示范教案 集合的基本运算第一课时

发布 2023-11-12 21:45:05 阅读 6702

1.1.3 集合的基本运算。

整体设计。教学分析。

课本从学生熟悉的集合出发,结合实例,通过类比实数加法运算引入集合间的运算,同时,结合相关内容介绍子集和全集等概念。在安排这部分内容时,课本继续注重体现逻辑思考的方法,如类比等。

值得注意的问题:在全集和补集的教学中,应注意利用图形的直观作用,帮助学生理解补集的概念,并能够用直观图进行求补集的运算。

三维目标。1.理解两个集合的并集与交集、全集的含义,掌握求两个简单集合的交集与并集的方法,会求给定子集的补集,感受集合作为一种语言,在表示数学内容时的简洁和准确,进一步提高类比的能力。

2.通过观察和类比,借助venn图理解集合的基本运算。体会直观图示对理解抽象概念的作用,培养数形结合的思想。

重点难点。教学重点:交集与并集,全集与补集的概念。

教学难点:理解交集与并集的概念,以及符号之间的区别与联系。

课时安排。2课时。

教学过程。第1课时。

导入新课。思路1.我们知道,实数有加法运算,两个实数可以相加,例如5+3=8.类比实数的加法运算,集合是否也可以“相加”呢?

教师直接点出课题。

思路2.请同学们考察下列各个集合,你能说出集合c与集合a、b之间的关系吗?

1)a=,b=,c=;

2)a=,b=,c=.

引导学生通过观察、类比、思考和交流,得出结论。教师强调集合也有运算,这就是我们本节课所要学习的内容。

思路3.(1)①如图1131甲和乙所示,观察两个图的阴影部分,它们分别同集合a、集合b有什么关系?

图1-1-3-1

观察集合a与b与集合c=之间的关系。

学生思考交流并回答,教师直接指出这就是本节课学习的课题:集合的运算。

2)①已知集合a=,b=,写出由集合a,b中的所有元素组成的集合c.

已知集合a=,b=,在数轴上表示出集合a与b,并写出由集合a与b中的所有元素组成的集合c.

推进新课。新知**。

提出问题。通过上述问题中集合a与b与集合c之间的关系,类比实数的加法运算,你发现了什么?

用文字语言来叙述上述问题中,集合a与b与集合c之间的关系。

用数学符号来叙述上述问题中,集合a与b与集合c之间的关系。

试用venn图表示a∪b=c.

请给出集合的并集定义。

求集合的并集是集合间的一种运算,那么,集合间还有其他运算吗?

请同学们考察下面的问题,集合a与b与集合c之间有什么关系?

ⅰ)a=,b=,c=;

ⅱ)a=,b=,c=.

类比集合的并集,请给出集合的交集定义?并分别用三种不同的语言形式来表达。

活动:先让学生思考或讨论问题,然后再回答,经教师提示、点拨,并对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路,主要引导学生发现集合的并集和交集运算并能用数学符号来刻画,用venn图来显示。

讨论结果:集合之间也可以相加,也可以进行运算,但是为了不和实数的运算相混淆,规定这种运算不叫集合的加法,而是叫做求集合的并集。集合c叫集合a与b的并集。

记为a∪b=c,读作a并b.

所有属于集合a或属于集合b的元素所组成了集合c.

c=.如图1131所示。

一般地,由所有属于集合a或属于集合b的元素所组成的集合,称为集合a与b的并集。其含义用符号表示为a∪b=,用venn图表示,如图1131所示。

集合之间还可以求它们的公共元素组成集合的运算,这种运算叫求集合的交集,记作a∩b,读作a交b.(ⅰa∩b=c,(ⅱa∪b=c.

一般地,由属于集合a且属于集合b的所有元素组成的集合,称为a与b的交集。

其含义用符号表示为:

a∩b=.用venn图表示,如图1132所示。

图1-1-3-2

应用示例。思路1

1.设a=,b=,求a∪b,a∩b.

