高中集合教案
發(fā)表時(shí)間:2020-04-03集合的含義和表示。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會提前最好準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,有效的提高課堂的教學(xué)效率。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的集合的含義和表示,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
1.1.1集合的含義和表示
【內(nèi)容與解析】
本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容有集合的含義與表示指的是集合的概念以及集合的表示,,其核心(或關(guān)鍵)是弄清楚集合中的元素并選擇合適的方法表示集合,理解它關(guān)鍵就是分清元素是數(shù)還是點(diǎn)或者其它事物等;對集合的兩種表示方法列舉法和描述法的基本模式要掌握,學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了接觸過一些數(shù)集和點(diǎn)集合并具備生活常識,,本節(jié)課的內(nèi)容集合的含義與表示就是在此基礎(chǔ)上的發(fā)展。由于它還與整個(gè)數(shù)學(xué)內(nèi)容有必要的聯(lián)系,所以在本學(xué)科有著作為一種基本語言的地位,是學(xué)習(xí)后面知識的基礎(chǔ),是本學(xué)科的核心內(nèi)容。教學(xué)的重點(diǎn)是集合的含義及其符號表示、集合元素的特性、元素與集合的關(guān)系、符號表示及其函數(shù)的表示,所以解決重點(diǎn)的關(guān)鍵是分析典例,學(xué)生多練習(xí)。
【教學(xué)目標(biāo)與解析】
1.教學(xué)目標(biāo)
(1)了解集合的含義,體會元素與集合的屬于關(guān)系;
(2)理解集合中元素特征,熟記常見數(shù)集的記法;
(3)學(xué)會用適當(dāng)?shù)姆椒枋黾?,感受集合語言的意義和作用。
2.目標(biāo)解析
(1)了解集合的含義,體會元素與集合的屬于關(guān)系就是指集合的概念,集合是研究對象的總體,研究對象就是元素,要搞清研究對象的范圍;
(2)理解集合中元素特征,熟記常見數(shù)集的記法就是指集合中元素具有確定性、互異性、無序性,常見數(shù)集在數(shù)學(xué)上有其固定符號表示,這個(gè)要記牢。
(3)學(xué)會用適當(dāng)?shù)姆椒枋黾?,感受集合語言的意義和作用就是指掌握一個(gè)集合,必須要做到能夠表達(dá),能夠看懂別人的表達(dá),自然語言、圖形語言、集合語言(列舉法和描述法),要熟練,列舉法和描述法的基本模式要掌握并熟練運(yùn)用。
【問題診斷分析】
在本節(jié)課的教學(xué)中,學(xué)生可能遇到的問題是對描述法掌握有困難,產(chǎn)生這一問題的原因是描述法對數(shù)學(xué)能力要求較高.要解決這一問題,就是要依據(jù)實(shí)例反復(fù)操練,其中關(guān)鍵是師生的互動要到位.
【教學(xué)過程】
問題1:怎樣理解“元素”與“集合”?
1.1什么叫元素?如何用符號來表示?
1.2什么叫集合?如何用符號來表示?
設(shè)計(jì)意圖:通過以上問題,讓學(xué)生正確理解元素、集合的含義及其符號表示,并能指出集合是由什么元素組成。
例1、1~20以內(nèi)的所有素?cái)?shù)能組成集合嗎?它的元素是什么?
問題2:任意一組對象是否都能組成一個(gè)集合?集合中的元素有什么特征?
2.1某單位所有的“較高的人”能否構(gòu)成一個(gè)集合?曙光學(xué)校校園內(nèi)所有的“大樹”能否構(gòu)成一個(gè)集合?由此說明什么?
2.2在一個(gè)給定的集合中能否有相同的元素?由此說明什么?
2.3某班的全體同學(xué)組成一個(gè)集合,調(diào)整座位后這個(gè)集合有沒有變化?由此說明什么?
設(shè)計(jì)意圖:通過這些問題,讓學(xué)生理解集合元素的確定性、互異性與無序性。
例2、判斷一下元素的全體是否組成集合,并說明理由:
(1)大于3小于11的偶數(shù);
(2)我國的小河流。
問題3:對于一個(gè)給定的集合A,那么某元素a與集合A有哪幾種可能關(guān)系?
3.1如果元素a是集合A中的元素,我們?nèi)绾斡脭?shù)學(xué)化的語言表達(dá)?
3.2如果元素a不是集合A中的元素,我們?nèi)绾斡脭?shù)學(xué)化的語言表達(dá)?
例2、已知集合S滿足:,且當(dāng)時(shí),若,試判斷是否屬于S,說明你的理由.
問題4:所有的自然數(shù),正整數(shù),整數(shù),有理數(shù),實(shí)數(shù)能否分別構(gòu)成集合?
4.1自然數(shù)集,正整數(shù)集,整數(shù)集,有理數(shù)集,實(shí)數(shù)集等一些常用數(shù)集,分別用什么符號表示?
問題5、通過舉出的一些實(shí)例看到,我們可以用自然語言描述一個(gè)集合,除此之外,還可以用什么方法表示集合呢?
5.1地球上的四大洋組成一個(gè)集合,這個(gè)集合可以怎么表示?
5.2列舉法能表示不等式x-37的解集嗎?
請你閱讀課本第5頁最后一段的文字,注意描述法的一些約定。
設(shè)計(jì)意圖:引出用集合語言來表示集合的內(nèi)容,即列舉法、描述法。
【課堂小結(jié)】
1、集合的概念;
2、集合中元素的特性;
3、元素與集合的關(guān)系及符號的表示;
4、一些特殊的數(shù)集及其記法。
延伸閱讀
集合的含義及其表示
1.1集合的含義及其表示第2課時(shí)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解并掌握集合三種表示方法;熟練地進(jìn)行集合表示方法之間的轉(zhuǎn)換;
2.初步理解集合相等的概念,并會初步運(yùn)用;
3.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和運(yùn)算能力.
【課前導(dǎo)學(xué)】
一、復(fù)習(xí)回顧:
1、集合的概念描述:
1)一般地,一定范圍內(nèi)某些確定的、不同的對象的全體構(gòu)成一個(gè)集合。
2)集合的元素具有__確定____性、_互異__性和__無序__性.
3)如果a是集合A的元素,記作________.
4)集合的分類:有限集,無限集和空集.
2、常用數(shù)集的符號:
自然數(shù)集__N____;正整數(shù)集__N*____;整數(shù)集__Z____;有理數(shù)集__Q____;實(shí)數(shù)集__R___.
二、思考題:
集合A中的元素由x=a+b(a∈Z,b∈Z)組成,判斷下列元素與集合A的關(guān)系?
(1)0(2)(3)
分析:先把x寫成a+b的形式,再觀察a,b是否為整數(shù).
【解】(1)因?yàn)椋裕?br>
(2)因?yàn)椋裕?br>
(3)因?yàn)?,所?
點(diǎn)評:要判斷某個(gè)元素是否是某個(gè)集合的元素,就是看這個(gè)元素是否滿足該集合的特性或具體表達(dá)形式.
三、問題情境
觀察下列對象能否構(gòu)成集合
(1)滿足x-3>2的全體實(shí)數(shù);
(2)本班的全體男生;
(3)我國的四大發(fā)明;
(4)2008年北京奧運(yùn)會中的球類項(xiàng)目;
(5)不等式2x+39的自然數(shù)解;
(6)所有的直角三角形;
如果能夠,那么這些集合又如何來表示?
【課堂活動】
一、建構(gòu)數(shù)學(xué):
1、列舉法:將集合的元素一一列舉出來,并置于花括號“{}”內(nèi).用這種方法表示集合,元素要用逗號隔開,但與元素的次序無關(guān).
思考:用列舉法表示下列對象構(gòu)成集合:
(1)滿足x-3>2的全體實(shí)數(shù);
(2)本班的全體男生;
(3)我國的四大發(fā)明;
(4)2008年北京奧運(yùn)會中的球類項(xiàng)目;
(5)不等式2x+39的自然數(shù)解;
(6)所有的直角三角形.
