数学:第一章《集合的运算》素材3(新人教a版必修1)

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数学:第一章《集合的运算》素材3(新人教a版必修1)

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集 合 学 习 的 八 项 注 意
集合是中学数学中的最基本的概念之一,然而由于其知识新、符号多、信息量大,初学者往往顾此失彼.本文总结了集合学习中的八项注意,希望能够帮助同学们进一步理解集合的概念,从本质上把握集合的内涵,少走弯路、提高学习效率.
1.注意集合的“三性”
集合的“三性”指的是:确定性、互异性、无序性,它们是集合的最基本特征.要注意弄清它们的含义,才能在解题时正确运用.
例1 以方程和方程的解为元素构成集合,则中元素的个数为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:对于涉及集合元素的问题,首先应想到其确定性、互异性、无序性.由集合元素的互异性可知,两个相同的对象中能算作集合中的一个元素.方程的解为;方程的解为,所以,故选(C).
例2 已知集合A={a,a+b,a+2b},B={a,ac,ac2},若A=B,求实数c的值.
分析:集合A=B,说明A,B中元素相同但顺序可以不同,因此要分两种情况讨论.
解:(1)若∴a=0或c=1
当a=0时,集合B中三元素都是0,舍去;
当c=1时,集合B中三元素也都相同,舍去.
(2)若
∵a≠0,∴2c2-c-1=0,∴(c-1)(2c-1)=0
又∵c≠1,∴c=.经检验,符合题意.
综上,c=.
2.注意0,{0},Φ,{Φ}的关系
数0是元素,{0}是含一个元素0的集合,Φ是不含任何元素的集合,{Φ}是以Φ作为元素的集合.要注意它们的区别与联系.
例3下列关系错误的是…………………………( )
A Φ B 0∈{0} C 0∈Φ D 0{Φ}
解:A、B、D均正确,C是错误的.
3.注意空集的特殊性21世纪教育网21世纪教育网
空集是不含有任何元素的集合,它是一种非常特殊的集合.我们要注意“空集是任何集合的子集”这一重要结论的运用.
例4设集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若BA,求实数m的取值范围.
误解:依题意,BA,∴∴即.
剖析:以上解法忽视了B=Φ的情形,此时m+1>2m-1,∴m<2,也符合BA.因此所求实数m的范围应为m<2或2≤m≤3,即m≤3.
例5已知A={x|x2-3x+2=0},B={x|ax-2=0},并且A∪B=A,求实数a组成的集合C.
分析:因为A∪B=A,可据此求a的值,但要注意B=Φ的情形.
解:(1)当a=0时,B=Φ符合题意;
(2)当a≠0时,B={},而A={1,2},
∵A∪B=A ∴=1或=2 ,∴a=2或a=1.
综上,C={0,1,2} .
4.注意符号“∈”与“”的区别21世纪教育网21世纪教育网
符号“∈”用在元素和集合间表示从属关系;符号“”用在两集合间表示包含关系.特别需要指出的是,“a,b∈A”与“{a,b}”之间既有区别又有联系.
例6设M={x∈R|x≤},a=3,则下列关系正确的是………( )
A a∈M B aM C {a}∈M D {a}M
解:a是元素,{a}与M是集合,由于3,故选(D).
例7(1)若a,b∈{3,4,5},则函数f(x)=ax2+bx有多少条不同的对称轴?
(2)若{a,b}{3,4,5},则函数f(x)=ax2+bx有多少条不同的对称轴?
分析:二次函数图象的对称轴为x=- ,故只要研究有多少个不同的的值即可,但要注意两小题的区别.第(1)小题中a,b∈{3,4,5},当a,b不同时有6个不同的的值,当a,b相同时=1,因此共有7条不同的对称轴;第(2)小题中{a,b}{3,4,5},说明a,b只能不相等,因此只有6条不同的对称轴.
5.注意数集与点集的区别21世纪教育网21世纪教育网
容易出现两方面的错误.一是书写上的错误,如把点集{(2,3)}误写为{2,3}或{x=2,y=3}等;二是理解上的错误,如把数集{y|y=x2+1,x∈R}误为{(x,y)|y=x2+1,x∈R}或{x|y=x2+1,x∈R}等.
例8(1)已知A={(x,y)|y=x2-1,x∈R},B={(x,y)|y=7-x2,x∈R}, 则A∩B=______;
(2)已知A={y|y=x2-1,x∈R},B={y|y=7-x2,x∈R}, 则A∩B=________.
分析:解方程组得,或 ,曲线y=x2-1和y=7-x2的两交点为(-2,3)和(2,3),第(1)题中A、B为点集,A∩B={(-2,3),(2,3)}.而第(2)题如果理解为A∩B={3}那就错了,因为A、B都表示数集,它们分别表示函数y=x2-1,x∈R和y=7-x2,x∈R的值域,从整体上把握,应该有A={y|y≥-1},B={y|y≤7},因此A∩B={y|-1≤y≤7}.
6.注意求补集的前提——全集
在求补集时,不能忽略全集,因为同一集合在不同全集中补集是不相同的.
例9全集U是函数的定义域,A={x|x≥10},求CUA .
误解:CUA={x|x<10}
剖析:误解将全集默认为实数集R,显然不对.其实U={x|x≥7},故CUA={x|7≤x<10}.
7.注意选取集合的表示法
当集合为有限集时,一般用列举法.当集合为无限集时,一般不采用列举法,因为不能将其一一列出,这时宜用描述法.对于同一集合,有时既可用列举法又可用描述法,这时应择优选用.
例10 已知集合,求集合.
解析:对于本题集合中元素应是,而不是,满足的条件是且.
,,又,.
,即.
8.注意用好容斥原理和Venn图21世纪教育网21世纪教育网
与集合元素有关的计数问题牵涉因素较多,看上去错综复杂.若能利用容斥原理和韦恩图,则可使问题具体化而顺利解决.
例11高一(1)班有45人.其中有30人订阅了《起跑线》
这种杂志,有25人订阅了《数学专页》这种报纸.问这个班至少
有多少人这种杂志和这种报纸全订阅了?
分析:集合A中元素的个数常记作card(A).本题中设高一(1)班全体同学组成全集U,订阅了《起跑线》杂志的人组成集合A,订阅了《数学专页》的人组成集合B.这样杂志和报纸都订阅的人就组成了A∩B.可借助容斥原理和韦恩图来解题.
解:依题意,card(A)=30,card(B)=25,而card(U)=45,
∴card(A∩B)≥30+25-45=10
即至少有10人杂志和报纸都订阅了.
注:本题中card(U)=45,∴card(A∪B)≤45.根据容斥原理card(A∪B)=card(A)
+card(B)-card(A∩B)和韦恩图可得, 至少有10人杂志和报纸都订阅了.
注:容斥原理card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B)和韦恩图是解决“至多”、“至少”问题的有力工具.

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