數學集合教案
初中代數中曾經了解“正數的集合”、“不等式解的集合”;初中幾何中也知道中垂線是“到兩定點距離相等的點的集合”等等.在開始接觸集合的概念時,主要還是通過實例,對概念有一個初步認識。以下是數學集合教案,歡迎閱讀。

一、知識結構
本小節首先從初中代數與幾何涉及的集合實例人手,引出集合與集合的元素的概念,并且結合實例對集合的概念作了說明.然后,介紹了集合的常用表示方法,包括列舉法、描述法,還給出了畫圖表示集合的例子.
二、重點難點分析
這一節的重點是集合的基本概念和表示方法,難點是運用集合的三種常用表示方法正確表示一些簡單的集合.這一節的特點是概念多、符號多,正確理解概念和準確使用符號是學好本節的關鍵.為此,在教學時可以配備一些需要辨析概念、判斷符號表示正誤的題目,以幫助學生提高判斷能力,加深理解集合的概念和表示方法.
1.關于牽頭圖和引言分析
章頭圖是一組跳傘隊員編成的圖案,引言給出了一個實際問題,其目的都是為了引出本章的內容無論是分析還是解決這個實際間題,必須用到集合和邏輯的知識,也就是把它數學化.一方面提高用數學的意識,一方面說明集合和簡易邏輯知識是高中數學重要的基礎.
2.關于集合的概念分析
點、線、面等概念都是幾何中原始的、不加定義的概念,集合則是集合論中原始的、不加定義的概念.
初中代數中曾經了解“正數的集合”、“不等式解的集合”;初中幾何中也知道中垂線是“到兩定點距離相等的點的集合”等等.在開始接觸集合的概念時,主要還是通過實例,對概念有一個初步認識.教科書給出的“一般地,某些指定的對象集在一起就成為一個集合,也簡稱集.”這句話,只是對集合概念的描述性說明.
我們可以舉出很多生活中的實際例子來進一步說明這個概念,從而闡明集合概念如同其他數學概念一樣,不是人們憑空想象出來的,而是來自現實世界.
3.關于自然數集的分析
教科書中給出的常用數集的記法,是新的國家標準,與原教科書不盡相同,應該注意.
新的國家標準定義自然數集N含元素0,這樣做一方面是為了推行國際標準化組織(ISO)制定的國際標準,以便早日與之接軌,另一方面,0還是十進位數{0,1,2,…,9}中最小的數,有了0,減法運算仍屬于自然數,其中.因此要注意幾下幾點:
(1)自然數集合與非負整數集合是相同的集合,也就是說自然數集包含0;
(2)自然數集內排除0的集,表示成或,其他數集{如整數集Z、有理數集Q、實數集R}內排除0的集,也可類似表示,,;
(3)原教科書或根據原教科書編寫的教輔用書中出現的符號如 , ,…不再適用.
4.關于集合中的元素的.三個特性分析
集合中的每個對象叫做這個集合的元素.例如“中國的直轄市”這一集合的元素是:北京、上海、天津、重慶。
集合中的元素常用小寫的拉丁字母 ,…表示.如果a是集合A的元素,就說a屬于集合A,記作 ;否則,就說a不屬于A,記作
要正確認識集合中元素的特性:
(l)確定性: 和 ,二者必居其一.
集合中的元素必須是確定的.這就是說,給定一個集合,任何一個對象是不是這個集合的元素也就確定了.例如,給出集合{地球上的四大洋},它的元素是:太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋.其他對象都不用于這個集合.如果說“由接近 的數組成的集合”,這里“接近 的數”是沒有嚴格標準、比較模糊的概念,它不能構成集合.
(2)互異性:若 , ,則
集合中的元素是互異的.這就是說,集合中的元素是不能重復的,集合中相同的元素只能算是一個.例如方程 有兩個重根 ,其解集只能記為{1},而不能記為{1,1}.
(3)無序性:{a,b}和{b,a}表示同一個集合.
集合中的元素是不分順序的.集合和點的坐標是不同的概念,在平面直角坐標系中,點(l,0)和點(0,l)表示不同的兩個點,而集合{1,0}和{0,1}表示同一個集合.
5.要辯證理解集合和元素這兩個概念
(1)集合和元素是兩個不同的概念,符號和是表示元素和集合之間關系的,不能用來表示集合之間的關系.例如 的寫法就是錯誤的,而 的寫法就是正確的.
(2)一些對象一旦組成了集合,那么這個集合的元素就是這些對象的全體,而非個別現象.例如對于集合 ,就是指所有不小于0的實數,而不是指“可以在不小于0的實數范圍內取值”,不是指“是不小于0的一個實數或某些實數,”也不是指“是不小于0的任一實數值”……
(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合條件.
6.表示集合的方法所依據的國家標準
本小節列舉法與描述法所使用的集合的記法,依據的是新國家標準如下的規定.
符號
應用
意義或讀法
備注及示例
諸元素 構成的集
也可用 ,這里的I表示指標集
使命題 為真的A中諸元素之集
例: ,如果從前后關系來看,集A已很明確,則可使用 來表示,例如
此外, 有時也可寫成 或
7.集合的表示方法分析
集合有三種表示方法:列舉法、描述法、圖示法.它們各有優點.用什么方法來表示集合,要具體問題具體分析.
(l)有的集合可以分別用三種方法表示.例如“小于的自然數組成的集合”就可以表為:
①列舉法: ;
②描述法: ;
③圖示法:如圖1。
(2)有的集合不宜用列舉法表示.例如“由小于的正實數組成的集合”就不宜用列舉法表示,因為不能將這個集合中的元素—一列舉出來,但這個集合可以這樣表示:
①描述法: ;
②圖示法.
(3)用描述法表示集合,要特別注意這個集合中的元素是什么,它應該符合什么條件,從而準確理解集合的意義.例如:
①集合 中的元素是 ,它表示函數 中自變量 的取值范圍,即 ;
②集合 中的元素是 ,它表示函數值。的取值范圍,即 ;
③集合 中的元素是點 ,它表示方程 的解組成的集合,或者理解為表示曲線 上的點組成的集合;
④集合 中的元素只有一個,就是方程 ,它是用列舉法表示的單元素集合.
實際上,這是四個完全不同的集合.
列舉法與描述法各有優點,應該根據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,因為不能將無限集中的元素—一列舉出來,而沒有列舉出來的元素往往難以確定.
8.集合的分類
含有有限個元素的集合叫做有限集,如圖1所示.
含有無限個元素的集合叫做無限集,如圖2所示.
9.關于空集分析
不含任何元素的集合叫做空集,記作.空集是個特殊的集合,除了它本身的實際意義外,在研究集合、集合的運算時,必須予以單獨考慮.
教學設計方案
集合
知識目標:
(1)使學生初步理解集合的概念,知道常用數集的概念及其記法
(2)使學生初步了解“屬于”關系的意義
(3)使學生初步了解有限集、無限集、空集的意義
能力目標:
(1)重視基礎知識的教學、基本技能的訓練和能力的培養;
(2)啟發學生能夠發現問題和提出問題,善于獨立思考,學會分析問題和創造地解決問題;
(3)通過教師指導發現知識結論,培養學生抽象概括能力和邏輯思維能力;
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