北師大版高一數(shù)學(xué)必修一集合教案

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    以下是為大家整理的關(guān)于《北師大版高一數(shù)學(xué)必修一集合教案》,供大家學(xué)習(xí)參考!
    1.1-1集合的含義及其表示(一)
    教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生初步理解集合的基本概念,了解“屬于”關(guān)系的意義、常用數(shù)集的記法和集合中元素的特性. 了解有限集、無限集、空集概念,
    教學(xué)重點(diǎn):集合概念、性質(zhì);“∈”,“ ”的使用
    教學(xué)難點(diǎn):集合概念的理解;
    課 型:新授課
    教學(xué)手段:
    教學(xué)過程:
    一、引入課題
    軍訓(xùn)前學(xué)校通知:8月15日8點(diǎn),高一年級(jí)在體育館集合進(jìn)行軍訓(xùn)動(dòng)員;試問這個(gè)通知的對(duì)象是全體的高一學(xué)生還是個(gè)別學(xué)生?
    在這里,集合是我們常用的一個(gè)詞語,我們感興趣的是問題中某些特定(是高一而不是高二)對(duì)象的總體,而不是個(gè)別的對(duì)象,為此,我們將學(xué)習(xí)一個(gè)新的概念——集合(宣布課題),即是一些研究對(duì)象的總體。
    研究集合的數(shù)學(xué)理論在現(xiàn)代數(shù)學(xué)中稱為集合論,它不僅是數(shù)學(xué)的一個(gè)基本分支,在數(shù)學(xué)中占據(jù)一個(gè)極其獨(dú)特的地位,如果把數(shù)學(xué)比作一座宏偉大廈,那么集合論就是這座宏偉大廈的基石。集合理論是由德國數(shù)學(xué)家康托爾,他創(chuàng)造的集合論是近代許多數(shù)學(xué)分支的基礎(chǔ)。(參看閱教材中讀材料P17)。
    下面幾節(jié)課中,我們共同學(xué)習(xí)有關(guān)集合的一些基礎(chǔ)知識(shí),為以后數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
    二、新課教學(xué)
     “物以類聚,人以群分”數(shù)學(xué)中也有類似的分類。
    如:自然數(shù)的集合 0,1,2,3,……
    如:2x-1>3,即x>2所有大于2的實(shí)數(shù)組成的集合稱為這個(gè)不等式的解集。
    如:幾何中,圓是到定點(diǎn)的距離等于定長的點(diǎn)的集合。
    1、一般地,指定的某些對(duì)象的全體稱為集合,標(biāo)記:A,B,C,D,…
    集合中的每個(gè)對(duì)象叫做這個(gè)集合的元素,標(biāo)記:a,b,c,d,…
    2、元素與集合的關(guān)系
    a是集合A的元素,就說a屬于集合A , 記作 a∈A ,
    a不是集合A的元素,就說a不屬于集合A, 記作 aA
    思考1:列舉一些集合例子和不能構(gòu)成集合的例子,對(duì)學(xué)生的例子予以討論、點(diǎn)評(píng),進(jìn)而講解下面的問題。
    例1:判斷下列一組對(duì)象是否屬于一個(gè)集合呢?