【提醒】
(1)如果兩個(gè)集合所含元素完全相同(即A中的元素都是B中的元素,B中的元素也都是A中的元素),則稱這兩個(gè)集合相等.
(2)a與{a}不同:a表示一個(gè)元素,{a}表示一個(gè)集合,該集合只有一個(gè)元素.
(3)集合{(1,2),(3,4)}與集合{1,2,3,4}不同.
2、描述法:
將集合的所有元素都具有的性質(zhì)(滿足的條件)表示出來,寫成{x|p(x)}的形式.
如:{x|x為中國直轄市},{x|x為young中的字母}.
所有直角三角形的集合可以表示為:{x|x是直角三角形}等.
3、Venn圖法:
用封閉的曲線內(nèi)部表示集合(形象直觀).如:集合{x|x為young中的字母}.
【思考】何時(shí)用列舉法?何時(shí)用描述法?
(1)有些集合的公共屬性不明顯,難以概括,不便用描述法表示,只能用列舉法.
如:集合{3,7,8}.
(2)有些集合的元素不能無遺漏地一一列舉出來,或者不便于、不需要一一列舉出來,常用描述法.
如:集合{(x,y)|y=x+1};集合{x|x為1000以內(nèi)的質(zhì)數(shù)}.
4、集合相等:
如果兩個(gè)集合A,B所含的元素完全相同,則稱這兩個(gè)集合相等,記為:____A=B____.
二、應(yīng)用數(shù)學(xué):
例1用列舉法表示下列集合:
①{x∈N|x是15的約數(shù)};
②{x|x=,n∈N};
③{(x,y)|x+y=6,x∈N,y∈N};
解:①;②;③.
例2用描述法表示下列集合:
①{1,4,7,10,13};
②奇數(shù)的集合.
解:①;
②.
例3用適當(dāng)?shù)姆椒ū硎鞠铝屑希?br>
1)方程x2-2x-3=0的解集;
2)不等式2x-35的解集;
3)方程組的解集.
解:(1);
(2);
(3).
【解后反思】常見題型,常考題型,可以有多種不同的表示方法!
例4已知,求集合M.
解:.
【變式】已知,求集合M.
解:M=.
【解后反思】審題時(shí)注意兩者代表元素的區(qū)別.
例5若
【思路分析】第一個(gè)集合中有元素0,分析知,b=0,從而集合可以化簡為.
解:第一個(gè)集合中有元素0,故必有b=0,從而集合可以化簡為,
因此a=1
有集合中元素的互異性知,a=-1,a=1不合,舍去.
故a=-1.
【解后反思】特殊元素優(yōu)先原則.
例6已知A={x|a+2x+1=0},
(1)若A中有且只有一個(gè)元素,求a的取值集合;
(2)若A中至多有一個(gè)元素,求a的取值范圍.
解:(1)由題意知,A中有且只有一個(gè)元素,
當(dāng)a=0時(shí),對應(yīng)方程為一次方程,此時(shí)A=,符合題意;
當(dāng)a0時(shí),對應(yīng)方程a+2x+1=0有兩個(gè)相等實(shí)根,即a=1時(shí)也符合題意.
綜上所述,a的取值集合為;
(2)由(1)知,a=0或1時(shí),A中有且只有一個(gè)元素,符合題意;
當(dāng)對應(yīng)方程a+2X+1=0無實(shí)根時(shí),即a1時(shí),A=,符合題意;
綜上所述,a=0或a1.
【解后反思】
1、注意分類討論;
2、一元二次方程有兩個(gè)相等實(shí)數(shù)根,對應(yīng)的方程的解集只有一個(gè)元素.
三、理解數(shù)學(xué):
1、用列舉法表示下列集合:
(1)中國國旗的顏色的集合;
(2)單詞mathematics中的字母的集合;
(3)自然數(shù)中不大于10的質(zhì)數(shù)的集合;
(4)同時(shí)滿足的整數(shù)解的集合.
解:(1){紅,黃};
(2){m,a,t,h,e,i,c,s};
(3){2,3,5,7};
(4){-1,0,1,2}.
2、用描述法表示下列集合:
(1)所有被3整除的整數(shù)的集合;
(2)使有意義的x的集合;
(3)方程x2+x+1=0所有實(shí)數(shù)解的集合;
(4)拋物線y=-x2+3x-6上所有點(diǎn)的集合;
(5)圖中陰影部分內(nèi)點(diǎn)的集合.
【解】(1){x|x=3k,k∈Z};
(2){x|x≤2且x≠0};
(3);
(4){(x,y)|y=-x2+3x-6};
(5){(x,y)|或.
3、已知A=,試用列舉法表示集合A.
【答案】A={-3,0,1,2}.
【課后提升】
1.下列集合表示法錯(cuò)誤的是(1)(2)(4)(6).
(1){1,2,2,3};(2){全體實(shí)數(shù)};(3){有理數(shù)};
(4)不等式x2-5>0的解集為{x2-5>0};(5){Ф};
(6)方程組的解的集合為{2,4}.
2.用列舉法表示下列集合:
①{x|x為不大于10的正偶數(shù)}=__{2,4,6,8,10}_____;
②=__{(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)}___;
③集合{x∈N|-1<x<4}用列舉法表示為{0,1,2,3};
④數(shù)字和為的兩位數(shù)=_{14,23,32,41,50}__;
⑤=__{(0,8),(2,5),(4,2)}__;
3.已知集合P={-1,a,b},Q={-1,a2,b2},且Q=P,求1+a2+b2的值.
解:分兩種情況討論:
①1+a2+b2=2;
②這與集合的性質(zhì)矛盾,
∴1+a2+b2=2.
集合的含義與表示(二)
§1集合的含義與表示(二)
自主學(xué)習(xí)
1.掌握集合的表示方法,能在具體問題中選擇適當(dāng)?shù)姆椒ū硎炯希?br>
2.通過實(shí)例和閱讀自學(xué)體會用列舉法和描述法表示集合的方法和特點(diǎn),培養(yǎng)自主探究意識和自學(xué)能力.
1.集合的常用表示法有列舉法和描述法.
2.列舉法:把集合中的元素一一列舉出來寫在大括號內(nèi)的方法.
3.描述法:用確定的條件表示某些對象是否屬于這個(gè)集合的方法.
4.不含有任何元素的集合叫做空集,記作.
5.集合的分類1有限集;2無限集;3空集.
對點(diǎn)講練
用列舉法表示集合
【例1】用列舉法表示下列集合:
(1)已知集合M=x∈N|61+x∈Z,求M;
(2)方程組x+y=2x-y=0的解集;
(3)由|a|a+b|b|(a,b∈R)所確定的實(shí)數(shù)集合.
點(diǎn)撥解答本題可先弄清集合元素的性質(zhì)特點(diǎn),然后再按要求改寫.
解(1)∵x∈N,且61+x∈Z,∴1+x=1,2,3,6,
∴x=0,1,2,5,∴M={0,1,2,5}.
(2)由x+y=2x-y=0,得x=1y=1,
故方程組的解集為{(1,1)}.
(3)要分a0且b0,a0且b0,a0且b0,a0且b0四種情況考慮,故用列舉法表示為{-2,0,2}.
規(guī)律方法(1)列舉法表示集合,元素不重復(fù)、不計(jì)次序、不遺漏,且元素與元素之間用“,”隔開.(2)列舉法適合表示有限集,當(dāng)集合中元素的個(gè)數(shù)較少時(shí),用列舉法表示集合較為方便,而且一目了然.
變式遷移1用列舉法表示下列集合:
(1)A={x||x|≤2,x∈Z};
(2)B={x|(x-1)2(x-2)=0};
(3)M={(x,y)|x+y=4,x∈N*,y∈N*};
(4)已知集合C=61+x∈Z|x∈N,求C.
解(1)∵|x|≤2,x∈Z,
∴-2≤x≤2,x∈Z,
∴x=-2,-1,0,1,2.
∴A={-2,-1,0,1,2}.
(2)∵1和2是方程(x-1)2(x-2)=0的根,
∴B={1,2}.
