集合運演算法則
㈠ 什麼叫集合
集合論是一門研究集合(由一堆抽象物件構成的整體)的數學理論,包含集合、元素和成員關系等數學中最基本的概念。在大多數現代數學的公式化中,集合論提供了要如何描述數學物件的語言。集合論和邏輯與一階邏輯共同構成了數學的公理化基礎,以未定義的「集合」與「集合成員」等術語來形式化地建構數學物件。
在樸素集合論中,集合是被當做一堆物件構成的整體之類的自證概念。
在公理化集合論中,集合和集合成員並不直接被定義,而是先規范可以描述其性質的一些公理。在此一想法之下,集合和集合成員是有如在歐式幾何中的點和線,而不被直接定義。
對集合論的異議
一開始,有些數學家拒絕將集合論當做數學的基礎,認為這只是一場含有奇幻元素的游戲。埃里特·比修普駁斥集合論是「上帝的數學,應該留給上帝」。而且,路德維希·維特根斯坦特別對無限的操作有疑問,這也和策梅羅-弗蘭克爾集合論有關。維特根斯坦對於數學基礎的觀點曾被保羅·貝奈斯所批評,且被克里斯平·賴特等人密切研究過。
對集合論最常見的反對意見來自結構主義者,他們認為數學是和計算些微相關著的,但樸素集合論卻加入了非計算性的元素。
拓樸斯理論曾被認為是傳統公理化集合論的另一種選擇。拓樸斯理論可以被用來解譯各種集合集的替代方案,如結構主義、模糊集合論、有限集合論和可計算集合論等。集合,在數學上是一個基礎概念。什麼叫基礎概念?基礎概念是不能用其他概念加以定義的概念,也是不能被其他概念定義的概念。集合的概念,可通過直觀、公理的方法來下「定義」。
集合是把人們的直觀的或思維中的某些確定的能夠區分的對象匯合在一起,使之成為一個整體(或稱為單體),這一整體就是集合。組成一集合的那些對象稱為這一集合的元素(或簡稱為元)。
現代數學還用「公理」來規定集合。最基本公理例如:
外延公理:對於任意的集合S1和S2,S1=S2當且僅當對於任意的對象a,都有若a∈S1,則a∈S2;若a∈S2,則a∈S1。
無序對集合存在公理:對於任意的對象a與b,都存在一個集合S,使得S恰有兩個元素,一個是對象a,一個是對象b。由外延公理,由它們組成的無序對集合是唯一的,記做{a,b}。 由於a,b是任意兩個對象,它們可以相等,也可以不相等。當a=b時,{a,b},可以記做{a}或{b},並且稱之為單元集合。
空集合存在公理:存在一個集合,它沒有任何元素。
數學術語
集合的概念
某些指定的對象集在一起就是集合。
一定范圍的,確定的,可以區別的事物,當作一個整體來看待,就叫做集合,簡稱集,其中各事物叫做集合的元素或簡稱元。如(1)阿Q正傳中出現的不同漢字(2)全體英文大寫字母。任何集合是它自身的子集.一般的,把一些能夠確定的不同的對象看成一個整體,就說這個整體是由這些對象的全體構成的集合(或集).構成集合的每個對象叫做這個集合的元素(或成員)。
元素與集合的關系:
元素與集合的關系有「屬於」與「不屬於」兩種。
集合與集合之間的關系:
某些指定的對象集在一起就成為一個集合,含有有限個元素叫有限集,含有無限個元素叫無限集,空集是不含任何元素的集,記做Φ。空集是任何集合的子集,是任何非空集的真子集。任何集合是它本身的子集。子集,真子集都具有傳遞性。
『說明一下:如果集合 A 的所有元素同時都是集合 B 的元素,則 A 稱作是 B 的子集,寫作 A ⊆ B。若 A 是 B 的子集,且 A 不等於 B,則 A 稱作是 B 的真子集,一般寫作 A ⊂ B。 中學教材課本里將 ⊂ 符號下加了一個 ≠ 符號(如右圖), 不要混淆,考試時還是要以課本為准。
真子集所有男人的集合是所有人的集合的真子集。』
集合的三種運演算法則:
並集:以屬於A或屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的並(集),記作A∪B(或B∪A),讀作「A並B」(或「B並A」),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}
交集: 以屬於A且屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的交(集),記作A∩B(或B∩A),讀作「A交B」(或「B交A」),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}
例如,全集U={1,2,3,4,5} A={1,3,5} B={1,2,5} 。那麼因為A和B中都有1,5,所以A∩B={1,5} 。再來看看,他們兩個中含有1,2,3,5這些個元素,不管多少,反正不是你有,就是我有。那麼說A∪B={1,2,3,5}。 圖中的陰影部分就是A∩B。
有趣的是;例如在1到105中不是3,5,7的整倍數的數有多少個。結果是3,5,7每項減1再相乘。48個。
無限集: 定義:集合里含有無限個元素的集合叫做無限集
有限集:令N*是正整數的全體,且N_n={1,2,3,……,n},如果存在一個正整數n,使得集合A與N_n一一對應,那麼A叫做有限集合。
差:以屬於A而不屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的差(集)。記作:A\B={x│x∈A,x不屬於B}。
注:空集包含於任何集合,但不能說「空集屬於任何集合」.
