資源簡介 (共97張PPT)蘇教版2019高一數學(必修一)第一章 集合1.1 集合的概念與表示學習目標1.通過實例了解集合的含義;理解元素與集合的屬于關系.2.記住常用數集的表示符號,并會應用.3.通過集合概念及元素與集合關系的學習,培養數學抽象素養,提升數學運算素養.軍訓的時候,隨著教官一聲口令“高一(1)班集合”,高一(1)班的同學都從四面八方聚集到教官的身邊來,不是高一(1)班的同學就會自動走開,這樣就把“一些確定的不同的對象”聚集在一起了.這就是我們將要學習的集合問題.情景導入在初中的數學學習中,我們曾做過下面的作業:這里有“正數集合”“負數集合”“整數集合”“分數集合”,那么,什么是集合 如何用數學語言表示集合 新知探究集合與元素一、元素與集合集 合定義記 法一定范圍內某些 ________、_______ 對象的全體組成一個集合.確定的不同的常用大寫拉丁字母表示,如集合 ______、集合______等.AB概念歸納元 素定義記 法集合中的 __________ 稱為該集合的元素,簡稱元.每一個對象常用小寫的拉丁字母a,b,c,···表示.概念歸納“中國的直轄市”組成一個集合,該集合的元素就是北京、天津上海和重慶這 4 個城市.“young 中的字母”組成一個集合,該集合的元素就是 y,o,u,n,g 這5個字母.“book 中的字母”也組成一個集合,該集合的元素就是 b,o,k 這3個字母.“1~10 以內的所有質數”組成一個集合,該集合的元素就是 2,3,5,7這4個數.(1)某班所有的“帥哥”能否構成一個集合 (2)某班身高高于175厘米的男生能否構成一個集合 提示 (1)某班所有的“帥哥”不能構成集合,因為“帥哥”沒有明確的標準.(2)某班身高高于175厘米的男生能構成一個集合,因為標準確定.議一議【思考】(1) 集合中的“研究對象”所指的就是數學中的數、點、 代數式嗎 提示:集合中的“研究對象”所指的范圍非常廣泛,可以是數學中的數、點、代數式,也可以是現實生活中的各種各樣的事物或人等.(2) 根據集合的定義思考:集合中的元素具有哪些特性 提示:確定性、互異性和無序性.二、常見的數集及表示符號數集 自然數集 正整數集 整數集 有理數集 實數集符號 __ ______ Z __ RNN*或N+Q概念歸納特別地,全體自然數組成的集合,叫作自然數集,記作 N;全體正整數組成的集合,叫作正整數集,記作 N*或N+;全體整數組成的集合,叫作整數集,記作 Z;全體有理數組成的集合,叫作有理數集,記作 Q;全體實數組成的集合,叫作實數集,記作 R.概念歸納【思考】N 與 N+ (或N*) 有何區別 提示:N+ (或N*) 是所有正整數組成的集合,而N是由0和所有的正整數組成的集合,所以N比N+ (或N*) 多一個元素0.三.元素與集合的關系知識點 關系 概念 記法 讀法元素與集合的關系 屬于 如果a是集合A中的元素,就說a______A ________ “a屬于A”不屬于 如果a不是集合A中的元素,就說a________A ________ “a不屬于A”屬于a∈A不屬于a A概念歸納【思考】元素與集合之間有第三種關系嗎 提示:對于一個元素a與一個集合A而言,只有“a∈A”與“a A”這兩種結果.例1.考察下列每組對象,能構成集合的是( )①中國各地最美的鄉村;②直角坐標系中橫、縱坐標相等的點;③不小于3的自然數;④第31屆奧運會金牌獲得者.A.③④ B.②③④C.②③ D.②④答案 B解析 ①中“最美”標準不明確,不符合確定性,②③④中的元素標準明確,均可構成集合,故選B.典例剖析B1.判斷下列說法是否正確,并說明理由.(1)大于3小于5的所有自然數構成一個集合;(2)平面直角坐標系中第一象限的一些點組成一個集合;(3)方程(x-1)2(x+2)=0所有解組成的集合有3個元素.