元素組成的集合,稱為集合A和集合B的并集。
記作:A∪B,讀作:A并B,其含義用符號(hào)表示為:
.
(2)解剖分析:
1“所有”:不能認(rèn)為A∪B是由A的所有元素和B的所有元素組成的集合,即簡(jiǎn)單平湊,要滿足集合的互異性,相同的元素即A和B的公共元素只能算作并集中的一個(gè)元素
2“或”:“”這一條件,包括下列三種情況:;;
3用Venn圖表示A∪B:
(3)完成教材P8的例4和例5(例4是較為簡(jiǎn)單的不用動(dòng)筆,同學(xué)直接口答即可;例5必須動(dòng)筆計(jì)算的,并且還要通過(guò)數(shù)軸輔助解決,充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想。)
(4)思考:求集合的并集是集合間的一種運(yùn)算,那么,集合間還有其他運(yùn)算嗎?(具體畫(huà)出A與B相交的Venn圖)
(5)交集的含義:一般地,由屬于集合A和集合B的所有元素組成的集合,稱為A與B的交集,記作:A∩B,讀作:A交B,其含義用符號(hào)表示為
(6)解剖分析:
1“且”
2用Venn圖表示A∩B:
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(7)完成教材P9的例6(口述)
(8)(運(yùn)用數(shù)軸,答案為)
3,鞏固練習(xí)
(1)教材P9的例7
(2)教材P11#1#2
4,小結(jié)作業(yè):
(1)小結(jié):1并集和交集的含義及其符號(hào)表示
2并集與交集的區(qū)別(符號(hào)等)
(2)作業(yè):
1必做題:教材P12#6#7
2選做題:已知,(答案:))
相關(guān)知識(shí)
集合的基本運(yùn)算教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái),減輕教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫(xiě)呢?下面是小編為大家整理的“集合的基本運(yùn)算教學(xué)設(shè)計(jì)”,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
教學(xué)設(shè)計(jì)1.1.3集合的基本運(yùn)算
整體設(shè)計(jì)
教學(xué)分析
課本從學(xué)生熟悉的集合出發(fā),結(jié)合實(shí)例,通過(guò)類比實(shí)數(shù)加法運(yùn)算引入集合間的運(yùn)算,同時(shí),結(jié)合相關(guān)內(nèi)容介紹子集和全集等概念.在安排這部分內(nèi)容時(shí),課本繼續(xù)注重體現(xiàn)邏輯思考的方法,如類比等.
值得注意的問(wèn)題:在全集和補(bǔ)集的教學(xué)中,應(yīng)注意利用圖形的直觀作用,幫助學(xué)生理解補(bǔ)集的概念,并能夠用直觀圖進(jìn)行求補(bǔ)集的運(yùn)算.
三維目標(biāo)
1.理解兩個(gè)集合的并集與交集、全集的含義,掌握求兩個(gè)簡(jiǎn)單集合的交集與并集的方法,會(huì)求給定子集的補(bǔ)集,感受集合作為一種語(yǔ)言,在表示數(shù)學(xué)內(nèi)容時(shí)的簡(jiǎn)潔和準(zhǔn)確,進(jìn)一步提高類比的能力.
2.通過(guò)觀察和類比,借助Venn圖理解集合的基本運(yùn)算.體會(huì)直觀圖示對(duì)理解抽象概念的作用,培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合的思想.
重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):交集與并集、全集與補(bǔ)集的概念.
教學(xué)難點(diǎn):理解交集與并集的概念,以及符號(hào)之間的區(qū)別與聯(lián)系.
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
第1課時(shí)
作者:尚大志
導(dǎo)入新課
思路1.我們知道,實(shí)數(shù)有加法運(yùn)算,兩個(gè)實(shí)數(shù)可以相加,例如5+3=8.類比實(shí)數(shù)的加法運(yùn)算,集合是否也可以“相加”呢?教師直接點(diǎn)出課題.
思路2.請(qǐng)同學(xué)們考察下列各個(gè)集合,你能說(shuō)出集合C與集合A,B之間的關(guān)系嗎?
(1)A={1,3,5},B={2,4,6},C={1,2,3,4,5,6};
(2)A={x|x是有理數(shù)},B={x|x是無(wú)理數(shù)},C={x|x是實(shí)數(shù)}.
引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、類比、思考和交流,得出結(jié)論.教師強(qiáng)調(diào)集合也有運(yùn)算,這就是我們本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容.
思路3.(1)①如圖1甲和乙所示,觀察兩個(gè)圖的陰影部分,它們分別同集合A、集合B有什么關(guān)系?
圖1
②觀察集合A,B與集合C={1,2,3,4}之間的關(guān)系.
學(xué)生思考交流并回答,教師直接指出這就是本節(jié)課學(xué)習(xí)的課題:集合的基本運(yùn)算.
(2)①已知集合A={1,2,3},B={2,3,4},寫(xiě)出由集合A,B中的所有元素組成的集合C.
②已知集合A={x|x>1},B={x|x<0},在數(shù)軸上表示出集合A與B,并寫(xiě)出由集合A與B中的所有元素組成的集合C.
推進(jìn)新課
新知探究
提出問(wèn)題
(1)通過(guò)上述問(wèn)題中集合A,B與集合C之間的關(guān)系,類比實(shí)數(shù)的加法運(yùn)算,你發(fā)現(xiàn)了什么?
(2)用文字語(yǔ)言來(lái)敘述上述問(wèn)題中,集合A,B與集合C之間的關(guān)系.
(3)用數(shù)學(xué)符號(hào)來(lái)敘述上述問(wèn)題中,集合A,B與集合C之間的關(guān)系.