補集:是從差集中引出的概念,指屬於全集U不屬於集合A的元素組成的集合稱為集合A的補集,記作CuA,即CuA={x|x∈U,且x不屬於A}
空集也被認為是有限集合。
例如,全集U={1,2,3,4,5} 而A={1,2,5} 那麼全集有而A中沒有的3,4就是CuA,是A的補集。CuA={3,4}。
在信息技術當中,常常把CuA寫成~A。
集合元素的性質:
1.確定性:每一個對象都能確定是不是某一集合的元素,沒有確定性就不能成為集合,例如「個子高的同學」「很小的數」都不能構成集合。這個性質主要用於判斷一個集合是否能形成集合。
2.互異性:集合中任意兩個元素都是不同的對象。如寫成{1,1,2},等同於{1,2}。互異性使集合中的元素是沒有重復,兩個相同的對象在同一個集合中時,只能算作這個集合的一個元素。
3.無序性:{a,b,c}{c,b,a}是同一個集合。
4.純粹性:所謂集合的純粹性,用個例子來表示。集合A={x|x<2},集合A 中所有的元素都要符合x<2,這就是集合純粹性。
5.完備性:仍用上面的例子,所有符合x<2的數都在集合A中,這就是集合完備性。完備性與純粹性是遙相呼應的。
集合有以下性質:若A包含於B,則A∩B=A,A∪B=B
集合的表示方法:
集合常用大寫拉丁字母來表示,如:A,B,C…而對於集合中的元素則用小寫的拉丁字母來表示,如:a,b,c…拉丁字母只是相當於集合的名字,沒有任何實際的意義。 將拉丁字母賦給集合的方法是用一個等式來表示的,例如:A={…}的形式。等號左邊是大寫的拉丁字母,右邊花括弧括起來的,括弧內部是具有某種共同性質的數學元素。
常用的有列舉法和描述法。
1.列舉法:常用於表示有限集合,把集合中的所有元素一一列舉出來,寫在大括弧內,這種表示集合的方法叫做列舉法。{1,2,3,……}
2.描述法:常用於表示無限集合,把集合中元素的公共屬性用文字,符號或式子等描述出來,寫在大括弧內,這種表示集合的方法叫做描述法。{x|P}(x為該集合的元素的一般形式,P為這個集合的元素的共同屬性)如:小於π的正實數組成的集合表示為:{x|0<x<π}
3.圖式法(Venn圖):為了形象表示集合,我們常常畫一條封閉的曲線(或者說圓圈),用它的內部表示一個集合。
4.自然語言
常用數集的符號:
(1)全體非負整數的集合通常簡稱非負整數集(或自然數集),記作N
(2)非負整數集內排除0的集,也稱正整數集,記作N或N*
(3)全體整數的集合通常稱作整數集,記作Z
(4)全體有理數的集合通常簡稱有理數集,記作Q。Q={p/q|p∈Z,q∈N,且p,q互質}
(5)全體實數的集合通常簡稱實數集,記作R
(6)復數集合計作C
集合的運算:
集合交換律
A∩B=B∩A
A∪B=B∪A
集合結合律
(A∩B)∩C=A∩(B∩C)
(A∪B)∪C=A∪(B∪C)
集合分配律
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
集合德.摩根律
Cu(A∩B)=CuA∪CuB
Cu(A∪B)=CuA∩CuB
集合「容斥原理」
在研究集合時,會遇到有關集合中的元素個數問題,我們把有限集合A的元素個數記為card(A)。例如A={a,b,c},則card(A)=3
card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B)
card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(C∩A)+card(A∩B∩C)
1885年德國數學家,集合論創始人康托爾談到集合一詞,列舉法和描述法是表示集合的常用方式。
集合吸收律
A∪(A∩B)=A
A∩(A∪B)=A
集合求補律
A∪CuA=U
A∩CuA=Φ
設A為集合,把A的全部子集構成的集合叫做A的冪集
德摩根律 A-(BUC)=(A-B)∩(A-C)
A-(B∩C)=(A-B)U(A-C)
~(BUC)=~B∩~C
~(B∩C)=~BU~C
~Φ=E ~E=Φ
特殊集合的表示
復數集 C
實數集 R
整數集 Z
有理數集 Q
自然數集 N
【模糊集合】
用來表達模糊性概念的集合。 又稱模糊集、模糊子集。普通的集合是指具有某種屬性的對象的全體。這種屬性所表達的概念應該是清晰的,界限分明的。因此每個對象對於集合的隸屬關系也是明確的,非此即彼。但在人們的思維中還有著許多模糊的概念,例如年輕、很大、暖和、傍晚等,這些概念所描述的對象屬性不能簡單地用「是」或「否」來回答,模糊集合就是指具有某個模糊概念所描述的屬性的對象的全體。由於概念本身不是清晰的、界限分明的,因而對象對集合的隸屬關系也不是明確的、非此即彼的。這一概念是美國加利福尼亞大學控制論專家L.A.扎德於 1965 年首先提出的。模糊集合這一概念的出現使得數學的思維和方法可以用於處理模糊性現象,從而構成了模糊集合論(中國通常稱為模糊性數學)的基礎。
㈡ 高中數學集合運演算法則
並集:由所有屬於集合A或屬於集合B的元素所組成的集合,記作A∪B(或B∪A),讀作「A並B」(或「B並A」),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}。
差集表示
交集:由屬於A且屬於B的元素組成的集合,記作A∩B(或B∩A),讀作「A交B」(或「B交A」),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}。
對稱差集:
設A,B
為集合,A與B的對稱差集AÅB定義為:
AÅB=(A-B)∪(B-A)
例如:A={a,b,c},B={b,d},則AÅB={a,c,d}
對稱差運算的另一種定義是:
AÅB=(A∪B)-(A∩B)
㈢ 高中數學集合的概念
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㈣ 集合的概念及其基本運算
指若干具有共同屬性的事物的總體。如全部自然數就成一個自然數的集合,一個單位的全體人員就成一個該單位全體人員的集合。簡稱「集」。
