第一篇:高一数学《集合的运算》教学设计
教学类型:探究研究型
设计思路:通过一系列的猜想得出德.摩根律,但是这个结论仅仅是猜想,数学是一门科学,所以需要论证它的正确性,因此本节通过剖析维恩图的四部分来验证猜想的正确性,并对德摩根律进行简单的应用,因此我们制作了本微课.教学过程:
一、片头
(20秒以内)
内容:你好,现在让我们一起来学习《集合的运算——自己探索也能发现的数学规律(第二讲)》。
第 1 张PPT
12秒以内
二、正文讲解
(4分20秒左右)
1.引入:牛顿曾说过:“没有大胆的猜测,就做不出伟大的发现。”
上节课老师和大家学习了集合的运算,得出了一个有趣的规律。课后,你举例验证了这个规律吗?
那么,这个规律是偶然的,还是一个恒等式呢?
第 2 张PPT
28秒以内
2.规律的验证:
试用集合A,B的交集、并集、补集分别表示维恩图中1,2,3,4及彩色部分的集合,通过剖析维恩图来验证猜想的正确性使用
第 3 张PPT
2分10 秒以内
3.抽象概括: 通过我们的观察和验证,我们发现这个规律是一个恒等式。
而这个规律就是180年前著名的英国数学家德摩根发现的。
为了纪念他,我们将它称为德摩根律。
原来我们通过自己的探索也能发现这么伟大的数学规律。
第 4 张PPT
30秒以内
4.例题应用:使用例题形式,将的德摩根定律的结论加以应用,让学生更加熟悉集合的运算
第 5 张PPT
1分20秒以内
三、结尾
(20秒以内)
通过这在道题的解答,我们发现德摩根律为解答集合运算问题提供了更为简便的方法。
希望你在今后的'学习中,勇于探索,发现更多有趣的规律。
第 6 张PPT
10秒以内
教学反思(自我评价)
学生在学习集合时会接触到很多的集合运算,往往学生觉得这是集合中的难点,因此本节课通过一系列的猜想,以精彩的动画展示,让学生在直观的环境下轻松的学习,提高学生学习数学的兴趣,并通过层层深入的讲解,让学生进一步加强对集合运算的理解和应用能力,效果非常好.【高一数学《集合的运算》教学设计】相关文章:
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7.高一数学集合的课后练习题
8.数学加法运算教学设计
9.《运算律》教学设计及反思
第二篇:高一数学《集合的基本运算》教案
1.1.3 集合的基本运算
一、内容及其解析
(一)内容:集合的基本运算。
(二)解析:本节课要学的内容有集合的基本运算指的是并集、交集和补集其核心是弄清楚相应运算的定义,理解它关键就是用好相应运算的规则学生已经学过了学习过集合的含义与表示并且学习过实数间四则运算。本节课的内容集合的基本运算就是在此基础上的发展。由于它还与后续很多内容,比如圆锥曲线有思想方法上(都通过类比的想法来进行学习)有必要的联系,所以在本学科有着很重要的地位,是学习后面知识的基础,是本学科的核心内容。教学的重点是交集、并集和补集,所以解决重点的关键是数形结合的思想方法。
二、目标及其解析
(一)教学目标
1.理解两个集合的交集和并集的含义,会求两个简单集合的并集和交集; 2.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;
3.学会使用Venn图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用。
(二)解析
1.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集就是指会用自然语言和集合语言定义集合的补集,对给出的集合要能求出补集并且结果的表达要正确合适; 2.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集就是指会用自然语言和集合语言定义集合的补集,对给出的集合要能求出补集并且结果的表达要正确合适; 3.学会使用Venn图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用就是指对一些较抽象的问题或者某些具体问题,会利用Venn图辅助分析。
三、问题诊断分析
在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是对全集和补集理解不到位,产生这一问题的原因是不考虑具体问题的大前提.要解决这一问题,就是要依据实例反复操练纠正学生的不良思维习惯,其中关键是师生的互动要到位.四、教学过程设计
一、导入新课
同学们已经知道,两个实数间能进行四则元素运算,那么,集合之间是否能进行类似的运算?
