高一数学-集合(讲义)

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高一数学集合

【知识要点】

一、集合的含义及其表示

1、一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体构成一个集合。集合中的每一个对象称为该集合的元素。

集合的性质:

(1)确定性:

班级中成绩好的同学构成一个集合吗?

(2)无序性:班级位置调换一下,这个集合发生变化了吗?

(3)互异性:集合中任意两个元素是不相同的。

如:已知集合A={1,2,a},则 a 应满足什么条件?常用数集及记法

(1)自然数集:记作N (2)正整数集:记作N *或N

(3)整数集:记作Z (4)有理数集:记作Q

(5)实数集:记作R

例:下列各种说法中,各自所表述的对象是否确定,为什么?

(1)我们班的全体学生;

(2)我们班的高个子学生;

(3)地球上的四大洋;

(4)方程x2-1=0 的解;

(5)不等式2x-3>0 的解;

(6)直角三角形;

2、集合的表示法

(1)列举法:把集合中的元素列举在一个大括号里:{ ⋯}

(2)描述法:将集合的所有元素都具有的性质(满足的条件)表示出来,写成{x| P (x)}的形式。

如:{x︱x 为中国的直辖市}

(3)集合的分类:有限集与无限集<1>有限集:含有有限个元素的集合。

<2>无限集:若一个集合不是有限集,就称此集合为无限集。<3>空集:不含任何元素的集

合。记作Φ,如:

二、子集、全集、补集

1、子集的定义:如果集合 A 的任一个元素都在集合 B 中则称集合 A 为集合 B 的子集,记作: A B 或 B A

特别的:A A A

真子集的定义:如果 A B并且A B ,则称集合 A 为集合 B 的真子集。

2、补集的定义:设 A 为S 的子集,由S 中不属于 A 的所有元素组成的集合称为S 的子集

A 的补集,记作:C S A={x∣x ∈S且x A} ,如果集合S包含我们所要研究的各个集合,就把S 称为全集。

三、交集与并集的定义

1、定义:一般地,由所有属于集合A且属于集合B的元素构成的集合,称为 A 与B的交集;记作: A ∩B;由所有属于集合A或属于集合B的元素构成的集合,称为 A 与B的并集;记作:

A ∪

B 。

性质:

1) A

B B A , A B A , A B B

2) 若 A

B ,则 A B A

3) A

B B A , A A B ,

B A B

4)

B

A ,则 A B

A

5

) A

C U A

归纳:

1)交集:两集合的公共元素构成集合。

2)并集:把两个集合合在一起,但要注意元素的互异性。

3)基本方法:抽象的集合关系可用文恩图表示,实数集中的运算可在数轴上表示。 注意

点 :空集是任何集合的子集;空集与任何集合的交集仍为空集。 【典型例题】

例 1. (1)若 U =Z ,A ={x|x =2k ,k ∈Z }

B ={x| x =2k +1,k ∈Z },则

C U A = 。C U B =

(2)设 S =R ,A ={x ∣- 1

例 2. ( 1)试写出集合 A ={a ,b ,c } 的所有子集;

(2)已知 A ={x ∣x

例 3. 不等式组 的解集为 A ,U R ,试求 A 及 C U A ,并把它们分别表示在数 3x 6 0 U 轴上。

【集合易错点分析 】

易错点一 遗忘空集致误

例题 1 已知集合 A -3,2 ,集合 B=﹛ x|mx+1=0, m R ﹜且 B A ,则实数 m 的取值集 合是( 心得 :空集是不含任何元素的集合,它是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。 变式练习

已知 A x| 2 x 5 ,B x|m 1 x 2m 1 ,若B A,则m 的取值范围是

易错点二 集合运算混乱

心得 :集合运算的规律:

1 交集 A I B x|x A 且 x B

2 并集 A U B x|x A 或 x B

3 补集:

例题 2 已知U R ,A x|x 0 B x|x 1 ,则(A I C U B)U (B I C U A) ( ) B x|x 0 C x|x 1

D

x|x 0,x 1

例 4. 设 A {x| x

0},B {x|x 1},求 A B 和A B 。

(1)若B U,则CUB x|x B,且x (3)A U B A A B,A I B A A B(4)C U (A I B)

(C U A)U (C U B),C U (A U B) (C U A)I (C U B) 变式练习 :

已知集合 A (x,y)|x 2 mx y 2 0,x R , B (x,y)|x y 1 0,0 x 2 , 若 A I B , 求实数 m 的取值范围。

心得: 数集和点集的问题。 在解决以集合为背景的综合性问题时, 明确集合的意义是解决问 题的先决条件,现在接触的集合是“数集(各种约定的数集,方程的解集,不等式的解集, 函数的定义域,值域等) ”和“点集(函数的图像、直线、曲线、平面区域等) ”本题的集合 是点集,明确这点就可以脱去“集合”的外衣实现问题的转化,找到解决问题的途径,不至 于掉进集合这个陷阱而出错。 易错点三:忽视集合的三性致误

例题 3 设集合 A 1,3,a ,B 1,a 2 ,问是否存在这样的实数 a ,使得 A U B 1,a, a 2 与 A I B 1,a 同时成立?求出实数 a; 若不存在说明理由。

心得: 集合中元素具有确定性,无序性,互异性,它们对解题影响很大, 遇到有参数的题 别忘了检验参数的值是不是满足题意。 【集合中的数学思想】

一、数形结合思想

例 1 集合 A {(x, y )|(x a )2 (y a )2 1, a R } ,B {(x, y )||x| |y| 2},a 为何实数时, A B 表示的平面区域的面积最大?

解析:集合 A 表示的平面区域是圆心为( a ,a )、半径为 1 的圆及其内部,其位置由实 数 a 唯一确定。集合 B 表示的平面区域是以四个点(

2 ,0)、(0, 2 )、( 2 , 0)和

点评:看似无从下手的一道综合题,通过采用数形结合的思想,便迎刃而解了。运用数形结 合思想时,要特别注意端点值,做到准确无误。 二、分类讨论思想

例 2 集合 A x|x 2 3x 10 0 与集合 B x|m 1 x 2m 1 ,满足 B A ,求 实数 m 的取值范围。 解析:由 B A 可知 B 有两种情况:其一, B 为非空集合,且 B 中所有元素均为 A

U , (2) AB I ,A U A,A I A A,A U A A

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