集合是指具有某種性質的事物的總體。集合運演算法則
並集:由所有屬於集合A或屬於集合B的元素所組成的集合,記作A∪B(或B∪A),讀作「A並B」(或「B並A」),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}。
差集表示
交集:由屬於A且屬於B的元素組成的集合,記作A∩B(或B∩A),讀作「A交B」(或「B交A」),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}。
補集:是從差集中引出的概念,指屬於全集U不屬於集合A的元素組成的集合稱為集合A的補集,記作CuA,即CuA={x|x∈U,且x不屬於A}
集合性質
若A包含於B,則A∩B=A,A∪B=B
集合交換律
A∩B=B∩A
A∪B=B∪A
集合結合律
(A∩B)∩C=A∩(B∩C)
(A∪B)∪C=A∪(B∪C)
集合分配對偶律
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
集合對偶律
(A∪B)^C=A^C∩B^C
(A∩B)^C=A^C∪B^C
集合的摩根律
集合
Cu(A∩B)=CuA∪CuB
Cu(A∪B)=CuA∩CuB
集合吸收律
A∪(A∩B)=A
A∩(A∪B)=A
集合求補律
A∪CuA=U
A∩CuA=Φ
㈤ 什麼叫集合
集合的概念
某些指定的對象集在一起就是集合。
一定范圍的,確定的,可以區別的事物,當作一個整體來看待,就叫做集合,簡稱集,其中各事物叫做集合的元素或簡稱元。如(1)阿Q正傳中出現的不同漢字(2)全體英文大寫字母。任何集合是它自身的子集.一般的,把一些能夠確定的不同的對象看成一個整體,就說這個整體是由這些對象的全體構成的集合(或集).構成集合的每個對象叫做這個集合的元素(或成員)。
元素與集合的關系:
元素與集合的關系有「屬於」與「不屬於」兩種。
集合與集合之間的關系:
某些指定的對象集在一起就成為一個集合,含有有限個元素叫有限集,含有無限個元素叫無限集,空集是不含任何元素的集,記做Φ。空集是任何集合的子集,是任何非空集的真子集。任何集合是它本身的子集。子集,真子集都具有傳遞性。
『說明一下:如果集合 A 的所有元素同時都是集合 B 的元素,則 A 稱作是 B 的子集,寫作 A �6�7 B。若 A 是 B 的子集,且 A 不等於 B,則 A 稱作是 B 的真子集,一般寫作 A �6�3 B。 中學教材課本里將 �6�3 符號下加了一個 ≠ 符號(如右圖), 不要混淆,考試時還是要以課本為准。
真子集所有男人的集合是所有人的集合的真子集。』
集合的三種運演算法則:
並集:以屬於A或屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的並(集),記作A∪B(或B∪A),讀作「A並B」(或「B並A」),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}
交集: 以屬於A且屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的交(集),記作A∩B(或B∩A),讀作「A交B」(或「B交A」),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}
例如,全集U={1,2,3,4,5} A={1,3,5} B={1,2,5} 。那麼因為A和B中都有1,5,所以A∩B={1,5} 。再來看看,他們兩個中含有1,2,3,5這些個元素,不管多少,反正不是你有,就是我有。那麼說A∪B={1,2,3,5}。 圖中的陰影部分就是A∩B。
有趣的是;例如在1到105中不是3,5,7的整倍數的數有多少個。結果是3,5,7每項減1再相乘。48個。
無限集: 定義:集合里含有無限個元素的集合叫做無限集
有限集:令N*是正整數的全體,且N_n={1,2,3,……,n},如果存在一個正整數n,使得集合A與N_n一一對應,那麼A叫做有限集合。
差:以屬於A而不屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的差(集)。記作:A\B={x│x∈A,x不屬於B}。
注:空集包含於任何集合,但不能說「空集屬於任何集合」.
補集:是從差集中引出的概念,指屬於全集U不屬於集合A的元素組成的集合稱為集合A的補集,記作CuA,即CuA={x|x∈U,且x不屬於A}
空集也被認為是有限集合。
例如,全集U={1,2,3,4,5} 而A={1,2,5} 那麼全集有而A中沒有的3,4就是CuA,是A的補集。CuA={3,4}。
在信息技術當中,常常把CuA寫成~A。
集合元素的性質:
1.確定性:每一個對象都能確定是不是某一集合的元素,沒有確定性就不能成為集合,例如「個子高的同學」「很小的數」都不能構成集合。這個性質主要用於判斷一個集合是否能形成集合。
2.互異性:集合中任意兩個元素都是不同的對象。如寫成{1,1,2},等同於{1,2}。互異性使集合中的元素是沒有重復,兩個相同的對象在同一個集合中時,只能算作這個集合的一個元素。
3.無序性:{a,b,c}{c,b,a}是同一個集合。
4.純粹性:所謂集合的純粹性,用個例子來表示。集合A={x|x<2},集合A 中所有的元素都要符合x<2,這就是集合純粹性。
5.完備性:仍用上面的例子,所有符合x<2的數都在集合A中,這就是集合完備性。完備性與純粹性是遙相呼應的。
集合有以下性質:若A包含於B,則A∩B=A,A∪B=B
集合的表示方法:
集合常用大寫拉丁字母來表示,如:A,B,C…而對於集合中的元素則用小寫的拉丁字母來表示,如:a,b,c…拉丁字母只是相當於集合的名字,沒有任何實際的意義。 將拉丁字母賦給集合的方法是用一個等式來表示的,例如:A={…}的形式。等號左邊是大寫的拉丁字母,右邊花括弧括起來的,括弧內部是具有某種共同性質的數學元素。
常用的有列舉法和描述法。
1.列舉法﹕常用於表示有限集合,把集合中的所有元素一一列舉出來﹐寫在大括弧內﹐這種表示集合的方法叫做列舉法。{1,2,3,……}