二、提出问题
问题1:观察下面两个图的阴影部分,它们同集合A、集合B有什么关系?
A
B
问题2:请看下面给出的例子,相应的集合A、B、C之间的关系如何?(1)考察集合A={1,2,3},B={2,3,4}与集合C={1,2,3,4}之间的关系.问题3:请看幻灯片上给出的例子,相应的集合A、B、C之间的关系如何?(1)考察集合A={1,2,3},B={2,3,4}与集合C={2,3}之间的关系.问题4:请看幻灯片上给出的例子,相应的集合A、B、C之间的关系如何?
我们把集合C叫做集合A与B的补集,那么,一般地,我们如何定义补集呢? 2 学生回答,师生共同归纳出补集数学定义及数学语言表述。求下列集合A与B的补集。学生练习,教师巡视,并给出答案。四.课堂目标检测 优化设计:随堂练习.五.小结
本节知识重点在于集合的交集、并集、补集的概念和运算规则,以及它们的符号图图形表示。
六.配餐作业
优化设计:优化作业.
第三篇:高一数学MOOK 集合运算原来如此简单
高一数学MOOK | 集合运算原来如此简单
集合运算符号的记忆
主要知识点有3个.1 交集 并集 补集
▼
集合本身并没什么好考的,因为它是属于数论的范畴。为了考试需要,它需要一个搭档,那就是初等函数.所以一般你看到的集合题,其实都是伪集合题。事实上它考的是简单的二次函数的两根式、初等函数的值域、定义域等.既然是简单加初等,那就不会高到哪里去。显然,函数问题,需要坐标轴,然而集合一般涉及的只是单变量问题,所以只需要最简单的一维坐标轴就够了.【结论】
一维坐标、二次函数都是初中知识,对高中生而言,当然没有理由不会做.▼
【评价】
这道题集合了一般集合题可能会涉及到的多数问题.但归根到底是一道简单题.然而在实际测试中,错误率却相当高.问:为什么简单的问题还做错?
原因1:不懂概念(你需要的是一本教科书);
原因2:没完全读懂题目,符号不认识;
原因3:做题不仔细(非常可惜).【分析】
【解析】
重点回顾:
(1)基础概念,符号记忆(可以用联想记忆,不吐槽).(2)做题方法,数形结合,一维坐标轴.(3)细节注意:①问题是求集合还是求元素个数;②集合元素是点,还是区间;③边界问题,等号是否可取.二
集合的自我修养
含参数的集合题.【注意】
▼ 后记
集合只是一种思维的方式.这种思维方式是我们日常生活中就习以为常的.只是闲着的数学家们把它们转化成一种数学的语言而已.高中借助这种思维方式去考查一些其它方面的基础知识,就其本身而言,即使小学生也能理解.考查的内容也往往是我们所熟悉的.所以,如果你不理解集合是不应该的,题目不会做,似乎也是不应该的.刚刚进入高中,要快速转换学习思维,祝大家新高一快乐!
第四篇:高一数学集合的概念教学设计
高一数学集合的概念教学设计
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题:1.1集合-集合的概念教学目的:(1)使学生初步理解集合的概念,知道常用数集的概念及记法(2)使学生初步了解“属于”关系的意义(3)使学生初步了解有限集、无限集、空集的意义
教学重点:集合的基本概念及表示方法教学难点:运用集合的两种常用表示方法——列举法与描述法,正确表示一些简单的集合授课类型:新授课课时安排:1课时教
具:多媒体、实物投影仪内容分析:
.集合是中学数学的一个重要的基本概念在小学数学中,就渗透了集合的初步概念,到了初中,更进一步应用集合的语言表述一些问题例如,在代数中用到的有数集、解集等;在几何中用到的有点集至于逻辑,可以说,从开始学习数学就离不开对逻辑知识的掌握和运用,基本的逻辑知识在日常生活、学习、工作中,也是认识问题、研究问题不可缺少的工具这些可以帮助学生认识学习本章的意义,也是本章学习的基础
把集合的初步知识与简易逻辑知识安排在高中数学的最开始,是因为在高中数学中,这些知识与其他内容有着密切联系,它们是学习、掌握和使用数学语言的基础例如,下一章讲函数的概念与性质,就离不开集合与逻辑
本节首先从初中代数与几何涉及的集合实例入手,引出集合与集合的元素的概念,并且结合实例对集合的概念作了说明然后,介绍了集合的常用表示方法,包括列举法、描述法,还给出了画图表示集合的例子
这节课主要学习全章的引言和集合的基本概念学习引言是引发学生的学习兴趣,使学生认识学习本章的意义本节课的教学重点是集合的基本概念
集合是集合论中的原始的、不定义的概念在开始接触集合的概念时,主要还是通过实例,对概念有一个初步认识教科书给出的“一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集”这句话,只是对集合概念的描述性说明教学过程:
一、复习引入:1.简介数集的发展,复习最大公约数和最小公倍数,质数与和数;2.教材中的章头引言;3.集合论的创始人——康托尔(德国数学家)(见附录);4.“物以类聚”,“人以群分”;5.教材中例子(P4)
二、讲解新课:阅读教材第一部分,问题如下:(1)有那些概念?是如何定义的?(2)有那些符号?是如何表示的?(3)集合中元素的特性是什么?