    (1)小于10的質(zhì)數(shù)(2)數(shù)學(xué)家(3)中國的直轄市(4)maths中的字母
    (5)book中的字母(6)所有的偶數(shù)(7)所有直角三角形(8)滿足3x-2>x+3的全體實(shí)數(shù)
    (9)方程 的實(shí)數(shù)解
    評(píng)注:判斷集合要注意有三點(diǎn):范圍是否確定;元素是否明確;能不能指出它的屬性。
    3、集合的中元素的三個(gè)特性:
     1.元素的確定性:對(duì)于一個(gè)給定的集合,集合中的元素是確定的,任何一個(gè)對(duì)象或者是或者不是這個(gè)給定的集合的元素。
    2.元素的互異性:任何一個(gè)給定的集合中,任何兩個(gè)元素都是不同的對(duì)象,相同的對(duì)象歸入一個(gè)集合時(shí),僅算一個(gè)元素。比如:book中的字母構(gòu)成的集合
    3.元素的無序性:集合中的元素是平等的,沒有先后順序,因此判定兩個(gè)集合是否一樣,僅需比較它們的元素是否一樣,不需考查排列順序是否一樣。
     集合元素的三個(gè)特性使集合本身具有了確定性和整體性。
    4、數(shù)的集簡稱數(shù)集,下面是一些常用數(shù)集及其記法:
    非負(fù)整數(shù)集(即自然數(shù)集) 記作:N 有理數(shù)集Q
    正整數(shù)集 N*或 N+ 實(shí)數(shù)集R
    整數(shù)集Z 注:實(shí)數(shù)的分類
    5、集合的分類 原則:集合中所含元素的多少
    ①有限集 含有限個(gè)元素,如A={-2,3}
    ②無限集 含無限個(gè)元素,如自然數(shù)集N,有理數(shù)
    ③空 集 不含任何元素,如方程x2+1=0實(shí)數(shù)解集。專用標(biāo)記:Φ
    三、課堂練習(xí)
    1、用符合“∈”或“”填空:課本P15練習(xí)慣1
    2、判斷下面說法是否正確、正確的在( )內(nèi)填“√”,錯(cuò)誤的填“×”
    (1)所有在N中的元素都在N*中( )
    (2)所有在N中的元素都在Z中( )
    (3)所有不在N*中的數(shù)都不在Z中( )
    (4)所有不在Q中的實(shí)數(shù)都在R中( )
    (5)由既在R中又在N*中的數(shù)組成的集合中一定包含數(shù)0( )
    (6)不在N中的數(shù)不能使方程4x=8成立( )
    四、回顧反思
    1、集合的概念
    2、集合元素的三個(gè)特征
    其中“集合中的元素必須是確定的”應(yīng)理解為:對(duì)于一個(gè)給定的集合,它的元素的意義是明確的.
    “集合中的元素必須是互異的”應(yīng)理解為:對(duì)于給定的集合,它的任何兩個(gè)元素都是不同的.
    3、常見數(shù)集的專用符號(hào).
    五、作業(yè)布置
    1.下列各組對(duì)象能確定一個(gè)集合嗎?
    (1)所有很大的實(shí)數(shù)
    (2)好心的人
    (3)1,2,2,3,4,5.
    2.設(shè)a,b是非零實(shí)數(shù),那么 可能取的值組成集合的元素是
    3.由實(shí)數(shù)x,-x,|x|, 所組成的集合,多含( )
     (A)2個(gè)元素 (B)3個(gè)元素 (C)4個(gè)元素 (D)5個(gè)元素
    4.下列結(jié)論不正確的是( )
    A.O∈N B. Q C.O Q D.-1∈Z
    5.下列結(jié)論中,不正確的是( )
    A.若a∈N,則-a N B.若a∈Z,則a2∈Z
    C.若a∈Q,則|a|∈Q D.若a∈R,則
    6.求數(shù)集{1,x,x2-x}中的元素x應(yīng)滿足的條件;
    板書設(shè)計(jì)(略)
    1.1-2集合的概念及其表示(二)
    教學(xué)目標(biāo):掌握表示集合方法;了解空集的概念及其特殊性,滲透抽象、概括思想。
    教學(xué)重點(diǎn):集合的表示方法
    教學(xué)難點(diǎn):正確表示一些簡單集合
    課 型:新課
    教學(xué)手段:講授
    教學(xué)過程:
    一、創(chuàng)設(shè)情境
    復(fù)習(xí)提問:
    集合元素的特征有哪些?怎樣理解,試舉例說明,集合與元素關(guān)系是什么?如何用數(shù)不符號(hào)表示?