(4)試用Venn圖表示A∪B=C.
(5)請(qǐng)給出集合的并集定義.
(6)求集合的并集是集合間的一種運(yùn)算,那么,集合間還有其他運(yùn)算嗎?
請(qǐng)同學(xué)們考察下面的問(wèn)題,集合A,B與集合C之間有什么關(guān)系?
①A={2,4,6,8,10},B={3,5,8,12},C={8};
②A={x|x是國(guó)興中學(xué)2012年9月入學(xué)的高一年級(jí)女同學(xué)},B={x|x是國(guó)興中學(xué)2012年9月入學(xué)的高一年級(jí)男同學(xué)},C={x|x是國(guó)興中學(xué)2012年9月入學(xué)的高一年級(jí)同學(xué)}.
(7)類比集合的并集,請(qǐng)給出集合的交集定義,并分別用三種不同的語(yǔ)言形式來(lái)表達(dá).
活動(dòng):先讓學(xué)生思考或討論問(wèn)題,然后再回答,經(jīng)教師提示、點(diǎn)撥,并對(duì)回答正確的學(xué)生及時(shí)表?yè)P(yáng),對(duì)回答不準(zhǔn)確的學(xué)生提示引導(dǎo)考慮問(wèn)題的思路,主要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)集合的并集和交集運(yùn)算并能用數(shù)學(xué)符號(hào)來(lái)刻畫(huà),用Venn圖來(lái)表示.
討論結(jié)果:(1)集合之間也可以相加,也可以進(jìn)行運(yùn)算,但是為了不和實(shí)數(shù)的運(yùn)算相混淆,規(guī)定這種運(yùn)算不叫集合的加法,而是叫做求集合的并集.集合C叫集合A與B的并集.記為A∪B=C,讀作A并B.
(2)所有屬于集合A或?qū)儆诩螧的元素組成了集合C.
(3)C={x|x∈A,或x∈B}.
(4)如圖1所示.
(5)一般地,由所有屬于集合A或?qū)儆诩螧的元素所組成的集合,稱為集合A與B的并集.其含義用符號(hào)表示為A∪B={x|x∈A,或x∈B},用Venn圖表示,如圖1所示.
(6)集合之間還可以求它們的公共元素組成的集合,這種運(yùn)算叫求集合的交集,記作A∩B,讀作A交B.①A∩B=C,②A∪B=C.
(7)一般地,由屬于集合A且屬于集合B的所有元素組成的集合,稱為A與B的交集.
其含義用符號(hào)表示為:
A∩B={x|x∈A,且x∈B}.
用Venn圖表示,如圖2所示.
圖2
應(yīng)用示例
例1集合A={x|x<5},B={x|x>0},C={x|x≥10},則A∩B,B∪C,A∩B∩C分別是什么?
活動(dòng):學(xué)生先思考集合中元素的特征,明確集合中的元素.將集合中元素利用數(shù)形結(jié)合在數(shù)軸上找到,那么運(yùn)算結(jié)果尋求就易進(jìn)行.這三個(gè)集合都是用描述法表示的數(shù)集,求集合的并集和交集的關(guān)鍵是找出它們的公共元素和所有元素.
解:因?yàn)锳={x|x<5},B={x|x>0},C={x|x≥10},在數(shù)軸上表示,如圖3所示,所以A∩B={x|0<x<5},B∪C={x|x>0},A∩B∩C=.
圖3
點(diǎn)評(píng):本題主要考查集合的交集和并集.求集合的并集和交集時(shí),①明確集合中的元素;②依據(jù)并集和交集的含義,直接觀察或借助于數(shù)軸或Venn圖寫(xiě)出結(jié)果.
變式訓(xùn)練
1.設(shè)集合A={x|x=2n,n∈N*},B={x|x=2n,n∈N},求A∩B,A∪B.
解:對(duì)任意m∈A,則有m=2n=22n-1,n∈N*,因n∈N*,故n-1∈N,有2n-1∈N,那么m∈B,即對(duì)任意m∈A有m∈B,所以AB.
而10∈B但10A,即AB,那么A∩B=A,A∪B=B.
2.求滿足{1,2}∪B={1,2,3}的集合B的個(gè)數(shù).
解:滿足{1,2}∪B={1,2,3}的集合B一定含有元素3,B={3};還可含1或2其中一個(gè),有{1,3},{2,3};還可含1和2,即{1,2,3},那么共有4個(gè)滿足條件的集合B.
3.設(shè)集合A={-4,2,a-1,a2},B={9,a-5,1-a},已知A∩B={9},求a.
解:∵A∩B={9},則9∈A,a-1=9或a2=9.
∴a=10或a=±3.
當(dāng)a=10時(shí),a-5=5,1-a=-9;
當(dāng)a=3時(shí),a-1=2不合題意;
當(dāng)a=-3時(shí),a-1=-4不合題意.
故a=10.此時(shí)A={-4,2,9,100},B={9,5,-9},滿足A∩B={9}.
4.設(shè)集合A={x|2x+1<3},B={x|-3<x<2},則A∩B等于()
A.{x|-3<x<1}B.{x|1<x<2}
C.{x|x>-3}D.{x|x<1}
解析:集合A={x|2x+1<3}={x|x<1},
觀察或由數(shù)軸得A∩B={x|-3<x<1}.
答案:A
例2設(shè)集合A={x|x2+4x=0},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R},若A∩B=B,求a的值.