2.描述法﹕常用於表示無限集合,把集合中元素的公共屬性用文字﹐符號或式子等描述出來﹐寫在大括弧內﹐這種表示集合的方法叫做描述法。{x|P}(x為該集合的元素的一般形式,P為這個集合的元素的共同屬性)如:小於π的正實數組成的集合表示為:{x|0<x<π}
3.圖式法(Venn圖)﹕為了形象表示集合,我們常常畫一條封閉的曲線(或者說圓圈),用它的內部表示一個集合。
4.自然語言
常用數集的符號:
(1)全體非負整數的集合通常簡稱非負整數集(或自然數集),記作N
(2)非負整數集內排除0的集,也稱正整數集,記作N或N*
(3)全體整數的集合通常稱作整數集,記作Z
(4)全體有理數的集合通常簡稱有理數集,記作Q。Q={p/q|p∈Z,q∈N,且p,q互質}
(5)全體實數的集合通常簡稱實數集,記作R
(6)復數集合計作C
集合的運算:
集合交換律
A∩B=B∩A
A∪B=B∪A
集合結合律
(A∩B)∩C=A∩(B∩C)
(A∪B)∪C=A∪(B∪C)
集合分配律
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
集合德.摩根律
Cu(A∩B)=CuA∪CuB
Cu(A∪B)=CuA∩CuB
集合「容斥原理」
在研究集合時,會遇到有關集合中的元素個數問題,我們把有限集合A的元素個數記為card(A)。例如A={a,b,c},則card(A)=3
card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B)
card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(C∩A)+card(A∩B∩C)
1885年德國數學家,集合論創始人康托爾談到集合一詞,列舉法和描述法是表示集合的常用方式。
集合吸收律
A∪(A∩B)=A
A∩(A∪B)=A
集合求補律
A∪CuA=U
A∩CuA=Φ
設A為集合,把A的全部子集構成的集合叫做A的冪集
德摩根律 A-(BUC)=(A-B)∩(A-C)
A-(B∩C)=(A-B)U(A-C)
~(BUC)=~B∩~C
~(B∩C)=~BU~C
~Φ=E ~E=Φ
特殊集合的表示
復數集 C
實數集 R
整數集 Z
有理數集 Q
自然數集 N
㈥ 高一數學集合的基本運算知識點
當一個小小的心念變成成為行為時,便能成了習慣;從而形成性格,而性格就決定你一生的成敗。成功與不成功之間有時距離很短——只要後者再向前幾步。我高一頻道為莘莘學子整理了《高 一年級數學 《集合》知識點 總結 》,希望對你有所幫助!
高一數學 集合的基本運算知識點
一.知識歸納:
1.集合的有關概念。
1)集合(集):某些指定的對象集在一起就成為一個集合(集).其中每一個對象叫元素
注意:①集合與集合的元素是兩個不同的概念,教科書中是通過描述給出的,這與平面幾何中的點與直線的概念類似。
②集合中的元素具有確定性(a?A和a?A,二者必居其一)、互異性(若a?A,b?A,則a≠b)和無序性({a,b}與{b,a}表示同一個集合)。
③集合具有兩方面的意義,即:凡是符合條件的對象都是它的元素;只要是它的元素就必須符號條件
2)集合的表示 方法 :常用的有列舉法、描述法和圖文法
3)集合的分類:有限集,無限集,空集。
4)常用數集:N,Z,Q,R,N
2.子集、交集、並集、補集、空集、全集等概念。
1)子集:若對x∈A都有x∈B,則AB(或AB);
2)真子集:AB且存在x0∈B但x0A;記為AB(或,且)
3)交集:A∩B={∈A且x∈B}
4)並集:A∪B={∈A或x∈B}
5)補集:CUA={A但x∈U}
注意:①?A,若A≠?,則?A;
②若,,則;
③若且,則A=B(等集)
3.弄清集合與元素、集合與集合的關系,掌握有關的術語和符號,特別要注意以下的符號:(1)與、?的區別;(2)與的區別;(3)與的區別。
4.有關子集的幾個等價關系
①A∩B=AAB;②A∪B=BAB;③ABCuACuB;
④A∩CuB=空集CuAB;⑤CuA∪B=IAB。
5.交、並集運算的性質
①A∩A=A,A∩?=?,A∩B=B∩A;②A∪A=A,A∪?=A,A∪B=B∪A;
③Cu(A∪B)=CuA∩CuB,Cu(A∩B)=CuA∪CuB;
6.有限子集的個數:設集合A的元素個數是n,則A有2n個子集,2n-1個非空子集,2n-2個非空真子集。
二.例題講解:
【例1】已知集合M={=m+,m∈Z},N={=,n∈Z},P={=,p∈Z},則M,N,P滿足關系
A)M=NPB)MN=PC)MNPD)NPM
分析一:從判斷元素的共性與區別入手。
解答一:對於集合M:{=,m∈Z};對於集合N:{=,n∈Z}
對於集合P:{=,p∈Z},由於3(n-1)+1和3p+1都表示被3除餘1的數,而6m+1表示被6除餘1的數,所以MN=P,故選B。
分析二:簡單列舉集合中的元素。
解答二:M={…,,…},N={…,,,,…},P={…,,,…},這時不要急於判斷三個集合間的關系,應分析各集合中不同的元素。
=∈N,∈N,∴MN,又=M,∴MN,
=P,∴NP又∈N,∴PN,故P=N,所以選B。
點評:由於思路二隻是停留在最初的歸納假設,沒有從理論上解決問題,因此提倡思路一,但思路二易人手。
變式:設集合,,則(B)
A.M=NB.MNC.NMD.
解:
當時,2k+1是奇數,k+2是整數,選B
【例2】定義集合AB={∈A且xB},若A={1,3,5,7},B={2,3,5},則AB的子集個數為
A)1B)2C)3D)4
分析:確定集合AB子集的個數,首先要確定元素的個數,然後再利用公式:集合A={a1,a2,…,an}有子集2n個來求解。
解答:∵AB={∈A且xB},∴AB={1,7},有兩個元素,故AB的子集共有22個。選D。
變式1:已知非空集合M{1,2,3,4,5},且若a∈M,則6?a∈M,那麼集合M的個數為
A)5個B)6個C)7個D)8個
變式2:已知{a,b}A{a,b,c,d,e},求集合A.
