1、1论述高中数学中集合的类型及基本运算摘 要:集合是高中数学教学中一个重要的组成部分,同时也是开展数学更深层次探索的基础,数学的很多其他分支都是建立在集合的理论上,例如逻辑推理、函数分析、概率等方面。集合不单单在学习中,生活中也得到越来越广泛的运用,学生在学习和生活中都应当给予重视,它已经成为理解、掌握和运用数学这门语言的关键。因此,在高中数学教学中,集合成为引领学生踏入高中数学的开篇。针对这门基础语言,本文主要介绍关于高中数学中集合的类型、关系以及相关运算。 关键词:高中数学;集合概念;类型;运算方法 一、集合中元素的特性 首先是确定性。只要构成一个集合,那么集合中的元素就是确定的,可以明显的
2、知道这个元素对象是否属于这个集合,不会出现含糊的现象。例如, “所有的无理数”构成一个集合,意思是任何一个数要么属于无理数,要么不属于,这个集合的范围和元素是非常清晰、确定的。反之,“高个子的人”无法构成一个集合,不具有确定性,无法对它进行元素的归属,其范围是模糊的,除非对它给予一个确定的数值。我们一般用A、B、C 或其他表示集合,用 a、b、c 或其他表示集合中的元素,符号“”表示属于, “?”表示不属于。 其次是互异性。一个集合当中的元素是互异的,也就是集合中不存在重复的元素。例如,一个集合中包含“1、2、3”这几个数字,那么不2能写成这个集合包含数字“1、2、2、3” ,因为数字“2”不
3、能出现重复的元素。假如可以重复,就无法明确这个集合的范围,造成混乱的局面,这也就是为什么集合具有互异性。 还有就是无序性。我们对一个集合中元素的顺序不作要求,一般只关注这个集合当中包含哪些元素,而不是它的排序如何。因此,一个集合中的元素可以是无序的。比如说数字“1、2、3”和数字“2、3、1”所表示的是同一个集合,其中元素的顺序可以随意颠倒。 二、集合的类型及表示方法 (一)集合的分类 集合的类型主要有并集、交集、补集和空集这几个类型。 并集指的是一个集合中的所有元素,其中任意一个元素要么属于集合 A 或者属于集合 B,那么称这个集合为 A 和 B 的并集,同时也称作全集U,集合 A 和集合
4、B 也叫集合 U 的子集,不管集合 U 中的元素在 A 和 B 中的出现次数,只要保证元素会出现在这两个集合中。 交集是指既属于集合 A 又属于集合 B,所构成元素的集合,表示这个集合中的所有元素都会同时出现在 A 和 B 当中,该集合同属于 A 和 B 的子集。 补集指的是该集合所有元素属于全集 U 却不属于集合 A 的元素所构成的集合,叫做集合 A 的补集,与集合 A 都是全集 U 的子集,但相互之间元素不存在任何的交叉。 所谓空集,顾名思义指的是不含任何元素的集合,同时它也是任何一个集合的子集,在学习过程中通常也是学生最容易忽略的,以致计算3结果不全面。 (二)集合的表示方法 通常在书面
5、上表示集合的方法主要有三种,分别是列举法、描述法和图示法。 所谓列举法,是在该集合为有限集,并且元素数量不多的情况下实现的,将其中的元素进行一一列举,归纳在大括号内表示。这种方法既简单明了,又能清晰的反映出集合当中的所有元素。 通常一个集合中的元素较多、无限制的时候,不可能用列举法来进行一一列举,可以采用描述法的方法进行阐述,对其中的元素的规律进行探索。同一个集合中的元素存在一定的共性,可以针对它们的共同性质来进行描述,比如说“2 的倍数”所构成的集合。 还有一种方法就是图示法,常用的表示形式就是用一条封闭的曲线构成一个集合,可以是圆形或椭圆形。这个图形的个体就是一个集合,其内部包含的元素就是
6、这个集合中的元素。 三、关于集合基本运算 集合的运算是相当广泛的,在求解不等式的过程中,集合和不等式存在紧密联系,往往需要通过转换和数形结合进行求解。在求解一个函数时,此时函数的定义域和值域其实就是以两个集合的形式存在的,集合之间的对应关系可以通过解析式来表示,通过定义域求得值域,成为解答函数的一个载体。在表示一个数列时,可以用集合的方式来表示该数列当中所包含的元素,使整个数列更直观、更明了的以一定规律的形式呈现。 4除此之外,在排列组合、圆锥曲线和三角函数的运算当中,集合同样与它们有着千丝万缕的关系,成为解题的关键。因此,在高中数学教学中,集合可以说是整个教学的基础,充当着一个重要的角色。
7、四、结语 其实高中数学中的集合并不难学,只要了解清楚它的概念和特征,把握其基本运算方式,就可以轻易的解决与之关联的其他问题。学生需要重视集合这一概念的学习,其概括性是极强的,无论是在学习中还是生活中都广泛运用。其实学好数学不难,主要理清整个脉络和相互之间的联系,所有的难题都会迎刃而解。不管是教师还是学生都应该注重这一点,只有打好坚实的基础,才能以更好地姿态迎接后面的挑战。 参考文献: 1 干亚清.集合概念教学中应注意的几个问题J.上海中学数学,2007(09). 2 冯寅.挖掘高考中集合的五大联系J.数理化学习(高中版) ,2007(16). 3 朱文芳,刘仁权.初中生集合概念发展特点的研究J.数学教育学报,2003(02). 4 王永.集合学习中应注意的几个问题J.山西财经大学学报,2002(S2).