2019-2020学年新教材高中数学 第一章 集合与常用逻辑用语 1.1 集合 1.1.3 集合的基

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

1第2课时全集与补集(教师独具内容)课程标准:1.在具体情境中,了解全集的含义,理解补集的含义,能求(全集的)给定子集的补集.2.能用维恩图表达集合的补集.教学重点:1.补集的含义(自然语言、符号语言、图形语言).2.会求集合的补集.3.能进行简单的“交”“并”“补”混合运算.教学难点:1.求补集及补集思想的应用.2.“子”“交”“并”“补”的综合问题.【情境导学】(教师独具内容)在平面内,用定长的线段围成一个平面图形,这个图形可以是正方形,也可以是圆,还有别的什么图形吗?看数学家的回答,他用很短的一条线段围住一个点,然后说:“点在外面”.用补集的观点就能理解数学家这句话的含义吗?【知识导学】知识点一全集在研究集合与集合之间的关系时,如果所要研究的集合都是某一给定集合的子集,那么称这个给定的集合为全集,全集通常用U表示.注意:可以认为是将要研究的问题限定在一个范围内进行,这个范围以外的问题不在我们研究的范围以内,这时就有理由将所研究的这个范围视为全集.全集不是固定不变的,是相对于研究的问题而言的,如在整数范围内研究问题,Z是全集;在实数范围内研究问题,R是全集;若只讨论大于0小于5的实数,可选{x|0x5}为全集.通常也把给定的集合作为全集.知识点二补集2【新知拓展】1.求补集是集合的一种运算,其运算结果是一个集合(补集的定义就是告诉我们这个集合中的元素是什么),这种运算有两个前提,一是必须有全集,二是求补集的这个集合必须是全集的子集.2.集合的补集运算与实数的减法运算可进行类比实数集合被减数a被减集合(全集)A减数b减集合B差a-b补集∁AB很明显,同一个集合,由于全集的不同,其补集也不相同(就好像同一个数,由于被减数不同,差也不同一样).3.根据补集的定义,容易看出的性质∁UA⊆U,∁UU=∅,∁U∅=U,A∪(∁UA)=U,A∩(∁UA)=∅,∁U(∁UA)=A.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)设全集是U,集合A⊆U,若x是U中的任一元素,则要么x∈A,要么x∈∁UA,二者必居其一且只居其一.()(2)全集没有补集.()(3)同一个集合,对于不同的全集,其补集也不相同.()(4)负整数集的补集是自然数集.()(5)设全集为U,则对于任意集合A,只要A⊆U,则等式“A∪(∁UA)=U”都成立.答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√32.做一做(1)设集合U={1,2,3,4},A={1,2},B={2,4},则∁U(A∪B)=()A.{2}B.{3}C.{1,2,4}D.{1,4}(2)已知三个集合U,A,B之间的关系如图所示,则(∁UB)∩A=()A.{3}B.{0,1,2,4,7,8}C.{1,2}D.{1,2,3}答案(1)B(2)C题型一求给定集合的补集及集合的混合运算例1(1)已知全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={2,3,5,6},集合B={1,3,4,6,7},则集合A∩(∁UB)=()A.{2,5}B.{3,6}C.{2,5,6}D.{2,3,5,6,8}(2)设全集为R,A={x|3≤x7},B={x|2x10},则∁R(A∪B)=________,(∁RA)∩B=________.[解析](1)∵∁UB={2,5,8},∴A∩(∁UB)={2,5},故选A.(2)∵A∪B={x|2x10},∴∁R(A∪B)={x|x≤2或x≥10}.∵∁RA={x|x3或x≥7},∴(∁RA)∩B={x|2x3或7≤x10}.