人教版高一数学(上册)教案.pdf
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1、课题:1.1填 合 的 含 义 及 表5:内容分析:1.集合是中学数学的个重要的基本概念.在小学数学中,就渗透了集合的初步概念,到了初中,更进一步应用集合的语言表述一些问题.例如,在代数中用到的有数集、解集等;在儿何中用到的有点集.至于逻辑,可以说,从开始学习数学就离不开对逻辑知识的掌握和运用,基本的逻辑知识在日常生活、学习、工作中,也是认识问题、研究问题不可缺少的工具.这些可以帮助学生认识学习本章的意义,也是本章学习的基础.把集合的初步知识与简易逻辑知识安排在高中数学的最开始,是因为在高中数学中,这些知识与其他内容有着密切联系,它们是学习、掌握和使用数学语言的基础.例如,下一章讲函数的概念与
2、性质,就离不开集合与逻辑.本节首先从初中代数与几何涉及的集合实例入手,引出集合与集合的元素的概念,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,包括列举法、描述法,还给出了画图表示集合的例子.这节课主要学习全章的引言和集合的基本概念.学习引言是引发学生的学习兴趣,使学生认识学习本章的意义.本节课的教学重点是集合的基本概念.集合是集合论中的原始的、不定义的概念.在开始接触集合的概念时,主要还是通过实例,对概念有一个初步认识.教科书给出的“一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集这句话,只是对集合概念的描述性说明.教学过程:一、复习引入:1 .简介数集的发展,复习
3、最大公约数和最小公倍数,质数与和数;2 .教材中的章头引言;3 .集合论的创始人康托尔(德国数学家)(见附录);4.“物以类聚”,“人以群分”;5 .教材中例子(P4).二、讲解新课:阅读教材第一部分,问题如下:(1)有那些概念?是如何定义的?(2)有那些符号?是如何表示的?(3)集合中元素的特性是什么?(-)集合的有关概念:由一些数、一些点、一些图形、一些整式、些物体、一些人组成的.我们说,每一组对象的全体形成一个集合,或者说,某些指定的对象集在一起就成为一个集 合,也简称集.集合中的每个对象叫做这个集合的元素.定义:一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合.1、集合的概念(1)集合:某
4、些指定的对象集在一起就形成一个集合(简称集).(2)元素:集合中每个对象叫做这个集合的元素.2、常用数集及记法(1)非 负 整 数 集(自然数集):全 体 非 负 整 数 的 集 合.记 作 N,N =0,1,2,(2)正整数集:非负整数集内排除0的集.记作N*或 N+N*=1,2,3,(3)整数集:全体整数的集合.记作Z,Z =0,L 2,(4)有理数集:全体有理数的集合.记作Q ,。=整数与分数(5)实数集:全体实数的集合.记作RR=数轴上所有点所对应的数注:(1)自然数集与非负整数集是相同的,也就是说,自然数集包括数 0.(2)非负整数集内排除0的集.记作N*或 N+.Q、Z、R等其它数
5、集内排除0的集,也是这样表示,例如,整数集内排除0的集,表示成Z*3、元素对于集合的隶属关系(1)属于:如果a 是集合A的元素,就说a 属于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A,记作。任44、集合中元素的特性(1)确定性:按照明确的判断标准给定一个元素或者在这个集合里,或者不在,不能模棱两可.(2)互异性:集合中的元素没有重复.(3)无序性:集合中的元素没有一定的顺序(通常用正常的顺序写出)5、集合通常用大写的拉丁字母表示,如 A、B、C、P、Q元素通常用小写的拉丁字母表示,如 a、b、c、p、q “W”的开口方向,不能把aGA颠倒过来写.(二)集合的表示方法
6、1、列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内表示集合.例如,由方程/-1=0的所有解组成的集合,可以表示为-1,1 注:(1)有些集合亦可如下表示:从5 1至IJ 1 0 0的所有整数组成的集合:5 1,5 2,5 3,1 0 0)所有正奇数组成的集合:1,3,5,7,(2)a与 a 不同:a表示一个元素,a 表示一个集合,该集合只有一个元素.2、描述法:用确定的条件表示某些对象是否属于这个集合,并把这个条件写在大括号内表示集合的方法.格式:x e A|P (x)含义:在集合A中满足条件P (x)的x的集合.例如,不等式x-3 2的解集可以表示为:x e R|x-3 2 或 x|x-3