活動(dòng):明確集合A,B中的元素,教師和學(xué)生共同探討滿足A∩B=B的集合A,B的關(guān)系.集合A是方程x2+4x=0的解組成的集合,可以發(fā)現(xiàn),BA,通過(guò)分類討論集合B是否為空集來(lái)求a的值.利用集合的表示法來(lái)認(rèn)識(shí)集合A,B均是方程的解集,通過(guò)畫(huà)Venn圖發(fā)現(xiàn)集合A,B的關(guān)系,從數(shù)軸上分析求得a的值.
解:由題意得A={-4,0}.
∵A∩B=B,∴BA.
∴B=或B≠.
當(dāng)B=時(shí),即關(guān)于x的方程x2+2(a+1)x+a2-1=0無(wú)實(shí)數(shù)解,
則Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得a<-1.
當(dāng)B≠時(shí),若集合B僅含有一個(gè)元素,則Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0,解得a=-1,
此時(shí),B={x|x2=0}={0}A,即a=-1符合題意.
若集合B含有兩個(gè)元素,則這兩個(gè)元素是-4,0,
即關(guān)于x的方程x2+2(a+1)x+a2-1=0的解是-4,0.
則有-4+0=-2(a+1),-4×0=a2-1.
解得a=1,則a=1符合題意.
綜上所得,a=1或a≤-1.
變式訓(xùn)練
1.已知非空集合A={x|2a+1≤x≤3a-5},B={x|3≤x≤22},則能使A(A∩B)成立的所有a值的集合是什么?
解:由題意知A(A∩B),即AB,A非空,利用數(shù)軸得解得6≤a≤9,即所有a值的集合是{a|6≤a≤9}.
2.已知集合A={x|-2≤x≤5},集合B={x|m+1≤x≤2m-1},且A∪B=A,試求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
分析:由A∪B=A得BA,則有B=或B≠,因此對(duì)集合B分類討論.
解:∵A∪B=A,∴BA.
又∵A={x|-2≤x≤5}≠,∴B=,或B≠.
當(dāng)B=時(shí),有m+1>2m-1,∴m<2.
當(dāng)B≠時(shí),觀察圖4:
圖4
由數(shù)軸可得解得2≤m≤3.
綜上所述,實(shí)數(shù)m的取值范圍是m<2或2≤m≤3,即m≤3.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查集合的運(yùn)算、分類討論的思想,以及集合間關(guān)系的應(yīng)用.已知兩個(gè)集合的運(yùn)算結(jié)果,求集合中參數(shù)的值時(shí),由集合的運(yùn)算結(jié)果確定它們的關(guān)系,通過(guò)深刻理解集合表示法的轉(zhuǎn)換,把相關(guān)問(wèn)題化歸為其他常見(jiàn)的方程、不等式等數(shù)學(xué)問(wèn)題.這稱為數(shù)學(xué)的化歸思想,是數(shù)學(xué)中的常用方法,學(xué)會(huì)應(yīng)用化歸和分類討論的數(shù)學(xué)思想方法解決有關(guān)問(wèn)題.
知能訓(xùn)練
課本本節(jié)練習(xí)1,2,3.
【補(bǔ)充練習(xí)】
1.設(shè)集合A={3,5,6,8},B={4,5,7,8},
(1)求A∩B,A∪B.
(2)用適當(dāng)?shù)姆?hào)(,)填空:
A∩B________A,B________A∩B,A∪B________A,A∪B________B,A∩B________A∪B.
解:(1)因A,B的公共元素為5,8,故兩集合的公共部分為5,8,
則A∩B={3,5,6,8}∩{4,5,7,8}={5,8}.
又A,B兩集合的所有相異元素為3,4,5,6,7,8,故A∪B={3,4,5,6,7,8}.
(2)由Venn圖可知
A∩BA,BA∩B,A∪BA,A∪BB,A∩BA∪B.
2.設(shè)A={x|x<5},B={x|x≥0},求A∩B.
解:因x<5及x≥0的公共部分為0≤x<5,
故A∩B={x|x<5}∩{x|x≥0}={x|0≤x<5}.
3.設(shè)A={x|x是銳角三角形},B={x|x是直角三角形},求A∩B.
解:因三角形按角分類時(shí),銳角三角形和直角三角形彼此孤立,故A,B兩集合沒(méi)有公共部分.
所以A∩B={x|x是銳角三角形}∩{x|x是鈍角三角形}=.
4.設(shè)A={x|x>-2},B={x|x≥3},求A∪B.
解:在數(shù)軸上將A,B分別表示出來(lái),得A∪B={x|x>-2}.
5.設(shè)A={x|x是平行四邊形},B={x|x是矩形},求A∪B.
解:因矩形是平行四邊形,故由A及B的元素組成的集合為A∪B,A∪B={x|x是平行四邊形}.
6.已知M={1},N={1,2},設(shè)A={(x,y)|x∈M,y∈N},B={(x,y)|x∈N,y∈M},求A∩B,A∪B.
分析:M,N中的元素是數(shù),A,B中的元素是平面內(nèi)的點(diǎn)集,關(guān)鍵是找其元素.
解:∵M(jìn)={1},N={1,2},∴A={(1,1),(1,2)},B={(1,1),(2,1)},故A∩B={(1,1)},A∪B={(1,1),(1,2),(2,1)}.
7.若A,B,C為三個(gè)集合,A∪B=B∩C,則一定有()
A.ACB.CAC.A≠CD.A=
解析:思路一:∵(B∩C)B,(B∩C)C,A∪B=B∩C,
∴A∪BB,A∪BC.∴ABC.∴AC.