(一)集合的有关概念:由一些数、一些点、一些图形、一些整式、一些物体、一些人组成的.我们说,每一组对象的全体形成一个集合,或者说,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集.集合中的每个对象叫做这个集合的元素.定义:一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合.
1、集合的概念(1)集合:某些指定的对象集在一起就形成一个集合(简称集)(2)元素:集合中每个对象叫做这个集合的元素
2、常用数集及记法(1)非负整数集(自然数集):全体非负整数的集合记作N,(2)正整数集:非负整数集内排除0的集记作N*或N+(3)整数集:全体整数的集合记作Z,(4)有理数集:全体有理数的集合记作Q,(5)实数集:全体实数的集合记作R
注:(1)自然数集与非负整数集是相同的,也就是说,自然数集包括数0
(2)非负整数集内排除0的集记作N*或N+Q、Z、R等其它数集内排除0的集,也是这样表示,例如,整数集内排除0的集,表示成Z*
3、元素对于集合的隶属关系(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于A,记作a∈A(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于A,记作
4、集合中元素的特性(1)确定性:按照明确的判断标准给定一个元素或者在这个集合里,或者不在,不能模棱两可(2)互异性:集合中的元素没有重复(3)无序性:集合中的元素没有一定的顺序(通常用正常的顺序写出)
5、⑴集合通常用大写的拉丁字母表示,如A、B、c、P、Q……元素通常用小写的拉丁字母表示,如a、b、c、p、q……⑵“∈”的开口方向,不能把a∈A颠倒过来写
三、练习题:
1、教材P5练习1、22、下列各组对象能确定一个集合吗?(1)所有很大的实数(不确定)(2)好心的人
(不确定)(3)1,2,2,3,4,5.(有重复)
3、设a,b是非零实数,那么可能取的值组成集合的元素是_-2,0,2__
4、由实数x,-x,|x|,所组成的集合,最多含(A)
(A)2个元素
(B)3个元素
(c)4个元素
(D)5个元素
5、设集合G中的元素是所有形如a+b(a∈Z,b∈Z)的数,求证:
当x∈N时,x∈G;
若x∈G,y∈G,则x+y∈G,而不一定属于集合G证明:在a+b(a∈Z,b∈Z)中,令a=x∈N,b=0,则x=x+0*=a+b∈G,即x∈G
证明:∵x∈G,y∈G,∴x=a+b(a∈Z,b∈Z),y=c+d(c∈Z,d∈Z)∴x+y=+=+∵a∈Z,b∈Z,c∈Z,d∈Z∴∈Z,∈Z∴x+y=+
∈G,又∵=且不一定都是整数,∴=不一定属于集合G
四、小结:本节课学习了以下内容:1.集合的有关概念:(集合、元素、属于、不属于)2.集合元素的性质:确定性,互异性,无序性3.常用数集的定义及记法
五、课后作业:
六、板书设计(略)
七、课后记:
八、附录:康托尔简介
发疯了的数学家康托尔(Georgcantor,1845-1918)是德国数学家,集合论的创始者1845年3月3日生于圣彼得堡,1918年1月6日病逝于哈雷
康托尔11岁时移居德国,在德国读中学1862年17岁时入瑞士苏黎世大学,翌年入柏林大学,主修数学,1866年曾去格丁根学习一学期1867年以数论方面的论文获博士学位1869年在哈雷大学通过讲师资格考试,后在该大学任讲师,1872年任副教授,1879年任教授
