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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第一章 集合與函數(shù)概念 第1節(jié) 集合(4)教案 新人教A版必修1
導(dǎo)入新課
問題:①分別在整數(shù)范圍和實(shí)數(shù)范圍內(nèi)解方程(x-3)(x-)=0,其結(jié)果會(huì)相同嗎?
②若集合A={x|0
2+}.而4,5,6都大于2+,∴(?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)算問題,使問題簡(jiǎn)捷地獲得解決,將本來抽象的集合問題直觀形象地表示出來,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,自然地就得出集合A,B了.
圖10
答案:{2,4,8,9} {3,4,7,9}
課本本節(jié)練習(xí),4.
【補(bǔ)充練習(xí)】
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.
課本習(xí)題1.1,A組,9,10,B組,4.
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=S B.S∪T=T C.S∩T=S D.S∩T=?
解析:S={(x,y)|xy>0}={(x,y)|x>0且y>0,或x<0且y<0},則T?S,所以S∪T=S.
答案:A
【例3】 某城鎮(zhèn)有1 000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1 000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.有彩電無空調(diào)的有819-535=284(戶);有空調(diào)無彩電的有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
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A\\B).
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.
例如,I={1,2,3,4,5},B={1,2,3},=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).
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