思路二:取滿足條件的A={1},B={1,2},C={1,2,3},排除B,D,
令A(yù)={1,2},B={1,2},C={1,2},則此時(shí)也滿足條件A∪B=B∩C,
而此時(shí)A=C,排除C.
答案:A
拓展提升
觀察:(1)集合A={1,2},B={1,2,3,4}時(shí),A∩B,A∪B這兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果與集合A,B的關(guān)系;
(2)當(dāng)A=時(shí),A∩B,A∪B這兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果與集合A,B的關(guān)系;
(3)當(dāng)A=B={1,2}時(shí),A∩B,A∪B這兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果與集合A,B的關(guān)系.
由(1)(2)(3)你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論?
圖5
活動(dòng):依據(jù)集合的交集和并集的含義寫(xiě)出運(yùn)算結(jié)果,并觀察與集合A,B的關(guān)系.用Venn圖來(lái)發(fā)現(xiàn)運(yùn)算結(jié)果與集合A,B的關(guān)系.(1)(2)(3)中的集合A,B均滿足AB,用Venn圖表示,如圖5所示,就可以發(fā)現(xiàn)A∩B,A∪B與集合A,B的關(guān)系.
解:A∩B=AABA∪B=B.
用類似方法,可以得到集合的運(yùn)算性質(zhì),歸納如下:
A∪B=B∪A,A(A∪B),B(A∪B);A∪A=A,A∪=A,ABA∪B=B;
A∩B=B∩A;(A∩B)A,(A∩B)B;A∩A=A;A∩=;ABA∩B=A.
課堂小結(jié)
本節(jié)主要學(xué)習(xí)了:
1.集合的交集和并集.
2.通常借助于數(shù)軸或Venn圖來(lái)求交集和并集.
作業(yè)
1.課外思考:對(duì)于集合的基本運(yùn)算,你能得出哪些運(yùn)算規(guī)律?
2.請(qǐng)你舉出現(xiàn)實(shí)生活中的一個(gè)實(shí)例,并說(shuō)明其并集、交集和補(bǔ)集的現(xiàn)實(shí)含義.
3.書(shū)面作業(yè):課本習(xí)題1.1,A組,6,7,8.
設(shè)計(jì)感想
由于本節(jié)課內(nèi)容比較容易接受,也是歷年高考的必考內(nèi)容之一,所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上注重加強(qiáng)練習(xí)和拓展課本內(nèi)容.設(shè)計(jì)中通過(guò)借助于數(shù)軸或Venn圖寫(xiě)出集合運(yùn)算的結(jié)果,這是突破本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)的有效方法.
第2課時(shí)
作者:趙冠明
導(dǎo)入新課
問(wèn)題:①分別在整數(shù)范圍和實(shí)數(shù)范圍內(nèi)解方程(x-3)(x-3)=0,其結(jié)果會(huì)相同嗎?
②若集合A={x|0<x<2,x∈Z},B={x|0<x<2,x∈R},則集合A,B相等嗎?
學(xué)生回答后,教師指明:在不同的范圍內(nèi)集合中的元素會(huì)有所不同,這個(gè)“范圍”問(wèn)題就是本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,引出課題.
推進(jìn)新課
新知探究
提出問(wèn)題
①用列舉法表示下列集合:
A={x∈Z|(x-2)=0};
B={x∈Q|(x-2)=0};
C={x∈R|(x-2)=0}.
②問(wèn)題①中三個(gè)集合相等嗎?為什么?
③由此看,解方程時(shí)要注意什么?
④問(wèn)題①中,集合Z,Q,R分別含有所解方程時(shí)所涉及的全部元素,這樣的集合稱為全集,請(qǐng)給出全集的定義.
⑤已知全集U={1,2,3},A={1},寫(xiě)出全集中不屬于集合A的所有元素組成的集合B.
⑥請(qǐng)給出補(bǔ)集的定義.
⑦用Venn圖表示UA.
活動(dòng):組織學(xué)生充分討論、交流,使學(xué)生明確集合中的元素,提示學(xué)生注意集合中元素的范圍.
討論結(jié)果:①A={2},B=2,-13,C=2,-13,2.
②不相等,因?yàn)槿齻€(gè)集合中的元素不相同.
③解方程時(shí),要注意方程的根在什么范圍內(nèi),同一個(gè)方程,在不同的范圍其解會(huì)有所不同.
④一般地,如果一個(gè)集合含有我們所研究問(wèn)題中涉及的所有元素,那么就稱這個(gè)集合為全集,通常記為U.
⑤B={2,3}.
⑥對(duì)于一個(gè)集合A,全集U中不屬于集合A的所有元素組成的集合稱為集合A相對(duì)于全集U的補(bǔ)集.
集合A相對(duì)于全集U的補(bǔ)集記為UA,即UA={x|x∈U,且xA}.
⑦如圖6所示,陰影表示補(bǔ)集.
圖6
應(yīng)用示例
思路1
例1設(shè)U={x|x是小于9的正整數(shù)},A={1,2,3},B={3,4,5,6},求UA,UB.
活動(dòng):讓學(xué)生明確全集U中的元素,回顧補(bǔ)集的定義,用列舉法表示全集U,依據(jù)補(bǔ)集的定義寫(xiě)出UA,UB.
解:根據(jù)題意,可知U={1,2,3,4,5,6,7,8},
所以UA={4,5,6,7,8},UB={1,2,7,8}.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查補(bǔ)集的概念和求法.用列舉法表示的集合,依據(jù)補(bǔ)集的含義,直接觀察寫(xiě)出集合運(yùn)算的結(jié)果.
常見(jiàn)結(jié)論:U(A∩B)=(UA)∪(UB);U(A∪B)=(UA)∩(UB).
