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    集合的概念教案

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    这是一份集合的概念教案,共7页。

    《集合的概念》教学设计 教学目标 1.通过实例,了解集合的含义,理解元素与集合的“属于”关系. 2.了解集合元素的确定性、互异性、无序性,掌握常用数集及其专用符号. 3.能用集合语言:描述法、列举法表示有关数学对象,并在描述法学习和应用过程中,提升学生的数学抽象素养. 教学重难点 教学重点:元素与集合之间的关系及其表示,以及用符号语言表示集合. 教学难点:选择恰当的方法表示一些简单的集合;描述法中元素所满足的条件利用符号表述及识别. 课前准备 PPT. 教学过程 一、学习章引言,整体概览 我们知道,方程x2=2在有理数范围内无解,但在实数范围内有解.在平面内,到定点的距离等于定长的点的集合是圆,而在空间中,到定点的距离等于定长的点的集合是球面,因此,明确研究对象、确定研究范围是研究数学问题的基础.集合论是德国数学家康托在19世纪末创立的,集合语言是现代数学的基本语言.使用集合语言,可以简洁、准确地表达数学的一些内容.我们将集合作为一种语言来学习,将学会使用最基本的集合语言表示有关的数学对象,发展运用数学语言进行交流的能力. 集合语言是一种抽象的数学语言,学习集合语言最好的方法就是使用,非洲大草原上生存着几千种动物,它们常常面临着生与死的考验,为了生存,它们过着“群居”的生活,这种“物以类聚”就产生某种动物集合.让我们一起走进“集合”世界,探索集合的奥秘. 二、概念的引入 问题1:阅读教科书第2页的6个例子,每个问题都由若干个对象组成,每组对象的全体都能组成集合吗?我们把研究的对象统称为元素,例子中的元素分别是什么? 师生活动:学生独立思考、讨论交流. 追问:例子中研究的对象分别是什么,构成的集合是什么. 预设的答案:(1)1~10之间的每个偶数作为元素,这些元素的全体就是一个集合. (2)立德中学今年入学的每一位高一学生作为元素,这些元素的全体也是一集合. (3)每一个正方形作为元素,所有的正方形构成一个集合. (4)到直线l的距离等于定长d的点作为元素,满足条件的点全体构成的一个集合. (5)方程x2-3x+2=0的根作为元素,这些元素构成了一个集合. (6)地球上的四大洋作为元素,这些大洋构成了一个集合. 设计意图:通过初中所学及实例,让学生感知、了解、抽象出元素与集合的含义.提高学生用数学抽象的思维方式思考并解决问题的能力. 三、概念的理解 例1 判断下列说法是否正确. (1)所有好看的花可以构成一个集合. (2)由1,3,0,5,|-3|这些数组成的集合中有5个元素. (3)高一(3)班的全体同学组成一个集合,调整座位后这个集合发了改变. 师生活动:学生独立观察,充分思考,交流讨论. 追问:(1)你从哪个角度分析一些研究对象能否构成集合?(从集合中的元素是否确定) (2)集合中的元素能否相同,可以重复吗?(不能重复,如问题(2)中|-3|=3,所以集合只有4个元素1,3,0,5,集合中的元素是互异的) (3)高一(3)班的全体同学调整座位后这个班集体变了吗?(班集体没有变,集合没有变化,集合中的元素是没有顺序的) (4)通过以上的学习你能给出集合中元素的特性吗?请你再举一些相应的例子.(确定性、互异性、无序性) (5)如何判断两个集合相等?(元素是否完全一样,两个集合中元素是一样的,则这两个集合相等) 设计意图:通过具体的例子让学生充分经历从观察、分析到抽象、概括出元素的三个特性,深刻理解集合概念. 问题2:阅读课本回答问题.元素和集合各用什么字母表示?元素和集合之间有哪两种关系?用什么符号表示?常用数集及其记法有哪些? 师生活动:学生独立阅读完成.给出练习检测其阅读效果. 预设的答案: (1)元素用小写拉丁字母a,b,c…表示;集合用大写拉丁字母A,B,C…表示. (2)元素与集合的关系:“属于”、“不属于”. 如果a是集合A中的元素,就说a属于集合A,记作a∈A;如果b不是集合A中的元素,就说b不属于集合A,记作b∉A. (3)常用数集及其记法:非负整数(自然数集)N、正整数集N*或N+、整数集Z、有理数集Q、实数集R.