资源简介 (共99张PPT)苏教版2019高一数学(必修一)第一章 集合1.2 子集、全集、补集学习目标1.理解集合之间的包含的含义.(数学抽象)2.能识别给定集合的子集、真子集,会判断集合间的关系.(逻辑推理)3.理解给定集合中一个子集的补集的含义,并会求给定子集的补集.(数学运算)情景导入给出下列三个集合:A={班上参加足球队的同学},B={班上没有参加足球队的同学},S={全班同学},那么集合S,A,B的关系如何 观察下列各组集合:(1) A= {-1,1},B={-1,0,1,2};(2) A=N,B=R;(3) A={ x∣x 为正方形},B={ x∣x 为四边形}.●集合A与B之间具有怎样的关系 ●如何用数学语言来表述这种关系 1.子集与真子集新知探究观察(1),可以发现,集合 A 中的每个元素都是集合 B 的元素观察(2)(3),它们也有同样的特征.(1) A= {-1,1},B={-1,0,1,2};(2) A=N,B=R;(3) A={ x∣x 为正方形},B={ x∣x 为四边形}.这时称 A 是 B 的子集.子集定义如果集合A的_______一个元素都是集合B的元素,那么集合A称为集合B的子集.任意概念归纳A是B的子集Venn图: 或符号表示:_________ 或 _________读法:集合 A _______ 集合 B 或集合B ________ 集合ABAA (B)包含于包含A BB A概念归纳例如,{1,2,3} N,N R,{ x∣x 为正方形} {x∣x为四边形}等.A B可以用 Venn图来表示.BA根据子集的定义,我们知道A A也就是说,任何一个集合是它本身的子集.对于空集 ,我们规定 A,即空集是任何集合的子集.概念归纳【思考】符号“∈”与“ ”有什么区别 提示:①“∈”是表示元素与集合之间的关系,比如 1∈N,-1 N.②“ ”是表示集合与集合之间的关系,比如 N R,{1,2,3} {3,2,1}.③“∈”的左边是元素,右边是集合,而“ ”的两边均为集合.例1.判断下列各组集合中,A 是否为 B 的子集.(1) A= {0,1},B={-1,0,1,-2};解:因为0∈B,1∈B,即A中的每一个元素都是B 的元素,所以 A 是 B 的子集.解:因为1∈A,但 1 B,所以 A不是B 的子集.(2) A= {0,1},B= { x∣x=2k,k∈N}思 考A B 与 B A能否同时成立 能;A是B的子集;同时B也是A的子集; 此时A=B;就是两集合相等的定义.例2.写出集合 {a,b} 的所有子集.解: 集合{a,b}的所有子集是 ,{a},{b},{a,b}.集合{al,a2,a3,a4}有多少个子集 真子集定义如果集合 A B,并且 A≠B,那么集合 A 称为集合 B 的真子集.概念归纳A是B的真子集Venn图:符号表示:_________ 或 _________读法:集合 A ________ 集合 B 或集合B ________ 集ABAA BB A真包含于真包含概念归纳【思考】集合 M,N 是两个至少含有一个元素的集合,试画图说明这两个集合关系有哪几种 提示:有以下五种关系1 2 3 4 5例3.下列各组的 3 个集合中 ,哪 2 个集合之间具有包含关系 (1) S={-2,-1,1,2},A={-1,1},B={-2,2};(2) S=R,A= { x∣x≤0,B= { x∣x>0);(3) S= { x∣x为整数},A= { x∣x 为奇数},B= { x∣x 为偶数}.解:在(1)(2)(3)中都有 A S,B S可以用图1-2-2来表示.集合间关系的性质(1) 任何一个集合是它本身的子集,即_______.(2) 对于空集,我们规定 A,即空集是任何集合的子集.A A概念归纳例4指出下列各对集合之间的关系:(1)A={-1,1},B={(-1,-1),(-1,1),(1,-1),(1,1)};(2)A={x|x是等边三角形},B={x|x是等腰三角形};解 (1)集合A的元素是数,集合B的元素是有序实数对,故A与B之间无包含关系.(2)等边三角形是三边相等的三角形,等腰三角形是两边相等的三角形,故A B.典例剖析(4)由列举法知M={1,3,5,7,…},N={3,5,7,9,…},故N?M.(3)A={x|-1(4)M={x|x=2n-1,n∈N*},N={x|x=2n+1,n∈N*}.解 (3)集合B={x|x<5},用数轴表示集合A,B,如图所示,由图可知A B.典例剖析判断集合关系的方法(1)观察法:一一列举观察.