第1课时 集合的概念
1.了解集合与元素的含义.
2.理解集合中元素的特征,并能利用它们进行解题. 3.理解集合与元素的关系.
4.掌握数学中一些常见的集合及其记法.
1.元素与集合的概念及表示
(1)元素:一般地,把研究对象统称为元素,元素常用小写的拉丁字母a,b,c,…表示.
(2)集合:把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集),集合通常用大写的拉丁字母A,
B,C,…表示.
(3)集合相等:只要构成两个集合的元素是一样的,就称这两个集合是相等的. 2.元素的特性
(1)确定性:给定的集合,它的元素必须是确定的.也就是说,给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了.简记为“确定性”.
(2)互异性:一个给定集合中的元素是互不相同的.也就是说,集合中的元素是不重复出现的.简记为“互异性”.
(3)无序性:给定集合中的元素是不分先后,没有顺序的.简记为“无序性”. 温馨提示:集合含义中的“研究对象”指的是集合的元素,研究集合问题的核心即研究集合中的元素,因此在解决集合问题时,首先要明确集合中的元素是什么.集合中的元素可以是数、点,也可以是一些人或一些物.
3.元素与集合的关系
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A. (2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于集合A,记作a?A.
温馨提示:(1)符号“∈”“?”刻画的是元素与集合之间的关系.对于一个元素a与一个集合A而言,只有“a∈A”与“a?A”这两种结果.
(2)∈和?具有方向性,左边是元素,右边是集合,形如R∈0是错误的. 4.常用的数集及其记法
1.某中学2019年高一年级20个班构成一集合. (1)高一(3)班、高一(2)班是这个集合的元素吗? (2)高二(3)班是这个集合中的元素吗? [答案] (1)是 (2)不是
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)本班的高个子同学组成集合.( ) (2)联合国常任理事国组成集合.( ) (3)由1,2,2,4,1组成的集合有五个元素.( )
(4)由a,b,c组成的集合与由b,a,c组成的集合是同一个集合.( ) [答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√
题型一集合的基本概念
【典例1】 判断下列每组对象的全体能否构成一个集合? (1)接近于2019的数; (2)大于2019的数;
(3)育才中学高一(1)班视力较好的同学; (4)方程x-2=0在实数范围内的解; (5)函数y=x图象上的点.
[思路导引] 构成集合的关键是要有明确的研究对象,即元素不能模糊不清、模棱两可. [解] (1)(3)由于标准不明确,故不能构成集合;(2)(4)(5)能构成集合.
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对集合含义的理解
给定一个集合,那么任何一个元素在不在这个集合中就确定了,所谓“确定”,是指所
有被“研究的对象”都是这个集合的元素,没有被“研究的对象”都不是这个集合的元素.
[针对训练]
1.下列所给的对象能构成集合的是______.(填序号) ①所有的正三角形; ②比较接近1的数的全体; ③某校高一年级16岁以下的学生;
④平面直角坐标系内到原点距离等于1的点的全体; ⑤我校教职员工中的年轻人; ⑥2的近似值的全体.
[解析] ①能构成集合,其中的元素需满足三条边相等;②不能构成集合,因为“比较接近1”的标准不明确,所以元素不确定,故不能构成集合;③能构成集合,其中的元素是“某校高一年级16岁以下的学生”;④能构成集合,其中的元素是“平面直角坐标系内到原点距离等于1的点”;⑤不能构成集合,因为“年轻”的标准是模糊的、不确定的,故不能构成集合;⑥不能构成集合,因为“2的近似值”不明确精确到什么程度,所以不能构成集合.
[答案] ①③④ 题型二元素与集合的关系
【典例2】 (1)下列关系中,正确的有( ) 1
①∈R;②2?Q;③|-3|∈N;④|-3|∈Q. 2A.1个 C.3个
B.2个 D.4个
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(2)集合A中的元素x满足∈N,x∈N,则集合A中的元素为________.
3-x[思路导引] 判断一个元素是否为某集合的元素,关键是抓住集合中元素的特征. 1
[解析] (1)是实数;2是无理数;|-3|=3,是自然数;|-3|=3,是无理数.故
2①②③正确,选C.
6
(2)当x=0时,=2;
3-06
当x=1时,=3;
3-16
当x=2时,=6;
3-2
当x≥3时不符合题意,故集合A中元素有0,1,2.
[答案] (1)C (2)0,1,2
判断元素与集合关系的2种方法
(1)直接法:如果集合中的元素是直接给出,只要判断该元素在已知集合中是否出现即可.
(2)推理法:对于一些没有直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可,此时应首先明确已知集合中的元素具有什么特征.
[针对训练]
2.已知集合A中有四个元素0,1,2,3,集合B中有三个元素0,1,2,且元素a∈A,a?B,则a的值为( )
A.0 C.2
B.1 D.3
[解析] ∵a∈A,a?B,∴由元素与集合之间的关系知,a=3. [答案] D
3.用适当的符号填空:
已知集合A中的元素x是被3除余2的整数,则有:17 ________A;-5________A.
[解析] 由题意可设x=3k+2,k∈Z,令3k+2=17得,k=5∈Z.所以17∈A. 7
令3k+2=-5得,k=-?Z.所以-5?A.
3[答案] ∈ ?
题型三集合中元素的特性
【典例3】 已知集合A含有两个元素a和a,若1∈A,则实数a的值为________. [思路导引] 由集合中元素的确定性和互异性切入.
[解析] 若a=1,则a=1,此时集合A中两元素相同,与互异性矛盾,故a≠1; 若a=1,则a=-1或a=1(舍去),此时集合A中两元素为-1,1,故a=-1. 综上所述a=-1. [答案] -1
[变式] (1)本例若将条件“1∈A”改为“2∈A”,其他条件不变,求实数a的值. (2)本例若去掉条件“1∈A”,其他条件不变,则实数a的取值范围是什么? [解] (1)若a=2,则a=4,符合元素的互异性; 若a=2,则a=2或a=-2,符合元素的互异性.
2
2
2
2
2
所以a的取值为2,2,-2.
(2)根据集合中元素的互异性可知,a≠a,所以a≠0且a≠1.
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应用集合元素的特性解题的要点
(1)集合问题的核心即研究集合中的元素,在解决这类问题时,要明确集合中的元素是什么.
(2)构成集合的元素必须是确定的(确定性),而且是互不相同的(互异性),在书写时可以不考虑先后顺序(无序性).
(3)利用集合元素的特性求参数问题时,先利用确定性解出字母所有可能值,再根据互异性对集合中元素进行检验,要注意分类讨论思想的应用.
[针对训练]
4.已知集合A由三个元素m,m+1,1组成,若2∈A,求实数m的值. [解] ∵2∈A,∴m=2或m+1=2, 则m=2或m=±1.
当m=2时,集合A中的元素为:2,5,1,符合题意;
当m=1时,集合A中的元素为:1,2,1,不满足互异性,舍去; 当m=-1时,集合A中的元素为:-1,2,1,符合题意. 综上知,m=2或m=-1.
课堂归纳小结
1.判断一组对象的全体能否构成集合,关键是看研究对象是否确定.若研究对象不确定,则不能构成集合.
2.集合中的元素是确定的,某一元素a要么满足a∈A,要么满足a?A,两者必居其一.这也是判断一组对象能否
构成集合的依据.
3.集合中元素的三种特性:确定性、互异性、无序性.求集合中字母的取值时,一定要检验是否满足集合中元素的互异性.
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