    那么給定一個(gè)具體的集合,我們?nèi)绾伪硎舅??這就是今天我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容—集合的表示 (板書課題)
    我們可以用自然語言來描述一個(gè)集合,但這將給我們帶來很多不便,除此之外還常用列舉法和描述法來表示集合
    二、新課講解
    1、列舉法:把集合中的元素一一列舉出來,寫在大括號(hào)內(nèi)表示集合的方法。
    例:“中國的直轄市”構(gòu)成的集合,寫成{北京,天津,上海,重慶}
    由“maths中的字母” 構(gòu)成的集合,寫成{m,a,t,h,s}
    由“book中的字母” 構(gòu)成的集合,寫成{b,o,k}
    注:
    (1) 有些集合亦可如下表示:從51到100的所有整數(shù)組成的集合:
    {51,52,53,…,100}所有正奇數(shù)組成的集合:{1,3,5,7,…}
    (2) a與{a}不同:a表示一個(gè)元素,{a}表示一個(gè)集合,該集合只有一個(gè)元素。
     比如: 與 不同, ∈
    (3) 集合中的元素具有無序性,所以用列舉法表示集合時(shí)不必考慮元素的順序。
    例1(P4)
    2、描述法:用確定的條件表示某些對(duì)象是否屬于這個(gè)集合,并把這個(gè)條件寫在大括號(hào)內(nèi)表示集合的方法。
    格式:{x∈A| P(x)}
    含義:在集合A中滿足條件P(x)的x的集合。
    例:不等式 的解集可以表示為: 或
    “中國的直轄市”構(gòu)成的集合,寫成{ 為中國的直轄市};
    “maths中的字母” 構(gòu)成的集合,寫成{ 為maths中的字母};
    “平面直角坐標(biāo)系中第二象限的點(diǎn)”{(x,y)| x<0且y>0}
    “方程x2+5x-6=0的實(shí)數(shù)解” {x∈R| x2+5x-6=0}={-6,1}
    注:(1)在不致混淆的情況下,可以省去豎線及左邊部分。如:{直角三角形};
    {大于104的實(shí)數(shù)}
    (2)錯(cuò)誤表示法:{實(shí)數(shù)集};{全體實(shí)數(shù)}
    例2(P5)
    3、圖示法:
    文氏圖(Venn圖):用一條封閉的曲線的內(nèi)部來表示一個(gè)集合的方法。
    邊界用直線還是曲線,用實(shí)線還是虛線都無關(guān)緊要,只要封閉并把有關(guān)元素和子集統(tǒng)統(tǒng)包含在里邊就行,但不能理解成圈內(nèi)每個(gè)點(diǎn)都是集合的元素.
     數(shù)軸法:{x∈R|3     但{x∈N|3     連續(xù)的(用不等式表示的)實(shí)數(shù)集合可以用數(shù)軸上的一段封閉曲線來表示
    三、例題講解
    例1解不等式 ,并把結(jié)果用集合表示.
    解:由不等式 ,知
    所以原不等式解集是
    例2 求方程 的解集
    解:因?yàn)?沒有實(shí)數(shù)解,
     所以
    例3用描述法分別表示
    (1)拋物線y=x2上的點(diǎn).
    (2)拋物線y=x2上點(diǎn)的橫坐標(biāo).
    (3)拋物線y=x2上點(diǎn)的縱坐標(biāo).
    四、課堂練習(xí)
    練習(xí):P5 2、3.
    五、回顧反思
    1.描述法表示集合應(yīng)注意集合的代表元素
    {(x,y)|y= x2+3x+2}與 {y|y= x2+3x+2}不同,只要不引起誤解,集合的代表元素也可省略,例如:{整數(shù)},即代表整數(shù)集Z。注意:這里的{ }已包含“所有”的意思,所以不必寫{全體整數(shù)}。寫法{實(shí)數(shù)集},{R}是錯(cuò)誤的。
    2.列舉法與描述法各有優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該根據(jù)具體問題確定采用哪種表示法,要注意,一般無限集,不宜采用列舉法。
    3.本節(jié)課在教學(xué)時(shí)主要教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)集合的表示方法,在認(rèn)識(shí)集合時(shí),應(yīng)從兩方面入手:
    (1)元素是什么?