解:由已知,集合中必須含有元素a,b.
集合A可能是{a,b},{a,b,c},{a,b,d},{a,b,e},{a,b,c,d},{a,b,c,e},{a,b,d,e}.
評析本題集合A的個數實為集合{c,d,e}的真子集的個數,所以共有個.
【例3】已知集合A={2+px+q=0},B={2?4x+r=0},且A∩B={1},A∪B={?2,1,3},求實數p,q,r的值。
解答:∵A∩B={1}∴1∈B∴12?4×1+r=0,r=3.
∴B={2?4x+r=0}={1,3},∵A∪B={?2,1,3},?2B,∴?2∈A
∵A∩B={1}∴1∈A∴方程x2+px+q=0的兩根為-2和1,
∴∴
變式:已知集合A={2+bx+c=0},B={2+mx+6=0},且A∩B={2},A∪B=B,求實數b,c,m的值.
解:∵A∩B={2}∴1∈B∴22+m?2+6=0,m=-5
∴B={2-5x+6=0}={2,3}∵A∪B=B∴
又∵A∩B={2}∴A={2}∴b=-(2+2)=4,c=2×2=4
∴b=-4,c=4,m=-5
【例4】已知集合A={x(x-1)(x+1)(x+2)>0},集合B滿足:A∪B={>-2},且A∩B={x1<>
分析:先化簡集合A,然後由A∪B和A∩B分別確定數軸上哪些元素屬於B,哪些元素不屬於B。
解答:A={x-2<><-1或x>1}。由A∩B={x1-2}可知[-1,1]B,而(-∞,-2)∩B=ф。<-1或x>
<><-1或x>
綜合以上各式有B={x-1≤x≤5}
變式1:若A={3+2x2-8x>0},B={2+ax+b≤0},已知A∪B={>-4},A∩B=Φ,求a,b。(答案:a=-2,b=0)
點評:在解有關不等式解集一類集合問題,應注意用數形結合的方法,作出數軸來解之。
變式2:設M={2-2x-3=0},N={xax-1=0},若M∩N=N,求所有滿足條件的a的集合。
解答:M={-1,3},∵M∩N=N,∴NM
①當時,ax-1=0無解,∴a=0②
綜①②得:所求集合為{-1,0,}
【例5】已知集合,函數y=log2(ax2-2x+2)的定義域為Q,若P∩Q≠Φ,求實數a的取值范圍。
分析:先將原問題轉化為不等式ax2-2x+2>0在有解,再利用參數分離求解。
解答:(1)若,在內有有解
令當時,
所以a>-4,所以a的取值范圍是
變式:若關於x的方程有實根,求實數a的取值范圍。
解答:
點評:解決含參數問題的題目,一般要進行分類討論,但並不是所有的問題都要討論,怎樣可以避免討論是我們思考此類問題的關鍵。
三.隨堂演練
選擇題
1.下列八個關系式①{0}=②=0③{}④{}⑤{0}
⑥0⑦{0}⑧{}其中正確的個數
(A)4(B)5(C)6(D)7
2.集合{1,2,3}的真子集共有
(A)5個(B)6個(C)7個(D)8個
3.集合A={x}B={}C={}又則有
(A)(a+b)A(B)(a+b)B(C)(a+b)C(D)(a+b)A、B、C任一個
4.設A、B是全集U的兩個子集,且AB,則下列式子成立的是
(A)CUACUB(B)CUACUB=U
(C)ACUB=(D)CUAB=
5.已知集合A={},B={}則A=
(A)R(B){}
(C){}(D){}
6.下列語句:(1)0與{0}表示同一個集合;(2)由1,2,3組成的集合可表示為
{1,2,3}或{3,2,1};(3)方程(x-1)2(x-2)2=0的所有解的集合可表示為{1,1,2};(4)集合{}是有限集,正確的是
(A)只有(1)和(4)(B)只有(2)和(3)
(C)只有(2)(D)以上語句都不對
7.設S、T是兩個非空集合,且ST,TS,令X=S那麼S∪X=
(A)X(B)T(C)Φ(D)S
8設一元二次方程ax2+bx+c=0(a<0)的根的判別式,則不等式ax2+bx+c0的解集為
(A)R(B)(C){}(D){}
填空題
9.在直角坐標系中,坐標軸上的點的集合可表示為
10.若A={1,4,x},B={1,x2}且AB=B,則x=
11.若A={x}B={x},全集U=R,則A=
12.若方程8x2+(k+1)x+k-7=0有兩個負根,則k的取值范圍是
13設集合A={},B={x},且AB,則實數k的取值范圍是。
14.設全集U={x為小於20的非負奇數},若A(CUB)={3,7,15},(CUA)B={13,17,19},又(CUA)(CUB)=,則AB=
解答題
15(8分)已知集合A={a2,a+1,-3},B={a-3,2a-1,a2+1},若AB={-3},求實數a。
16(12分)設A=,B=,
其中xR,如果AB=B,求實數a的取值范圍。
四.習題答案
選擇題
12345678
CCBCBCDD
填空題
9.{(x,y)}10.0,11.{x,或x3}12.{}13.{}14.{1,5,9,11}
解答題
15.a=-1
16.提示:A={0,-4},又AB=B,所以BA
(Ⅰ)B=時,4(a+1)2-4(a2-1)<0,得a<-1
(Ⅱ)B={0}或B={-4}時,0得a=-1
(Ⅲ)B={0,-4},解得a=1
綜上所述實數a=1或a-1
高一數學集合的基本運算知識點
集合具有某種特定性質的事物的總體。這里的「事物」可以是人,物品,也可以是數學元素。例如:1、分散的人或事物聚集到一起;使聚集:緊急~。2、數學名詞。一組具有某種共同性質的數學元素:有理數的~。3、 口號 等等。集合在數學概念中有好多概念,如集合論:集合是現代數學的基本概念,專門研究集合的理論叫做集合論。康托(Cantor,G.F.P.,1845年—1918年,德國數學家先驅,是集合論的,目前集合論的基本思想已經滲透到現代數學的所有領域。
集合,在數學上是一個基礎概念。什麼叫基礎概念?基礎概念是不能用其他概念加以定義的概念。集合的概念,可通過直觀、公理的方法來下「定義」。