(根据学生的实际情况,适当回顾一下具体数集包含哪些数,对记忆有帮助) 设计意图:用数学语言表示集合和元素.元素、集合的字母表示,元素与集合的“属于”或“不属于”关系,常用数集及其记法,建议在运用中逐渐熟练掌握. 问题3:上面的例1使用自然语言表示集合,还有其他方法可以表示集合吗?例如,地球上的四大洋组成的集合,我们明确地知道地球上的4大洋是什么,而自然语言表达的不具体,那么该用什么方法呢?再比如,不等式x-3<7的解集,又该用什么方法表示呢? 师生活动:学生独立思考,然后交流讨论.教师适时地选择下面问题进行追问. 追问1:上述两个例子有什么区别呢?从集合中元素的特点来分析. 预设的答案:第1个例子集合中的元素是有限个(4个),可以这样表示{太平洋,大西洋,印度洋,北冰洋}.第2个集合中的元素都小于10,集合中的元素都是实数且是无数多个. 追问2:你能总结归纳出列举法的特征吗?使用列举法表示时需要注意什么? 预设的答案:把集合的元素一一列举出来,并用大括号“{ }”括起来表示集合的方法叫做列举法.利用列举法表示集合时应注意:①大括号不能缺失,元素中间用逗号隔开;②元素虽然与顺序无关,但是防止不重不漏,按一定的顺序列举较好,如:从小到大或者从大到小等. 追问3:显然不能用列举法表示不等式x-3<7的解集.那么解集中元素的共同特点是什么?将这个共同特征描述清楚,写出来也可以表示集合,这就是集合的描述法.阅读课本第4页,什么叫描述法?然后用描述法写出解集对应的集合. 预设的答案:共同特点是x<10;在大括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及其取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征,一般形式为:{x|p(x)}.这种用所含元素的共同特征表示集合的方法叫做描述法. {x|x<10},或者{x∈R|x<10},或者{x|x-3<7},或者{x∈R|x-3<7}. 追问4:自然语言、列举法和描述法表示集合时,各自的特点和适用对象? 预设的答案: 设计意图:通过集合的表示法,学生对实例或问题的思考,去体验知识方法.不仅要让学生明白用列举法是集合最基本、最原始的表示方法,还要理解到集合中元素的列举与元素的顺序无关.通过问题的思考,学生认识到仅用列举法表示集合是不够的,有些集合是列举不完或者列举不出来的,由此说明学习描述法的必要性.学习描述法时,先用自然语言描述集合元素具有的共同属性,再介绍用描述法的具体方法.在这个过程中提升学生的数学抽象素养. 四、概念的巩固应用 例2 考查下列每组对象,能构成一个集合的是( ) ①某校高一年级成绩优秀的学生; ②直角坐标系中横、纵坐标相等的点; ③不小于3的自然数; ④我国新型冠状病毒疫情期间支援武汉的白衣天使. A.③④ B.②③④ C.②③ D.②④ 答案:B 设计意图:帮助学生理解集合中元素的特性.判断一组对象能否组成集合,关键看该组对象是否满足确定性,如果此组对象满足确定性,就可以组成集合;否则,不能组成集合.同时还要注意集合中元素的互异性、无序性. 例3 下列关系中,正确的有( ) ①eq \f(1,2)∈R;②eq \r(2)∉Q;③|-3|∈N;④|-eq \r(3)|∈Q; = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤0={0} A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 答案:C 设计意图:促进学生熟练判断元素与集合间的关系.判断元素与集合关系的两种方法:(1)直接法:如果集合中的元素是直接给出,只要判断该元素在已知集合中是否出现即可.(2)推理法:对于一些没有直接表示的集合,只要判断该元素是否满足集合中元素所具有的特征即可,此时应首先明确已知集合中的元素具有什么特征. 例4 用适当的方法表示下列集合: (1)被3除余1的正整数的集合; (2)坐标平面内第一象限的点的集合; (3)方程x2-9=0的实数根组成的集合C; (4)一次函数y=x+3与y=-2x+6的图象的交点组成的集合D. 师生活动:学生分析判断,交流讨论写出结果,教师巡视观察学生写的情况,纠正错误写法. 