7、 2 .所有直角三角形的集合可以表示为:x|x是直角三角形注:(1)在不致混淆的情况下,可以省去竖线及左边部分.如:直角三角形;大 于1()4的实数(2)错误表示法:实数集;全体实数3、文氏图:用一条封闭的曲线的内部来表示一个集合的方法.4、何时用列举法?何时用描述法?有些集合的公共属性不明显,难以概括,不便用描述法表示,只能用列举法.如:集合 1,3 x+2,5 V -X,1 +2 有些集合的元素不能无遗漏地一一列举出来,或者不便于、不需要一一-列举出来,常用描述法.如:集合(x,y)|y =x 2+i ;集合 1 0 0 0以内的质数例 集合(x,y)|y-x2+1 与集合 y|y =/+
8、1 是同一个集合吗?答:不是.因为集合(x,y)|y =/+1 是抛物线y =/+1上所有的点构成的集合,集合 y|y=x 2+l =y|j 1 是函数y =/+1的所有函数值构成的数集.(三)有限集与无限集1、有限集:含有有限个元素的集合.2、无限集:含有无限个元素的集合.3、空集:不含任何元素的集合.记作,如:%7?|x2+1 =0 课题:1.2孑集全集补集内容分析在研究数的时候,通常都要考虑数与数之间的相等与不相等(大于或小于)关系,而对于集合而言,类似的关系就是“包含”与“相等”关系.本节讲子集,先介绍集合与集合之间的“包含”与“相等”关系,并引出子集的概念,然后,对比集合的“包含”与
9、“相等”关系,得出真子集的概念以及子集与真子集的有关性质.本节课讲重点是子集的概念,难点是弄清元素与子集、属于与包含之间的区别.教学过程:一、复习引入:(1)回答概念:集合、元素、有限集、无限集、空集、列举法、描述法、文氏图.(2)用列举法表示下列集合:x|x3-2x2-x +2 =0 -1,1,2数字和为5的两位数 1 4,2 3,3 2,4 1,5 0)用描述法表示集合:1,x|x =L e N*且W 5 2 3 4 5 n(4)集合中元素的特性是什么?(5)用列举法和描述法分别表示:“与2相 差3的所有整数所组成的集合”x e Z|元一2|=3 -1,5 问题:观察下列两组集合,说出集合
10、A与集合B的关系(共性)(1)A=1,2,3 ,B=1,2,3,4,5(2)A=N,B=Q(3)A=-2,4 ,B =x|x2-2 x-8 =0(集合A中的任何一个元素都是集合B的元素)二、讲解新课:(-)子集1定义:Q)子集:一般地,对于两个集合A与B,如果集合A的任何一个元素都是集合B的元素,我们就说集合A包含于集合B,或集合B包含集 合A.记作:A Q 8或6 3A,A u B 或 B z A读作:A包含于B或B包 含A若任意x e A n x e B,则A q B当集合A不包含于集合B,或集合B不包含集合A时,则记作A%B或B卫A注:A G 8有两种可能(1)A是B的一部分,;(2)A
11、与B是同一集合.(2)集合相等:一般地,对于两个集合A与B,如果集合A的保四一个元素都是集合B的元素,同时集合B的任何一个元素都是集合A的元素,我们就说集合A等于集合B,记作A=B.(3)真子集:对于两个集合A与B,如果AQ 8,并且A H 8,我们就说集合A是集合B的真子集,记作:A B B或B壬A,读作A真包含于B或B真包含A.(4)子集与真子集符号的方向如4GB与B 2 A同义;A G 3与A2B不同(5)空集是任何集合的子集.Q A空集是任何非空集合的真子集.&A若A#,则屋A任何一个集合是它本身的子集.A c A(6)易混符号“e ”与“=:元素与集合之间是属于关系;集合与集合之间是
12、包含关系.如 l e N,-l任 N,N q R,q R,l q 1,2,3 0 与:0 是含有一个元素0的集合,中是不含任何元素的集合如.0 .不能写成=0 ,o e 0 全集与补集1补集:一般地,设S是一个集合,A是S的一个子集(即A =S),由S中所有不属于A的元素组成的集合,叫做S中子集A的 补 集(或余集),记作C.4,即CSA=x|x e S,且x仁 A2、性质:Cs(CSA)=A ,C s S=。,C s 0=S3、全集:如果集合S含有我们所要研究的各个集合的全部元素,这个集合就可以看作一个全集,全集通常用U表示.课 题:1.3 交 集、交 集内容分析这小节研究集合的运算,即集合
