2022年高中数学集合的含义及其表示教案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案1.1 集合的含义及其表示 教学目标:1使同学懂得集合的含义,知道常用集合及其记法;2使同学初步明白“ 属于” 关系和集合相等的意义,初步明白有限集、无限集、空集 的意义;3使同学初步把握集合的表示方法,并能正确地表示一些简洁的集合教学重点:集合的含义及表示方法教学难点:集合表示法的恰当挑选 . 教学过程:一、问题情境 1情境:新生自我介绍:介绍家庭、原毕业学校、班级2问题在介绍的过程中,常常涉及像“ 家庭”、“ 学校” 、“ 班级” 、“ 男生” 、“ 女生” 等概念,这 些概念与“ 同学 ” 相比,它们有什么共同的特点?答
2、:都是反映个体和群体的关系,群体是有个体组成的 . 二、同学活动 1介绍自己;2列举生活中的集合实例;3分析、概括各集合实例的共同特点三、数学建构集合论的创始者康托尔(G.Cantor.1845-1918,德国数学家、集合论创始人,他于1895年谈到“ 集合” 一词)曾说过:“ 集合是我们直觉或思维的并且是确定的彼此可以识别的对象的一个群体 . ” 明显这仅是给出一个描述性的说明 . 集合的概念是数学中不定义的原始概念. 1集合的含义: 一般地,肯定范畴内 确定的、不同的对象的全体组成一个集合( set )构成集合的每一个个体都叫做集合的一个元素(element )“ element 中的字母
3、” 构成一个集合,该集合的元素是_. 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案为了书写便利,我们通常用大写拉丁字母表示集合,例如“ 集合2元素与集合的关系及符号表示:属于,不属于集合的元素一般具有以下特点和性质:A、集合B” (1)确定性: 对于一个已知集合,它的元素是确定的 . 所谓确定性就是: 任何一个事物a 或者是 A 的元素, 或者不是 A 的元素, 二者必居其一, 即 a A 或 a A 有且只有一个成立. 这是证明集合之间关系特殊是相等关系时,常常使用的重要依据 . (2)互异性:一个集合中
4、的所含元素不答应重复,准确的说,集合中的相同元素不能算作不同元素,而必需作为同一个元素看待. 如15 的正整数约数 规范格式为 x| px (3)无序性:集合中的元素可以任意变动次序. 列举法自然语言描述3集合的表示方法:描述法图示法数学语言描述(1)列举法:将集合中的元素一一列举出来,并置于花括号“” 内 . 用这种方法表示集合,元素之间要用逗号分隔,但列举时与元素的次序无关. A中假如两个集合所含元素完全相同(即A中的元素都是B中元素,B中元素也都是的元素),那么称这两个集合相等. (2)描述法:把集合中元素的公共属性描述出来,写在大括号内的方法,期一般形式是 x p x . (3)图示法
5、( Venn图法):画一条封闭的曲线, 用它的内部来表示一个集合 . 有时用 Venn图表示集合,更加形象直观 . 4常用数集的记法名师归纳总结 常用集合简称记法第 2 页,共 11 页全体非负整数的集合非负整数集(或自然数集)N非负整数集内除0 的集合正整数集N 或 N全体整数的集合整数集Z全体有理数的集合有理数即Q全体实数的集合实数集R- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案5有限集,无限集与空集一般地,含有有限个元素的集合称为有限集,含有无限个元素的集合称为无限极xR. 我们不含任何元素的集合称为空集,记作. 例如, 集合xx2x1,