(3)∵x+y=4,x∈N*,y∈N*,
∴x=1,y=3,或x=2,y=2,或x=3,y=1.
∴M={(1,3),(2,2),(3,1)}.
(4)結(jié)合例1(1)知,61+x=6,3,2,1,
∴C={6,3,2,1}.
用描述法表示集合
【例2】用描述法表示下列集合:
(1)所有正偶數(shù)組成的集合;
(2)方程x2+2=0的解的集合;
(3)不等式4x-65的解集;
(4)函數(shù)y=2x+3的圖像上的點(diǎn)集.
解(1)文字描述法:{x|x是正偶數(shù)}.
符號描述法:{x|x=2n,n∈N*}.
(2){x|x2+2=0,x∈R}.
(3){x|4x-65,x∈R}.
(4){(x,y)|y=2x+3,x∈R,y∈R}.
規(guī)律方法用描述法表示集合時(shí),要注意代表元素是什么?同時(shí)要注意代表元素所具有的性質(zhì).
變式遷移2用描述法表示下列集合:
(1)函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像上所有點(diǎn)的集合;
(2)一次函數(shù)y=x+3與y=-2x+6的圖像的交點(diǎn)組成的集合;
(3)不等式x-32的解集.
解(1){(x,y)|y=ax2+bx+c,x∈R,a≠0}.
(2)x,y|y=x+3y=-2x+6=x,y|x=1y=4.
(3){x∈R|x-32}.
列舉法和描述法的靈活運(yùn)用
【例3】用適當(dāng)?shù)姆椒ū硎鞠铝屑希?br>
(1)比5大3的數(shù);
(2)方程x2+y2-4x+6y+13=0的解集;
(3)二次函數(shù)y=x2-10圖像上的所有點(diǎn)組成的集合.
點(diǎn)撥對于(1),比5大3的數(shù)就是8,宜用列舉法;對于(2),方程為二元二次方程,可將方程左邊因式分解后求解,宜用列舉法;對于(3),所給二次函數(shù)圖像上的點(diǎn)有無數(shù)個(gè),宜采用描述法.
解(1)比5大3的數(shù)顯然是8,故可表示為{8}.
(2)方程x2+y2-4x+6y+13=0可化為
(x-2)2+(y+3)2=0,
∴x=2y=-3,∴方程的解集為{(2,-3)}.
(3)“二次函數(shù)y=x2-10的圖像上的點(diǎn)”用描述法表示為{(x,y)|y=x2-10}.
規(guī)律方法用列舉法與描述法表示集合時(shí),一要明確集合中的元素;二要明確元素滿足的條件;三要根據(jù)集合中元素的個(gè)數(shù)來選擇適當(dāng)?shù)姆椒ū硎炯希?br>
變式遷移3用適當(dāng)?shù)姆椒ū硎鞠铝屑希?br>
(1)由所有小于10的既是奇數(shù)又是素?cái)?shù)的自然數(shù)組成的集合;
(2)由所有周長等于10cm的三角形組成的集合;
(3)從1,2,3這三個(gè)數(shù)字中抽出一部分或全部數(shù)字(沒有重復(fù))所組成的自然數(shù)的集合;
(4)二元二次方程組y=xy=x2的解集.
解(1)列舉法:{3,5,7}.
(2)描述法:{周長為10cm的三角形}.
(3)列舉法:{1,2,3,12,13,21,31,23,32,123,132,213,231,312,321}.
(4)列舉法:{(0,0),(1,1)}.
1.在用列舉法表示集合時(shí)應(yīng)注意以下四點(diǎn):
(1)元素間用“,”分隔;
(2)元素不重復(fù);
(3)不考慮元素順序;
4)對于含有較多元素的集合,如果構(gòu)成該集合的元素有明顯規(guī)律,可用列舉法,
必須把元素間的規(guī)律顯示清楚后方能用省略號.
2.使用描述法時(shí)應(yīng)注意以下四點(diǎn):
(1)寫清楚該集合中元素的代號(字母或用字母表示的元素符號);
(2)說明該集合中元素的特征;
(3)不能出現(xiàn)未被說明的字母;
(4)用于描述的語句力求簡明、確切.
課時(shí)作業(yè)
一、選擇題
1.集合{1,3,5,7,9}用描述法表示應(yīng)是()
A.{x|x是不大于9的非負(fù)奇數(shù)}
B.{x|x≤9,x∈N}
C.{x|1≤x≤9,x∈N}
D.{x|0≤x≤9,x∈Z}
答案A
2.在直角坐標(biāo)系內(nèi),坐標(biāo)軸上的點(diǎn)的集合可表示為()
A.{(x,y)|x=0,y≠0}
B.{(x,y)|x≠0,y=0}
C.{(x,y)|xy=0}
D.{(x,y)|x=0,y=0}
答案C
3.下列語句:
①0與{0}表示同一個(gè)集合;
②由1,2,3組成的集合可表示為{1,2,3}或{3,2,1};
③方程(x-1)2(x-2)2=0的所有解的集合可表示為{1,1,2};
④集合{x|4x5}可以用列舉法表示.
正確的是()
A.只有①和④B.只有②和③
C.只有②D.以上語句都不對
答案C
4.已知集合A=a65-a∈N+,則A為()
A.{2,3}B.{1,2,3,4}
C.{1,2,3,6}D.{-1,2,3,4}
答案D
解析由65-a∈可知,5-a為6的正因數(shù),所以5-a可以等于1,2,3,6,相應(yīng)的a分別等于4,3,2,-1,即A={-1,2,3,4}.
5.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={(1,2)}
答案B
二、填空題
6.下列可以作為方程組x+y=3x-y=-1的解集的是__________(填序號).
①{x=1,y=2};②{1,2};
③{(1,2)};④{(x,y)|x=1或y=2};
⑤{(x,y)|x=1且y=2};
⑥{(x,y)|(x-1)2+(y-2)2=0}.
答案(3)(5)(6)
7.已知a∈Z,A={(x,y)|ax-y≤3}且(2,1)∈A,(1,-4)A,則滿足條件的a的值為________.
答案0,1,2
解析∵(2,1)∈A且(1,-4)A,
∴2a-1≤3且a+43,
∴-1a≤2,又a∈Z,∴a的取值為0,1,2.
8.已知集合M={x∈N|8-x∈N},則M中的元素最多有________個(gè).
答案9
三、解答題
9.用另一種方法表示下列集合.
(1){絕對值不大于2的整數(shù)};
(2){能被3整除,且小于10的正數(shù)};
(3){x|x=|x|,x5且x∈Z};
(4){(x,y)|x+y=6,x∈N*,y∈N*};
(5){-3,-1,1,3,5}.
解(1){-2,-1,0,1,2}.
(2){3,6,9}.
(3)∵x=|x|,∴x≥0,又∵x∈Z且x5,
∴x=0或1或2或3或4.
∴集合可以表示為{0,1,2,3,4}.
(4){(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)}.
(5){x|x=2k-1,-1≤k≤3,k∈Z}.
10.用描述法表示圖中陰影部分(含邊界)的點(diǎn)的坐標(biāo)的集合.
解用描述法表示為(即用符號語言表示):
x,y|-1≤x≤32,-12≤y≤1,且xy≥0.
探究驛站
11.對于a,b∈N+,現(xiàn)規(guī)定:
a*b=a+ba與b的奇偶性相同a×ba與b的奇偶性不同.
集合M={(a,b)|a*b=36,a,b∈N+}
(1)用列舉法表示a,b奇偶性不同時(shí)的集合M;
(2)當(dāng)a與b的奇偶性相同時(shí)集合M中共有多少個(gè)元素?
解(1)當(dāng)a,b奇偶性不同時(shí),
a*b=a×b=36,
則滿足條件的(a,b)有(1,36),(3,12),(4,9),(9,4),(12,3),(36,1),故集合M可表示為:
M={(1,36),(3,12),(4,9),(9,4),(12,3),(36,1)}.