集合是把人們的直觀的或思維中的某些確定的能夠區分的對象匯合在一起,使之成為一個整體(或稱為單體),這一整體就是集合。組成一集合的那些對象稱為這一集合的元素(或簡稱為元)。
元素與集合的關系
元素與集合的關系有「屬於」與「不屬於」兩種。
集合與集合之間的關系
某些指定的對象集在一起就成為一個集合集合符號,含有有限個元素叫有限集,含有無限個元素叫無限集,空集是不含任何元素的集,記做Φ。空集是任何集合的子集,是任何非空集的真子集。任何集合是它本身的子集。子集,真子集都具有傳遞性。『說明一下:如果集合A的所有元素同時都是集合B的元素,則A稱作是B的子集,寫作A?B。若A是B的子集,且A不等於B,則A稱作是B的真子集,一般寫作A?B。中學教材課本里將?符號下加了一個≠符號(如右圖),不要混淆,考試時還是要以課本為准。所有男人的集合是所有人的集合的真子集。』
集合的幾種運演算法則
並集:以屬於A或屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的並(集),記作A∪B(或B∪A),讀作「A並B」(或「B並A」),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}交集:以屬於A且屬於B的元差集表示
素為元素的集合稱為A與B的交(集),記作A∩B(或B∩A),讀作「A交B」(或「B交A」),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}例如,全集U={1,2,3,4,5}A={1,3,5}B={1,2,5}。那麼因為A和B中都有1,5,所以A∩B={1,5}。再來看看,他們兩個中含有1,2,3,5這些個元素,不管多少,反正不是你有,就是我有。那麼說A∪B={1,2,3,5}。圖中的陰影部分就是A∩B。有趣的是;例如在1到105中不是3,5,7的整倍數的數有多少個。結果是3,5,7每項減集合
1再相乘。48個。對稱差集:設A,B為集合,A與B的對稱差集A?B定義為:A?B=(A-B)∪(B-A)例如:A={a,b,c},B={b,d},則A?B={a,c,d}對稱差運算的另一種定義是:A?B=(A∪B)-(A∩B)無限集:定義:集合里含有無限個元素的集合叫做無限集有限集:令N是正整數的全體,且N_n={1,2,3,……,n},如果存在一個正整數n,使得集合A與N_n一一對應,那麼A叫做有限集合。差:以屬於A而不屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的差(集)。記作:AB={x│x∈A,x不屬於B}。註:空集包含於任何集合,但不能說「空集屬於任何集合」.補集:是從差集中引出的概念,指屬於全集U不屬於集合A的元素組成的集合稱為集合A的補集,記作CuA,即CuA={x|x∈U,且x不屬於A}空集也被認為是有限集合。例如,全集U={1,2,3,4,5}而A={1,2,5}那麼全集有而A中沒有的3,4就是CuA,是A的補集。CuA={3,4}。在信息技術當中,常常把CuA寫成~A。
集合元素的性質
1.確定性:每一個對象都能確定是不是某一集合的元素,沒有確定性就不能成為集合,例如「個子高的同學」「很小的數」都不能構成集合。這個性質主要用於判斷一個集合是否能形成集合。2.獨立性:集合中的元素的個數、集合本身的個數必須為自然數。3.互異性:集合中任意兩個元素都是不同的對象。如寫成{1,1,2},等同於{1,2}。互異性使集合中的元素是沒有重復,兩個相同的對象在同一個集合中時,只能算作這個集合的一個元素。4.無序性:{a,b,c}{c,b,a}是同一個集合。5.純粹性:所謂集合的純粹性,用個例子來表示。集合A={x|x<2},集合A中所有的元素都要符合x<2,這就是集合純粹性。6.完備性:仍用上面的例子,所有符合x<2的數都在集合A中,這就是集合完備性。完備性與純粹性是遙相呼應的。
集合有以下性質
若A包含於B,則A∩B=A,A∪B=B
集合的表示方法
集合常用大寫拉丁字母來表示,如:A,B,C…而對於集合中的元素則用小寫的拉丁字母來表示,如:a,b,c…拉丁字母只是相當於集合的名字,沒有任何實際的意義。將拉丁字母賦給集合的方法是用一個等式來表示的,例如:A={…}的形式。等號左邊是大寫的拉丁字母,右邊花括弧括起來的,括弧內部是具有某種共同性質的數學元素。
常用的有列舉法和描述法。1.列舉法﹕常用於表示有限集合,把集合中的所有元素一一列舉出來﹐寫在大括弧內﹐這種表示集合的方法叫做列舉法。{1,2,3,……}2.描述法﹕常用於表示無限集合,把集合中元素的公共屬性用文字﹐符號或式子等描述出來﹐寫在大括弧內﹐這種表示集合的方法叫做描述法。{x|P}(x為該集合的元素的一般形式,P為這個集合的元素的共同屬性)如:小於π的正實數組成的集合表示為:{x|0
4.自然語言常用數集的符號:(1)全體非負整數的集合通常簡稱非負整數集(或自然數集),記作N;不包括0的自然數集合,記作N(2)非負整數集內排除0的集,也稱正整數集,記作Z+;負整數集內也排除0的集,稱負整數集,記作Z-(3)全體整數的集合通常稱作整數集,記作Z(4)全體有理數的集合通常簡稱有理數集,記作Q。Q={p/q|p∈Z,q∈N,且p,q互質}(正負有理數集合分別記作Q+Q-)(5)全體實數的集合通常簡稱實數集,記作R(正實數集合記作R+;負實數記作R-)(6)復數集合計作C集合的運算:集合交換律A∩B=B∩AA∪B=B∪A集合結合律(A∩B)∩C=A∩(B∩C)(A∪B)∪C=A∪(B∪C)集合分配律A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)集合德.摩根律集合
