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第一章 集合与简易逻辑
第1课时 集合的概念
一.课题:集合的概念
二.教学目标:理解集合、子集的概念,能利用集合中元素的性质解决问题,掌握集合问题的常规
处理方法.
三.教学重点:集合中元素的3个性质,集合的3种表示方法,集合语言、集合思想的运用. 四.教学过程: (一)主要知识:
1.集合、子集、空集的概念;
2.集合中元素的3个性质,集合的3种表示方法;
3.若有限集有个元素,则的子集有个,真子集有,非空子集有个,非空真子集有个. (二)主要方法:
1.解决集合问题,首先要弄清楚集合中的元素是什么; 2.弄清集合中元素的本质属性,能化简的要化简; 3.抓住集合中元素的3个性质,对互异性要注意检验;
4.正确进行“集合语言”和普通“数学语言”的相互转化. (三)例题分析: 例1.已知集合,,,,,则 ( )
解法要点:弄清集合中的元素是什么,能化简的集合要化简.
例2.设集合,,若,求的值及集合、. 解:∵且,∴.
(1)若或,则,从而,与集合中元素的互异性矛盾,∴且; (2)若,则或. 当时,,与集合中元素的互异性矛盾,∴; 当时,,,
由得 ① 或② 由①得,由②得, ∴或,此时.
例3.设集合,,则 ( ) 解法一:通分;
解法二:从开始,在数轴上表示.
2例4.若集合A?x|x?ax?1?0,x?R,集合,且,求实数的取值范围.
??解:(1)若,则,解得;
(2)若,则,解得,此时,适合题意; (3)若,则,解得,此时,不合题意;
综上所述,实数的取值范围为. 例5.设,,, (1)求证:; (2)如果,求.
解答见《高考计划(教师用书)》第5页. (四)巩固练习: 1.已知,,若,则适合条件的实数的集合为;的子集有 8 个;的非空真子集有 6 个. 2.已知:,,则实数、的值分别为.
3.调查100名携带药品出国的旅游者,其中75人带有感冒药,80人带有胃药,那么既带感冒药又带胃药的人数的最大值为 75 ,最小值为 55 . 4.设数集,,且、都是集合的子集,如果把叫做集合的“长度”,那么集合的长度的最小值是. 五.课后作业:《高考计划》考点1,智能训练4,5,6,7,8,9,11,12.
第2课时 集合的运算
一.课题:集合的运算
二.教学目标:理解交集、并集、全集、补集的概念,掌握集合的运算性质,能利用数轴或文氏图
进行集合的运算,进一步掌握集合问题的常规处理方法.
三.教学重点:交集、并集、补集的求法,集合语言、集合思想的运用. 四.教学过程: (一)主要知识:
1.交集、并集、全集、补集的概念; 2.,; 3.,.
(二)主要方法:
1.求交集、并集、补集,要充分发挥数轴或文氏图的作用;
2.含参数的问题,要有讨论的意识,分类讨论时要防止在空集上出问题; 3.集合的化简是实施运算的前提,等价转化常是顺利解题的关键. (三)例题分析: 例1.设全集,若,,,则,. 解法要点:利用文氏图. 例2.已知集合,,若,,求实数、的值. 解:由得,∴或, ∴,又∵,且,
∴,∴和是方程的根, 由韦达定理得:,∴.
说明:区间的交、并、补问题,要重视数轴的运用. 例3.已知集合,,则; ;(参见《高考计划》考点2“智能训练”第6题). 解法要点:作图. 注意:化简,. 例4.(《高考计划》考点2“智能训练”第15题)已知集合A?{y|y?(a?a?1)y?a(a?1)?0},
222B?{y|y?125x?x?,0?x?3},若,求实数的取值范围. 22解答见教师用书第9页.
2例5.(《高考计划》考点2“智能训练”第16题)已知集合A?(x,y)|x?mx?y?2?0,x?R,
??B??(x,y)|x?y?1?0,0?x?2?,若,求实数的取值范围.
分析:本题的几何背景是:抛物线与线段有公共点,求实数的取值范围. 解法一:由得 ①
∵,∴方程①在区间上至少有一个实数解, 首先,由,解得:或. 设方程①的两个根为、,
(1)当时,由及知、都是负数,不合题意; (2)当时,由及知、是互为倒数的两个正数,
故、必有一个在区间内,从而知方程①在区间上至少有一个实数解, 综上所述,实数的取值范围为.
