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1、 集合的基本运算(第 2 课时)(一)教学目标 1知识与技能(1)了解全集的意义.(2)理解补集的含义,会求给定子集的补集.2过程与方法 通过示例认识全集,类比实数的减法运算认识补集,加深对补集概念的理解,完善集合运算体系,提高思维能力.3情感、态度与价值观 通过补集概念的形成与发展、理解与掌握,感知事物具有相对性,渗透相对的辨证观点.(二)教学重点与难点 重点:补集概念的理解;难点:有关补集的综合运算.(三)教学方法 通过示例,尝试发现式学习法;通过示例的分析、探究,培养发现探索一般性规律的能力.(四)教学过程 教学环节 教学内容 师生互动 设计意图 提出问题 导入课题 示例 1:数集的拓展
2、 示例 2:方程(x 2)(x2 3)=0 的解集.在有理数范围内,在实数范围内.学生思考讨论.挖掘旧知,导入新知,激发学习兴趣.形成概念 1全集的定义.如果一个集合含有我们所研究问题中涉及的所有元素,称这个集合为全集,记作U.示例 3:A=全班参加数学兴趣小组的同学,B=全班设有参师:教学学科中许多时候,许 多问题都是在某一范围内进行研究.如实例 1 是在实数集范围内不断扩大数集.实例 2:在有理数范围内求解;在实数范围合作交流,探究新知,了解全集、补集的含义.加数学兴趣小组的同学,U=全班同学,问U、A、B三个集关系如何.2补集的定义 补集:对于一个集合A,由全集U中不属于集合A的所有元素
3、组成的集合称为集合A相对于全集U的补集,记作UA.即UA=x|xU,且xA,Venn 图表示 内求解.类似这些给定的集合就是全集.师生合作,分析示例 生:U=AB,U中元素减去A中元素就构成B.师:类似这种运算得到的集合B称为集合A的补集,生师合作交流探究补集的概念.应用举例 深化概念 例 1 设U=x|x是小于 9的正整数,A=1,2,3,B=3,4,5,6,求UA,UB.例 2 设全集U=x|x是三角形,A=x|x是锐角三角形,B=x|x是钝角三角形.求AB,U(AB).学生先尝试求解,老师指导、点评.例 1 解:根据题意可知,U=1,2,3,4,5,6,7,8,所以 UA=4,5,6,7
4、,8,UB=1,2,7,8.例 2 解:根据三角形的分类可知 AB=,AB=x|x是锐角三角形或钝角三角形,U(AB)=x|x是直角三角形.加深对补集概念的理解,初步学会求集合的补集.性质探究 补集的性质:A(UA)=U,A(UA)=.练习 1:已知全集U=1,2,3,4,5,6,7,A=2,4,5,B=1,3,师:提出问题 生:合作交流,探讨 师生:学生说明性质、成立的理由,老师点评、阐述.师:变式练习:求AB,求U(A能力提升.探究补集的性质,提高学生的归纳能力.A UA U 5,7,求A(UB),(UA)(UB).总结:(UA)(UB)=U(AB),(UA)(UB)=U(AB).B)并比
5、较与(UA)(UB)的结果.解:因为UA=1,3,6,7,UB=2,4,6,所以A(UB)=2,4,(UA)(UB)=6.应用举例 例 2 填空(1)若S=2,3,4,A=4,3,则SA=.(2)若S=三角形,B=锐角三角形,则SB=.(3)若S=1,2,4,8,A=,则SA=.(4)若U=1,3,a2+3a+1,A=1,3,UA=5,则a .(5)已知A=0,2,4,UA=1,1,UB=1,0,2,求B=.(6)设全集U=2,3,m2+2m 3,A=|m+1|,2,UA=5,求m.(7)设全集U=1,2,3,4,A=x|x2 5x+m=0,xU,求UA、m.师生合作分析例题.例 2(1):主
6、要是比较A及S的区别,从而求SA.例 2(2):由三角形的分类找B的补集.例 2(3):运用空集的定义.例 2(4):利用集合元素的特征.综合应用并集、补集知识求解.例 2(7):解答过程中渗透分类讨论思想.例 2(1)解:SA=2 例 2(2)解:SB=直角三角形或钝角三角形 例 2(3)解:SA=S 例 2(4)解:a2+3a+1=5,a=4 或 1.例 2(5)解:利用韦恩图由A设UA 先求U=1,0,1,2,4,再求B=1,4.进一步深化理解补集的概念.掌握补集的求法.例 2(6)解:由题m2+2m 3=5 且|m+1|=3,解之m=4 或m=2.例 2(7)解:将x=1、2、3、4
7、代入x2 5x+m=0 中,m=4 或m=6,当m=4 时,x2 5x+4=0,即A=1,4,又当m=6 时,x2 5x+6=0,即A=2,3.故满足条件:UA=1,4,m=4;UB=2,3,m=6.归纳总结 1全集的概念,补集的概念.2UA=x|xU,且xA.3补集的性质:(UA)A=U,(UA)A=,U=U,UU=,(UA)(UB)=U(AB),(UA)(UB)=U(AB)师生合作交流,共同归纳、总结,逐步完善.引导学生自我回顾、反思、归纳、总结,形成知识体系.课后作业 学生独立完成 巩固基础、提升能力 备选例题 例 1 已知A=0,2,4,6,SA=1,3,1,3,SB=1,0,2,用列
8、举法写出集合B.【解析】A=0,2,4,6,SA=1,3,1,3,S=3,1,0,1,2,3,4,6 而SB=1,0,2,B=S(SB)=3,1,3,4,6.例 2 已知全集S=1,3,x3+3x2+2x,A=1,|2x 1|,如果SA=0,则这样的实数x是否存在?若存在,求出x;若不存在,请说明理由.【解析】SA=0,0S,但 0A,x3+3x2+2x=0,x(x+1)(x+2)=0,即x1=0,x2=1,x3=2.当x=0 时,|2x 1|=1,A中已有元素 1,不满足集合的性质;当x=1 时,|2x 1|=3,3S;当x=2 时,|2x 1|=5,但5S.实数x的值存在,它只能是1.例
9、3 已知集合S=x|1x7,A=x|2x5,B=x|3x7.求:(1)(SA)(SB);(2)S(AB);(3)(SA)(SB);(4)S(AB).【解析】如图所示,可得 AB=x|3x5,AB=x|2x7,SA=x|1x2,或 5x7,SB=x|1x37.由此可得:(1)(SA)(SB)=x|1x27;(2)S(AB)=x|1x27;(3)(SA)(SB)=x|1x3x|5x7=x|1x3,或5x7;(4)S(AB)=x|1x3x|5x7=x|1x3,或 5x7.例 4 若集合S=小于 10 的正整数,AS,BS,且(SA)B=1,9,AB=2,(SA)(SB)=4,6,8,求A和B.【解析】由(SA)B=1,9可知 1,9A,但 1,9B,由AB=2知,2A,2B.由(SA)(SB)=4,6,8知 4,6,8A,且 4,6,8B 下列考虑 3,5,7 是否在A,B中:若 3B,则因 3AB,得 3A.于是 3SA,所以 3(SA)B,这与(SA)B=1,9相矛盾.故 3B,即 3(SB),又3(SA)(SB),3(SA),从而 3A;同理可得:5A,5B;7A,7B.故A=2,3,5,7,B=1,2,9.评注:此题 Venn 图求解更易.
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