2022年2022年集合与函数的概念 .pdf
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1、第一章集合与函数的概念龙港高中林长豪课题: 1.1 集合1.1.1 集合的含义与表示教材分析:集合概念及其基本理论,称为集合论,是近、现代数学的一个重要的基础,一方面,许多重要的数学分支,都建立在集合理论的基础上。另一方面,集合论及其所反映的数学思想,在越来越广泛的领域种得到应用。课型:新授课教学目标:(1)通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系、集合相等的含义;(2)能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用;教学重点:集合的基本概念与表示方法;教学难点:运用集合的两种常用表示方法列举法与描述法,正确表示一些简单的集合;教
2、学过程:引入课题引例:(数学家和牧民的故事)牧民非常喜欢数学,但不知道集合是什么,于是他请教一位数学家 集合是不定义的概念,数学家很难回答牧民的问题有一天他来到牧场,看到牧民正把羊往羊圈里赶,等到牧民把全部羊赶入羊圈关好门数学家灵机一动,高兴地告诉牧民: “你看这就是集合! ”:军训时当教官一声口令:“高一( 4)班同学到操场集合”在这里, 集合是我们常用的一个词语,我们感兴趣的是问题中某些特定对象的总体,而不是个别的对象,为此,我们将学习一个新的概念集合(宣布课题),即是一些研究对象的总体。阅读课本P2-P3内容新课教学(一)集合的有关概念集合理论创始人康托尔称集合为一些确定的、不同的东西的
3、全体,人们能意识到这些东西,并且能判断一个给定的东西是否属于这个总体。一般地,研究对象统称为元素(element ) ,一些元素组成的总体叫集合(set) ,也简称集。思考 1:课本 P3 的思考题,并再列举一些集合例子和不能构成集合的例子,对学生的例子予以讨论、点评,进而讲解下面的问题。关于集合的元素的特征(1)确定性:设A 是一个给定的集合,x 是某一个具体对象,则或者是A 的元素,或者不是 A 的元素,两种情况必有一种且只有一种成立。(2)互异性:一个给定集合中的元素,指属于这个集合的互不相同的个体(对象),因此,同一集合中不应重复出现同一元素。(3)集合相等:构成两个集合的元素完全一样
4、元素与集合的关系;(1)如果 a 是集合 A 的元素,就说a 属于( belong to)A,记作 aA (2)如果 a 不是集合 A 的元素,就说a不属于( not belong to )A,记作 aA(举例)常用数集及其记法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - 非负整数集(或自然数集),记作 N 正整数集,记作N*或 N+;整数集,记作Z 有理数集,记作Q 实数集,记作R (二)集合的表示方法我们可以用自然语言来
5、描述一个集合,但这将给我们带来很多不便,除此之外还常用列举法和描述法来表示集合。列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内。如: 1,2,3,4,5,x2, 3x+2,5y3-x, x2+y2,, ;例 1 (课本例1)思考 2, (课本 P4思考 )引入描述法说明:集合中的元素具有无序性,所以用列举法表示集合时不必考虑元素的顺序。描述法:把集合中的元素的公共属性描述出来,写在大括号内。具体方法: 在大括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征。如: x|x-32 ,(x,y)|y=x2+1 ,x|x 是直角三角形
6、,, ;例 2 (课本例2)说明: (课本 P5最后一段)思考 3: (课本 P5思考)强调:描述法表示集合应注意集合的代表元素(x,y)|y= x2+3x+2 与 y|y= x2+3x+2 不同。辨析:这里的 已包含“所有”的意思,所以不必写x|x 是全体整数 。下列写法 x|x 是实数集,R也是错误的。说明: 列举法与描述法各有优点,应该根据具体问题确定采用哪种表示法,要注意,一般集合中元素较多或有无限个元素时,不宜采用列举法。(三)课堂练习(课本P5 练习)归纳小结本节课从实例入手,非常自然贴切地引出集合与集合的概念,并且结合实例对集合的概念作了说明,然后介绍了集合的常用表示方法,包括列