预设的答案:(1)根据被除数=商×除数+余数,可知此集合表示为{x|x=3n+1,n∈N}. (2)第一象限内点的横、纵坐标均大于零,故此集合可表示为{(x,y)|x>0,y>0}. (3)方程x2-9=0的实数根为-3,3,所以C={-3,3}. (4)由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(y=x+3,,y=-2x+6))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=1,,y=4,)) 所以,一次函数y=x+3与y=-2x+6的交点为(1,4),所以D={(1,4)}. 解题思路:描述法表示集合的2个步骤(如图1): 写出代表元素 明确元素的特征 分清楚集合中的元素是点还是数或是其他的元素 将集合中元素所具有的公共特征,写在竖线的后面 图1 设计意图:检验学生对集合表示方法的理解和掌握,集合作为一种基本的数学语言,学习并掌握它的最好方法是使用.因此,教学中要多引导学生使用集合语言描述对象,进行自然语言与集合语言间的转换.养成良好的数学习惯.用集合思想对实际生活中的对象进行判断与归类,提升数学建模素养. 五、归纳总结、布置作业 问题5:(1)本节研究了哪些内容?请你用思维导图的形式表示出来. (2)你还获得了哪些经验?请你列举出来. 预设的答案: 图2 含义 元素的特征 一般集合 表示方法 常用数集 自然语言 描述法 列举法 元素与集合的关系 集合 (获得经验略) 设计意图:从知识内容和研究方法两个方面对本节课进行小结,帮助学生整体性地认识、更好地理解集合的概念及表示. 六、目标检测设计 1.已知集合A={x|x2-ax+b=0},若A={2,3},求a,b的值. 解:由A={2,3}知,方程x2-ax+b=0的两根为2,3,由根与系数的关系得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2+3=a,,2×3=b,)) 因此a=5,b=6. 设计意图:考查学生对符号语言的理解与掌握程度. 2.把下列集合用另一种形式表示 (1)方程x2-2=0的所有实数根组成的集合. (2)由大于10小于20的所有整数组成的集合. (3)B={x|x2-2x-3≤0,x∈N} (4)直线y=2x+1与y轴的交点所组成的集合. 预设的答案:(1)设方程x2-2=0的实数根为x,并且满足条件x2-2=0,因此,用描述法表示为A={x∈R|x2-2=0}.方程x2-2=0有两个实数根为,因此,用列举法表示为A={}. (2)设大于10小于20的整数为x,它满足条件x∈Z,且10<x<20,因此,用描述法表示为B={x∈Z∣10<x<20}.大于10小于20的整数有11,12,13,14,15,16,17,18,19,因此,用列举法表示为B={11,12,13,14,15,16,17,18,19}. (3)B={x|x2-2x-3≤0,x∈N}={x|-1≤x≤3,x∈N}={0,1,2,3}. (4)将x=0代入y=2x+1,得y=1,即交点是(0,1),故两直线的交点组成的集合是{(0,1)}. 设计意图:通过集合的多种表示方法的转换,让学生熟练集合表示方法的同时,也体会各种表示方法的异同和优缺点,感受不同的集合寻找合适的表示方法表示集合. 3.(1)用描述法表示抛物线y=x2+1上的点构成的集合. (2)集合{x|y=x2+1}中的元素是什么? (3)集合{y|y=x2+1}中的元素是什么? 解:(1)抛物线y=x2+1上的点构成的集合可表示为:{(x,y)|y=x2+1}. (2)集合{x|y=x2+1}的代表元素是x,且x∈R,所以{x|y=x2+1}中的元素是全体实数. (3)集合{y|y=x2+1}的代表元素是y,满足条件y=x2+1的y的取值范围是y≥1,所以{y|y=x2+1}={y|y≥1},所以集合中的元素是大于等于1的全体实数. 设计意图:考查学生对描述法的理解程度.一看代表元素,是数集还是点集,二看元素满足什么条件即有什么公共特怔. 表示方法特点适用对象自然语言简单易懂、生活化元素不可列或无共同特征列举法每个元素一一列举出来,直观明显元素有限、可列描述法元素具有明显的共同特征元素是无限的或比较多

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