(2)元素特征法:首先确定集合的元素是什么,弄清集合元素的特征,再利用集合元素的特征判断关系.(3)数形结合法:利用数轴或Venn图.归纳总结 例5(1)集合{a,b,c}的所有子集为_______________________________,其中它的真子集有________个. 解析 集合{a,b,c}的子集有: ,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c},其中,除{a,b,c}外,都是{a,b,c}的真子集,共7个. ,{a},{b},{c},{a,b},{a,c},{b,c},{a,b,c}7典例剖析(2)写出满足{3,4}?P {0,1,2,3,4}的所有集合P.解 由题意知,集合P中一定含有元素3,4,并且是至少含有三个元素的集合,因此所有满足题意的集合P为:{0,3,4},{1,3,4},{2,3,4},{0,1,3,4},{0,2,3,4},{1,2,3,4},{0,1,2,3,4}.典例剖析1.假设集合A中含有n个元素,则:(1)A的子集有2n个;(2)A的非空子集有(2n-1)个;(3)A的真子集有(2n-1)个;(4)A的非空真子集有(2n-2)个.2.求给定集合的子集的两个注意点:(1)按子集中元素个数的多少,以一定的顺序来写;(2)在写子集时要注意不要忘记空集和集合本身.归纳总结例6.已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若B?A,求实数m的取值范围.解 (1)当B≠ 时,如图所示.解这两个不等式组得2≤m≤3.(2)当B= 时,由m+1>2m-1,得m<2.综上可得,实数m的取值范围是{m|m≤3}.典例剖析(1)利用数轴处理不等式表示的集合间的关系问题时,可化抽象为直观,要注意端点值的取舍,“含”用实心点表示,“不含”用空心点表示.(2)涉及到“A B”或“A?B且B≠ ”的问题,一定要分A= 和A≠ 两种情况讨论,不要忽视空集的情况.归纳总结1.思考辨析,判断正误(1)1 {1,2,3}.( )提示 “ ”表示集合与集合之间的关系,而不是元素和集合之间的关系.(2)任何集合都有子集和真子集.( )提示 空集只有子集,没有真子集.(3)若a∈A,则{a}?A.( )提示 也有可能{a}=A.(4)若A B,且B A,则A=B.( )×××√练一练B2.已知集合A={-1,0,1},A的子集中,含有元素0的子集共有( )A.2个 B.4个 C.6个 D.8个解析 根据题意,在集合A的子集中,含有元素0的子集有{0},{0,1},{0,-1},{-1,0,1},故选B.练一练3.已知集合A={1,2,3},B={2,3},则( )A.A=B B.A B C.A B D.B A解析 ∵A={1,2,3},B={2,3},∴B A.又1∈A且1 B,∴B是A的真子集,故选D.D练一练4.已知集合A={-1,3,m},B={3,4},若B A,则实数m=________.解析 ∵B A,∴ 元素3,4必为A中元素,∴m=4.4练一练观察例 3 中每一组的 3个集合,它们之间还有什么关系 2.补集与全集新知探究在例3中,观察(1),可以发现,A S,S中的元素-2,-1,1,2 去掉 A 中的元素-1,1后,剩下的元素为-2,2,这两个元素组成的集合就是 B.观察 (2)(3),它们也有同样的特征这时称 B 是 A 在 S中的补集.补集1. 定义文字语言设A S,由_____________的所有元素组成的集合称为S的子集A的补集,记作 CsA,读作“_________________”.S中不属于AA在S中的补集概念归纳符号语言CsA=______________________{ x∣x∈S,且 x A }图形语言2. 本质补集既是集合之间的一种关系,也是集合的基本运算之一.3. 作用①依据定义求集合的补集;②求参数的值或范围;③补集思想的应用.概念归纳全集如果一个集合包含我们所研究问题中涉及的_____元素,那么就称这个集合为全集,全集通常记作U.所有概念归纳例7.设全集U=R,不等式组 的解集为 A,试求A 及 UA,并把它们分别表示在数轴上.2x-1>03x-6≤0 注意:实心点与空心点的区别.例8.(1)设集合U=R,M={x|x>2或x<-2},则 UM=( )A.{x|-2≤x≤2} B.{x|-2C.{x|x<-2或x>2} D.{x|x≤-2或x≥2}(2)已知全集为U,集合A={1,3,5,7}, UA={2,4,6}, UB={1,4,6},则集合B=______________.