由于研究无穷时往往推出一些合乎逻辑的但又荒谬的结果,许多大数学家唯恐陷进去而采取退避三舍的态度在1874—1876年期间,不到30岁的年轻德国数学家康托尔向神秘的无穷宣战他靠着辛勤的汗水,成功地证明了一条直线上的点能够和一个平面上的点一一对应,也能和空间中的点一一对应这样看起来,1厘米长的线段内的点与太平洋面上的点,以及整个地球内部的点都“一样多”,后来几年,康托尔对这类“无穷集合”问题发表了一系列,通过严格证明得出了许多惊人的结论
康托尔的创造性工作与传统的数学观念发生了尖锐冲突,遭到一些人的反对、攻击甚至谩骂有人说,康托尔的集合论是一种“疾病”,康托尔的概念是“雾中之雾”,甚至说康托尔是“疯子”来自数学权威们的巨大精神压力终于摧垮了康托尔,使他心力交瘁,患了精神分裂症,被送进精神病医院
真金不怕火炼,康托尔的思想终于大放光彩1897年举行的第一次国际数学家会议上,他的成就得到承认,伟大的哲学家、数学家罗素称赞康托尔的工作“可能是这个时代所能夸耀的最巨大的工作”可是这时康托尔仍然神志恍惚,不能从人们的崇敬中得到安慰和喜悦1918年1月6日,康托尔在一家精神病院去世
集合论是现代数学的基础,康托尔在研究函数论时产生了探索无穷集和超穷数的兴趣康托尔肯定了无穷数的存在,并对无穷问题进行了哲学的讨论,最终建立了较完善的集合理论,为现代数学的发展打下了坚实的基础康托尔创立了集合论作为实数理论,以至整个微积分理论体系的基础从而解决17世纪牛顿(I.Newton,1642-1727)与莱布尼茨(G.w.Leibniz,1646-1716)创立微积分理论体系之后,在近一二百年时间里,微积分理论所缺乏的逻辑基础和从19世纪开始,柯西(A.L.cauchy,1789-1857)、魏尔斯特拉斯(k.weierstrass,1815-1897)等人进行的微积分理论严格化所建立的极限理论克隆尼克(L.kronecker,1823-1891),康托尔的老师,对康托尔表现了无微不至的关怀他用各种用得上的尖刻语言,粗暴地、连续不断地攻击康托尔达十年之久他甚至在柏林大学的学生面前公开攻击康托尔横加阻挠康托尔在柏林得到一个薪金较高、声望更大的教授职位使得康托尔想在柏林得到职位而改善其地位的任何努力都遭到挫折法国数学家彭加勒(H.Poi-ncare,1854-1912):我个人,而且还不只我一人,认为重要之点在于,切勿引进一些不能用有限个文字去完全定义好的东西集合论是一个有趣的“病理学的情形”,后一代将把(cantor)集合论当作一种疾病,而人们已经从中恢复过来了德国数学家魏尔(c.H.Her-mannwey1,1885-1955)认为,康托尔关于基数的等级观点是雾上之雾菲利克斯.克莱因(F.klein,1849-1925)不赞成集合论的思想数学家H.A.施瓦兹,康托尔的好友,由于反对集合论而同康托尔断交从1884年春天起,康托尔患了严重的忧郁症,极度沮丧,神态不安,精神病时时发作,不得不经常住到精神病院的疗养所去变得很自卑,甚至怀疑自己的工作是否可靠他请求哈勒大学当局把他的数学教授职位改为哲学教授职位健康状况逐渐恶化,1918年,他在哈勒大学附属精神病院去世流星埃.