7、举法、描述法。作业布置书面作业:习题1.1,第 1- 4 题板书设计(略)课题 :1.1.2 集合间的基本关系教材分析:类比实数的大小关系引入集合的包含与相等关系了解空集的含义课型:新授课教学目的:( 1)理解集合之间的包含、相等关系的含义;(2)理解子集、真子集的概念;(3)能利用Venn 图表达集合间的关系;(4)理解空集的含义。教学重点:子集与空集的概念;用Venn图表达集合间的关系。教学难点:弄清元素与子集、属于与包含之间的区别;教学过程:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
8、- - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 一、引入课题复习元素与集合的关系属于与不属于的关系,填以下空白:(1)0 N; (2)Q; (3)-1.5 R 类比实数的大小关系,如52,B=x|x5 ,并表示A、B 的关系;课堂练习归纳小结,强化思想两个集合之间的基本关系只有“包含”与“相等”两种,可类比两个实数间的大小关系,同时还要注意区别“属于”与“包含”两种关系及其表示方法;作业布置书面作业:习题1.1 第 5 题名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
9、- 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 提高作业:已知集合,且满足,求实数的取值范围。设集合,试用 Venn 图表示它们之间的关系。板书设计(略)课题: 1.3 集合的基本运算(一)教学目的:( 1)理解两个集合的并集与交集的的含义,会求两个简单集合的并集与交集;(2)能用 Venn图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用。课型:新授课教学重点:集合的交集与并集的概念;教学难点:集合的交集与并集“是什么”, “为什么”, “怎样做”;教学过程:引入课题我们两个实数除了可以比较大小外,还可以进行加法运算,类比实数的加法运算,两个集合是否也可以“相加”呢?
10、观察下列各个集合,你能说出集合C与集合 A、B 之间的关系吗?(1)A=1,2,3,4,5,B=2,5,8,9,C=2,5 (2) A=1,2,3,4,5,B=2,5,8,9,C=1,2,3,4,5,8,9 引入并集、交集概念。新课教学并集一般地,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 (Union)记作: A B 读作:“A 并 B”即:A B=x|xA,或 xB Venn 图表示:说明:两个集合求并集,结果还是一个集合,是由集合A 与 B 的所有元素组成的集合(重复元素只看成一个元素)。例题( P9-10 例 4、例 5)说明:连续的(用不等式表示的)实
11、数集合可以用数轴上的一段封闭曲线来表示。问题:在上图中我们除了研究集合A 与 B 的并集外,它们的公共部分(即问号部分)还应是我们所关心的,我们称其为集合A 与 B的交集。交集一般地,由属于集合A 且属于集合B 的元素所组成的集合,叫做集合A 与 B 的交集(intersection ) 。记作: A B 读作: “A 交 B”即:AB=x| A,且 xB 交集的 Venn 图表示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - -
12、 说明:两个集合求交集,结果还是一个集合,是由集合A 与 B的公共元素组成的集合。例题( P9-10 例 6、例 7)拓展:求下列各图中集合A 与 B的并集与交集说明:当两个集合没有公共元素时,两个集合的交集是空集,而不能说两个集合没有交集求集合的并、 交是集合间的基本运算,运算结果仍然还是集合,区分交集与并集的关键是“且”与“或” ,在处理有关交集与并集的问题时,常常从这两个字眼出发去揭示、挖掘题设条件,结合 Venn 图或数轴进而用集合语言表达,增强数形结合的思想方法。集合基本运算的一些结论:(AB)A, (AB)B,A A=A, A=,AB=BA A(AB) ,B(AB) ,AA=A,A
13、=A,AB=BA 若 AB=A,则 AB,反之也成立若 AB=B,则 AB,反之也成立若 x( AB) ,则 xA 且 xB 若 x( AB) ,则 xA,或 x B 三、课堂练习P11、13 四、作业布置:略课题: 1.3 集合的基本运算(二)教学目的:(1)理解全集以及在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;(3)能用 Venn图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用。课型:新授课教学重点:集合的全集、补集的概念;教学难点:集合的全集、补集以及求集合中元素个数问题。教学过程:引入课题问:我班全体同学有一部分参加了校运动会,在这个问题需关注的集合有几个?二、新课