13、的交与并,本节课的重点是交集与并集的概念,难点是弄清交集与并集的概念,符号之间的区别与联系.教学过程:一、复习引入:1.说 出 C s A 的意义.2.填空:若全集 U=x|0Wx6,XSZ,A=1,3,5,B=1,4 ,那么Cb.A=0,2,4 CyB=0,2,3,53.已知6 的正约数的集合为A=1,2,3,6,10的正约数为B=1,2,5,1 0 ,那么6 与 10的正公约数的集合为C=.(答:C=1,2)4.观察下面两个图的阴影部分,它们同集合A、集 合 B 有什么关系?B A佟|1图 2如上图,集合A 和 B 的公共部分叫做集合A 和集合B 的交(图 1 的阴影部分),集合A 和 B
14、 合并在一起得到的集合叫做集合A 和集合B 的 并(图2 的阴影部分).观察问题3 中 A、B、C 三个集合的元素关系易知,集合C=1,2是由所有属于集合A 且属于集合B 的元素所组成的,即集合C 的元素是集合A、B 的公共元素,此时,我们就把集合C 叫做集合A 与 B 的交集,这是今天我们要学习的一个重要概念.问题:观察下列两组集合,说出集合A 与集合B 的 关 系(共性)(1)A=1,2,3,B=1,2,3,4,5(2)A=N,B=Q(3)A=-2,4,B=x|x2-2 x-8=0(集合A 中的任何一个元素都是集合B 的元素)二、讲解新课:1.交集的定义一般地,由所有属于A 且属于B 的元
15、素所组成的集合,叫做A,B的交集.记作A p|B (读 作 A 交 B ),B P A A B=x|x A,且 xB.如:1,2,3,6 0 1,2,5,1 0 =1,2.又如:A=a,b,c,d,e,B=c,d,e,f.则 A fi B=c,d,e.2.并集的定义一般地,由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,叫做A,B的并集.记作:AUB(读作 以 并 B ),即 AUB=X|XCA,或 xeB).如:1,2,3,6 U 1,2,5,1 0 =1,2,3,5,6,1 0).3、交集、并集的性质用文图表示(1)若 A =B,则 A U B=B,A L lB=B(2)若A G B 则
16、A|B=A ADB=A若 A=B,则 A 口 A=A A U A=A(4)若 A,B 相交,有公共元素,但不包含则 ADB BAUBA,AUBBB(5)若A,B 无公共元素,则 An B=O(学生思考、讨论、分析:从图中你能看出那些结论?):从图中观察分析、思考、讨论,完全归纳以下性质,并用集合语言证明:1 .交集的性质(l)A P l A=A A l)中=力,A p|B=B n A (2)A C|Be A,A fi B c B.2.并集的性质(1)A U A=A (2)A U O=A (3)A|JB=BUA(4)A U B 2 A,A U Bq B联系交集的性质有结论:AAB C A C A
17、UB.3 .德摩根律:(Q A)A (CUB)=CU(A U B),(CUA)U (C uB 尸C u(A nB)(可以用韦恩图来理解).结合补集,还有AU(CUA)=U,A P I (CUA)=-2 ,B=x|x-2 fl x|x 3 =x|-2 x 3.例 2 设 人=x|x是等腰三角形,B=x|x是直角三角形,求 A C I B.解:AB=x|x是等腰三角形 fl x|x是直角三角形=x|x是等腰直角三角形.例 3 A=4,5,6,8 ,B=3,5,7,8 ,求 A lj B.解:AUB=3,4,5,6,7,8.例 4设 人=x|x是锐角三角形,B=x|x是钝角三角形,求A U B.解:
18、AUB=x|x是锐角三角形 U x|x是钝角三角形=x|x是斜三角形.例 5 设 A=x|-l x 2,B=x|l x 3 ,求 A U B.解:AU B=x|-l x 2 U x|1 x 3 =x|-l xa ,若An B=,求实数a的取值范围.解:a三2例 4 集合 M=(x,y)I x y I=l,x 0),N=(x,y)|x y=-集,求 M U N.解:M U N=(x,y)|x y=T,或 x y=l(x 0).例 5 已知全集 U=x|x 2-3x+2 2 0,A=x|x-2|l ,B=|x|-o|.求 G A,Q B,AAB,API (Q B),(G A)DB.解:*.*U=x
19、|X2-3X+2 0 =x I x l =x|x 3,B=|x|-o|=x|x Wl 或 x 2.,.C i A=x|x =1或2 x 3)C u B=x|x =2 Ar i B=A=x|x 3,=x|x 3,A n (Q B)=。(G A)A B=2 x|x =1或2 x 5 3是15的约数 0.7是整数是真命题,是假命题反例:3是15的约数吗?x8都不是命题,不涉及真假(问题)无法判断真假“这是一棵大树”;“xV 2”.都 不 能 叫 命 题.由 于“大树”没有界定,就不能判断“这是一棵大树”的 真 假.由 于x是未知数,也不能判断“x 2”是否成立.注意:初中教材中命题的定义是:判断一件