解 (1)正確,(1)中的元素是確定的,可以構成一個集合.(2)不正確,“一些點”標準不明確,不能構成一個集合.(3)不正確,方程的解只有1和-2,集合中有2個元素.練一練點撥:判斷一組對象能否組成集合的標準判斷一組對象能否組成集合,關鍵看該組對象是否滿足確定性,如果此組對象滿足確定性,就可以組成集合;否則,不能組成集合.同時還要注意集合中元素的互異性、無序性.例2.(1)下列所給關系正確的個數是( )①π∈R;② Q;③-1∈N*;④|-5| N*.A.1 B.2 C.3 D.4(2)已知集合A含有三個元素2,4,6,且當a∈A時,有6-a∈A,那么a為( )A.2 B.2或4C.4 D.6BB典例剖析解析 (1)①π是實數,所以π∈R正確;③-1不是正整數,所以-1∈N*錯誤;④|-5|=5為正整數,所以|-5| N*錯誤.故選B.(2)a=2∈A,6-a=4∈A,所以a=2符合題意;a=4∈A,6-a=2∈A,所以a=4符合題意;a=6∈A,6-a=0 A,所以a=6不符合題意.綜上所述,a=2或4.故選B.點撥:判斷元素與集合間關系的方法判斷一個對象是否為某個集合的元素,就是判斷這個對象是否具有這個集合的元素的共同特征.如果一個對象是某個集合的元素,那么這個對象必定具有這個集合的元素的共同特征.練一練例3.已知集合A含有兩個元素1和a2,若a∈A,求實數a的值.解 由題意可知,a=1或a2=a,(1)若a=1,則a2=1,這與a2≠1相矛盾,故a≠1.(2)若a2=a,則a=0或a=1(舍去),又當a=0時,A中含有元素1和0,滿足集合中元素的互異性,符合題意.綜上可知,實數a的值為0.典例剖析延伸探究:若本例去掉條件“a∈A”,其他條件不變,求實數a組成的集合.解 由集合中元素的互異性可知a2≠1,即a≠±1.故實數a組成的集合為{a|a≠±1,a∈R}.點撥:解含參元素與集合之間關系問題的求解策略(1)常用到分類討論的思想,在進行分類討論時,務必明確分類標準.(2)本例題在解方程求得a的值后,常因忘記驗證集合中元素的互異性,而造成過程性失分.例4.已知集合A是由方程ax2-3x-4=0(a∈R)的實數根組成的.(1)當A中有且只有一個元素時,求a的值,并求此元素;(2)當A中有兩個元素時,求a滿足的條件;(3)當A中至少有一個元素時,求a滿足的條件.典例剖析解 (1)當A中有且只有一個元素時,要分方程ax2-3x-4=0是一元一次方程還是一元二次方程來解決,若方程是一元一次方程,則有且只有一個根;若方程是一元二次方程,則有兩個相等的實數根.(2)集合A中有兩個元素,即方程ax2-3x-4=0有兩個不相等的實數根.分類討論思想在集合中的應用求解集合中參數的值常與方程知識相聯系,結合集合中元素的特性(確定性、無序性、互異性),通過解方程(組),求出集合中參數的值.對于“方程ax2+bx+c=0”要分兩種情況加以討論:①當a=0,b≠0時,該方程是一元一次方程.②當a≠0時,該方程是一元二次方程,也只有在這種情況下才能用判別式Δ來確定方程實數根的情況.點撥:判斷形如ax2+bx+c=0的方程實數根的個數的方法:(1)當a=0時,原方程可化為bx+c=0的形式,再根據b的取值討論方程根的個數:②若b=0,c=0,則任意一個實數均為方程的實數根;③若b=0,c≠0,則方程無實數根.(2)當a≠0時,需根據Δ的值與0的大小關系來確定方程根的個數:①若Δ=b2-4ac>0,則方程有兩個不相等的實數根;②若Δ=b2-4ac=0,則方程有兩個相等的實數根;③若Δ=b2-4ac<0,則方程無實數根.1.