    (2)確定集合的表示方法是什么?表示集合時(shí),與采用字母名稱無關(guān)。
    六、作業(yè)布置
    作業(yè):P6 A組題:1,2,3,4,5
    思考:P6 B組題
    1.2-1 集合的基本關(guān)系
    教學(xué)目的:了解集合之間的包含、相等關(guān)系的含義;理解子集、真子集的概念;能利用Venn圖表達(dá)集合間的關(guān)系;了解與空集的含義。
    教學(xué)重點(diǎn):子集與空集的概念;用Venn圖表達(dá)集合間的關(guān)系。
    教學(xué)難點(diǎn):弄清元素與子集 、屬于與包含之間的區(qū)別;
    課 型:新授課
    教學(xué)過程:
    一、引入課題
    1、復(fù)習(xí)元素與集合的關(guān)系——屬于與不屬于的關(guān)系,填以下空白:
    (1)0 N;(2) Q;(3)-1.5 R
    2、類比實(shí)數(shù)的大小關(guān)系,如5<7,2≤2,試想集合間是否有類似的“大小”關(guān)系呢?(宣布課題)
    二、新課教學(xué)
    1、 集合與集合之間的“包含”關(guān)系;
    A={1,2,3},B={1,2,3,4}
    集合A是集合B的部分元素構(gòu)成的集合,我們說集合B包含集合A;
    如果集合A的任何一個(gè)元素都是集合B的元素,我們說這兩個(gè)集合有包含關(guān)系,稱集合A是集合B的子集(subset)。
    記作:
    讀作:A包含于(is contained in)B,或B包含(contains)A
    當(dāng)集合A不包含于集合B時(shí),記作A B
     用Venn圖表示兩個(gè)集合間的“包含”關(guān)系
    2、集合與集合之間的 “相等”關(guān)系;
     ,則 中的元素是一樣的,因此
    即
    練習(xí)
    3、結(jié)論:任何一個(gè)集合是它本身的子集
    4、真子集的概念
    若集合 ,存在元素 ,則稱集合A是集合B的真子集(proper subset)。
    記作:A B(或B A)
    讀作:A真包含于B(或B真包含A)
    舉例(由學(xué)生舉例,共同辨析)
    5、 規(guī)定:
    空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
    6、結(jié)論: ,且 ,則
    三、例題講解
    例1化簡集合A={x|x-7≥2},B={x|x 5},并表示A、B的關(guān)系;
    例2寫出集合{0,1,2}的所有的子集,并指出其中哪些是它的真子集。
    結(jié)論:集合A中元素的個(gè)數(shù)記為n,則它的子集的個(gè)數(shù)為:2n
    真子集的個(gè)數(shù):2n-1,非空真子集個(gè)數(shù):2n-2(在后繼學(xué)習(xí)中會(huì)對(duì)此結(jié)論加以證明)
    四、課堂練習(xí):P9練習(xí)題
    五、歸納小結(jié),強(qiáng)化思想
    兩個(gè)集合之間的基本關(guān)系只有“包含”與“相等”兩種,可類比兩個(gè)實(shí)數(shù)間的大小關(guān)系,同時(shí)還要注意區(qū)別“屬于”與“包含”兩種關(guān)系及其表示方法;
    六、作業(yè)布置
    1、書面作業(yè):習(xí)題1.2 5個(gè)小題
    2、提高作業(yè):
    ○1 已知集合 , ≥ ,且滿足 ,求實(shí)數(shù) 的取值范圍。
    ○2 設(shè)集合 ,
     ,試用Venn圖表示它們之間的關(guān)系。
    ○2P10 B組題
    板書設(shè)計(jì)(略)
    1.3-1交集與并集
    教學(xué)目的:(1)理解兩個(gè)集合的并集與交集的的含義,會(huì)求兩個(gè)簡單集合的并集與交集;
    (2))能用Venn圖表達(dá)集合的關(guān)系及運(yùn)算,體會(huì)直觀圖示對(duì)理解抽象概念的作用。
    課 型:新授課
    教學(xué)重點(diǎn):集合的交集與并集的概念;
    教學(xué)難點(diǎn):集合的交集與并集 “是什么”,“為什么”,“怎樣做”;
    教學(xué)過程:
    一、引入課題
    我們兩個(gè)實(shí)數(shù)除了可以比較大小外,還可以進(jìn)行加法運(yùn)算,類比實(shí)數(shù)的加法運(yùn)算,兩個(gè)集合是否也可以“相加”呢?