(2)當(dāng)a與b的奇偶性相同時(shí)a*b=a+b=36,由于兩奇數(shù)之和為偶數(shù),兩偶數(shù)之和仍為偶數(shù),故36=1+35=2+34=3+33=…=17+19=18+18=19+17=…=35+1,
所以當(dāng)a,b奇偶性相同時(shí)這樣的元素共有35個(gè).
集合的含義與表示教學(xué)設(shè)計(jì)
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會提前最好準(zhǔn)備,作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“集合的含義與表示教學(xué)設(shè)計(jì)”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
教學(xué)設(shè)計(jì)1.1.1集合的含義與表示
整體設(shè)計(jì)
教學(xué)分析
集合語言是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的基本語言,同時(shí)也是一種抽象的數(shù)學(xué)語言.教材將集合的初步知識作為初、高中數(shù)學(xué)課程的銜接,既體現(xiàn)出集合在高中數(shù)學(xué)課程中舉足輕重的作用,又體現(xiàn)出集合在數(shù)學(xué)中的奠基性地位.
課本除了從學(xué)生熟悉的集合(自然數(shù)的集合、有理數(shù)的集合等)出發(fā),結(jié)合實(shí)例給出元素、集合的含義、性質(zhì)、表示方法之外,還特別注意滲透了“概括”與“類比”這兩種常用的邏輯思考方法.因此,建議教學(xué)時(shí),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從大量的實(shí)例中概括出集合的含義;多創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生運(yùn)用集合語言進(jìn)行表達(dá)和交流的情境和機(jī)會,以便學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中逐漸熟悉自然語言、集合語言和圖形語言各自的特點(diǎn)和表示方法,能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換并且靈活應(yīng)用,充分掌握集合語言.與此同時(shí),本小節(jié)作為高一數(shù)學(xué)教學(xué)的第一節(jié)新授課,知識體系中的新概念、新符號較多,建議教學(xué)時(shí)先引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本,然后進(jìn)行交流、討論,讓學(xué)生在閱讀與交流中理解概念并熟悉新符號的使用.這樣,既能夠培養(yǎng)學(xué)生自我閱讀、共同探究的能力,又能提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)、合作交流的精神.
三維目標(biāo)
1.了解集合的含義;理解元素與集合的“屬于”關(guān)系;熟記常用數(shù)集專用符號.
2.深刻理解集合元素的確定性、互異性、無序性;能夠用其解決有關(guān)問題.
3.能選擇不同的形式表示具體問題中的集合.
重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):集合的基本概念與表示方法.
教學(xué)難點(diǎn):選擇適當(dāng)?shù)姆椒ū硎揪唧w問題中的集合.
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
思路1.集合對我們來說可謂是“最熟悉的陌生人”.說它熟悉,是因?yàn)槲覀冊诂F(xiàn)實(shí)生活中常常用到“集合”這個(gè)名詞;比如說,軍訓(xùn)的時(shí)候,教官是不是經(jīng)常喊:“高一(4)班的同學(xué),集合啦!”那么說它陌生,是因?yàn)槲覀冞€未從數(shù)學(xué)的角度理解集合,從數(shù)學(xué)的層面挖掘集合的內(nèi)涵.那么,在數(shù)學(xué)的領(lǐng)域中,集合究竟是什么呢?集合又有著怎樣的含義呢?就讓我們通過今天這堂課的學(xué)習(xí),一起揭開“集合”神秘的面紗.
思路2.你經(jīng)常會談?wù)撃愕募彝?,你的班級.其?shí)在講到你的家庭、班級的時(shí)候,你必定在聯(lián)想構(gòu)成家庭、班級的成員,例如:家庭成員就是被你稱為父親、母親、哥哥、姐姐、妹妹、弟弟……的人;班級成員就是與你在同一個(gè)教室里一起上課、一起學(xué)習(xí)的人;一些具有特定屬性的人構(gòu)成的群體,在數(shù)學(xué)上就是一個(gè)集合.那么,在數(shù)學(xué)中,一些對象的總體怎樣才可以構(gòu)成集合、集合中的元素有哪些特性?集合又有哪些表示方法呢?
這就是本節(jié)課我們所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容.
思路3.“同學(xué)們,在小學(xué)和初中的學(xué)習(xí)過程中,我們已經(jīng)接觸過一些集合的例子,比如說:有理數(shù)集合,到一個(gè)定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的集合(圓),那么大家是否能夠舉出更多關(guān)于集合的例子呢?”(通過兩個(gè)簡單的例子,引導(dǎo)大家進(jìn)行類比,運(yùn)用發(fā)散性思維思考說出更多的關(guān)于集合的實(shí)例,然后教師予以點(diǎn)評.)
“那么,集合的含義究竟是什么?它又該如何表示呢?這就是我們今天要研究的課題.”
推進(jìn)新課
新知探究
提出問題
①中國有許多傳統(tǒng)的佳節(jié),那么這些傳統(tǒng)的節(jié)日是否能構(gòu)成一個(gè)集合?如果能,這個(gè)集合由什么組成?
②全體自然數(shù)能否構(gòu)成一個(gè)集合?如果能,這個(gè)集合由什么組成?
③方程x2-3x+2=0的所有實(shí)數(shù)根能否構(gòu)成一個(gè)集合?如果能,這個(gè)集合由什么組成?
④你能否根據(jù)上述幾個(gè)問題總結(jié)出集合的含義?
討論結(jié)果:①能.這個(gè)集合由春節(jié)、元宵節(jié)、端午節(jié)等有限個(gè)種類的節(jié)日組成,稱為有限集.
②能.這個(gè)集合由0,1,2,3,……等無限個(gè)元素組成,稱為無限集.
③能.這個(gè)集合由1,2兩個(gè)數(shù)組成.
④我們把研究對象統(tǒng)稱為“元素”,把一些元素組成的總體叫做“集合”.
提出問題
通過以上的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道集合是由一些元素組成的總體,那么是否所有的元素都能構(gòu)成集合呢?請看下面幾個(gè)問題.
①近視超過300度的同學(xué)能否構(gòu)成一個(gè)集合?
②“眼神很差”的同學(xué)能否構(gòu)成一個(gè)集合?
③比較問題①②,說明集合中的元素具有什么性質(zhì)?
④我們知道冬蟲夏草既是一種植物,又是一種動物.那么在所有動植物構(gòu)成的集合中,冬蟲夏草出現(xiàn)的次數(shù)是一次呢還是兩次?
⑤組成英文單詞every的字母構(gòu)成的集合含有幾個(gè)元素?分別是什么?
⑥問題④⑤說明集合中的元素具有什么性質(zhì)?
⑦在玩斗地主的時(shí)候,我們都知道3,4,5,6,7是一個(gè)順子,那比如說老師出牌的時(shí)候把這五張牌的順序擺成了5,3,6,7,4,那么這還是一個(gè)順子么?類比集合中的元素,一個(gè)集合中的元素是3,4,5,6,7,另外一個(gè)集合中的元素是5,3,6,7,4,這兩個(gè)集合中的元素相同么?集合相同嗎?這體現(xiàn)了集合中的元素的什么性質(zhì)?
討論結(jié)果:①能.
②不能.
③確定性.問題②對“眼神很差”的同學(xué)沒有一個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn),到底怎樣才算眼神差,是近視300度?400度?還是說“眼神很差”只是寓意?我們不得而知.因此通過問題①②我們了解到,對于給定的集合,它的元素必須是確定的,即任何一個(gè)元素要么在這個(gè)集合中,要么不在這個(gè)集合中,這就是集合中元素的確定性.
④一次.
⑤4個(gè)元素.e,v,r,y這四個(gè)字母.
⑥互異性.一個(gè)集合中的元素是互不相同的,也就是說,集合中的元素不能重復(fù)出現(xiàn).
⑦是.元素相同.集合相同.體現(xiàn)集合中元素的無序性,即集合中的元素的排列是沒有順序的.只要構(gòu)成兩個(gè)集合的元素是一樣的,我們就稱這兩個(gè)集合是相等的.