由“look”中的字母組成的集合中元素個數為( )A.1 B.2 C.3 D.4答案 C解析 集合中任何兩個元素都不相同,所以集合中的元素有3個,分別是l,o,k.故選C.練一練2.思考辨析,判斷正誤(1)漂亮的花可以組成集合.( )提示 “漂亮的花”具有不確定性,故不能組成集合.(2)元素1,2,3和元素3,2,1組成的集合不是同一集合.( )提示 集合中的元素具有無序性,所以元素1,2,3和元素3,2,1組成的集合是同一集合.(3)若直線y=x+1上的所有點構成集合A,則點(1,2)∈A.( )(4)若a∈Q,則一定有a∈R.( )××√√練一練3.已知集合A含有三個元素1,a,a-1,若-2∈A,則實數a的值為( )A.-2 B.-1C.-1或-2 D.-2或-3解析 因為集合A含有三個元素1,a,a-1,且-2∈A,所以a=-2或a-1=-2.當a=-2時,A中元素為1,-2,-3,符合題意;當a-1=-2時,a=-1,A中元素為1,-1,-2,也符合題意.故實數a的值為-1或-2.故選C.練一練CB4.考察下列每組對象,能構成集合的是( )①中國各地的美麗鄉村;②直角坐標系中橫、縱坐標相等的點;③不小于3的自然數;④截止到2020年1月1日,參加“一帶一路”的國家.A.③④ B.②③④C.②③ D.②④解析 ①中“美麗”標準不明確,不符合確定性,②③④中的元素標準明確,均可構成集合,故選B.練一練5.已知1,x,x2三個實數構成一個集合,則x滿足的條件是( )A.x≠0 B.x≠1C.x≠±1 D.x≠0且x≠±1解析 根據集合中元素的互異性,D練一練6.用“∈”或“ ”填空.7.已知集合M中有兩個元素3和a+1,且4∈M,則實數a= . 答案 3解析 由題意可知a+1=4,即a=3.練一練38.集合A中含有三個元素0,1,x,且x2∈A,則實數x的值為 . 答案 -1解析 當x=0,1,-1時,都有x2∈A,但考慮到集合中元素的互異性,x≠0,x≠1,故x=-1.-1練一練1. 列舉法(1) 方法:將集合的元素_________出來,并置于花括號_________內. 例如{北京,天津,上海,重慶},{y,o,u,n,g}.(2) 注意事項:①元素之間要用_______分隔;②列舉時與元素的_______無關.四、集合的表示一一列舉“{ }”逗號次序概念歸納【思考】一一列舉元素時,需要考慮元素的順序嗎 提示:用列舉法表示集合時不必考慮元素的順序.例如:{a,b}與 {b,a} 表示同一個集合.2. 描述法(1) 形式:{ x∣p(x)},其中x為集合的代表元素,p(x)指元素 x 具有的性質.(2) 本質:它是集合符號語言的具體體現,可將集合中元素的規律與性質清楚地表示出來.如:{ x∣x 為中國的直轄市,{ x∣x 為 young 中的字母},{ x∣ x<-3,x ∈ R}.【思考】{ (x,y) ∣y=x2+2}能否寫為{ x∣y=x2+2} 或{ y∣y=x2+2}呢 提示:不能,(x,y) 表示集合的元素是有序實數對或點,而x或y則表示集合的元素是數,所以用描述法表示集合時一定要弄清集合的元素是什么.3. Venn圖法(1) 形式:畫一條封閉的曲線,用它的內部來表示一個集合.(2) 作用:直觀地表示集合.北京,上海,天津,重慶(1)y,o,u,n,g(2)例如例如,由方程 x2-1=0 所有的實數解組成的集合,可以表示為下列形式.(1) 列舉法:{-1,1}(也可以是{1,-1});一個集合可以用不同的方法表示.(2) 描述法:{ x∣x2-1=0, x∈R} (也可以是{ x∣x為方程 x2-1=0 的實數解}).4. 集合相等(1) 定義:如果兩個集合所含的元素完全相同,那么稱這兩個集合相等.(2) 本質:A與B相等,即A中的元素都是B的元素,B中的元素也都是A的元素.