變式訓(xùn)練
1.已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5,7},B={3,4,5},則(UA)∩(UB)等于()
A.{1,6}B.{4,5}
C.{2,3,4,5,7}D.{1,2,3,6,7}
解析:思路一:觀察得(UA)∩(UB)={1,3,6}∩{1,2,6,7}={1,6}.思路二:A∪B={2,3,4,5,7},則(UA)∩(UB)=U(A∪B)={1,6}.
答案:A
2.設(shè)集合U={1,2,3,4,5},A={1,2,4},B={2},則A∩(UB)等于()
A.{1,2,3,4,5}B.{1,4}
C.{1,2,4}D.{3,5}
答案:B
3.設(shè)全集U={1,2,3,4,5,6,7},P={1,2,3,4,5},Q={3,4,5,6,7},則P∩(UQ)等于()
A.{1,2}B.{3,4,5}
C.{1,2,6,7}D.{1,2,3,4,5}
答案:A
例2設(shè)全集U={x|x是三角形},A={x|x是銳角三角形},B={x|x是鈍角三角形}.求A∩B,U(A∪B).
活動(dòng):學(xué)生思考三角形的分類和集合的交集、并集和補(bǔ)集的含義.結(jié)合交集、并集和補(bǔ)集的含義寫(xiě)出結(jié)果.A∩B是由集合A,B中公共元素組成的集合,U(A∪B)是全集中除去集合A∪B中剩下的元素組成的集合.
解:根據(jù)三角形的分類可知A∩B=,
A∪B={x|x是銳角三角形或鈍角三角形},
U(A∪B)={x|x是直角三角形}.
變式訓(xùn)練
1.已知集合A={x|3≤x<8},求RA.
解:RA={x|x<3,或x≥8}.
2.設(shè)S={x|x是至少有一組對(duì)邊平行的四邊形},A={x|x是平行四邊形},B={x|x是菱形},C={x|x是矩形},求B∩C,AB,SA.
解:B∩C={x|x是正方形},AB={x|x是鄰邊不相等的平行四邊形},SA={x|x是梯形}.
3.已知全集I=R,集合A={x|x2+ax+12b=0},B={x|x2-ax+b=0},滿足(IA)∩B={2},(IB)∩A={4},求實(shí)數(shù)a,b的值.
解:a=87,b=-127.
4.設(shè)全集U=R,A={x|x≤2+3},B={3,4,5,6},則(UA)∩B等于()
A.{4}B.{4,5,6}C.{2,3,4}D.{1,2,3,4}
解析:∵U=R,A={x|x≤2+3},∴UA={x|x>2+3}.而4,5,6都大于2+3,∴(UA)∩B={4,5,6}.
答案:B
思路2
例1已知全集U=R,A={x|-2≤x≤4},B={x|-3≤x≤3},求:
(1)UA,UB;
(2)(UA)∪(UB),U(A∩B),由此你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論?
(3)(UA)∩(UB),U(A∪B),由此你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論?
活動(dòng):學(xué)生回想補(bǔ)集的含義,教師指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)軸來(lái)解決.依據(jù)補(bǔ)集的含義,借助于數(shù)軸求得.
解:在數(shù)軸上表示集合A,B,如圖7所示,
圖7
(1)由圖得UA={x|x<-2,或x>4},UB={x|x<-3,或x>3}.
(2)由圖得(UA)∪(UB)={x|x<-2,或x>4}∪{x|x<-3,或x>3}={x|x<-2,或x>3};∵A∩B={x|-2≤x≤4}∩{x|-3≤x≤3}={x|-2≤x≤3},
∴U(A∩B)=U{x|-2≤x≤3}={x|x<-2,或x>3}.
∴得出結(jié)論U(A∩B)=(UA)∪(UB).
(3)由圖得(UA)∩(UB)={x|x<-2,或x>4}∩{x|x<-3,或x>3}={x|x<-3,或x>4};∵A∪B={x|-2≤x≤4}∪{x|-3≤x≤3}={x|-3≤x≤4},∴U(A∪B)=U{x|-3≤x≤4}={x|x<-3,或x>4}.∴得出結(jié)論U(A∪B)=(UA)∩(UB).
變式訓(xùn)練
1.已知集合U={1,2,3,4,5,6,7},A={2,4,5,7},B={3,4,5},則(UA)∪(UB)等于()
A.{1,6}B.{4,5}
C.{1,2,3,4,5,7}D.{1,2,3,6,7}
答案:D
2.設(shè)集合I={x||x|<3,x∈Z},A={1,2},B={-2,-1,2},則A∪(IB)等于()
A.{1}B.{1,2}C.{2}D.{0,1,2}
答案:D
例2設(shè)全集U={x|x≤20,x∈N,x是質(zhì)數(shù)},A∩(UB)={3,5},(UA)∩B={7,19},(UA)∩(UB)={2,17},求集合A,B.
活動(dòng):學(xué)生回顧集合的運(yùn)算的含義,明確全集中的元素.利用列舉法表示全集U,根據(jù)題中所給的條件,把集合中的元素填入相應(yīng)的Venn圖中即可.求集合A,B的關(guān)鍵是確定它們的元素,由于全集是U,則集合A,B中的元素均屬于全集U,由于本題中的集合均是有限集并且元素的個(gè)數(shù)不多,可借助于Venn圖來(lái)解決.