提出問題
①如果用A表示所有的自然數(shù)構(gòu)成的集合,B表示所有的有理數(shù)構(gòu)成的集合,a=1.58,那么元素a和集合A,B分別有著怎樣的關(guān)系?
②大家能否從問題①中總結(jié)出元素與集合的關(guān)系?
③A表示“1~20內(nèi)的所有質(zhì)數(shù)”組成的集合,那么3__________A,4__________A.
討論結(jié)果:①a是集合B中的元素,a不是集合A中的元素.
②a是集合B中的元素,就說a屬于集合B,記作a∈B;a不是集合A中的元素,就說a不屬于集合A,記作aA.因此元素與集合的關(guān)系有兩種,即屬于和不屬于.
③3∈A,4A.
提出問題
①從這堂課的開始到現(xiàn)在,你們注意到我用了幾種方法表示集合嗎?
②字母表示法中有哪些專用符號?
③除了自然語言法和字母表示法之外,課本還為我們提供了幾種集合的表示方法?分別是什么?
④列舉法的含義是什么?你能否運(yùn)用列舉法表示一些集合?請舉例!
⑤能用列舉法把下列集合表示出來嗎?
小于10的質(zhì)數(shù);
不等式x-2>5的解集.
⑥描述法的含義是什么?你能否運(yùn)用描述法表示一些集合?請舉例!
⑦集合的表示方法共有幾種?
討論結(jié)果:①兩種,自然語言法和字母表示法.
②非負(fù)整數(shù)集(或自然數(shù)集),記作N;
除0的非負(fù)整數(shù)集,也稱正整數(shù)集,記作N*或N+;
整數(shù)集,記作Z;有理數(shù)集,記作Q;實(shí)數(shù)集,記作R.
③兩種,列舉法與描述法.
④把集合中的元素一一列舉出來,并用花括號“{}”括起來表示集合的方法叫做列舉法.例如“地球上的四大洋”組成的集合可以用列舉法表示為{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋},方程x2-3x+2=0的所有實(shí)數(shù)根組成的集合可以用列舉法表示為{1,2}.
⑤“小于10的質(zhì)數(shù)”可以用列舉法表示出來;“不等式x-2>5的解集”不能夠用列舉法表示出來,因?yàn)檫@個(gè)集合是一個(gè)無限集.因此,當(dāng)集合是無限集或者其元素?cái)?shù)量較多而不便于無一遺漏地列舉出來的時(shí)候,如果我們再用列舉法來表示集合就顯得不夠簡潔明了.
⑥用集合所含元素的共同特征表示集合的方法稱為描述法.具體方法是:在花括號內(nèi)先寫上表示這個(gè)集合元素的一般符號及取值(或變化)范圍,再畫一條豎線,在豎線后寫出這個(gè)集合中元素所具有的共同特征.例如,不等式x-2>5的解集可以表示為{x∈R|x>7};所有的正方形的集合可以表示為{x|x是正方形},也可寫成{正方形}.
⑦自然語言法、字母表示法、列舉法、描述法.
應(yīng)用示例
例1下列所給對象不能構(gòu)成集合的是__________.
(1)高一數(shù)學(xué)課本中所有的難題;
(2)某一班級16歲以下的學(xué)生;
(3)某中學(xué)的大個(gè)子;
(4)某學(xué)校身高超過1.80米的學(xué)生.
活動探究:教師首先引導(dǎo)學(xué)生通過讀題、審題,了解本題考查的基本知識點(diǎn)——集合中元素的確定性;然后指導(dǎo)學(xué)生對4個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行逐一判斷;判斷所給元素是否能構(gòu)成集合,關(guān)鍵是看是否滿足集合元素的確定性.
解析:(1)不能構(gòu)成集合.“難題”的概念是模糊的,不確定的,無明確的標(biāo)準(zhǔn),對于一道數(shù)學(xué)題是否是“難題”無法客觀地判斷.實(shí)際上一道數(shù)學(xué)題是“難者不會,會者不難”,因而“高一數(shù)學(xué)課本中所有的難題”不能構(gòu)成集合.
(2)能構(gòu)成集合,其中的元素是某班級16歲以下的學(xué)生.
(3)因?yàn)槲匆?guī)定大個(gè)子的標(biāo)準(zhǔn),所以(3)不能組成集合.
(4)由于(4)中的對象具備確定性,因此,能構(gòu)成集合.
答案:(1)(3)
變式訓(xùn)練
1.下列幾組對象可以構(gòu)成集合的是()
A.充分接近π的實(shí)數(shù)的全體
B.善良的人
C.某校高一所有聰明的同學(xué)
D.某單位所有身高在1.7m以上的人
答案:D
2.已知集合S的三個(gè)元素a,b,c是△ABC的三邊長,那么△ABC一定不是()
A.銳角三角形B.直角三角形
C.鈍角三角形D.等腰三角形
答案:D
3.由a2,2-a,4組成一個(gè)集合A,A中含有3個(gè)元素,則實(shí)數(shù)a的取值可以是()
A.1B.-2C.6D.2
答案:C
點(diǎn)評:本題主要考查集合元素的性質(zhì).當(dāng)所描述的對象明確的時(shí)候就能構(gòu)成集合,若元素不明確就不能構(gòu)成集合,稱為元素的確定性;同時(shí),一個(gè)集合中的元素是互不相同的,稱為元素的互異性;此外還要注意元素的無序性.
例2用列舉法表示下列集合:
(1)小于10的所有自然數(shù)組成的集合;
(2)方程x2=x的所有實(shí)數(shù)根組成的集合;
(3)由1~20以內(nèi)的所有質(zhì)數(shù)組成的集合.
活動探究:講解例2的過程中,可以設(shè)計(jì)如下問題引導(dǎo)學(xué)生:
針對例2(1):①自然數(shù)中是否含有0?②小于10的自然數(shù)有哪些?③如何用列舉法表示小于10的所有自然數(shù)組成的集合?
針對例2(2):①解一元二次方程的方法有哪些?分別是什么?②方程x2=x的解是什么?③如何用列舉法表示方程x2=x的所有實(shí)數(shù)根組成的集合?
針對例2(3):①如何判斷一個(gè)數(shù)是否為質(zhì)數(shù)(即質(zhì)數(shù)的定義是什么)?②1~20以內(nèi)的質(zhì)數(shù)有哪些?③如何用列舉法表示由1~20以內(nèi)的所有質(zhì)數(shù)組成的集合?
在用列舉法表示集合的過程中,應(yīng)讓學(xué)生先明確集合中的元素,再把元素寫入“{}”內(nèi),并用逗號隔開.
解:(1)小于10的自然數(shù)有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,設(shè)小于10的所有自然數(shù)組成的集合為A,那么A={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
(2)方程x2=x的兩個(gè)實(shí)根為x1=0,x2=1,設(shè)方程x2=x的所有實(shí)數(shù)根組成的集合為B,那么B={0,1};
(3)1~20以內(nèi)的質(zhì)數(shù)有2,3,5,7,11,13,17,19,設(shè)由1~20以內(nèi)的所有質(zhì)數(shù)組成的集合為C,那么C={2,3,5,7,11,13,17,19}.
點(diǎn)評:本題主要考查了集合表示法中的列舉法,通過本題的教學(xué)可以體會利用集合表示教學(xué)內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性和簡潔性.
變式訓(xùn)練
1.用列舉法表示下列集合:
(1)一年之中的四個(gè)季節(jié)組成的集合;
(2)滿足不等式1<1+2x<19的素?cái)?shù)組成的集合.
答案:(1){春季,夏季,秋季,冬季};
(2){2,3,5,7}.
2.已知集合A=x∈N86-x∈N,試用列舉法表示集合A.
解:由題意可知6-x是8的正約數(shù),當(dāng)6-x=1時(shí),x=5;當(dāng)6-x=2時(shí),x=4;當(dāng)6-x=4時(shí),x=2;當(dāng)6-x=8時(shí),x=-2;而x≥0,∴x=2,4,5,即A={2,4,5}.