例如,{北京,天津,上海,重慶}={上海,北京,天津,重慶}.例1.用列舉法表示下列集合:(1) 大于1且小于 13 的所有偶數組成的集合;解:設大于1且小于 13 的所有偶數組成的集合為 A,那么A= {2,4,6,8,10,12}.(2) 由1~15 以內的所有質數組成的集合.7解:設由 1~15 以內的所有質數組成的集合為 B,那么 B = {2,3,5,7,11,13}.例2.用描述法表示下列集合:(1) 大于1的所有偶數組成的集合;解: 設大于1的偶數為 x,并且滿足條件x>1,x=2k,k∈N,因此,這個集合表示為A={ x∣x>1,x=2k,k∈N}.(2) 不等式 2x-3>5 的解集.解:由 2x-3>5可得x>4,故不等式2x-3>5的解集為 { x∣x>4,x∈R }.例1中的集合的元素都有有限個,例2中的集合的元素都有無限個.五、集合的分類(1) 含有__________元素的集合稱為有限集;(2) 含有__________元素的集合稱為無限集;(3) _______________的集合稱為空集,記作 .有限個無限個不含任何元素解典例剖析解析B 練一練解析C練一練解析B練一練解析有限集無限集無限集有限集練一練解練一練解析-1練一練1. 用“∈”或“ ”填空:∈∈∈∈∈∈ 課本練習2. 用列舉法表示下列集合 :(1) { x∣ x + 1 = 0};解: x+1=0x =-1.∴{ x ∣ x+1= 0} ={- 1}綜上所述,結論是:{- 1};課本練習(2) { x∣ x 為15的正約數 };解:15=1×15=3×5.∴{ x∣x 為15的正約數} ={1,3,5,15}綜上所述,結論是:{1,3,5,15};課本練習(3) { x∣ x為不大于10 的正偶數}.解:不大于10 的正偶數是:2,4,6,8,10∴ { x∣x 為不大于10的正偶數}={2,4,6,8,10}綜上所述,結論是:{2,4,6,8,10}.課本練習3. 用描述法表示下列集合:(1) 數的集合;(2) 正數的集合;解:奇數的集合= {n=2k-1∣k∈Z};解:正偶數的集合={z=2k∣ k∈N*};(3) 不等式 x2+1≤0 的解集.解: x ∈ R,x2≥0,∴ x2+1≥1,∴ 不等式 x2+1 < 0的解集為 = { x ∣ x2+1≤0}.課本練習4. 用適當的方法表示下列集合:(1) 方程 x2+2x-15=0 的根的集合;解:因為方程 x2+2x-15=0的根為 x=-5 或 x=3,所以方程 x2+2x-15=0 的根的集合為:{-5,3}.課本練習(2) 不等式 4x-3<5的解集.解:不等式 4x-3<5 的解集為{ x∣x<2}.課本練習5. 用列舉法表示下列集合:(1) { a∣0 ≤ a < 6,a∈N };解:∵0≤a<6 且 a∈N,∴a = 0,1,2,3,4,5.∴用列舉法表示為{0,1,2,3,4,5}課本練習(2) “mathematics 中的字母”組成的集合;(3) 漢字“永”的筆畫組成的集合.解:∵ mathematics中出現的字母有 a,c,e,h,i,m,s,t,重復出現的字母只記一次,∴ 用列舉法表示為{a,c,e,h,i,m,s,t};解:永字的筆畫為“、, ,フ, 丿, ”,∴用列舉法表示為{、, ,フ, 丿, ”}.課本練習習題1.1感受 理解 ∈∈∈2.用列舉法表示下列集合:(1)(x | x + 3x-18 = 0,x∈R};(2){x | x為不超過5的自然數};(3){x|-3<2x-1≤3,x∈Z);(4){(x,y)|0≤a≤2,0≤y<2,x,y∈Z).解:(1){3,-6}.(2){0,1,2,3,4,5}(3){0,1,2}.