解法二:问题等价于方程组在上有解, 即在上有解,
令,则由知抛物线过点,
∴抛物线在上与轴有交点等价于 ① 或 ②
由①得,由②得, ∴实数的取值范围为. (四)巩固练习:
1.设全集为,在下列条件中,是的充要条件的有 ①,②,③,④, 个 个 个 个 2.集合,,若为单元素集,实数的取值范围为. 五.课后作业:《高考计划》考点2,智能训练3,7, 10,11,12,13.
( D )
第3课时 含绝对值的不等式的解法
一.课题:含绝对值的不等式的解法
二.教学目标:掌握一些简单的含绝对值的不等式的解法.
三.教学重点:解含绝对值不等式的基本思想是去掉绝对值符号,将其等价转化为一元一次(二次)
不等式(组),难点是含绝对值不等式与其它内容的综合问题及求解过程中,集合间的交、并等各种运算.
四.教学过程: (一)主要知识:
1.绝对值的几何意义:是指数轴上点到原点的距离;是指数轴上两点间的距离 2.当时,或,|ax?b|?c??c?ax?b?c; 当时,,. (二)主要方法:
1.解含绝对值的不等式的基本思想是去掉绝对值符号,将其等价转化为一元一次(二次)不等式(组)进行求解;
2.去掉绝对值的主要方法有: (1)公式法:,或.
(2)定义法:零点分段法;
(3)平方法:不等式两边都是非负时,两边同时平方. (三)例题分析:
例1.解下列不等式: (1);(2);(3). 解:(1)原不等式可化为或,∴原不等式解集为. (2)原不等式可化为,即,∴原不等式解集为. (3)当时,原不等式可化为,∴,此时;
当时,原不等式可化为,∴,此时;
当时,原不等式可化为,∴,此时. 综上可得:原不等式的解集为. 例2.(1)对任意实数,恒成立,则的取值范围是; (2)对任意实数,恒成立,则的取值范围是.
解:(1)可由绝对值的几何意义或的图象或者绝对值不等式的性质|x?1|?|x?2|?|x?1|?|2?x|?|x?1?2?x|?3得,∴; (2)与(1)同理可得,∴. 例3.(《高考计划》考点3“智能训练第13题”)设,解关于的不等式:. 解:原不等式可化为或,即①或②,
当时,由①得,∴此时,原不等式解为:或; 当时,由①得,∴此时,原不等式解为:; 当时,由①得,∴此时,原不等式解为:. 综上可得,当时,原不等式解集为,
当时,原不等式解集为.
例4.已知,,且,求实数的取值范围. 解:当时,,此时满足题意;
当时,|2x?3|?a?3?a3?a?x?,∵, 22∴,
综上可得,的取值范围为. 例5.(《高考计划》考点3“智能训练第15题”)在一条公路上,每隔有个仓库(如下图),共有5个仓库.一号仓库存有货物,二号仓库存,五号仓库存,其余两个仓库是空的.现在想把所有的货物放在一个仓库里,如果每吨货物运输需要元运输费,那么最少要多少运费才行? 解:以一号仓库为原点建立坐标轴, 则五个点坐标分别为A1:0,A2:100,A3:200,A4:300,A5:400, 设货物集中于点,则所花的运费y?5|x|?10|x?100|?20|x?200|, 当时,,此时,当时,; 当时,,此时,; 当时,,此时,当时,. 综上可得,当时,,即将货物都运到五号仓库时,花费最少,为元. (四)巩固练习:
1.的解集是;的解集是; 2.不等式成立的充要条件是;
3.若关于的不等式的解集不是空集,则; 4.不等式成立,则. 五.课后作业:《高考计划》考点3,智能训练4,5,6,8,12,14.
第4课时 一元二次不等式的解法
一.课题:一元二次不等式的解法
二.教学目标:掌握一元二次不等式的解法,能应用一元二次不等式、对应方程、函数三者之间的
关系解决综合问题,会解简单的分式不等式及高次不等式.
三.教学重点:利用二次函数图象研究对应不等式解集的方法. 四.教学过程: (一)主要知识:
1.一元二次不等式、对应方程、函数之间的关系;
2.分式不等式要注意大于等于或小于等于的情况中,分母要不为零; 3.高次不等式要注重对重因式的处理.