解:U={2,3,5,7,11,13,17,19},
由題意借助于Venn圖,如圖8所示,
圖8
∴A={3,5,11,13},B={7,11,13,19}.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查集合的運(yùn)算、Venn圖以及推理能力.借助于Venn圖分析集合的運(yùn)算問(wèn)題,使問(wèn)題簡(jiǎn)捷地獲得解決,將本來(lái)抽象的集合問(wèn)題直觀形象地表示出來(lái),這正體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想的優(yōu)越性.
變式訓(xùn)練
1.設(shè)I為全集,M,N,P都是它的子集,則圖9中陰影部分表示的集合是()
圖9
A.M∩[(IN)∩P]
B.M∩(N∪P)
C.[(IM)∩(IN)]∩P
D.M∩N∪(N∩P)
解析:思路一:陰影部分在集合M內(nèi)部,排除C;陰影部分不在集合N內(nèi),排除B,D.
思路二:陰影部分在集合M內(nèi)部,即是M的子集,又陰影部分在P內(nèi)不在集合N內(nèi),即在(IN)∩P內(nèi),所以陰影部分表示的集合是M∩[(IN)∩P].
答案:A
2.設(shè)U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},(UA)∩B={3,7},(UB)∩A={2,8},(UA)∩(UB)={1,5,6},則集合A=________,B=________.
解析:借助Venn圖,如圖10,把相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果表示出來(lái),自然地就得出集合A,B了.
圖10
答案:{2,4,8,9}{3,4,7,9}
知能訓(xùn)練
課本本節(jié)練習(xí)4.
【補(bǔ)充練習(xí)】
1.設(shè)全集U=R,A={x|2x+1>0},試用文字語(yǔ)言表述UA的意義.
解:A={x|2x+1>0},即不等式2x+1>0的解集,UA中元素均不能使2x+1>0成立,即UA中元素應(yīng)當(dāng)滿足2x+1≤0.∴UA即不等式2x+1≤0的解集.
2.如圖11所示,U是全集,M,P,S是U的三個(gè)子集,則陰影部分表示的集合是________.
圖11
解析:觀察圖可以看出,陰影部分滿足兩個(gè)條件:一是不在集合S內(nèi);二是在集合M,P的公共部分內(nèi),因此陰影部分表示的集合是集合S的補(bǔ)集與集合M,P的交集的交集,即(US)∩(M∩P).
答案:(US)∩(M∩P)
3.設(shè)集合A,B都是U={1,2,3,4}的子集,已知(UA)∩(UB)={2},(UA)∩B={1},則A等于()
A.{1,2}B.{2,3}C.{3,4}D.{1,4}
解析:如圖12所示.
圖12
由于(UA)∩(UB)={2},(UA)∩B={1},則有UA={1,2}.∴A={3,4}.
答案:C
4.設(shè)全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合S={1,3,5},T={3,6},則U(S∪T)等于()
A.B.{2,4,7,8}C.{1,3,5,6}D.{2,4,6,8}
解析:直接觀察(或畫(huà)出Venn圖),得S∪T={1,3,5,6},則U(S∪T)={2,4,7,8}.
答案:B
5.已知集合I={1,2,3,4},A={1},B={2,4},則A∪(IB)等于()
A.{1}B.{1,3}C.{3}D.{1,2,3}
解析:∵IB={1,3},∴A∪(IB)={1}∪{1,3}={1,3}.
答案:B
拓展提升
問(wèn)題:某班有學(xué)生50人,解甲、乙兩道數(shù)學(xué)題,已知解對(duì)甲題者有34人,解對(duì)乙題者有28人,兩題均解對(duì)者有20人,問(wèn):
(1)至少解對(duì)其中一題者有多少人?
(2)兩題均未解對(duì)者有多少人?
分析:先利用集合表示解對(duì)甲、乙兩道數(shù)學(xué)題的各種類型,然后根據(jù)題意寫(xiě)出它們的運(yùn)算,問(wèn)題便得到解決.
解:設(shè)全集為U,A={只解對(duì)甲題的學(xué)生},B={只解對(duì)乙題的學(xué)生},C={甲、乙兩題都解對(duì)的學(xué)生},則A∪C={解對(duì)甲題的學(xué)生},B∪C={解對(duì)乙題的學(xué)生},
A∪B∪C={至少解對(duì)一題的學(xué)生},U(A∪B∪C)={兩題均未解對(duì)的學(xué)生}.
由已知,A∪C有34個(gè)人,C有20個(gè)人,
從而知A有14個(gè)人;B∪C有28個(gè)人,C有20個(gè)人,所以B有8個(gè)人.因此A∪B∪C有N1=14+8+20=42(人),U(A∪B∪C)有N2=50-42=8(人).
∴至少解對(duì)其中一題者有42個(gè)人,兩題均未解對(duì)者有8個(gè)人.
課堂小結(jié)
本節(jié)課學(xué)習(xí)了:
①全集和補(bǔ)集的概念和求法.
②常借助于數(shù)軸或Venn圖進(jìn)行集合的補(bǔ)集運(yùn)算.
作業(yè)
課本習(xí)題1.1A組9,10,B組4
設(shè)計(jì)感想
本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)注重滲透數(shù)形結(jié)合的思想方法,因此在教學(xué)過(guò)程中要重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生借助于數(shù)軸或Venn圖進(jìn)行集合的補(bǔ)集運(yùn)算.由于高考中集合常與以后學(xué)習(xí)的不等式等知識(shí)緊密結(jié)合,本節(jié)對(duì)此也予以體現(xiàn),可以利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)有關(guān)解不等式的知識(shí).
備課資料
【備選例題】
【例1】已知A={y|y=x2-4x+6,x∈R,y∈N},B={y|y=-x2-2x+7,x∈R,y∈N},求A∩B,并分別用描述法、列舉法表示它.