解析 (1)如图,在数轴上表示出集合M,可知 UM={x|-2≤x≤2}.A{2,3,5,7}(2)A={1,3,5,7}, UA={2,4,6},则U={1,2,3,4,5,6,7}, UB={1,4,6},∴B={2,3,5,7}.典例剖析求补集的方法(1)列举法表示:从全集U中去掉属于集合A的所有元素后,由所有余下的元素组成的集合.(2)由不等式构成的无限集表示:借助数轴,取全集U中集合A以外的所有元素组成的集合.总结归纳例9.设全集U={3,6,m2-m-1},A={|3-2m|,6}, UA={5},求实数m.解 ∵ UA={5},∴5∈U且|3-2m|=3,由m2-m-1=5,得m2-m-6=0,∴m=-2或m=3.由|3-2m|=3,得m=0或m=3.∴m=3.典例剖析集合A与 UA中没有公共元素;若集合中元素个数有限时,可利用补集定义并结合Venn图求解,若集合中元素有无限个时,可利用数轴分析法求参数.总结归纳例10.已知集合A={x|2a-2解 RB={x|x≤1或x≥2}≠ .∵A? RB,∴分A= 和A≠ 两种情况讨论.①若A= ,此时有2a-2≥a,∴a≥2.综上所述,实数a的取值范围为{a|a≤1或a≥2}.典例剖析如果所给集合是无限集,一般用数轴分析法求出其补集,要注意端点的取舍;结合两集合的子集、真子集关系,要注意分空集与非空集合两种情况讨论.总结归纳解析D练一练解析D练一练解析B练一练解析-1或2练一练BD解析练一练解析B练一练解析A练一练解析B练一练解析B练一练解析{x|-2≤x≤-1或0≤x≤2}解析A=P练一练解练一练课本练习1.写出下列集合的所有子集:(1){1};(2){1,2};(3){1,2,3}.课本练习3.判断下列表述是否正确: 课本练习解:(1)不正确.(2)不正确.(3)正确.(4)正确.(5)不正确.(6)不正确.(7)正确.(8)正确.4.若U=Z,A={x|x=2k,k∈Z},B={x|x=2k+1,k∈Z),则 UA = . UB = .5. U( UA) = .6,已知U=R,A={x|x<0},求 UA.课本练习BAA UA={x|x≥0}.习题1.2感受·理解1.如图,试说明集合A,B,C之间有什么包含关系.3,已知U={x|x是至少有一组对边平行的四边形),A={x |x是平行四边形),求 UA.解:{x|x 是梯形}.4.(1)已知U={1,2,3,4),A={1,3},求 UA ;(2)已知U={1,3},A={1,3},求 UA ;(3)已知U=R,A={x|x≥2},求 UA ;(4)已知U=R.A=(x|-2≤x<2),求 UA.感受·理解思考·运用解:(1)不成立.(2)不成立.(3)成立.解:(1){m|m<1}.(2){m|m≥1}.思考·运用探究·拓展易错点1 混淆元素与集合、集合与集合之间的关系而致错解析AC错因分析易错点2 忽视对空集的讨论而致错解析C错因分析易错点3 忽略端点的取值情况而致错解析C错因分析一、选择题1.已知集合N={1,3,5},则集合N的真子集个数为( )A.5 B.6 C.7 D.8C解析 集合N的真子集有23-1=7(个).分层练习-基础知识点一:子集与真子集2.已知集合A={x|x2-1=0},则下列式子:①{1}∈A;②-1 A;③ A;④{1,-1} A.其中表示正确的有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个解析 因为A={x|x2-1=0}={-1,1},所以{1} A,①不正确;-1∈A,②不正确; A,符合子集的定义,所以③正确;{-1,1} A,符合子集的定义,所以④正确.综上可知,正确的式子有2个.B分层练习-基础3.已知集合A={x|0A.A∈B B.A B C.B A D.B A解析 由数轴易知A中元素都属于B,B中至少有一个元素如-2 A,故有A B.B分层练习-基础4.(多选题)设集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},则满足B A的实数m的值可以为( )ABD解析 ∵A={x|x2+x-6=0}={-3,2},又∵B A,∴当m=0时,mx+1=0无解,故B= ,满足条件;分层练习-基础C5.已知集合A={x∈Z|(x-1)(x+2)<0},则集合A的一个真子集为( )A.{x|-2C.{0} D.{ }解析 A={x∈Z|(x-1)(x+2)<0}={-1,0},所以A的真子集为 ,{0},{-1},故选C.分层练习-基础二、填空题6.