第三节 交集、并集
1.教材分析
(1)知识结构
本节首先结合表示两个集合的图,引出交集与并集的概念,然后在完成一些练习的基础上,介绍了交集与并集的简单性质.
(2)重点难点分析
重点:交集与并集的概念;
难点:弄清交集与并集的概念、符号之间的区别与联系.
①本小节的重点是交集与并集的概念,只要结合图形,抓住概念中的关键词“且”、“或”,理解它们并不困难.可以借助代数运算帮助理解“且”、“或”的含义:求方程组的解集是求各个方程的解集的交集,求方程
的解集,则是求方程
和
的解集的并集;求不等式组的解集是求各个不等式的解集的交集,求不等式
的解集,则是求
和
的解集的并集,或是求不等式组
与
及不等式组
与
的解集的并集.
②本小节的难点是弄清交集与并集的概念及符号之间的联系和区别.突破难点的关键是掌握有关集合的术语和符号、简单的性质和推论,并会正确地表示一些简单的集合.利用数形结合的思维,将满足条件的集合用维恩图或数轴一一表示出来,从而求集合的交集、并集、补集,这是既简单又直观且是最基本、最常见的方法,要注意灵活运用.
2.教法建议
(1)注重数形结合,从集合A和B的文氏图中引出交集、并集的概念
在引出交集、并集的概念时,最好不要直接给出它们各自概念的含义,建议结合图形,启发学生从集合A和集合B的文氏图中,寻找它们之间的联系,学生较为容易接受,理解也较为深刻,为以后进行集合之间的交并运算打下基础.
(2)注意交集、并集概念的符号语言表示,提高学生的数学语言表达能力
教材对于交集、并集的概念还给出了它们各自的符号语言表示,即:
①
②
对于符号语言的表示要注意它们的区别和联系,抓住概念中的关键词“且”、“或”.
①中的“且”字,它说明
的任一元素
都是A与B的公共元素。由此可知,
必是A与B的公共子集,即:
.
②式中的“或”字的意义,用它连接的并列成分之间不一定是互相排斥的,“
”这一条件,包括下列三种情况:
,
,且
(很明显,适合第三种情况的元素
构成的集合就是
,它不一定是空集)。还要注意,A与B的公共元素在
中只出现一次。因此,
是由所有至少属于A,B两者之一的元素组成的集合。
由定义可知,A与B都是
的子集,联系到 都是A,B的子集,可得下面的关系式:
(3)运用对比教学的方法,使学生区分开交、并集的概念,能正确对集合之间求交与求并.
教师在讲解了交集、并集的概念后,可以涉及一个表格,让学生填写内容.见下表.
名 称 |
交 集 |
并 集 |
定 义 |
由所有属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合,叫做A与B的交集. |
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与B的并集. |
记 号 |
(读作“A交B”) |
(读作“A并B”) |
简 而 言 之 |
A与B的公共元素组成的集合即 且 |
A与B的所有元素组成的集合即 或 |
图 示 (一般情形) |
(阴影为 ) |
(阴影为 ) |
性 质 |
, , , , . |
, , , , . |
(4)培养用图示法(即文氏图)表示集合之间的关系的能力
用图示法表示集合之间的关系有两层意思:一方面给定一个集合或集合之间的运算关系,会用图示法(即维恩图)表示;另一方面给出一个维恩图,会用集合表示图中指定的部分(如阴影部分).
作一些这方面的引导和训练,既可加深对集合关系及运算的理解,又可打提高数形结合思维能力,还可不断培养正向思维和逆向思维的能力.
(5)适当地运用集合关系进行简单推理
运用集合关系进行简单推理虽不是本节的教学要求,但对学有余力的学生不失为一种良好的思维训练,有助于提高抽象思维能力.例如利用集合相等完全可以证明交集与并集的性质和推论,可分为两个步骤去实施:
(1)先举一些具体的集合的实际例子,然后代入性质或推论,说明它们都是成立的(感性认识)。
(2)再尝试用学过的知识去证明这些性质或推论是成立的(逻辑推理)。
例:证明
.
(1)说明:设
,
,
.
则
,
;
,
.
所以
.
(2)证明:设
,则
,且
,故
,且
,
,
即
,且
,
从而
.
根据集合相等的定义,则
.
类似地,可说明和证明其他的性质和推论.