Cu(A∩B)=CuA∪CuBCu(A∪B)=CuA∩CuB集合「容斥原理」在研究集合時,會遇到有關集合中的元素個數問題,我們把有限集合A的元素個數記為card(A)。例如A={a,b,c},則card(A)=3card(A∪B)=card(A)+card(B)-card(A∩B)card(A∪B∪C)=card(A)+card(B)+card(C)-card(A∩B)-card(B∩C)-card(C∩A)+card(A∩B∩C)1885年德國數學家,集合論創始人康托爾談到集合一詞,列舉法和描述法是表示集合的常用方式。集合吸收律A∪(A∩B)=AA∩(A∪B)=A集合求補律A∪CuA=UA∩CuA=Φ設A為集合,把A的全部子集構成的集合叫做A的冪集德摩根律A-(BUC)=(A-B)∩(A-C)A-(B∩C)=(A-B)U(A-C)~(BUC)=~B∩~C~(B∩C)=~BU~C~Φ=E~E=Φ特殊集合的表示復數集C實數集R正實數集R+負實數集R-整數集Z正整數集Z+負整數集Z-有理數集Q正有理數集Q+負有理數集Q-不含0的有理數集Q
高一數學集合的基本運算知識點
並集:以屬於A或屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的並(集),記作A∪B(或B∪A),讀作「A並B」(或「B並A」),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}交集:以屬於A且屬於B的元差集表示
素為元素的集合稱為A與B的交(集),記作A∩B(或B∩A),讀作「A交B」(或「B交A」),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}例如,全集U={1,2,3,4,5}A={1,3,5}B={1,2,5}。那麼因為A和B中都有1,5,所以A∩B={1,5}。再來看看,他們兩個中含有1,2,3,5這些個元素,不管多少,反正不是你有,就是我有。那麼說A∪B={1,2,3,5}。圖中的陰影部分就是A∩B。有趣的是;例如在1到105中不是3,5,7的整倍數的數有多少個。結果是3,5,7每項減集合
1再相乘。48個。對稱差集:設A,B為集合,A與B的對稱差集A?B定義為:A?B=(A-B)∪(B-A)例如:A={a,b,c},B={b,d},則A?B={a,c,d}對稱差運算的另一種定義是:A?B=(A∪B)-(A∩B)無限集:定義:集合里含有無限個元素的集合叫做無限集有限集:令N是正整數的全體,且N_n={1,2,3,……,n},如果存在一個正整數n,使得集合A與N_n一一對應,那麼A叫做有限集合。差:以屬於A而不屬於B的元素為元素的集合稱為A與B的差(集)。記作:AB={x│x∈A,x不屬於B}。註:空集包含於任何集合,但不能說「空集屬於任何集合」.補集:是從差集中引出的概念,指屬於全集U不屬於集合A的元素組成的集合稱為集合A的補集,記作CuA,即CuA={x|x∈U,且x不屬於A}空集也被認為是有限集合。例如,全集U={1,2,3,4,5}而A={1,2,5}那麼全集有而A中沒有的3,4就是CuA,是A的補集。CuA={3,4}。在信息技術當中,常常把CuA寫成~A。
至於 學習方法 的講究,每位同學可根據自己的基礎、學習習慣、智力特點選擇適合自己的學習方法,這里主要根據教材的特點提出幾點供大家學習時參考。
l、要重視數學概念的理解。高一數學與初中數學的區別是概念多並且較抽象,學起來「味道」同以往很不一樣,解題方法通常就來自概念本身。學習概念時,僅僅知道概念在字面上的含義是不夠的,還須理解其隱含著的深層次的含義並掌握各種等價的表達方式。例如,為什麼函數y=f(x)與y=f-1(x)的圖象關於直線y=x對稱,而y=f(x)與x=f-1(y)卻有相同的圖象;又如,為什麼當f(x-l)=f(1-x)時,函數y=f(x)的圖象關於y軸對稱,而y=f(x-l)與y=f(1-x)的圖象卻關於直線x=1對稱,不透徹理解一個圖象的對稱性與兩個圖象的對稱關系的區別,兩者很容易混淆。
2、『學習立體幾何要有較好的空間想像能力,而培養空間想像能力的辦法有二:一是勤畫圖;二是自製模型協助想像,如利用四直角三棱錐的模型對照習題多看,多想。但最終要達到不依賴模型也能想像的境界。
3、學習解析幾何切忌把它學成代數、只計算不畫圖,正確的辦法是邊畫圖邊計算,要能在畫圖中尋求計算途徑。
4、在個人鑽研的基礎上,邀幾個程度相當的同學一起討論,這也是一種好的學習方法,這樣做常可以把問題解決得更加透徹,對大家都有益。
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㈦ 集合運算公式大全
1.等冪律
A∪A=A
A∩A=A
2.同一律
A∪?=A
A∩E=A
3.互補律
A∪A'=U
A∩A'=?
4交換律
A∪B=B∪A
A∩B=B∩A
5.結合律
(A∪B)∪C=A∪(B∪C)
(A∩B)∩C=A∩(B∩C)
6.分配律
A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
7.吸收律
A∪(A∩B)=A
A∩(A∪B)=A
8.反演律
(A∪B)'=A'∩B'
(A∩B)'=A'∪B'
㈧ 集合的 運算和方法怎麼解
參考 http://..com/question/31801898.html
集合論是當代數學的基礎.學習集合,不僅應從本質上去理解與集合有關的各個概念、性質和運演算法則,更重要的是在解題的過程中自覺地應用集合的語言和方法去表示各種數量關系,解決各種數學問題. 映射刻劃的是兩個集合之間元素的特殊對應關系,是我們進一步學習函數的基礎,同時也是一個重要的數學方法.數學競賽中的許多題目都與映射有關,恰當地使用映射法解題,可以使問題化繁為簡、化難為易,有時還可以出奇制勝.