伽罗华(E.Galois,1811-1832),法国数学家伽罗华17岁时,就着手研究数学中最困难的问题之一一般π次方程求解问题许多数学家为之耗去许多精力,但都失败了直到1770年,法国数学家拉格朗日对上述问题的研究才算迈出重要的一步伽罗华在前人研究成果的基础上,利用群论的方法从系统结构的整体上彻底解决了根式解的难题他从拉格朗日那里学习和继承了问题转化的思想,即把预解式的构成同置换群联系起来,并在阿贝尔研究的基础上,进一步发展了他的思想,把全部问题转化成或者归结为置换群及其子群结构的分析上同时创立了具有划时代意义的数学分支——群论,数学发展史上作出了重大贡献1829年,他把关于群论研究所初步结果的第一批论文提交给法国科学院科学院委托当时法国最杰出的数学家柯西作为这些论文的鉴定人在1830年1月18日柯西曾计划对伽罗华的研究成果在科学院举行一次全面的意见听取会然而,第二周当柯西向科学院宣读他自己的一篇论文时,并未介绍伽罗华的著作1830年2月,伽罗华将他的研究成果比较详细地写成论文交上去了以参加科学院的数学大奖评选,论文寄给当时科学院终身秘书j.B.傅立叶,但傅立叶在当年5月就去世了,在他的遗物中未能发现伽罗华的手稿1831年1月伽罗华在寻求确定方程的可解性这个问题上,又得到一个结论,他写成论文提交给法国科学院这篇论文是伽罗华关于群论的重要著作当时的数学家S.k.泊松为了理解这篇论文绞尽了脑汁尽管借助于拉格朗日已证明的一个结果可以表明伽罗华所要证明的论断是正确的,但最后他还是建议科学院否定它1832年5月30日,临死的前一夜,他把他的重大科研成果匆忙写成后,委托他的朋友薛伐里叶保存下来,从而使他的劳动结晶流传后世,造福人类1832年5月31日离开了人间死因参加无意义的决斗受重伤1846年,他死后14年,法国数学家刘维尔着手整理伽罗华的重大创作后,首次发表于刘维尔主编的《数学杂志》上
第五篇:高一数学集合的概念教学设计
课 题:1.1集合-集合的概念
教学目的:
(1)使学生初步理解集合的概念,知道常用数集的概念及记法
(2)使学生初步了解“属于”关系的意义
(3)使学生初步了解有限集、无限集、空集的意义 教学重点:集合的基本概念及表示方法
教学难点:运用集合的两种常用表示方法——列举法与描述法,正确表示一些简单的集合授课类型:新授课
课时安排:1课时
教 具:多媒体、实物投影仪
内容分析:
1.集合是中学数学的一个重要的基本概念,在小学中,就渗透了集合的初步概念,到了初中,更进一步应用集合的语言表述一些问题。例如,在代数中用到的有数集、解集等;在几何中用到的有点集,至于逻辑,可以说,从开始学习数学就离不开对逻辑知识的掌握和运用。基本的逻辑知识在日常生活、学习、工作中,也是认识问题、研究问题不可缺少的工具。这些知识可以帮助认识学习本章的意义,也是本章学习的基础。
把集合的初步知识与简易逻辑知识安排在高中数学的最开始,是因为在高中数学中,这些知识与其他内容有着密切联系,它们是学习、掌握和使用数学语言的基础。例如,下一章讲函数的概念与性质,就离不开集合与逻辑
本节首先从初中代数与几何涉及的集合实例入手,引出集合与集合的元素的概念,并且结合实例对集合的概念作了说明然后,介绍了集合的常用表示方法,包括列举法、描述法,还给出了画图表示集合的例子。
这节课主要学习全章的引言和集合的基本概念学习引言是引发学生的学习兴趣,使学生认识学习本章的意义本节课的教学重点是集合的基本概念。
集合是集合论中的原始的、不定义的概念在开始接触集合的概念时,主要还是通过实例,对概念有一个初步认识教科书给出的“一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集”这句话,只是对集合概念的描述性说明
教学过程:
一、复习引入:
1.简介数集的发展,复习最大公约数和最小公倍数,质数与和数;
2.教材中的章头引言;
3.集合论的创始人——康托尔(德国数学家)(见附录);
4.“物以类聚”,“人以群分”;
5.教材中例子(P4)
二、讲解新课:
阅读教材第一部分,问题如下:
(1)有那些概念?是如何定义的?