點(diǎn)評:變式訓(xùn)練1主要對列舉法進(jìn)行了考查;變式訓(xùn)練2考查了兩個(gè)方面的知識點(diǎn),一是元素與集合的關(guān)系,二是列舉法的應(yīng)用,體現(xiàn)了對知識綜合應(yīng)用的能力.
例3試分別用列舉法和描述法表示下列集合:
(1)方程x2-2=0的所有實(shí)數(shù)根組成的集合;
(2)由大于10小于20的所有整數(shù)組成的集合.
活動探究:講解例3的過程中,可以設(shè)計(jì)如下問題引導(dǎo)學(xué)生:
針對例3(1)——列舉法
①方程x2-2=0的解是什么?
②如何用列舉法表示方程x2-2=0的所有實(shí)數(shù)根組成的集合?
針對例3(1)——描述法
①描述法的定義是什么?
②所求集合中元素有幾個(gè)共同特征?分別是什么?
③如何用描述法表示所求集合?
針對例3(2)——列舉法
①大于10小于20的所有整數(shù)有哪些?
②由大于10小于20的所有整數(shù)組成的集合用列舉法如何表示?
針對例3(2)——描述法
①所求集合中元素有幾個(gè)共同特征?分別是什么?
②如何用描述法表示所求集合?
解:(1)設(shè)方程x2-2=0的實(shí)數(shù)根為x,并且滿足x2-2=0,因此,用描述法表示為A={x∈R|x2-2=0};方程x2-2=0的兩個(gè)實(shí)根為x1=-2,x2=2,因此,用列舉法表示為A={-2,2}.
(2)設(shè)大于10小于20的整數(shù)為x,它滿足條件x∈Z且10<x<20,因此,用描述法表示為B={x∈Z|10<x<20};大于10小于20的整數(shù)有11,12,13,14,15,16,17,18,19,因此,用列舉法表示為{11,12,13,14,15,16,17,18,19}.
點(diǎn)評:例2和例3是通過“問題引導(dǎo)”的方式,使學(xué)生逐步逼近答案的過程.在此過程中,既幫助學(xué)生理清了解答問題的基本思路,又使得列舉法和描述法在實(shí)例中得到進(jìn)一步的鞏固.
變式訓(xùn)練
用適當(dāng)?shù)姆椒ū硎鞠铝屑希?br> (1)Welcome中的所有字母組成的集合;
(2)由所有小于20的既是奇數(shù)又是質(zhì)數(shù)的正整數(shù)組成的集合;
(3)由所有非負(fù)偶數(shù)組成的集合;
(4)直角坐標(biāo)系內(nèi)第三象限的點(diǎn)組成的集合;
(5)不等式2x-3>2的解集.
解:(1)列舉法:{W,e,l,c,o,m};
(2)列舉法:{3,5,7,11,13,17,19};
(3)描述法:{x|x=2n,n∈N};
(4)描述法:{(x,y)|x<0,且y<0};
(5)描述法:{x|x>2.5}.
知能訓(xùn)練
課后練習(xí)1,2.
【補(bǔ)充練習(xí)】
1.考查下列對象能否構(gòu)成集合:
(1)著名的數(shù)學(xué)家;
(2)某校2013年在校的所有高個(gè)子同學(xué);
(3)不超過20的非負(fù)數(shù);
(4)方程x2-9=0在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)的解;
(5)直角坐標(biāo)平面內(nèi)第一象限的一些點(diǎn);
(6)3的近似值的全體.
答案:(1)(2)(5)(6)不能組成集合,(3)(4)能組成集合.
2.用適當(dāng)?shù)姆柼羁眨?br> (1)0__________N,5__________N,16__________N;
(2)-12__________Q,π__________Q,e__________RQ(e是個(gè)無理數(shù));
(3)2-3+2+3=__________{x|x=a+6b,a∈Q,b∈Q}.
答案:(1)∈∈(2)∈∈(3)∈
3.已知集合A是由0,m,m2-3m+2三個(gè)元素組成的集合,且2∈A,求實(shí)數(shù)m的值.
解:∵2∈A,
∴m=2或m2-3m+2=2.
若m=2,則m2-3m+2=0,不符合集合中元素的互異性,舍去.
若m2-3m+2=2,求得m=0或3.
m=0不合題意,舍去.
∴m只能取3.
4.用適當(dāng)方法表示下列集合:
(1)函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象上所有點(diǎn)的集合;
(2)一次函數(shù)y=x+3與y=-2x+6的圖象的交點(diǎn)組成的集合;
(3)不等式x-3>2的解集;
(4)自然數(shù)中不大于10的質(zhì)數(shù)集.
答案:(1)描述法:{(x,y)|y=ax2+bx+c,x∈R,a≠0}.
(2)描述法:(x,y)y=x+3y=-2x+6=(x,y)x=1y=4.
列舉法:{(1,4)}.
(3)描述法:{x|x>5}
(4)列舉法:{2,3,5,7}.
拓展提升
問題1:設(shè)集合P={x-y,x+y,xy},Q={x2+y2,x2-y2,0},若P=Q,求x,y的值及集合P,Q.
活動探究:首先,應(yīng)讓學(xué)生思考兩個(gè)數(shù)集相等的條件——集合中的元素分別對應(yīng)相等;然后,再引導(dǎo)學(xué)生討論:本題中集合P,Q對應(yīng)相等時(shí),其元素可能出現(xiàn)的幾種情況,并根據(jù)討論的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算;最后,應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生自主探究,應(yīng)用集合中元素的性質(zhì)檢驗(yàn)所求結(jié)果是否符合要求.
解:∵P=Q且0∈Q,
∴0∈P.
若x+y=0或x-y=0,則x2-y2=0,從而Q={x2+y2,0,0},與集合中元素的互異性矛盾,∴x+y≠0且x-y≠0;
若xy=0,則x=0或y=0.
當(dāng)y=0時(shí),P={x,x,0},與集合中元素的互異性矛盾,
∴y≠0;
當(dāng)x=0時(shí),P={-y,y,0},Q={y2,-y2,0},
由P=Q得-y=y(tǒng)2,y=-y2,y≠0,①或-y=-y2,y=y(tǒng)2,y≠0.②
由①得y=-1,由②得y=1,
∴x=0,y=-1或x=0,y=1,
此時(shí)P=Q={1,-1,0}.
點(diǎn)評:本題綜合性地考查了兩數(shù)集相等的條件、集合中元素的性質(zhì)以及學(xué)生的運(yùn)算能力和分類討論能力.
問題2:已知集合A={x|ax2-3x+2=0},若A中的元素至多只有一個(gè),求a的取值范圍.
活動探究:討論關(guān)于x的方程ax2-3x+2=0實(shí)數(shù)根的情況,從中確定a的取值范圍,依題意,方程有一個(gè)實(shí)數(shù)根或兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根或無實(shí)數(shù)根.
解:(1)a=0時(shí),原方程為-3x+2=0,x=23,符合題意.
(2)a≠0時(shí),方程ax2-3x+2=0為一元二次方程.
由Δ=9-8a≤0,得a≥98.
∴當(dāng)a≥98時(shí),方程ax2-3x+2=0無實(shí)數(shù)根或有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根.
綜合(1)(2),知a=0或a≥98.
點(diǎn)評:“a=0”這種情況最容易被忽視,只有在“a≠0”的條件下,方程ax2-3x+2=0才是一元二次方程,才能用判別式Δ解決問題.
問題3:設(shè)S={x|x=m+2n,m,n∈Z}.
(1)若a∈Z,則a是否是集合S中的元素?
(2)對S中的任意兩個(gè)x1,x2,則x1+x2,x1x2是否屬于S?
活動探究:針對問題(1)——首先引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察集合S中元素的共同特征與構(gòu)成方式;然后,再引導(dǎo)學(xué)生思考題中所給的元素a能否表示成m+2n的形式;如果能,m和n分別是多少,如果不能,請說明理由;最后小結(jié),判斷一個(gè)元素是否屬于集合時(shí),轉(zhuǎn)化為判斷這個(gè)元素是否滿足集合元素的特征即可.