(4){(0,0),(0,1),(1,0),(1,1),(2,0), (2,1).}感受 理解感受·理解3.用描述法表示下列集合:(1)不等式 3x +2>5 的解集;(2)平面直角坐標系中第二象限的點組成的集合;(3)二次函數y=x2-2x+3 圖象上的點組成的集合.解:(1)由 3x+2>5,得 x>1,故不等式 3x+2>5 的解集為{x|x>1,x∈R} .(2){(x,y)|x<0,y>0}.(3){(x,y)|y=x -2x+3}.4.用“∈”或“ ”填空:(1)若A={x|x -x=0},則1 A,-1 A;(2)若B={x|1≤x≤5,x∈N},則1 B,1.5 B;(3)若C={x|-1∈ ∈ 5.設a,b 為實數,已知 M ={1,2},N ={a,b},且 M = N,求 a,b的值.a=1,b=2 或a=2,b=1.思考·運用6.已知 A={x|x=3k+1,k∈Z),問:-1,5,三個數中,哪些數是 A的元素?思考·運用7.(寫作題)我們使用符號“∈”代表短語“是……的元素”(is an element of).符號“3∈A”表示“3是集合A的元素”.如果“3不是集合A的元素”,那么寫成“3 A”.雖然“∈”看起來有點像字母“e”,但這兩個符號并不相同,不應混淆.請查閱有關資料,尋找最先引入符號“∈”的數學家,以及符號“∈”的原始意義等信息,寫一篇關于符號“∈”的短文.探究·拓展解:“∈”表示一個元素屬于某一集合的記號,是意大利數學學家皮亞諾(Peano)在1889年的數學著作中首先使用的.在數系理論研究方面,皮亞諾作出了重大貢獻,在1889年出版的《算術原理新辦法》一書中,皮亞諾提出“皮亞諾自然數公理”舉世聞名,在書中他還對許多邏輯符號進行了創新在1891年創建了《數學雜志》,皮亞諾在這個雜志上利用數理邏輯符號寫下自然數公理,并對它們的獨立性進行了證明.皮亞諾于1893年發表《無窮小分析教程》,該書被德國的數學百科全書列在“自L.歐拉(Euler)和A.L,柯西(GAUCHY)時代以來最重要的19本微積分教科書”之中.皮亞諾撰寫的《數學百科全書》中有很多地方引人注目,例如推廣微分中值定理;多變量函數一致連續性的判定定理;隱函數存在定理以及其可微性定理的證明;部分可微但整體不可微的函數的例子;當時流行的極小理論的反例等.探究·拓展易錯點1 忽略集合中元素的互異性而致錯解析{2,4} 錯因分析易錯點2 不能正確理解集合的表示方法而致錯解析A 錯因分析解析①②③易錯點2 不能正確理解集合的表示方法而致錯錯因分析易錯點3 不理解自定義的集合(運算)而致錯解析D錯因分析易錯點4 不理解集合中元素的確定性而致錯解析CD錯因分析解析B易錯點4 不理解集合中元素的確定性而致錯錯因分析解析29 970易錯點4 不理解集合中元素的確定性而致錯錯因分析B一、選擇題1.以下各組對象不能組成集合的是( )A.中國古代四大發明B.地球上的小河流C.方程x2-7=0的實數解D.周長為10 cm的三角形解析 因為沒有明確的標準確定什么樣的河流稱為小河流,故地球上的小河流不能組成集合.分層練習-基礎2.若a是R中的元素,但不是Q中的元素,則a可以是( )D分層練習-基礎3.(多選題)下列說法正確的是( )A.N中最小的元素是1B.由單詞“banana”中的所有字母組成的集合中有3個元素C.若x∈N,則滿足2x-5<0的元素組成的集合中的所有元素之和為3D.在直角坐標系中,在坐標軸上的所有點組成一個集合解析 N表示自然數集,最小的元素是0,故A錯;B正確,元素分別為字母b,a,n;C中,由2x-5<0且x∈N,知x=0,1,2,故所有元素之和為3,正確;D正確.BCD分層練習-基礎4.若a,b,c,d為集合A的四個元素,則以a,b,c,d為邊長構成的四邊形可能是( )A.