图1-1-3-3

活动:让学生回顾集合的表示法和交集、并集的含义,由于本例题难度较小,让学生自己解决,重点是总结集合运算的方法。根据集合并集、交集的含义,借助于venn图写出。

观察这两个集合中的元素,或用venn图来表示,如图1133所示。

解:a∪b=∪=a∩b=∩=

点评:本题主要考查集合的并集和交集。用列举法表示的集合,运算时常利用venn图或直接观察得到结果。

本题易错解为a∪b=.其原因是忽视了集合元素的互异性。解决集合问题要遵守集合元素的三条性质。

变式训练。1.集合m=,n=,则m∪nm∩n

答案: 2.集合p=,m=,p∪m=,则m

分析:由题意得m2=1或2或m,解得m=-1,1, ,0.因m=1不合题意,故舍去。

答案:-1, ,0

3.2007河南实验中学月考,理1满足a∪b=的集合a与b的组数为。

a.2b.5c.7d.9

分析:∵a∪b=,∴a.则a=或a=或a=或a=.

当a=时,b=;当a=时,则集合b=或;当a=时,则集合b=或;当a=时,则集合b=或或或,则满足条件的集合a与b的组数为1+2+2+4=9.

答案:d4.2006辽宁高考,理2设集合a=,则满足a∪b=的集合b的个数是 (

a.1b.3c.4d.8

分析:转化为求集合a子集的个数。很明显3a,又a∪b=,必有3∈b,即集合b中至少有一个元素3,其他元素来自集合a中,则集合b的个数等于a=的子集个数,又集合a中含有22=4个元素,则集合a有22=4个子集,所以满足条件的集合b共有4个。

答案:c2.设a=,b=,求a∪b,a∩b.

答案:a∪b=r,a∩b=,b=,求a∪b,a∩b.

答案:a∪b=,a∩b=.

3.2007惠州高三第一次调研考试,文1设集合a=,b=,则a∩b等于( )

a.[0,2b.[1,2c.[0,4d.[1,4]

分析:在同一条数轴上表示出集合a、b,如图1135所示。由图得a∩b=[0,2].

图1-1-3-5

答案:a课本p11例6、例7.

思路25},b=,c=,则a∩b,b∪c,a∩b∩c分别是什么?

活动:学生先思考集合中元素特征,明确集合中的元素。将集合中元素利用数形结合在数轴上找到,那么运算结果寻求就易进行。

这三个集合都是用描述法表示的数集,求集合的并集和交集的关键是找出它们的公共元素和所有元素。

解:因a=,b=,c=,在数轴上表示,如图1136所示,所以a∩b=,a∩b∩c=.

图1-1-3-6

点评:本题主要考查集合的交集和并集。求集合的并集和交集时,①明确集合中的元素;②依据并集和交集的含义,借助于直观(数轴或venn图)写出结果。

变式训练。1.设a=,b=,求a∩b,a∪b.

解:对任意m∈a,则有m=2n=2·2n-1,n∈n*,因n∈n*,故n-1∈n,有2n-1∈n,那么m∈b,即对任意m∈a有m∈b,所以ab.

而10∈b但10a,即ab,那么a∩b=a,a∪b=b.

2.求满足∪b=的集合b的个数。

解:满足∪b=的集合b一定含有元素3,b=;还可含1或2其中一个,有,;还可含1和2,即,那么共有4个满足条件的集合b.

3.设a=,b=,已知a∩b=,求a.

解:因a∩b=,则9∈a,a-1=9或a2=9,a=10或a=±3,当a=10时,a-5=5,1-a=-9;

当a=3时,a-1=2不合题意。

当a=-3时,a-1=-4不合题意。

故a=10,此时a=,b=,满足a∩b=.

4.2006北京高考,文1设集合a=,b=,则a∩b等于。

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