    思考(P9思考題),引入并集概念。
    二、新課教學(xué)
    1、并集
    一般地,由所有屬于集合A或?qū)儆诩螧的元素所組成的集合,稱為集合A與B的并集(Union)
    記作:A∪B讀作:“A并B”
    即: A∪B={x|x∈A,或x∈B}
    Venn圖表示:
    說明:兩個(gè)集合求并集,結(jié)果還是一個(gè)集合,是由集合A與B的所有元素組成的集合(重復(fù)元素只看成一個(gè)元素)。
    例題1求集合A與B的并集
    ①A={6,8,10,12} B={3,6,9,12}
    ②A={x|-1≤x≤2} B={x|0≤x≤3}
    (過度)問題:在上圖中我們除了研究集合A與B的并集外,它們的公共部分(即問號(hào)部分)還應(yīng)是我們所關(guān)心的,我們稱其為集合A與B的交集。
    2、交集
    一般地,由屬于集合A且屬于集合B的元素所組成的集合,叫做集合A與B的交集(intersection)。
    記作:A∩B讀作:“A交B”
    即: A∩B={x|∈A,且x∈B}
    交集的Venn圖表示
    說明:兩個(gè)集合求交集,結(jié)果還是一個(gè)集合,是由集合A與B的公共元素組成的集合。
    例題2求集合A與B的交集
    ③A={6,8,10,12} B={3,6,9,12}
    ④A={x|-1≤x≤2} B={x|0≤x≤3}
    拓展:求下列各圖中集合A與B的并集與交集(用彩筆圖出)
    說明:當(dāng)兩個(gè)集合沒有公共元素時(shí),兩個(gè)集合的交集是空集,而不能說兩個(gè)集合沒有交集
    3、例題講解
     例3(P12例1):理解所給集合的含義,可借助venn圖分析
    例4 P12例2):先“化簡”所給集合,搞清楚各自所含元素后,再進(jìn)行運(yùn)算。
    4、集合基本運(yùn)算的一些結(jié)論:
    A∩B A,A∩B B,A∩A=A,A∩ = ,A∩B=B∩A
    A A∪B,B A∪B,A∪A=A,A∪ =A,A∪B=B∪A
    若A∩B=A,則A B,反之也成立
    若A∪B=B,則A B,反之也成立
    若x∈(A∩B),則x∈A且x∈B
    若x∈(A∪B),則x∈A,或x∈B
    三、課堂練習(xí)(P13練習(xí))
    四、歸納小結(jié)
    五、作業(yè)布置
    1、書面作業(yè):P13習(xí)題1.1,第6-12題
    補(bǔ)充:
    (1)設(shè)A={奇數(shù)}、B={偶數(shù)},則A∩Z=A,B∩Z=B,A∩B=
    (2)設(shè)A={奇數(shù)}、B={偶數(shù)},則A∪Z=Z,B∪Z=Z,A∪B=Z
    2、提高內(nèi)容:
    (1)已知X={x|x2+px+q=0,p2-4q>0},A={1,3,5,7,9},B={1,4,7,10},且
     ,試求p、q;
    (2)集合A={x|x2+px-2=0},B={x|x2-x+q=0},若A B={-2,0,1},求p、q;
    (3)A={2,3,a2+4a+2},B={0,7,a2+4a-2,2-a},且A B ={3,7},求B
    1.3.2 全集與補(bǔ)集
    教學(xué)目標(biāo):了解全集的意義,理解補(bǔ)集的概念,能利用Venn圖表達(dá)集合間的關(guān)系;滲透相對(duì)的觀點(diǎn).
    教學(xué)重點(diǎn):補(bǔ)集的概念.
    教學(xué)難點(diǎn):補(bǔ)集的有關(guān)運(yùn)算.
    課 型:新授課
    教學(xué)手段:發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法,通過引入實(shí)例,進(jìn)而對(duì)實(shí)例的分析,發(fā)現(xiàn)尋找其一般結(jié)果,歸納其普遍規(guī)律.
    教學(xué)過程:
    一、創(chuàng)設(shè)情境
    1.復(fù)習(xí)引入:復(fù)習(xí)集合的概念、子集的概念、集合相等的概念;兩集合的交集,并集.