集合A={x|ax-3=0,a∈Z},若A N*,则实数a的所有取值组成的集合为____________.{0,1,3}解析 当a=0时,A= ,满足题意;分层练习-基础7.已知集合A={x∈R|x2+x=0},则集合A=____________.若集合B满足{0} B A,则集合B=____________.解析 ∵解方程x2+x=0,得x=-1或x=0,∴集合A={x∈R|x2+x=0}={-1,0}.又{0} B A,∴B={-1,0}.{-1,0}{-1,0}分层练习-基础8.设A={x|2解析 因为B A,又B≠ ,{a|3≤a≤4}所以3≤a≤4,即a的取值范围是{a|3≤a≤4}.分层练习-基础三、解答题9.判断下列集合间的关系:(1)A={x|x-3>2},B={x|2x-5≥0};(2)A={x∈Z|-1≤x<3},B={x|x=|y|,y∈A}.所以可利用数轴判断A,B的关系.如图所示,A?B.(2)因为A={x∈Z|-1≤x<3}={-1,0,1,2},B={x|x=|y|,y∈A},所以B={0,1,2},所以B A.分层练习-巩固10.已知A={x∈R|x<-2或x>3},B={x∈R|a≤x≤2a-1},若B A,求实数a的取值范围.解 由题意知B的可能情况有B≠ 和B= 两种.①当B≠ 时,∵B A,②当B= 时,由a>2a-1,解得a<1.综上可知,实数a的取值范围是{a|a<1或a>3}.分层练习-巩固A11.若集合A={x|x=2k+1,k∈Z},B={x|x=2k-1,k∈Z},C={x|x=4k-1,k∈Z},则A,B,C的关系是( )A.C?A=B B.A C BC.A=B?C D.B A C解析 ∵A={x|x=2(k+1)-1,k∈Z},B={x|x=2k-1,k∈Z},C={x|x=2×2k-1,k∈Z},∴C?A=B,故选A.分层练习-巩固12.若集合A={x|ax2+2x+1=0,x∈R}至多有一个真子集,求实数a的取值范围.②当A只有一个真子集时,A为单元素集,这时有两种情况:当a=0时,方程化为2x+1=0,解 ①当A无真子集时,A= ,即方程ax2+2x+1=0无实根,当a≠0时,由Δ=4-4a=0,解得a=1.综上,当集合A至多有一个真子集时,a的取值范围是{a|a=0或a≥1}.分层练习-巩固13.已知集合M={x|x2+2x-a=0}.(1)若 ?M,求实数a的取值范围;解 由题意得方程x2+2x-a=0有实数解,∴Δ=22-4·(-a)≥0,得a≥-1,∴实数a的取值范围是{a|a≥-1}.分层练习-巩固(2)若N={x|x2+x=0}且M N,求实数a的取值范围.解 ∵N={x|x2+x=0}={0,-1},且M N,∴当M= 时,Δ=22-4·(-a)<0,得a<-1;当M≠ 时,i)当Δ=0时,a=-1,此时M={-1},满足M N,符合题意.ii)当Δ>0时,a>-1,M中有两个元素,综上,实数a的取值范围为{a|a≤-1}.14.已知三个集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+(a-1)=0},C={x|x2-bx+2=0},同时满足B?A,C A的实数a,b是否存在?若存在,求出a,b所有的值;若不存在,请说明理由.解 A={x|x2-3x+2=0}={1,2}.∵B={x|x2-ax+(a-1)=0}={x|(x-1)[x-(a-1)]=0},∴1∈B.又∵B?A,∴a-1=1,即a=2.∵C={x|x2-bx+2=0},且C A,当C={1,2}时,b=3;当C={1}或{2}时,Δ=b2-8=0,∴C= 或{1}或{2}或{1,2}.当C= 时,Δ=b2-8<0,分层练习-拓展一、选择题1.已知全集U={x|-1≤x≤5,x∈Z},集合A={x|0≤x<3,x∈N},则 UA=( )A.{x|-1≤x<0或3C.{-1,3,4,5} D.{3,4,5}C解析 U={x|-1≤x≤5,x∈Z}={-1,0,1,2,3,4,5},A={x|0≤x<3,x∈N}={0,1,2},∴ UA={-1,3,4,5}.知识点二:全集和补集分层练习-基础2.(多选题)已知全集U=R,集合A={x|1≤x≤3或4<x<6},集合B={x|2≤x<5},则下列结论正确的是( )A. UA={x|x<1或3<x≤4或x≥6}B. UB={x|x<2或x≥5}C. UA UBD. UB UA解析 由补集的定义知A,B正确;由子集的定义知C,D都不正确.AB分层练习-基础3.