14、教学全集、补集全集: 一般地, 如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集( Universe) ,通常记作U。补集:对于全集U 的一个子集A,由全集U 中所有不属于集合A 的所有元素组成的集合称为集合 A 相对于全集U 的补集( complementary set ),简称为集合A 的补集,记作: CUA 即: CUA=x|xU 且 xA 补集的 Venn 图表示说明:补集的概念必须要有全集的限制例题( P12 例 8、例 9)例 10、设全集U=-1,1,a2-2a-3, A=1, |b|-3 若: CUA=5, 求 a, b 的值求集合的补集运算,运算结果仍
15、然还是集合,在处理有关交集与并集、补集的问题时, 常常从这两个字眼出发去揭示、挖掘题设条件,结合Venn 图或数轴进而用集合语言表达,增强名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - 数形结合的思想方法。补集的结论:(CUA) A=U, (CUA) A= 4元素个数问题:card(AB)=card(A)+card(B)-card(AB) 例 8、 (1)开运动会时 ,高一某班共有28 名同学参加比赛,有 15 人参加游泳比赛
16、,有 8 人参加田径比赛 ,有 14 人参加球类比赛,同时参加游泳和田径比赛的有3 人, 同时参加游泳和球类比赛的有3 人 ,没有人同时参加三项比赛,那么同时参加球类和田径比赛的有几人?只参加游泳一项比赛的有几人? 设 S=1, 2, 3, 4, 5 , A B=2 , (CSA) B=4,(CSA) (CSB)=1, 5 ,求集合A 和 B。课堂练习P11、4 作业布置;略课题: 1.2.1 函数的概念(一)教材分析: 函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型高中阶段不仅把函数看成变量之间的依赖关系,同时还用集合与对应的语言刻画函数,高中阶段更注重函数模型化的思想教学目的: (1) 通过丰富
17、实例, 进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型,在此基础上学习用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用;(2)了解构成函数的要素;(3)会求一些简单函数的定义域和值域;教学重点:理解函数的模型化思想,用合与对应的语言来刻画函数;教学难点:符号“y=f(x)”的含义,及函数的定义教学过程:引入课题复习初中所学函数的概念,强调函数的模型化思想;阅读课本引例,体会函数是描述客观事物变化规律的数学模型的思想:(1)炮弹的射高与时间的变化关系问题;(2)南极臭氧空洞面积与时间的变化关系问题;(3) “八五”计划以来我国城镇居民的恩格尔系数与时间的变化关系问题备用实例
18、:我国 2003 年 4 月份非典疫情统计:日期22 23 24 25 26 27 28 29 30 新增确诊病例数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - 106 105 89 103 113 126 98 152 101 引导学生应用集合与对应的语言描述各个实例中两个变量间的依赖关系;根据初中所学函数的概念,判断各个实例中的两个变量间的关系是否是函数关系新课教学(一)函数的有关概念1函数的概念:设 A、B是非空的数集
19、,如果按照某个确定的对应关系f,使对于集合A 中的任意一个数x,在集合 B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:AB 为从集合A 到集合 B的一个函数( function ) 记作:y=f(x),xA其中, x 叫做自变量, x 的取值范围A 叫做函数的定义域(domain) ;与 x 的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合f(x)| x A 叫做函数的值域(range) 注意:“y=f(x)”是函数符号,可以用任意的字母表示,如“y=g(x)” ;函数符号“ y=f(x)”中的 f(x)表示与 x 对应的函数值,一个数,而不是f 乘 x构成函数的三要素:定义域、对应关系和值域3一