矩形 B.平行四邊形C.菱形 D.梯形D解析 由集合中的元素具有互異性可知a,b,c,d互不相等,而梯形的四條邊可以互不相等,故選D.分層練習-基礎5.由a2,2-a,4組成一個集合A,且集合A中含有3個元素,則實數a的取值可以是( )A.1 B.-2 C.-1 D.2解析 由題意知a2≠4,2-a≠4,a2≠2-a,解得a≠±2,且a≠1,結合選項知C正確,故選C.C分層練習-基礎 二、填空題6.已知集合M中有2個元素x,2-x,若-1 M,則3________M,1________M.(用∈, 填空)解析 若3∈M,則-1∈M,不合題意,故3 M.當x=1時,2-x=1,M中的兩元素為1,1,不合題意,故1 M. 分層練習-基礎7.已知集合A是由0,m,m2-3m+2三個元素構成的集合,且2∈A,則實數m=________.3解析 由題意知,m=2或m2-3m+2=2,解得m=2或m=0或m=3.經驗證,當m=0或m=2時,不滿足集合中元素的互異性,當m=3時,滿足題意,故m=3.分層練習-基礎 8.用∈, 填空:(1)0________N*;(2)π________Q; ∈∈分層練習-基礎三、解答題9.已知集合A中的元素為0,2,4,2-a,若a2-a+2∈A,求實數a.解 (1)若a2-a+2=0,無解;(2)若a2-a+2=2,即a2-a=0,∴a=0或1.但a=0時,2-a=2,不滿足元素互異性,舍去,a=1滿足;(3)若a2-a+2=4,即a2-a-2=0,a=2或a=-1.但a=2時,2-a=0,不滿足元素互異性,舍去,a=-1滿足;(4)若a2-a+2=2-a,a=0,由以上可知不滿足題意.綜上,a=1或-1.分層練習-鞏固10.已知集合A中的元素x滿足ax2-3x+1=0,a∈R.(1)若1∈A,求實數a的值;(2)若A為單元素集合,求實數a的值;解 (1)∵1∈A,∴a·12-3×1+1=0,∴a=2.當a≠0時,要使A為單元素集合,則方程ax2-3x+1=0有兩個相等的實數根,分層練習-鞏固(3)若A為雙元素集合,求實數a的取值范圍.解 若A為雙元素集合,則方程ax2-3x+1=0有兩個不相等的實數根,∴a≠0且Δ=(-3)2-4a>0,分層練習-鞏固2分層練習-鞏固03且3個元素的和為2+(-2)+0=0.分層練習-鞏固即a2+a-1=0,(1)若2∈A,任意寫出A中的兩個元素;(2)若A為單元素集合,求實數a.分層練習-鞏固14.對于任意兩個自然數m,n,定義 運算如下:當m,n都為奇數或偶數時,m n=m+n;當m,n中一個為偶數,另一個為奇數時,m n=mn,則在此定義下,集合M中滿足a b=18,a∈N,b∈N的元素(a,b)個數為________.23解析 a b=18,a∈N,b∈N,若a和b一奇一偶,則ab=18,滿足此條件的有1×18=2×9=3×6,故(a,b)有6個;若a和b都為奇數或偶數,則a+b=18,滿足此條件的有1+17=2+16=3+15=4+14=……=17+1,故(a,b)有17個,所以集合M中滿足a b=18,a∈N,b∈N的元素(a,b)個數為6+17=23.分層練習-拓展1.記牢3個知識點(1)元素與集合的概念,元素與集合的關系.(2)常用數集的表示.(3)集合中元素的特性及應用.2.掌握2種方法(1)元素與集合關系的判定方法.(2)解答含有字母的元素與集合關系的問題時,要有分類討論意識.3.注意4個易錯點集合中的元素具有三個特性,求解與集合有關的字母參數值(范圍)時,需借助元素的互異性來檢驗所求參數是否符合要求.課堂小結 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