解:y=x2-4x+6=(x-2)2+2≥2,A={y|y≥2,y∈N},
又∵y=-x2-2x+7=-(x+1)2+8≤8,∴B={y|y≤8,y∈N}.
故A∩B={y|2≤y≤8}={2,3,4,5,6,7,8}.
【例2】設(shè)S={(x,y)|xy>0},T={(x,y)|x>0,且y>0},則()
A.S∪T=SB.S∪T=TC.S∩T=SD.S∩T=
解析:S={(x,y)|xy>0}={(x,y)|x>0且y>0,或x<0且y<0},則TS,所以S∪T=S.
答案:A
【例3】某城鎮(zhèn)有1000戶居民,其中有819戶有彩電,有682戶有空調(diào),有535戶彩電和空調(diào)都有,則彩電和空調(diào)至少有一種的有________戶.
解析:設(shè)這1000戶居民組成集合U,其中有彩電的組成集合A,有空調(diào)的組成集合B,如圖13所示.有彩電無(wú)空調(diào)的有819-535=284(戶);有空調(diào)無(wú)彩電的有682-535=147(戶),因此二者至少有一種的有284+147+535=966(戶).填966.
圖13
答案:966
【知識(shí)拓展】
差集與補(bǔ)集
有兩個(gè)集合A,B,如果集合C是由所有屬于A但不屬于B的元素組成的集合,那么C就叫做A與B的差集,記作A-B(或AB).
例如,A={a,b,c,d},B={c,d,e,f},C=A-B={a,b}.
也可以用Venn圖表示,如圖14所示(陰影部分表示差集).
圖14
圖15
特殊情況,如果集合B是集合I的子集,我們把I看作全集,那么I與B的差集I-B,叫做B在I中的補(bǔ)集,記作B.
例如,I={1,2,3,4,5},B={1,2,3},B=I-B={4,5}.
也可以用Venn圖表示,如圖15所示(陰影部分表示補(bǔ)集).
從集合的觀點(diǎn)來(lái)看,非負(fù)整數(shù)的減法運(yùn)算,就是已知兩個(gè)不相交集合的并集的基數(shù),以及其中一個(gè)集合的基數(shù),求另一個(gè)集合的基數(shù),也可以看作是求集合I與它的子集B的差集的基數(shù).
集合的基本運(yùn)算(全集、補(bǔ)集)導(dǎo)學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。我們要如何寫(xiě)好一份值得稱贊的教案呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《集合的基本運(yùn)算(全集、補(bǔ)集)導(dǎo)學(xué)案》,希望能為您提供更多的參考。
1.1.3集合的基本運(yùn)算(全集、補(bǔ)集)導(dǎo)學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo):了解全集、補(bǔ)集的概念及其性質(zhì),并會(huì)計(jì)算一些簡(jiǎn)單集合的補(bǔ)集。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:
⒈如果所要研究的集合________________________________,那么稱這個(gè)給定的集合為全集,記作_____.
⒉如果A是全集U的一個(gè)子集,由_______________________________構(gòu)成的集合,叫做A在U中的補(bǔ)集,記作________,讀作_________.
⒊A∪CUA=_______,A∩CUA=________,CU(CUA)=_______
三.提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有那些疑惑,請(qǐng)?zhí)钤谙旅娴谋砀裰?br>
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、了解全集的意義,理解補(bǔ)集的概念.
2、能用韋恩圖表達(dá)集合的關(guān)系及運(yùn)算,體會(huì)直觀圖示對(duì)理解抽象概念的作用
3、進(jìn)一步體會(huì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔性與明確性,發(fā)展運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言交流問(wèn)題的能力。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn):會(huì)求兩個(gè)集合的交集與并集。
二、自主學(xué)習(xí)
⒈設(shè)全集U={0,1,2,3,4},集合A={0,1,2,3},集合B={2,3,4},則(CUA)∪(CUB)=()
A.{0}B.{0,1}C.{0,1,4}D.{0,1,2,3,4}
⒉已知集合I={0,-1,-2,-3,-4},集合M={0,-1,-2},N={0,-3,-4},則M∩(CIN)=()
A.{0}B.{-3,-4}C.{-1,-2}D.
⒊已知全集為U,M、N是U的非空子集,若MN,則CUM與CUN的關(guān)系是_____________________.
三、合作探究:思考全集與補(bǔ)集的性質(zhì)有哪些?
四、精講精練
例⒈設(shè)U={2,4,3-2},P={2,2+2-},CUP={-1},求.
解:
變式訓(xùn)練一:已知A={0,2,4,6},CSA={-1,-3,1,3},CSB={-1,0,2},用列舉法寫(xiě)出集合B.
解:
例⒉設(shè)全集U=R,A={x|3m-1<x<2m},B={x|-1<x<3},BCUA,求m的取值范圍.
解:
變式訓(xùn)練二:設(shè)全集U={1,2,3,4},且A={x|x2-mx+n=0,x∈U},若CUA={2,3},求m,n的值.
三、課后練習(xí)與提高
1、選擇題
(1)已知CZA={x∈Z|x>5},CZB={x∈Z|x>2},則有()
A.ABB.BAC.A=BD.以上都不對(duì)
(2)設(shè),,,則=()
A.B.
C.D.
(3)設(shè)全集U={2,3,2+2-3},A={|+1|,2},CUA={5},則的值為()
A.2或-4B.2C.-3或1D.4
2、填空題
(4)設(shè)U=R,A={},CUA={x|x>4或x<3},則=________,=_________.
(5)設(shè)U=R,A={x|x2-x-2=0},B={x||x|=y+1,y∈A},則CUB=______________.