(2)有那些符号?是如何表示的?
(3)集合中元素的特性是什么?
(一)集合的有关概念:
由一些数、一些点、一些图形、一些整式、一些物体、一些人组成的.我们说,每一组对象的全体形成一个集合,或者说,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集.集合中的每个对象叫做这个集合的元素.定义:一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合.
1、集合的概念
(1)集合:某些指定的对象集在一起就形成一个集合(简称集)
(2)元素:集合中每个对象叫做这个集合的元素
2、常用数集及记法
(1)非负整数集(自然数集):全体非负整数的集合记作N,(2)正整数集:非负整数集内排除0的集记作N*或N+(3)整数集:全体整数的集合记作Z ,(4)有理数集:全体有理数的集合记作Q ,(5)实数集:全体实数的集合记作R
注:(1)自然数集与非负整数集是相同的,也就是说,自然数集包括
数0
(2)非负整数集内排除0的集记作N*或N+、Q、Z、R等其它
3、元素对于集合的隶属关系
(1)属于:如果a是集合A的元素,就说a属于A,记作a∈A(2)不属于:如果a不是集合A的元素,就说a不属于A,记作
4、集合中元素的特性
(1)确定性:按照明确的判断标准给定一个元素或者在这个集合里,或者不在,不能模棱两可
(2)互异性:集合中的元素没有重复
(3)无序性:集合中的元素没有一定的顺序(通常用正常的顺序写出)
5、⑴集合通常用大写的拉丁字母表示,如A、B、C、P、Q…… 元素通常用小写的拉丁字母表示,如a、b、c、p、q…… ⑵“∈”的开口方向,不能把a∈A颠倒过来写
三、练习题:
1、教材P5练习1、2
2、下列各组对象能确定一个集合吗?
(1)所有很大的实数(不确定)
(2)好心的人(不确定)
(3)1,2,2,3,4,5.(有重复)
3、设a,b是非零实数,那么可能取的值组成集合的元素是_-2,0,2__
4、由实数x,-x,|x|,所组成的集合,最多含(A)
(A)2个元素(B)3个元素(C)4个元素(D)5个元素
四、小结:本节课学习了以下内容:
1.集合的有关概念:(集合、元素、属于、不属于)
2.集合元素的性质:确定性,互异性,无序性
3.常用数集的定义及记法
五、课后作业:
六、板书设计(略)
七、课后记:
八、附录:康托尔简介
发疯了的数学家康托尔(Georg Cantor,1845-1918)是德国数学家,集合论的创始者1845年3月3日生于圣彼得堡,1918年1月6日病逝于哈雷
康托尔11岁时移居德国,在德国读中学1862年17岁时入瑞士苏黎世大学,翌年入柏林大学,主修数学,1866年曾去格丁根学习一学期1867年以数论方面的论文获博士学位1869年在哈雷大学通过讲师资格考试,后在该大学任讲师,1872年任副教授,1879年任教授
由于研究无穷时往往推出一些合乎逻辑的但又荒谬的结果(称为“悖论”),许多大数学家唯恐陷进去而采取退避三舍的态度在1874—1876年期间,不到30岁的年轻德国数学家康托尔向神秘的无穷宣战他靠着辛勤的汗水,成功地证明了一条直线上的点能够和一个平面上的点一一对应,也能和空间中的点一一对应这样看起来,1厘米长的线段内的点与太平洋面上的点,以及整个地球内部的点都“一样多”,后来几年,康托尔对这类“无穷集合”问题发表了一系列文章,通过严格证明得出了许多惊人的结论
康托尔的创造性工作与传统的数学观念发生了尖锐冲突,遭到一些人的反对、攻击甚至谩骂有人说,康托尔的集合论是一种“疾病”,康托尔的概念是“雾中之雾”,甚至说康托尔是“疯子”来自数学权威们的巨大精神压力终于摧垮了康托尔,使他心力交瘁,患了精神分裂症,被送进精神病医院