針對問題(2)——首先引導(dǎo)學(xué)生將x1,x2分別表示出來,再引導(dǎo)大家根據(jù)正確的表示結(jié)果,推斷x1+x2,x1x2是否是集合S中的元素.
解:(1)a是集合S中的元素,a=a+2×0∈S.
(2)不妨設(shè)x1=m+2n,x2=p+2q,m,n,p,q∈Z.
則x1+x2=(m+2n)+(p+2q)=(m+p)+2(n+q),m,n,p,q∈Z.
∴x1+x2∈S;x1x2=(m+2n)(p+2q)=(mp+2nq)+2(mq+np),m,n,p,q∈Z.
∴x1x2∈S.綜上,x1+x2,x1x2都屬于S.
點(diǎn)評:本題考查集合的描述法以及元素與集合間的關(guān)系.
課堂小結(jié)
本節(jié)學(xué)習(xí)了:(1)集合的含義;(2)集合中元素的性質(zhì);(3)元素與集合的關(guān)系;(4)集合的表示方法.
課后作業(yè)
習(xí)題1.1A組3,4.
設(shè)計(jì)感想
本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求為指導(dǎo),結(jié)合生活中的一些實(shí)例,重視引導(dǎo)學(xué)生積極思考,主動參與到教學(xué)中,體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位.同時(shí)結(jié)合高考的要求適當(dāng)拓展了教材,使學(xué)生的發(fā)散性思維得到拓展,最大限度地挖掘了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力,真正做到了對教材的“活學(xué)活用”.
備課資料
集合論的誕生
集合論是德國著名數(shù)學(xué)家康托爾于19世紀(jì)末創(chuàng)立的.17世紀(jì),數(shù)學(xué)中出現(xiàn)了一門新的分支:微積分.在之后的一二百年中這一嶄新學(xué)科獲得了飛速發(fā)展并結(jié)出了豐碩成果.其推進(jìn)速度之快使人來不及檢查和鞏固它的理論基礎(chǔ).19世紀(jì)初,許多迫切問題得到解決后,出現(xiàn)了一場重建數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的運(yùn)動.正是在這場運(yùn)動中,康托爾開始探討了前人從未碰過的實(shí)數(shù)點(diǎn)集,這是集合論研究的開端.到1874年康托爾開始一般地提出“集合”的概念.他對集合所下的定義是:把若干確定的有區(qū)別的(不論是具體的或抽象的)事物合并起來,看作一個(gè)整體,就稱為一個(gè)集合,其中各事物稱為該集合的元素.人們把康托爾于1873年12月7日給戴德金的信中最早提出集合論思想的那一天定為集合論誕生日.
康托爾把無窮集這一詞匯引入數(shù)學(xué).對無窮集的研究使他打開了“無限”這一數(shù)學(xué)上的潘多拉盒子.“我們把全體自然數(shù)組成的集合簡稱作自然數(shù)集,用字母N來表示.”學(xué)過集合的所有人應(yīng)該對這句話不會感到陌生.但在接受這句話時(shí)我們根本無法想到當(dāng)年康托爾如此做時(shí)是在進(jìn)行一項(xiàng)更新無窮觀念的工作.在此以前數(shù)學(xué)家們只是把無限看作永遠(yuǎn)在延伸著的,一種變化著成長著的東西來解釋.無限永遠(yuǎn)處在構(gòu)造中,永遠(yuǎn)完成不了,是潛在的,而不是實(shí)在的.這種關(guān)于無窮的觀念在數(shù)學(xué)上被稱為潛無限.18世紀(jì)數(shù)學(xué)王子高斯就持這種觀點(diǎn).由于潛無限思想在微積分的基礎(chǔ)重建中已經(jīng)獲得了全面勝利,康托爾的實(shí)無限思想在當(dāng)時(shí)遭到一些數(shù)學(xué)家的批評與攻擊是不足為怪的.然而康托爾并未就此止步,他以前所未有的方式,繼續(xù)正面探討無窮.他提出用一一對應(yīng)準(zhǔn)則來比較無窮集元素的個(gè)數(shù).他把元素間能建立一一對應(yīng)的集合稱為個(gè)數(shù)相同,用他自己的概念是等勢.由于一個(gè)無窮集可以與它的真子集建立一一對應(yīng)關(guān)系——也就是說無窮集可以與它的真子集等勢,即具有相同的個(gè)數(shù).這與傳統(tǒng)觀念“全體大于部分”相矛盾.而康托爾認(rèn)為這恰恰是無窮集的特征.在此意義上,自然數(shù)集與正偶數(shù)集具有了相同的個(gè)數(shù),他將其稱為可數(shù)集.又可容易地證明有理數(shù)集與自然數(shù)集等勢,因而有理數(shù)集也是可數(shù)集.后來當(dāng)他又證明了實(shí)數(shù)集合也是可數(shù)集時(shí),一個(gè)很自然的想法是無窮集是清一色的,都是可數(shù)集.但出乎意料的是,他在1873年證明了實(shí)數(shù)集的勢大于自然數(shù)集.有人嘲笑集合論是一種“疾病”,有人嘲諷超限數(shù)是“霧中之霧”,稱“康托爾走進(jìn)了超限數(shù)的地獄”.
然而集合論前后經(jīng)歷二十余年,最終獲得了世界公認(rèn).在1900年第二次國際數(shù)學(xué)家大會上,著名數(shù)學(xué)家龐加萊就曾興高采烈地宣布“……數(shù)學(xué)已被算術(shù)化了.從康托爾提出集合論至今,時(shí)間已經(jīng)過去了一百多年,在這一段時(shí)間里,數(shù)學(xué)又發(fā)生了極其巨大的變化,包括對上述經(jīng)典集合論作出進(jìn)一步發(fā)展的模糊集合論的出現(xiàn)等等.而這一切都是與康托爾的開拓性工作分不開的.因而當(dāng)現(xiàn)在回頭去看康托爾的貢獻(xiàn)時(shí),我們?nèi)匀豢梢砸卯?dāng)時(shí)著名數(shù)學(xué)家對他的集合論的評價(jià)作為我們的總結(jié).“它是對無限最深刻的洞察,它是數(shù)學(xué)天才的最優(yōu)秀作品,是人類純智力活動的最高成就之一.康托爾的無窮集合論是過去兩千五百年中對數(shù)學(xué)的最令人不安的獨(dú)創(chuàng)性貢獻(xiàn).”
集合的含義與表示導(dǎo)學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師營造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?小編收集并整理了“集合的含義與表示導(dǎo)學(xué)案”,僅供參考,大家一起來看看吧。
1.1.1集合的含義及其表示方法(1)
一、課前預(yù)習(xí)新知
(一)、預(yù)習(xí)目標(biāo):
初步理解集合的含義,了解屬于關(guān)系的意義,知道常用數(shù)集及其記法
(二)、預(yù)習(xí)內(nèi)容:
閱讀教材填空:
1、集合:一般地,把一些能夠?qū)ο罂闯梢粋€(gè)整體,就說這個(gè)整體是由這些對象的全體構(gòu)成的(或)。構(gòu)成集合的每個(gè)對象叫做這個(gè)集合的
(或)。
2、集合與元素的表示:集合通常用來表示,它們的元素通常用來表示。
3、元素與集合的關(guān)系:
如果a是集合A的元素,就說,記作,讀作。
如果a不是集合A的元素,就說,記作,讀作。
4.常用的數(shù)集及其記號:
(1)自然數(shù)集:,記作。
(2)正整數(shù)集:,記作。
(3)整數(shù)集:,記作。
(4)有理數(shù)集:,記作。
(5)實(shí)數(shù)集:,記作。
二、課內(nèi)探究新知
(一)、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過實(shí)例了解集合的含義,體會元素與集合的“屬于”關(guān)系,能選擇集合不同的語言形式描述具體的問題,提高語言轉(zhuǎn)換和抽象概括能力,樹立用集合語言表示數(shù)學(xué)內(nèi)容的意識.
2.了解集合元素的確定性、互異性、無序性,掌握常用數(shù)集及其專用符號,并能夠用其解決有關(guān)問題,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識.