3、解答題
(6)已知全集S={不大于20的質(zhì)數(shù)},A、B是S的兩個(gè)子集,且滿足A∩(CSB)={3,5},(CSA)∩B={7,19},(CSA)∩(CSB)={2,17},求集合A和集合B.
集合的基本運(yùn)算(并集、交集)導(dǎo)學(xué)案
一名愛(ài)崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,作為教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師能夠更輕松的上課教學(xué)。你知道如何去寫(xiě)好一份優(yōu)秀的教案呢?以下是小編收集整理的“集合的基本運(yùn)算(并集、交集)導(dǎo)學(xué)案”,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
1.1.3集合的基本運(yùn)算(并集、交集)導(dǎo)學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo):了解交集、并集的概念及其性質(zhì),并會(huì)計(jì)算一些簡(jiǎn)單集合的交集并集。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:1、交集:一般地,由所有屬于A又屬于B的元素所組成的集合,叫做A,B的.記作,即
2、并集:一般地,對(duì)于給定的兩個(gè)集合A,B把它們所有的元素并在一起所組成的集合,叫做A,B的.記作,即
3、用韋恩圖表示兩個(gè)集合的交集與并集。
提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有那些疑惑,請(qǐng)?zhí)钤谙旅娴谋砀裰?br>
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
(一)學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、熟練掌握交集、并集的概念及其性質(zhì)。
2、注意用數(shù)軸、韋恩圖來(lái)解決交集、并集問(wèn)題。
3、體會(huì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔性與明確性,發(fā)展運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言交流問(wèn)題的能力。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn):會(huì)求兩個(gè)集合的交集與并集。
(二)自主學(xué)習(xí)
1.設(shè)A={x|x是等腰三角形},B={x|x是直角三角形},求A∩B.
2.設(shè)A={x|x是銳角三角形},B={x|x是鈍角三角形},求A∪B.
(三)合作探究:思考交集與并集的性質(zhì)有哪些?
(四)精講精練
例1、已知集合M={(x,y)|x+y=2},N={(x,y)|x-y=4},那么集合M∩N為()?
A.x=3,y=-1B.(3,-1)?
C.{3,-1}D.{(3,-1)}
變式訓(xùn)練1:已知集合M={x|x+y=2},N={y|y=x2},那么M∩N為
例2.設(shè)A={x|-1x2},B={x|1x3},求A∪B.
變式訓(xùn)練2:已知A={x|x2-px+15=0},B={x|x2-ax-b=0},且A∪B={2,3,5},A∩B={3},求p,a,b的值。
三、課后練習(xí)與提高
1、選擇題
(1)設(shè)M={0,1,2,4,5,7},N={1,4,6,8,9},P={4,7,9},則(M∩N)∪(M∩P)=()
A.{1,4}B.{1,7}C.{4,7}D.{1,4,7}
(2)已知A={y|y=x2-4x+3,x∈R},B={y|y=x-1,x∈R},則A∩B=()
A.{y|y=-1或0}B.{x|x=0或1}
C.{(0,-1),(1,0)}D.{y|y≥-1}
(3)已知集合M={x|x-=0},N={x|x-1=0},若M∩N=M,則實(shí)數(shù)=()
A.1B.-1C.1或-1D.1或-1或0
2、填空題
(4).若集合A、B滿足A∪B=A∩B,則集合A,B的關(guān)系是_________________________________.
(5)設(shè),,則=________。
3、解答題
(6).已知關(guān)于x的方程3x2+px-7=0的解集為A,方程3x2-7x+q=0的解集為B,若A∩B={-},求A∪B.
參考答案
⒈D[解析]由條件知,M∩N={1,4},M∩P={4,7},故選D
⒉D[解析]集合A中y=x2-4x+3=(x-2)2-1≥-1,集合B中y=x-1∈R,
∴AB,∴A∩B=A.故選D.
集合的運(yùn)算
數(shù)學(xué)必修1:集合的運(yùn)算(三)
教學(xué)目標(biāo):
理解在給定集合中一個(gè)子集的補(bǔ)集的含義,會(huì)求給定子集的補(bǔ)集.
能用文氏圖表達(dá)集合的關(guān)系及運(yùn)算,體會(huì)直觀圖示對(duì)理解抽象概念的作用
教學(xué)重、難點(diǎn):
會(huì)求給定子集的補(bǔ)集,用文氏圖表達(dá)集合的關(guān)系及運(yùn)算
教學(xué)過(guò)程:
(一)復(fù)習(xí)集合的概念、子集的概念、集合相等的概念;兩集合的交集,并集.
(二)講述新課
一、全集:在給定的問(wèn)題中,若研究的所有集合都是某一給定集合的子集,那么稱這個(gè)給定的集合為全集.
二、若A是全集U的子集,由U中不屬于A的元素構(gòu)成的集合,叫做A在U中的補(bǔ)集,記作,
三、基本性質(zhì)
,,
,
注:是否給出證明應(yīng)根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)而定.
四、補(bǔ)充
1、分別用集合A,B,C表示下圖的陰影部分
2、已知全集I=,若,,求實(shí)數(shù)
3、已知全集,集合,
,其中,若,求
4、已知全集I={小于10的正整數(shù)},其子集A,B滿足,,,求集合A,B
課堂練習(xí):第19頁(yè)練習(xí)A、B
小結(jié):1、本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了補(bǔ)集的概念和基本性質(zhì)
2、文氏圖對(duì)理解集合概念有重要作用
課后作業(yè):第20頁(yè),第8題
第21頁(yè),第5題