(二)主要方法:
1.解一元二次不等式通常先将不等式化为或的形式,然后求出对应方程的根(若有根的话),再写出不等式的解:大于时两根之外,小于时两根之间;
2.分式不等式主要是转化为等价的一元一次、一元二次或者高次不等式来处理; 3.高次不等式主要利用“序轴标根法”解. (三)例题分析:
例1.解下列不等式: (1);(2);(3). 解:(1);(2);
?x(x?1)(x?2)(x?2)(x?1)?0(3)原不等式可化为???2?x??1 or 0?x?1 or x?2.
(x?2)(x?1)?0?例2.已知,,
(1)若,求的取值范围; (2)若,求的取值范围. 解:, 当时,;当时,;当时,. (1)若,则; (2)若,
当时,满足题意;当时,,此时;当时,不合题意. 所以,的取值范围为. 例3.已知,
(1)如果对一切,恒成立,求实数的取值范围; (2)如果对,恒成立,求实数的取值范围.
解:(1)??4(a?2)?16?0?0?a?4; (2)或或,
解得或或,∴的取值范围为.
例4.已知不等式的解集为,则不等式的解集为 . 解法一:∵即的解集为, ∴不妨假设,则即为,解得. 解法二:由题意:, ∴可化为即,解得. 例5.(《高考计划》考点4“智能训练第16题”)已知二次函数的图象过点,问是否存在常数,使不等式对一切都成立?
解:假设存在常数满足题意, ∵的图象过点,∴ ① 又∵不等式对一切都成立, ∴当时,,即,∴ ② 由①②可得:,∴, 由对一切都成立得:x?ax?22111x?(?a)?(1?x2)恒成立, 222∴的解集为,
∴且,即且, ∴,∴,
∴存在常数使不等式对一切都成立. (四)巩固练习:
1.若不等式对一切成立,则的取值范围是. 2.若关于的方程有一正根和一负根,则.
3.关于的方程的解为不大于2的实数,则的取值范围为. 4.不等式的解集为. 五.课后作业:《高考计划》考点4,智能训练3,4,5,9,13,14,15.
第5课时 简易逻辑
一.课题:简易逻辑
二.教学目标:了解命题的概念和命题的构成;理解逻辑联结词“或”“且”“非”的含义;理解四
种命题及其互相关系;反证法在证明过程中的应用.
三.教学重点:复合命题的构成及其真假的判断,四种命题的关系. 四.教学过程: (一)主要知识: 1.理解由“或”“且”“非”将简单命题构成的复合命题; 2.由真值表判断复合命题的真假; 3.四种命题间的关系. (二)主要方法:
1.逻辑联结词“或”“且”“非”与集合中的并集、交集、补集有着密切的关系,解题时注意类比; 2.通常复合命题“或”的否定为“且”、“且”的否定为“或”、“全为”的否定是“不全为”、“都是”的否定为“不都是”等等;
3.有时一个命题的叙述方式比较的简略,此时应先分清条件和结论,该写成“若,则”的形式; 4.反证法中出现怎样的矛盾,要在解题的过程中随时审视推出的结论是否与题设、定义、定理、公理、公式、法则等矛盾,甚至自相矛盾. (三)例题分析:
例1.指出下列命题的构成形式及构成它的简单命题,并判断复合命题的真假: (1)菱形对角线相互垂直平分. (2)“”
解:(1)这个命题是“且”形式,菱形的对角线相互垂直;菱形的对角线相互平分, ∵为真命题,也是真命题 ∴且为真命题. (2)这个命题是“或”形式,;,
∵为真命题,是假命题 ∴或为真命题.
注:判断复合命题的真假首先应看清该复合命题的构成形式,然后判断构成它的简单命题的真假,再由真值表判断复合命题的真假.
例2.分别写出命题“若,则全为零”的逆命题、否命题和逆否命题. 解:否命题为:若,则不全为零
逆命题:若全为零,则 逆否命题:若不全为零,则
注:写四种命题时应先分清题设和结论.
例3.命题“若,则有实根”的逆否命题是真命题吗?证明你的结论. 解:方法一:原命题是真命题, ∵,∴,
因而方程有实根,故原命题“若,则有实根”是真命题;
又因原命题与它的逆否命题是等价的,故命题“若,则有实根”的逆否命题是真命题. 方法二:原命题“若,则有实根”的逆否命题是“若无实根,则”.∵无实根 ∴即,故原命题的逆否命题是真命题. 例4.(考点6智能训练14题)已知命题:方程有两个不相等的实负根,命题:方程无实根;若或为真,且为假,求实数的取值范围.