學(xué)習(xí)重點(diǎn):集合的基本概念與表示方法.
學(xué)習(xí)難點(diǎn):選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ū硎疽恍┖唵蔚募?
(二)、學(xué)習(xí)過程
1、核對預(yù)習(xí)學(xué)案中的答案
2、思考下列問題
①請我們班的全體女生起立!接下來問:“咱班的所有女生能不能構(gòu)成一個(gè)集合???”
②下面請班上身高在1.75以上的男生起立!他們能不能構(gòu)成一個(gè)集合???
③其實(shí),生活中有很多東西能構(gòu)成集合,比如新華字典里所有的漢字可以構(gòu)成一個(gè)集合等等.那么,大家能不能再舉出一些生活中的實(shí)際例子呢?請你給出集合的含義.
④如果用A表示高一(3)班全體學(xué)生組成的集合,用a表示高一(3)班的一位同學(xué),b是高一(4)班的一位同學(xué),那么a、b與集合A分別有什么關(guān)系?由此看見元素與集合之間有什么關(guān)系?
⑤世界上最高的山能不能構(gòu)成一個(gè)集合?
⑥世界上的高山能不能構(gòu)成一個(gè)集合?
⑦問題⑥說明集合中的元素具有什么性質(zhì)?
⑧由實(shí)數(shù)1、2、3、1組成的集合有幾個(gè)元素?
⑨問題⑧說明集合中的元素具有什么性質(zhì)?
⑩由實(shí)數(shù)1、2、3組成的集合記為M,由實(shí)數(shù)3、1、2組成的集合記為N,這兩個(gè)集合中的元素相同嗎?這說明集合中的元素具有什么性質(zhì)?由此類比實(shí)數(shù)相等,你發(fā)現(xiàn)集合有什么結(jié)論?
3、集合元素的三要素是、、。
4、例題
例題1.下列各組對象不能組成集合的是()
A.大于6的所有整數(shù)B.高中數(shù)學(xué)的所有難題
C.被3除余2的所有整數(shù)D.函數(shù)y=圖象上所有的點(diǎn)
變式訓(xùn)練1
1.下列條件能形成集合的是()
A.充分小的負(fù)數(shù)全體B.愛好足球的人
C.中國的富翁D.某公司的全體員工
例題2.下列結(jié)論中,不正確的是()
A.若a∈N,則-aNB.若a∈Z,則a2∈Z
C.若a∈Q,則|a|∈QD.若a∈R,則
變式訓(xùn)練2判斷下面說法是否正確、正確的在()內(nèi)填“√”,錯(cuò)誤的填“×”
(1)所有在N中的元素都在N*中()
(2)所有在N中的元素都在Z中()
(3)所有不在N*中的數(shù)都不在Z中()
(4)所有不在Q中的實(shí)數(shù)都在R中()
(5)由既在R中又在N*中的數(shù)組成的集合中一定包含數(shù)0()
(6)不在N中的數(shù)不能使方程4x=8成立()
5、課堂小結(jié)
三、當(dāng)堂檢測
1、你能否確定,你所在班級中,高個(gè)子同學(xué)構(gòu)成的集合?并說明理由。
你能否確定,你所在班級中,最高的3位同學(xué)構(gòu)成的集合?
2、
(1)-3N;(2)3.14Q;(3)Q;(4)0Φ;
(5)Q;(6)R;(7)1N+;(8)R。
課后練習(xí)鞏固新知
1.下列對象能否組成集合:
(1)數(shù)組1、3、5、7;
(2)到兩定點(diǎn)距離的和等于兩定點(diǎn)間距離的點(diǎn);
(3)滿足3x-2x+3的全體實(shí)數(shù);
(4)所有直角三角形;
(5)美國NBA的著名籃球明星;
(6)所有絕對值等于6的數(shù);
(7)所有絕對值小于3的整數(shù);
(8)中國男子足球隊(duì)中技術(shù)很差的隊(duì)員;
(9)參加2008年奧運(yùn)會的中國代表團(tuán)成員.
2.(口答)說出下面集合中的元素:
(1){大于3小于11的偶數(shù)};
(2){平方等于1的數(shù)};
(3){15的正約數(shù)}.
3.用符號∈或填空:
(1)1______N,0______N,-3______N,0.5______N,______N;
(2)1______Z,0______Z,-3______Z,0.5______Z,______Z;
(3)1______Q,0______Q,-3______Q,0.5______Q,______Q;
(4)1______R,0______R,-3______R,0.5______R,______R.
4.判斷正誤:
(1)所有屬于N的元素都屬于N*.()
(2)所有屬于N的元素都屬于Z.()
(3)所有不屬于N*的數(shù)都不屬于Z.()
(4)所有不屬于Q的實(shí)數(shù)都屬于R.()
(5)不屬于N的數(shù)不能使方程4x=8成立.()
1.1.1集合的含義及其表示方法(2)
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo):
1、會用列舉法表示簡單的結(jié)合。2、明確描述法表示集合的
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:
閱讀教材表示下列集合:
(1)小于10的所有自然數(shù)組成的集合;
(2)方程x2=x的所有實(shí)數(shù)根組成的集合;
(3)由1~20以內(nèi)的所有質(zhì)數(shù)組成的集合
課內(nèi)探究學(xué)案
一、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、集合和元素的表示法;
2、掌握一些常用的數(shù)集及其記法
3、掌握集合兩種表示法:列舉法、描述法。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn):集合的兩種表示法:列舉法和描述法。
二、學(xué)習(xí)過程
1、核對預(yù)習(xí)學(xué)案中的答案
2、列舉法的基本格式是
描述法的基本格式是
3、例題
例題1、..用列舉法表示下列集合:
(1)、小于5的正奇數(shù)組成的集合;
(2)、能被3整除且大于4小于15的自然數(shù)組成的集合;
(3)、方程x2-9=0的解組成的集合;
(4)、{15以內(nèi)的質(zhì)數(shù)};
(5)、{x|∈Z,x∈Z}.
變式訓(xùn)練1
用列舉法表示下列集合:
(1)x2-4的一次因式組成的集合;
(2){y|y=-x2-2x+3,x∈R,y∈N};
(3)方程x2+6x+9=0的解集;
(4){20以內(nèi)的質(zhì)數(shù)};
(5){(x,y)|x2+y2=1,x∈Z,y∈Z};
(6){大于0小于3的整數(shù)};
(7){x∈R|x2+5x-14=0};
(8){(x,y)|x∈N且1≤x4,y-2x=0};
(9){(x,y)|x+y=6,x∈N,y∈N}.
例題2.用描述法分別表示下列集合:
(1)二次函數(shù)y=x2圖象上的點(diǎn)組成的集合;
(2)數(shù)軸上離原點(diǎn)的距離大于6的點(diǎn)組成的集合;
(3)不等式x-73的解集.
變式訓(xùn)練2用描述法表示下列集合:
(1)方程2x+y=5的解集;
(2)小于10的所有非負(fù)整數(shù)的集合;
(3)方程ax+by=0(ab≠0)的解;
(4)數(shù)軸上離開原點(diǎn)的距離大于3的點(diǎn)的集合;
(5)平面直角坐標(biāo)系中第Ⅱ、Ⅳ象限點(diǎn)的集合;
(6)方程組的解的集合;
(7){1,3,5,7,…};
(8)x軸上所有點(diǎn)的集合;
(9)非負(fù)偶數(shù);
(10)能被3整除的整數(shù).
三、當(dāng)堂檢測
課本P5練習(xí)1、2.
課后練習(xí)與提高
1.下列集合表示法正確的是()
A.{1,2,2,3}
B.{全體實(shí)數(shù)}
C.{有理數(shù)}
D.不等式x2-5>0的解集為{x2-5>0}
2.用列舉法表示下列集合
①是的約數(shù)_______;
②________________________;
③________;
④數(shù)字和為的兩位數(shù)________;
⑤___________________________;
3.用列舉法和描述法分別表示方程x2-5x+6=0的解集
4.集合{x∈N|-1<x<4}用列舉法表示為.