6、0就是空集. 6有关集合学问的历史简介四、数学运用1典例分析例 1 求不等式x22x30的解集 . . . 分析这是一个无限集,所以选用描述法表示例 2 求方程x22x30全部实数解的集合分析运用一元二次方程的学问可以知道,其解集是空集. 例 3 如何表示方程组xy1的解集呢?xy0分析这是一个熟识的问题,但在集合的观点下,如何正确表示是一个关键. 例 4 写出x230的解集 . 分析解集含两个元素,所以写解集时要留意和例3 的区分 . 例 5 完成以下各题:名师归纳总结 分析(1)如集合Axax10. 4,求实数 a 的值;第 3 页,共 11 页(2)如3a3 ,2a,1a2,求实数 a
7、考察集合和元素之间的关系- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案2课堂练习(1)用列举法表示以下集合:xx10;N;xx 为15 的正约数;xx 为不大于 10 的正偶数;x ,y xyy2;x24x ,yx,1 2,y3,1;x ,y3 x2y16 ,xN,yyxy,3xN,yN;xRx32 x2x0(2)用描述法表示以下集合:奇数的集合;正偶数的集合;,147, 10, 13. 五、回忆小结(1)集合的概念集合、元素、属于、不属于、有限集、无限集、空集;(2)集合的表示列举法、描述法以及 Venn 图;(3)集合的元素与元素的个数;(4
8、)常用数集的记法六、作业 课本第 7 页练习 3, 4 两题名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案集合论简介数学 的一个基本的分支学科,争论对象是一般集合;集合论在数学中占有一个特殊的位置,它的基本概念已渗透到数学的全部领域;集合论或 集论 是争论 集合(由一堆抽象物件构成的整体)的数学 理论, 包含集合、 元素和成员 关系等最基本数学 概念 ;在大多数现代数学的公式化中,集合论供应了要如何描述数学物件的语言;集合论和 规律 与一阶规律 共同构成了数学的公理化基础,以未定义的“ 集合” 与“ 集合成员
9、” 等术语来形式化地建构数学物件;在朴实集合论 中,集合是被当做一堆物件构成的整体之类的自证概念;在公理化集合论 中,集合和集合成员并不直接被定义,而是先规范可以描述其性质的一些 公理 ;在此一想法之下, 集合和集合成员是有如在 欧式几何中的 点和线,而不被直接定义;对集合论的异议一开头, 有些数学家拒绝将集合论当做数学的基础,认为这只是一场含有奇幻元素的游戏;埃里特 比修普驳斥集合论是“上帝 的数学, 应当留给上帝” ;而且,路德维希 维特根斯坦 特殊对无限的操作有疑问,这也和策梅罗- 弗兰克尔集合论有关;维特根斯坦对于数学基础的观点曾被保罗 贝奈斯所批判,且被克里斯平 赖特等人亲密争论过;
10、对集合论最常见的反对看法来自结构主义者,他们认为数学是和运算些微相关着的,但朴实集合论却加入了非运算性的元素;拓朴斯理论曾被认为是传统公理化集合论的另一种挑选;拓朴斯理论可以被用来解译各种集合集的替代方案,可运算集合论等;集合论( Set theory)作用如 结构主义 、模糊集合论、 有限集合论和按现代数学观点, 数学各分支的争论对象或者本身是带有某种特定结构的集合如群、环、拓扑空间,或者是可以通过集合来定义的(如 合论可以说是整个现代数学的基础;历史自然数 、实数、 函数 );从这个意义上说,集集合论作为数学中最富制造性的宏大成果之一,是在19 世纪末由德国的康托尔 (18451918)创
11、立起来的; 但是, 它萌发、 孕育的历史却源远流长,无穷集合的早期争论 概念至少可以追溯到两千多年前;集合论是关于无穷集合和超穷数的数学理论;集合作为数学中最原始的概念之一,通常是指根据某种特点或规律结合起来的事物的总体;例如 美国国会图书馆 的全部藏书, 自然数的全体以及直线上全部点的总体等等;集合论的全部历史都是环绕无穷集合而绽开的;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案创立之前早在集合论创立之前两千多年,数学家 和哲学家们就已经接触到了大量有关无穷的问题, 古希腊 的学者最先留意并考察了它们;公