20、事情的句子叫做命题;这里的定义是:可以判断真假的语句叫做命题.说法不同,实质是一样的.判断命题的关键在于能不能判断其真假,即能不能判断其是否成立;不能判断真假的语句,就不是命题.与命题相关的概念是开语句.例如,x0的解集 x x 3且:不 等 式 X2_X-60 的解集 x|-2 x-2 且 x2”,其显然为真.小结:非 p 复合命题判断真假的方法当 p 为真时,非 p 为假;当 p 为假时,非 p 为真,即“非 p”形式的复合命题的真假与p 的真假相反,可用下表表示P非 P真假假真2.“p 且 q”形式的复合命题例 2.如果p 表 示“5 是 10的约数”,q 表 示“5 是 15的约数”,
21、r 表示“5 是 8 的约数”,试写出p 且 q,P 月 的复合命题,并判断其真假,然后归纳出其规律.解:p 月 一 q 即“5 是 10的约数且是15的约数”为 真(p、q 为真);p 且 r 即“5 是 10的约数且是8 的约数”为 假(r 为假)小结:“p 且 q”形式的复合命题真假判断当 p、q 为真时,p 且 q 为真;当 p、q 中至少有一个为假时,p 且 q 为假.可用下表表示Pqp 且 q真真真真假假假真假假假假3.“p 或 q”形式的复合命题:例 3.如果p 表 示“5 是 12的约数”q 表 示“5 是 15的约数”,r 表示“5 是 8 的约数”,写出,p 或 r,q 或
22、 s,p 或 q 的复合命题,并判断其真假,归纳其规律.p 或 q 即“5 是 12的约数或是15的约数”为 真(p 为假、q 为真);p 或 r 即“5 是 12的约数或是8 的约数”为 假(p、r 为假)小结:“p 或 q”形式的复合命题真假判断当 p,q 中至少有一个为真时,“p 或 q”为真;当 p,q 都为假时,“p 或q”为 假.即“p 或 q”形式的复合命题,当 p 与 q 同为假时为假,其他情况时为真.可用下表表示.像上面三个及用来表示命题的真假的表叫做真值表.Pqp 或 q真真真真假真假真真假假假在真值表中,是根据简单命题的真假,判断由这些简单命题构成的复合命题的真假,而不涉
23、及简单命题的具体内容.例 4(课本第28页例2)分别指出由下列各组命题构成的“p 或 q”,“p且 q”,“非 p”形式的复合命题的真假:p:2+2=5.q:32;p:9 是质数,q:8 是 12的约数;p:1G1,2,q:1U1,2;p:巾 U0,q.4=0.解:p 或 q:2+2=5 或 32;p 且 q:2+2=5 且 32;非 p:2+2*5.:p 假 q 真,,“p 或 q”为真,“p 且 q”为假,“非 p”为真.p 或 q:9 是质数或8 是 12的约数;p 且 q:9 是质数且8 是 12的约数;非 p:9 不是质数.假 q 假,P 或 q”为假,“P 且 q”为假,“非 P”
24、为真.p 或 q:ie l,2或2;p 且 q:1G1,2且2;非 p:悭 1,2.;p 真 q 真,,“p 或 q”为真,“p 且 q”为真,“非 p”为假.p 或 q:6 U 0或 6=0;p 且 q:e U 0且=0;非 p:p则-q逆否命题:若 q 则 P4.四种命题的相互关系互逆命题、互否命题与互为逆否命题都是说两个命题的关系,若把其中一个命题叫做原命题时,另一个命题就叫做原命题的逆命题、否命题与逆否命题.因此,四种命题之间的相互关系,可用右下图表示:原命题互逆逆命题5.四种命题的真假关系若p则q互否/逆若q则p个命题的真假与其他三个命题的真假有如下互为互三条关系:否为逆否否、原命题
25、为真,它的逆命题不一定为其否命题互逆否命题、原命题为真,它的否命题不一定为其、原命题为真,它的逆否命题一定为其若|p则|q互逆若7 q则-p6.反证法:要证明某一结论A 是正确的,但不直接证明,而是先去证明A 的反面(非A)是错误的,从而断定A 是正确的.即反证法就是通过否定命题的结论而导出矛盾来达到肯定命题的结论,完成命题的论证的一种数学证明方法.7.反证法的步骤:(1)假设命题的结论不成立,即假设结论的反面成立.(2)从这个假设出发,通过推理论证,得出矛盾.(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定命题的结论正确.注意:可能出现矛盾四种情况:与题设矛盾;与反设矛盾;与公理、定理矛盾.在证明过程中
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