[答案](1)A(2){x|x≤2或x≥10}{x|2x3或7≤x10}金版点睛关于集合的运算要牢记法则,仔细分析各集合中的元素:(1)如果所给集合是有限集,则先把集合中的元素一一列举出来,然后结合补集的定义来求解.另外,针对此类问题,在解答过程中也常常借助维恩图来求解,这样处理相对来说比较直观、形象,且解答时不易出错.(2)如果所给集合是无限集,在解答有关集合补集问题时,则常借助数轴,先把已知集合及全集分别表示在数轴上,然后根据补集的定义求解.4(3)对于混合运算,要类比实数的加、减运算:谁在前头先算谁,有括号的先算括号里面的.[跟踪训练1](1)已知A,B均为集合U={1,3,5,7,9}的子集,且A∩B={3},(∁UB)∩A={9},则A=()A.{1,3}B.{3,7,9}C.{3,5,9}D.{3,9}(2)若全集U={x∈R|-2≤x≤2},则集合A={x∈R|-2≤x≤0}的补集∁UA为()A.{x∈R|0x2}B.{x∈R|0≤x2}C.{x∈R|0x≤2}D.{x∈R|0≤x≤2}答案(1)D(2)C解析(1)根据题意易得3∈A,9∈A.若5∈A,则5∉B(否则5∈A∩B),从而5∈∁UB,则5∈(∁UB)∩A,与题中条件矛盾,故5∉A.同理1∉A,7∉A,故A={3,9}.(2)借助数轴,如图易得∁UA={x∈R|0x≤2}.题型二探究补集的一些运算律例2试探究∁U(A∩B)与(∁UA)∪(∁UB)之间的关系.[解]先通过具体例子探究它们之间的关系.不妨令U={1,2,3,4,5,6,7,8},A={1,2,4,7},B={1,3,7,8}.易知A∩B={1,7},∁U(A∩B)={2,3,4,5,6,8}.∁UA={3,5,6,8},∁UB={2,4,5,6},(∁UA)∪(∁UB)={2,3,4,5,6,8},显然有∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).下面给出证明:先证∁U(A∩B)⊆(∁UA)∪(∁UB),设x∈∁U(A∩B),则x∉(A∩B).分三种情况:①x∈A,且x∉B;②x∉A,且x∈B;③x∉A,且x∉B.从而可以推出:①x∈∁UB;②x∈∁UA;③x∈∁UA或x∈∁UB.综上可知,x∈(∁UA)∪(∁UB),∴∁U(A∩B)⊆(∁UA)∪(∁UB).再证(∁UA)∪(∁UB)⊆∁U(A∩B),5设x∈(∁UA)∪(∁UB),则x∈∁UA或x∈∁UB,从而可推出x∉A或x∉B,即x∉(A∩B),于是x∈∁U(A∩B),∴(∁UA)∪(∁UB)⊆∁U(A∩B).根据集合相等的定义,从而有∁U(A∩B)=(∁UA)∪(∁UB).金版点睛对于一些探究性问题,可以先通过具体实例发现结论或寻找探究方向,然后给出证明,这是一种由特殊到一般的推理方法;本例用到证明集合相等的常用方法即A⊆B,且B⊆A⇔A=B[跟踪训练2]试探究∁U(A∪B)与(∁UA)∩(∁UB)之间的关系.解用维恩图表示∁U(A∪B)和(∁UA)∩(∁UB)有:∴∁U(A∪B)与(∁UA)∩(∁UB)相等.题型三利用集合间的关系求参数例3已知集合A={x|2a-2xa},B={x|1x2},且A∁RB,求a的取值范围.[解]∵∁RB={x|x≤1或x≥2}≠∅,A∁RB,∴分A=∅和A≠∅两种情况讨论.①若A=∅,此时有2a-2≥a,∴a≥2.②若A≠∅,则有2a-2a,a≤1或2a-2a,2a-2≥2.∴a≤1.综上所述,a≤1或a≥2.[条件探究]本例中若把“A∁RB”换成“A∩(∁RB)=∅”,则a的取值范围是什么?解①若A=∅,则a≥2满足题意.6②若A≠∅,则需满足2a-2a,2a-2≥1,a≤2,解得32≤a2,综上所述a≥32.金版点睛利用补集求参数问题的方法(1)解答本题的关键是利用A∁RB,对A=∅与A≠∅进行分类讨论,转化为等价不等式(组)求解,同时要注意区域端点的问题.