12、元前 5 世纪,埃利亚学派的 芝诺 (约公元前490前 430),一共提出 45 个悖论 ,其中关于运动的 四个悖论 :二分法悖论、 阿基里斯追龟悖论、 飞矢不动悖论与 运动场 悖论尤为闻名, 前三个悖论都与无穷直接有关;芝诺在悖论中虽然没有明确使用无穷集合的概念,但问题的实质却与无穷集合有关;在数理 哲学 中,有两种无穷方式历来为数学家和哲学家所关注,一种是无穷过程,称为潜在无穷, 一种是无穷整体,称为实在无穷;希腊哲学家亚里士多德 (前 384前 322)最先提出要把潜在的无穷和实在的无穷加以区分,这种思想在当今仍有重要意义;他认为只存在潜在无穷,如地球的年龄是潜在无穷,但任意时刻都不是实
13、在无穷;他承认 正整数 是潜在无穷的, 由于任何正整数加上 1 总能得到一个新数;对他来说, 无穷集合是不存在的;哲学权威亚里士多德把无穷限于潜在无穷之内,犹如下了一道禁令,谁敢 冒天下之大不韪,以至于影响对无穷集合的争论达两千多年之久;创立过程公元 5 世纪, 拜占庭 的普罗克拉斯 (410485)是欧几里德 几何原本 的闻名评述者;他在争论直径分圆问题时,留意到圆的一根直径分圆成两个半圆,由于直径有无穷多,所以必需有两倍无穷多的半圆;为了说明这个在很多人看来是一个冲突的问题,他指出: 任何人只能说有很大很大数目的直径或者半圆,而不能说一个实实在在无穷多的直径或者半圆,也就是说,无穷只能是一
14、种观念,而不是一个数,不能参加运算;其实,他这里是接受了亚里士多德的潜无穷的概念,而否认实无穷的概念,对这种对应关系采纳了回避的态度;到了中世纪 ,随着无穷集合的不断显现,部分能够同整体构成一一对应这个事实也就越来越明显地暴露出来; 例如,数学家们留意到把两个同心圆上的点用公共半径联结起来,就构成两个圆上的点之间的一一对应关系;近代科学的开拓者伽利略 (15641642)留意到:两个不等长的 线段 上的点可以构成一一对应;他又留意到: 正整数与它们的平方可以构成一一对应,这说明无穷大有不同的“ 数量级” ,不过伽利略认为这是不行能的;他说, 全部无穷大量都一样, 不能比较大小;到了十七世纪,数
15、学家把无穷小量引进数学,构成所谓“ 无穷小演算” , 这就是 微积分 的最早名称; 所谓积分法无非是无穷多个无穷小量加在一起,而微分法就是两个无穷小量相除;由于无穷小量运算的引进,无穷大模大样地进入数学,虽然它给数学带来前所未有的富强和进步,它的基础及其合法性仍旧受到很多数学家的质疑,他们对无穷仍旧心存疑虑,这方面以“ 数学家之王”高斯(17771855)的看法为代表; 高斯是一个潜在无穷论者, 他在 1831 年 7 月 12 日给他的伴侣 舒马赫 尔的信中说“ 我必需最最剧烈地反对你把无穷作为一完成的东西来使用,由于这在数学中是从来不答应的;无穷只不过是一种谈话方式, 它是指一种极限,某些
16、比值可以任意地靠近它,而另一些就容许没有限制地增加;” 这里极限概念只不过是一种潜在的无穷过程;这里高斯反对那些哪怕是有时用一些无穷的概念, 甚至是无穷的记号的人,特殊是当他们把它当成是一般数一样来考虑时;法国大数学家 柯西(17891857)也同他的前人一样,不承认无穷集合的存在;他认为部分同整体构成一一对应是 自相冲突 的事;过程艰辛名师归纳总结 科学家 们接触到无穷, 却又无力去把握和熟识它,这的确是向人类提出的尖锐挑战;正第 6 页,共 11 页如大卫希尔伯特 (18621943)在他的 1926 年论无穷的讲演中所说的那样:“ 没有- - - - - - -精选学习资料 - - -
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