已知全集U={1,2,a2-2a+3},A={1,a}, UA={3},则实数a等于( )A.0或2 B.0 C.1或2 D.2D分层练习-基础4.若全集U={0,1,2,3,4,5},且 UA={x∈N*|1≤x≤3},则集合A的真子集共有( )A.3个 B.4个 C.7个 D.8个C解析 UA={x∈N*|1≤x≤3}={1,2,3},∴A={0,4,5},∴集合A的真子集共有23-1=7(个).分层练习-基础5.设全集U=R,集合A={x|x<0,或x≥1},B={x|x≥a},若 UA UB,则实数a的取值范围是( )A.{a|a>1} B.{a|a≥1}C.{a|a<1} D.{a|a≤1}B解析 由题意知 UA={x|0≤x<1}, UB={x|x画出数轴并表示出 UA与 UB.因为 UA UB,所以结合数轴可得a≥1.分层练习-基础-3二、填空题6.设U={0,1,2,3},A={x|x2+mx=0},若 UA={1,2},则实数m=________.解析 ∵ UA={1,2},∴A={0,3},∴0,3是方程x2+mx=0的两个根,∴m=-3.分层练习-基础7.已知全集U=R,A={x|1≤x解析 因为 UA={x|x<1或x≥2},所以A={x|1≤x<2}.所以b=2.2分层练习-基础8.若集合A={x|-1≤x<1},当S=R时, SA=__________________;当S={x|-4≤x≤1}时, SA=_______________________.解析 ∵A={x|-1≤x<1},∴S=R时, SA={x|x<-1或x≥1};S={x|-4≤x≤1}时, SA={x|-4≤x<-1或x=1}.{x|x<-1或x≥1}{x|-4≤x<-1或x=1}分层练习-基础三、解答题9.(1)设U={x|x是小于9的正整数},A={1,2,3},B={3,4,5,6},求 UA和 UB;(2)U={x|x是三角形},A={x|x是等腰三角形},B={x|x是等边三角形},求 UB和 AB;(3)U=R,A={x|1解 (1)根据题意可知,U={1,2,3,4,5,6,7,8},所以 UA={4,5,6,7,8}, UB={1,2,7,8}.(2) UB={x|x是三边不都相等的三角形}; AB={x|x是有且仅有两边相等的三角形}.(3) UA={x|x≤1,或x≥5},A与 UA在数轴上分别表示如下.分层练习-巩固10.已知集合A={x|-1解 RA={x|x≤-1或x>3}.综上可知,实数m的取值范围是当B≠ 时,要使B RA成立,分层练习-巩固11.设全集U={1,2,3,4},集合A={x|x2-mx+n=0,x∈U},若 UA={2,3},则m+n=________.9解析 因为 UA={2,3},所以A={x|x2-mx+n=0,x∈U}={1,4},即方程x2-mx+n=0的两个实根为1和4,得m=5,n=4,m+n=9.分层练习-巩固12.已知全集U=R,集合P={x|x≤0或x≥6},M={x|a解析 ∵全集U=R,∴ UP={x|0若M= ,即a≥2a+4,解得a≤-4,符合M UP.若M≠ ,要使M UP,{x|0{a|a≤-4或0≤a≤1}∴a≤-4或0≤a≤1.分层练习-巩固13.设全集U=R,M={x|3a解 UP={x|x<-2,或x>1}.∵M UP,∴分M≠ 和M= 两种情况讨论:若M= ,则3a≥2a+5,∴a≥5.分层练习-拓展14.设全集U=R,集合A={x|x≤2或x≥5}.(1)求 UA;(2)若B={x|2a-3≤x≤-a}且B UA,求实数a的取值范围.解 (1)由题意 UA={x|2<x<5}.(2)当B= 时,有-a<2a-3,∴a>1;综上实数a的取值范围为{a|a>1}.1.理解5个概念——(1)子集;(2)真子集;(3)空集;(4)全集;(5)补集.2.掌握3种方法(1)会判断两集合的关系,当所给的集合是与不等式有关的无限集时,常借助数轴,利用数形结合思想判断.(2)会求子集、真子集的个数问题.(3)对于用不等式给出的集合,已知集合的包含关系求相关参数范围时,常采用数形结合思想,借助数轴.课堂小结3.注意3个易错点(1) 是任何集合的子集;(2)当集合中含有字母参数时,一般需要分类讨论.(3)混淆元素与集合、集合与集合之间的关系而致错4.掌握1个策略——正难则反补集作为一种思想方法,为我们研究问题开辟了新思想,在正向思维受阻时,改用逆向思维,如若直接求A困难,则使用“正难则反”策略,先求 UA,再由 U( UA)=A求A.课堂小结 展开更多...... 收起↑ 资源预览