分析:先分别求满足条件和的的取值范围,再利用复合命题的真假进行转化与讨论. 解:由命题可以得到: ∴
由命题可以得到: ∴
∵或为真,且为假 ∴有且仅有一个为真 当为真,为假时, 当为假,为真时,
所以,的取值范围为或. 例5.(《高考A计划》考点5智能训练第14题)已知函数对其定义域内的任意两个数,当时,都有,证明:至多有一个实根.
解:假设至少有两个不同的实数根,不妨假设, 由方程的定义可知: 即①
由已知时,有这与式①矛盾 因此假设不能成立 故原命题成立.
注:反证法时对结论进行的否定要正确,注意区别命题的否定与否命题. 例6.(《高考A计划》考点5智能训练第5题)用反证法证明命题:若整数系数一元二次方程:有有理根,那么中至少有一个是偶数,下列假设中正确的是( ) A.假设都是偶数 B.假设都不是偶数 C.假设至多有一个是偶数 D.假设至多有两个是偶数 (四)巩固练习:
1.命题“若不正确,则不正确”的逆命题的等价命题是 ( ) A.若不正确,则不正确 B. 若不正确,则正确 C. 若正确,则不正确 D. 若正确,则正确 2.“若,则没有实根”,其否命题是 ( ) A. 若,则没有实根 B. 若,则有实根 C. 若,则有实根 D. 若,则没有实根 五.课后作业:《高考计划》考点5,智能训练3,4,8,13,15,16.
第6课时 充要条件
一.课题:充要条件
二.教学目标:掌握充分必要条件的意义,能够判定给定的两个命题的充要关系. 三.教学重点:充要条件关系的判定. 四.教学过程: (一)主要知识:
1.充要条件的概念及关系的判定; 2.充要条件关系的证明. (二)主要方法:
1.判断充要关系的关键是分清条件和结论;
2.判断是否正确的本质是判断命题“若,则”的真假; 3.判断充要条件关系的三种方法:
①定义法;②利用原命题和逆否命题的等价性;③用数形结合法(或图解法). 4.说明不充分或不必要时,常构造反例. (三)例题分析:
例1.指出下列各组命题中,是的什么条件(在“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既不充分也不必要”中选一种作答) (1)在中,, (2)对于实数,,或 (3)在中,, (4)已知,, 解:(1)在中,有正弦定理知道:
∴ 又由
所以, 即是的的充要条件.
(2)因为命题“若且,则”是真命题,故, 命题“若,则且”是假命题,故不能推出, 所以是的充分不必要条件.
(3)取,不能推导出;取,不能推导出 所以,是的既不充分也不必要条件. (4)因为,或,,
所以,是的充分非必要条件. 例2.设,则是的( )、是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解:由图形可以知道选择B,D.(图略)
例3.若命题甲是命题乙的充分非必要条件,命题丙是命题乙的必要非充分条件,命题丁是命题丙的充要条件,则命题丁是命题甲的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解:因为甲是乙的充分非必要条件,故甲能推出乙,乙不能推出甲, 因为丙是乙的必要非充分条件,故乙能推出丙,丙不能推出乙, 因为丁是丙的充要条件,故丁能推出丙,丙也能推出丁,
由此可知,甲能推出丁,丁不能推出甲即丁是甲的必要不充分条件,选B. 例4.设,求证:成立的充要条件是. 证明:充分性:如果,那么,①②③于是 如果即或, 当时,,
当时,|x?y|??x?y?(?x)?(?y)?|x|?|y|, 总之,当时,. 必要性:由及
得即x?2xy?y?x?2|xy|?y 得所以故必要性成立, 综上,原命题成立.
例5.已知数列的通项,为了使不等式对任意恒成立的充要条件. 解:∵an?1?an?22221111111???(?)?(?)?0,
2n?42n?5n?32n?42n?62n?52n?6则,
欲使得题设中的不等式对任意恒成立, 只须的最小项即可, 又因为,
即只须且logt(t?1)?2911logt2(t?1)??0, 2020解得,
即,
解得实数应满足的关系为且. 例6.(1)是否存在实数,使得是的充分条件? (2)是否存在实数,使得是的必要条件?
解:欲使得是的充分条件,则只要或,则只要即, 故存在实数时,使是的充分条件.
(2)欲使是的必要条件,则只要或,则这是不可能的, 故不存在实数时,使是的必要条件.
(四)巩固练习:
1.若非空集合,则“或”是“”的 条件. 2.是的 条件.
3.直线和平面,的一个充分条件是( ) A. B. C. D. 五.课后作业:《高考计划》考点6,智能训练2,7,8,15,16.
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