20、次函数、二次函数、反比例函数的定义域和值域讨论(由学生完成,师生共同分析讲评)(二)典型例题1求函数定义域课本 P20 例 1 解: (略)说明:函数的定义域通常由问题的实际背景确定,如果课前三个实例;如果只给出解析式y=f(x),而没有指明它的定义域,则函数的定义域即是指能使这个式子有意义的实数的集合;函数的定义域、值域要写成集合或区间的形式巩固练习:课本P22 第 1 题2判断两个函数是否为同一函数课本 P21 例 2 解: (略)说明:构成函数三个要素是定义域、对应关系和值域由于值域是由定义域和对应关系决定的,所以,如果两个函数的定义域和对应关系完全一致,即称这两个函数相等(或为同一函数
21、)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 两个函数相等当且仅当它们的定义域和对应关系完全一致,而与表示自变量和函数值的字母无关。巩固练习:课本 P22 第 2 题判断下列函数f( x)与 g(x)是否表示同一个函数,说明理由?(1)f ( x ) = (x 1) 0;g ( x ) = 1 (2)f ( x ) = x; g ( x ) = (3)f ( x ) = x 2;f ( x ) = (x + 1) 2 (4
22、)f ( x ) = | x | ;g ( x ) = (三)课堂练习求下列函数的定义域(1)(2)(3)(4)归纳小结,强化思想从具体实例引入了函数的的概念,用集合与对应的语言描述了函数的定义及其相关概念,介绍了求函数定义域和判断同一函数的典型题目。作业布置课题: 1.2.1 函数的概念(二)教材分析: 函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型高中阶段不仅把函数看成变量之间的依赖关系,同时还用集合与对应的语言刻画函数,高中阶段更注重函数模型化的思想教学目的: (1) 通过丰富实例, 进一步体会函数是描述变量之间的依赖关系的重要数学模型,在此基础上学习用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系
23、在刻画函数概念中的作用;(2)了解构成函数的要素;(3)会求一些简单函数的定义域和值域;(4)能够正确使用“区间”的符号表示某些函数的定义域;教学重点:区间的概念,求函数的定义域和值域教学难点:符号“y=f(x)”的含义,函数定义域和值域的区间表示;教学过程:复习函数的概念函数的三要素定义域、值域同一函数的判断依据新课教学1区间的概念在研究函数时 ,常常用到区间的概念,它是数学中常用的述语和符号. 设 a,bR ,且 ab.我们规定:满足不等式axb 的实数 x 的集合叫做闭区间,表示为a,b;满足不等式axb 的实数 x 的集合叫做开区间,表示为(a,b) ;满足不等式axb 或 axb 的
24、实数 x 的集合叫做半开半闭区间,分别表示为a,b) ,(a,b. (1)区间的分类:开区间、闭区间、半开半闭区间;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 19 页 - - - - - - - - - (2)无穷区间;(3)区间的数轴表示举例让学生写区间(二)典型例题1求函数值域解: (略)说明:函数的定义域通常由问题的实际背景确定,如果课前三个实例;如果只给出解析式y=f(x),而没有指明它的定义域,则函数的定义域即是指能使这个式子有意义的实数的集合;函数的定义
25、域、值域要写成集合或区间的形式2例 2已知,则由此你能发现什么一般结论?解: (略)说明:(三)课堂练习P19、 T2 归纳小结,强化思想求函数常用的方法比如配方法,换元法所解决的类型,引入了区间的概念来表示集合。作业布置课题: 1.2.2 函数的表示法(一)教学目的:( 1)明确函数的三种表示方法;(2)在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法表示函数;(3)通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用;(4)纠正认为“y=f(x)”就是函数的解析式的片面错误认识教学重点:函数的三种表示方法,分段函数的概念教学难点: 根据不同的需要选择恰当的方法表示函数,什么才算“恰当”?分段函数的表
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