    2.相對(duì)某個(gè)集合U,其子集中的元素是U中的一部分,那么剩余的元素也應(yīng)構(gòu)成一個(gè)集合,這兩個(gè)集合對(duì)于U構(gòu)成了相對(duì)的關(guān)系,這就驗(yàn)證了“事物都是對(duì)立和統(tǒng)一的關(guān)系”。集合中的部分元素與集合之間關(guān)系就是部分與整體的關(guān)系.這就是本節(jié)課研究的話題 ——全集和補(bǔ)集。
    二、新課講解
    請(qǐng)同學(xué)們舉出類似的例子
    如:U={全班同學(xué)} A={班上男同學(xué)} B={班上女同學(xué)}
    特征:集合B就是集合U中除去集合A之后余下來的集合,可以用文氏圖表示。
    我們稱B是A對(duì)于全集U的補(bǔ)集。
    1、全集
     如果集合S包含我們要研究的各個(gè)集合,這時(shí)S可以看作一個(gè)全集。全集通常用字母U表示
    2、補(bǔ)集(余集)
     設(shè)U是全集,A是U的一個(gè)子集(即A U),則由U中所有不屬于A的元素組成的集合,叫作“A在U中的補(bǔ)集”,簡稱集合A的補(bǔ)集,記作 ,即
     補(bǔ)集的Venn圖表示:
    說明:補(bǔ)集的概念必須要有全集的限制
    練習(xí): ,則 。
    3、基本性質(zhì)
    ① , ,
    ②
     ③ ,
    注:借助venn圖的直觀性加以說明
    三、例題講解
    例1(P13例3)
    例2(P13例4) ①注重借助數(shù)軸對(duì)集合進(jìn)行運(yùn)算②利用結(jié)果驗(yàn)證基本性質(zhì)
    四、課堂練習(xí)
    1.舉例,請(qǐng)?zhí)畛洌▍⒖迹?BR>    (1)若S={2,3,4},A={4,3},則 SA=____________.
    (2)若S={三角形},B={銳角三角形},則 SB=___________.
    (3)若S={1,2,4,8},A= ,則 SA=_______.
    (4)若U={1,3,a2+2a+1},A={1,3}, UA={5},則a=_______
    (5)已知A={0,2,4}, UA={-1,1}, UB={-1,0,2},求B=_______
    (6)設(shè)全集U={2,3,m2+2m-3},a={|m+1|,2}, UA={5},求m.
    (7)設(shè)全集U={1,2,3,4},A={x|x2-5x+m=0,x∈U},求 UA、m.
    師生共同完成上述題目,解題的依據(jù)是定義
    例(1)解: SA={2}
    評(píng)述:主要是比較A及S的區(qū)別.
    例(2)解: SB={直角三角形或鈍角三角形}
    評(píng)述:注意三角形分類.
    例(3)解: SA=3
    評(píng)述:空集的定義運(yùn)用.
    例(4)解:a2+2a+1=5,a=-1±
    評(píng)述:利用集合元素的特征.
    例(5)解:利用文恩圖由A及 UA先求U={-1,0,1,2,4},再求B={1,4}.
    例(6)解:由題m2+2m-3=5且|m+1|=3解之 m=-4或m=2
    例(7)解:將x=1、2、3、4代入x2-5x+m=0中,m=4或m=6
    當(dāng)m=4時(shí),x2-5x+4=0,即A={1,4}
    又當(dāng)m=6時(shí),x2-5x+6=0,即A={2,3}
    故滿足題條件: UA={1,4},m=4; UB={2,3},m=6.
    評(píng)述:此題解決過程中滲透分類討論思想.
    2.P14練習(xí)題1、2、3、4、5
    五、回顧反思
     本節(jié)主要介紹全集與補(bǔ)集,是在子集概念的基礎(chǔ)上講述補(bǔ)集的概念,并介紹了全集的概念
    1.全集是一個(gè)相對(duì)的概念,它含有與研究的問題有關(guān)的各個(gè)集合的全部元素,通常用“U”表示全集.在研究不同問題時(shí),全集也不一定相同.
    2.補(bǔ)集也是一個(gè)相對(duì)的概念,若集合A是集合S的子集,則S中所有不屬于A的元素組成的集合稱為S中子集A的補(bǔ)集(余集),記作 ,即 ={x| }. 當(dāng)S不同時(shí),集合A的補(bǔ)集也不同.
    六、作業(yè)布置
    1、P15習(xí)題4,5
    2、用集合A,B,C的交集、并集、補(bǔ)集表示下圖有色部分所代表的集合
    3、思考:p16 B組題1,2