1.集合 (1)集合的概念.元素與集合、集合與集合的關系. (2)集合的運演算法則. (3)集合的劃分. 如果非空集合A1、A2、…、An都是集合A的子集,並且滿足A1∪A2∪…∪An=A,且Ai∩Aj=Φ(1≤i<j≤n),那 么(A1,A2,…,An)叫做集合A的一個劃分.
2.映射 理解映射f:A→B的關鍵是抓住集合A中元素在集合B中的象的存在性和惟一性.根據映射中象與原象的不同狀態,有下面幾種很有用的特殊映射. (1)單射.對於映射f:A→B,如果A中不同的元素在B中有不同的象,那麼稱映射 f:A→B為集合A到集合B的單射. 對於單射f:A→B,有|A|≤|B|.這里|M|表示集合M中的元素的個數,下同. (2)滿射.對於映射f:A→B,如果B中的每一個元素在A中都有原象,那麼稱映射f:A→B為集合A到集合B的滿射. 對於滿射f:A→B,有|A|≥|B|. (3)雙射.如果f:A→B同時是A到B上的單射和滿射,那麼稱映射f:A→B為集合A到集合B的雙射.雙射也叫做一一映射. 對於雙射f:A→B,有|A|=|B|.(配對原理)
例1 設集合A=(-3,-2),已知x,y∈N,且x^3+19y=y^3+19x,試判斷a=log(1/2)(x+y)與A的關系. 導析:關鍵是確定a=log(1/2)(x+y)的取值范圍.這是學生力所能及的,可鼓勵學生積極參與. ∵ x^3-y^3=19(x-y),且x,y∈N,x>y, ∴ x^2+x+1≤x^2+xy+y^2=19<3x2. 由此及x∈N,得x=3,從而y=2. ∴ -3<a=log(1/2)5<-2,即a∈A. 例2 某次乒乓球比賽,採用單淘汰制,從105名參賽選手中決出冠軍,需進行多少場比賽? 導析:如果先算出第一輪的場數,第二輪的場數……然後相加,是比較麻煩的.可引導學生從結果出發考慮,因為冠軍只有1 個,所以共需淘汰104名選手.而每場比賽恰好淘汰1名選手,故比賽的場數應為104.
集合問題的表述簡單,所涉及的知識較少,而解決起來往往要求有較高的探索能力和創造能力.常見的集合競賽題有兩類:集合劃分問題和特殊子集的計算和論證問題.巧妙的構造,恰當的劃分、反設、局部調整等,是解決這兩類問題的有效途徑. 映射是特殊的對應,研究對應規律,尋求對應的特徵,是解決計數、圖論、組合數學的重要手段.
例3 能否給出集合{1,2,3,…,2001}的一個劃分(A1,A2,A3,A4),使得A1,A2,A3,A4中的各數之和 組成一個等差數列? 導析:這是一個探索性問題,可從假設存在入手展開討論. 若存在一個劃分(A1,A2,A3,A4)滿足要求,則A1,A2,A3,A4中各數之和可分別表示為a,a+d,a+2d,a+3d,其中a,d∈N.於是,有 a+(a+d)+(a+2d)+(a+3d)=1+2+3+…+2001,即 2(2a+3d)=2001×1001. 上式顯然不能成立,故這樣的劃分不存在. 本題雖然解完了,但思維不能就此中斷,可引導學生進一步探索上述劃分的存在性.不難發現:如果集合中連續自然數的個數是4k(k∈N),那麼這樣的劃分是存在的. 不妨設A={1,2,3,…,4k},(A1,A2,A3,A4)是集合A的一個劃分,若取A1={1,2,…,k},A2={k+1,k+2,…,2k},A3={2k+1,2k+2,…,3k},A4={3k+1,3k+2,…,4k},則A1,A2,A3,A4中各數之和便組成了以k(k+1)/2為首項,k^2為公差的等差數列.
例4 設n∈N,n≥15,A、B都是{1,2,…,n}的真子集,且A∩B=Φ,A∪B={1,2,…,n}.證明A或B中必有兩個不同數的和為完全平方數. 導析:根據題目的特點,從反面考慮較為合適.假設存在滿足題設的集合A和B,不論是A還是B中任意兩個數的和都不是完全平方數.不妨設1∈A,那麼3!∈A(否則1+3=2^2,與假設矛盾),於是3∈B.同樣,6!∈B,應有6∈A.這樣,10!∈A,應有10∈B.由於n≥15,所以15∈A或15∈B.若15∈A,則1+15=4^2;若15∈B,則10+15=5^2.均與假設矛盾,問題得證.
例5 從8×8的棋盤中,取出一個由三個小方格組成的「L」型,問共有多少種不同的取法. 導析:一個由四個小方格組成的「田」字形中可以取出4個「L」形,因此我們只需考察棋盤上可以取出多少個「田」字形.由於每個「田」字形的中心是棋盤內橫線與縱線的一個交點(不包括邊界點);反過來,每個位於棋盤內部的交點,它四周的小方格恰好形成一個「田」字形圖案,因此,映射f:「田」字形→「田」字形中心,它是棋盤上所有可取出的小方格組成的「田」形集合到棋盤內每個橫線與縱線的交點集的雙射(一一映射).易知,棋盤內的交點數共有(9-2)×(9-2)=49(個),所以棋盤上可取出49個「田」字形.而一個「田」字形對應著4個「L」形,故棋盤上共可取出49×4=196個「L」形.
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