(2)不等式中的等号在补集中能否取到,要引起重视,还要注意补集是全集的子集.(3)数轴与维恩图有同样的直观功效,在数轴上可以直观地表示数集,所以在进行集合的交、并、补运算时,常借助数轴求解.[跟踪训练3]已知集合A={x|xa},B={x|1x3}.(1)若A∪(∁RB)=R,求实数a的取值范围;(2)若A∁RB,求实数a的取值范围.解(1)∵B={x|1x3},∴∁RB={x|x≤1或x≥3},因而要使A∪(∁RB)=R,结合数轴(如图)分析,可得a≥3.(2)∵A={x|xa},∁RB={x|x≤1或x≥3}.要使A∁RB,结合数轴(如图)分析,可得a≤1.题型四补集思想的应用例4已知集合A={x|x2-4x+2m+6=0,x∈R},B={x|x0,x∈R},若A∩B≠∅,求实数m的取值范围.[解]∵A∩B≠∅,∴A≠∅.设m取值的全集为U,则U={m|Δ=(-4)2-4(2m+6)≥0}={m|m≤-1}.若A∩B=∅,则方程x2-4x+2m+6=0的两根x1,x2均非负,则m∈U,x1+x2=4≥0,x1x2=2m+6≥0⇒-3≤m≤-1,7∵{m|-3≤m≤-1}关于U的补集为{m|m-3},∴实数m的取值范围为m-3.金版点睛对于一些比较复杂、比较抽象,条件和结论之间关系不明确,难以从正面入手的数学问题,在解题时应从问题的反面入手探求已知和未知的关系,这样能化难为易、化隐为显,从而将问题解决,这就是“正难则反”的解题策略,也是处理问题的间接原则的体现.,这种“正难则反”策略运用的就是补集思想,而已知全集U,求子集A,若直接求A有困难,可先求∁U)A,再由∁U(∁U)A=A,求A即可[跟踪训练4]已知集合A={x|x2+2x+3m-5=0},B={x|x0),若A∩B≠∅,求实数m的取值范围.解∵A∩B≠∅,∴A≠∅,设m取值的全集为U,则U={m|Δ=4-4(3m-5)≥0}={m|m≤2},若方程x2+2x+3m-5=0的两根均为非正,则m∈U,x1+x2=-2≤0,x1x2=3m-5≥0⇒53≤m≤2.∵集合m53≤m≤2在U中的补集为mm53,∴m的取值范围为mm53.1.设集合U={1,2,3,4,5},A={1,2,3},B={2,3,4},则∁U(A∩B)等于()A.{2,3}B.{1,4,5}C.{4,5}D.{1,5}答案B解析集合U={1,2,3,4,5},A={1,2,3},B={2,3,4},所以A∩B={2,3},∁U(A∩B)={1,4,5}.故选B.2.集合A={x|-1≤x≤2},B={x|x1},则A∩(∁RB)=()A.{x|x1}B.{x|x≥1}C.{x|1x≤2}D.{x|1≤x≤2}答案D解析由补集的概念和已知条件可得,∁RB={x|x≥1},又根据交集的定义可知A∩(∁RB)={x|1≤x≤2}.故选D.83.已知全集U={1,2,a2-2a+3},A={1,a},∁UA={3},则实数a等于()A.0或2B.0C.1或2D.2答案D解析根据题意,得a2-2a+3=3,且a=2,解得a=2.故选D.4.已知M,N为集合I的非空真子集,且M,N不相等,若N∩(∁IM)=∅,则M∪N=________.答案M解析由N∩(∁IM)=∅,知N与∁IM没有公共元素,依据题意画出维恩图,如图所示,可得N⊆M,所以M∪N=M.5.已知U=R,集合A={x|x2-x-2=0},B={x|mx+1=0},B∩(∁UA)=∅,求实数m的值.解A={-1,2},B∩(∁UA)=∅等价于B⊆A.当m=0时,B=∅⊆A;当m≠0时,B=-1m.∴-1m=-1或-1m=2,即m=1或m=-12.综上,m的值为0,1,-12.

1 / 8
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功