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第 1 章 集合与命题

上海教材把「集合」与「命题」放在同一章。集合是后面学函数、不等式的基础。下面的集合讲解与闯关,与江苏版共用同一套积木——这正是多版本复用的好处。

知识点 1.1

集合的概念与表示

把一些确定的、不重复的对象放在一起,看成一个整体,就叫一个集合(set)。集合里的每个对象叫元素(element)。

判断"是不是一个集合"的关键是确定性:给定一个对象,它要么在集合里,要么不在,不能含糊。比如"个子高的同学"不是集合(多高算高?),但"身高超过 180cm 的同学"是集合。

元素与集合的关系:∈ 和 ∉

$a\in A$ 表示"a 是集合 A 的元素",读作 a 属于 A;用 $a\notin A$ 表示"a 不属于 A"。

三大特性:确定性(在不在很明确)、互异性(元素不重复,{1,1,2} 其实就是 {1,2})、无序性({1,2} 与 {2,1} 是同一个集合)。

两种表示法

列举法:把元素一一列出,如 A = {1, 2, 3, 4}。
描述法:写出元素满足的共同条件,如 B = {x | x 是小于 5 的正整数},竖线 "|" 读作"满足"。

常用数集(一定要记牢)

$\mathbb N$ 自然数集 $\subseteq\mathbb Z$ 整数集 $\subseteq\mathbb Q$ 有理数集 $\subseteq\mathbb R$ 实数集 ($\mathbb N^*$ 或 $\mathbb N_+$ 表示正整数集)

👇 点一个数,看看它"住"在哪几个数集里(盒子越往外,范围越大):

ℝ 实数
ℚ 有理数
ℤ 整数
ℕ 自然数 ?

选一个数试试。

知识点 1.2

子集、全集、补集

如果集合 A 的每一个元素都在集合 B 里,就说 A 是 B 的子集,记作 $A\subseteq B$
如果 A ⊆ B 但 B 里还有 A 没有的元素(A、B 不相等),就说 A 是 B 的真子集,记作 $A\subsetneq B$

两个特别约定:空集 $\varnothing$(不含任何元素)是任何集合的子集;任何集合都是它自己的子集(A ⊆ A)。
含 n 个元素的集合,共有 2ⁿ 个子集、2ⁿ−1 个真子集。

全集 $U$:在某个问题里,把研究对象的全体当作一个"大背景"集合。
补集 $\complement_U A$:在全集 U 里,所有不属于 A 的元素组成的集合,即"A 之外的部分"。

$\complement_U A=\{x\mid x\in U\text{ 且 }x\notin A\}$
演示:

知识点 1.3

交集、并集

交集 $A\cap B$:既在 A 里、又在 B 里的元素("两者都要")。
并集 $A\cup B$:在 A 里在 B 里的元素("有一个就行",重复的只算一次)。

$A\cap B=\{x\mid x\in A\text{ 且 }x\in B\}$   $A\cup B=\{x\mid x\in A\text{ 或 }x\in B\}$
动手看:下面取 U = {1,…,8},A = {1,2,3,4},B = {3,4,5,6}。点按钮切换运算,看阴影区域和被点亮的数字怎么变。

知识点 1.4

命题与充要条件

能判断真假的陈述句叫命题。若 $p\Rightarrow q$,则 p 是 q 的充分条件、q 是 p 的必要条件;若 $p\Leftrightarrow q$,则互为充要条件

用集合看:满足 p 的集 A、满足 q 的集 B —— $A\subseteq B\Leftrightarrow p\Rightarrow q$;$A=B\Leftrightarrow$ 充要
口诀:"范围小"是"范围大"的充分条件(小推大)。还要会量词否定:¬(∀x, p) = ∃x, ¬p。下面切换 p、q,看集合包含关系如何决定条件类型。

🎮 实战

集合闯关

答对解锁下一关,集齐 ⭐ 即通关。卡住了就回上面的图再看一眼。

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