真金不怕火炼,康托尔的思想终于大放光彩1897年举行的第一次国际数学家会议上,他的成就得到承认,伟大的哲学家、数学家罗素称赞康托尔的工作“可能是这个时代所能夸耀的最巨大的工作”可是这时康托尔仍然神志恍惚,不能从人们的崇敬中得到安慰和喜悦1918年1月6日,康托尔在一家精神病院去世
集合论是现代数学的基础,康托尔在研究函数论时产生了探索无穷集和超穷数的兴趣康托尔肯定了无穷数的存在,并对无穷问题进行了哲学的讨论,最终建立了较完善的集合理论,为现代数学的发展打下了坚实的基础
康托尔创立了集合论作为实数理论,以至整个微积分理论体系的基础从而解决17世纪牛顿(I.Newton,1642-1727)与莱布尼茨(G.W.Leibniz,1646-1716)创立微积分理论体系之后,在近一二百年时间里,微积分理论所缺乏的逻辑基础和从19世纪开始,柯西(A.L.Cauchy,1789-1857)、魏尔斯特拉斯(K.Weierstrass,1815-1897)等人进行的微积分理论严格化所建立的极限理论克隆尼克(L.Kronecker,1823-1891),康托尔的老师,对康托尔表现了无微不至的关怀他用各种用得上的尖刻语言,粗暴地、连续不断地攻击康托尔达十年之久他甚至在柏林大学的学生面前公开攻击康托尔横加阻挠康托尔在柏林得到一个薪金较高、声望更大的教授职位使得康托尔想在柏林得到职位而改善其地位的任何努力都遭到挫折法国数学家彭加勒(H.Poi-ncare,1854-1912):我个人,而且还不只我一人,认为重要之点在于,切勿引进一些不能用有限个文字去完全定义好的东西集合论是一个有趣的“病理学的情形”,后一代将把(Cantor)集合论当作一种疾病,而人们已经从中恢复过来了
德国数学家魏尔(C.H.Her-mann Wey1,1885-1955)认为,康托尔关于基数的等级观点是雾上之雾菲利克斯.克莱因(F.Klein,1849-1925)不赞成集合论的思想数学家H.A.施瓦兹,康托尔的好友,由于反对集合论而同康托尔断交从1884年春天起,康托尔患了严重的忧郁症,极度沮丧,神态不安,精神病时时发作,不得不经常住到精神病院的疗养所
去变得很自卑,甚至怀疑自己的工作是否可靠他请求哈勒大学当局把他的数学教授职位改为哲学教授职位健康状况逐渐恶化,1918年,他在哈勒大学附属精神病院去世
流星埃.伽罗华(E.Galois,1811-1832),法国数学家伽罗华17岁时,就着手研究数学中最困难的问题之一一般π次方程求解问题许多数学家为之耗去许多精力,但都失败了直到1770年,法国数学家拉格朗日对上述问题的研
究才算迈出重要的一步伽罗华在前人研究成果的基础上,利用群论的方法从系统结构的整体上彻底解决了根式解的难题他从拉格朗日那里学习和继承了问题转化的思想,即把预解式的构成同置换群联系起来,并在阿贝尔研究的基础上,进一步发展了他的思想,把全部问题转化成或者归结为置换群及其子群结构的分析上同时创立了具有划时代意义的数学分支——群论,数学发展史上作出了重大贡献1829年,他把关于群论研究所初步结果的第一批论文提交给法国科学院科学院委托当时法国最杰出的数学家柯西作为这些论文的鉴定人在1830年1月18日柯西曾计划对伽罗华的研究成果在科学院举行一次全面的意见听取会然而,第二周当柯西向科学院宣读他自己的一篇论文时,并未介绍伽罗华的著作1830年2月,伽罗华将他的研究成果比较详细地写成论文交上去了以参加科学院的数学大奖评选,论文寄给当时科学院终身秘书J.B.傅立叶,但傅立叶在当年5月就去世了,在他的遗物中未能发现伽罗华的手稿1831年1月伽罗华在寻求确定方程的可解性这个问题上,又得到一个结论,他写成论文提交给法国科学院这篇论文是伽罗华关于群论的重要著作当时的数学家S.K.泊松为了理解这篇论文绞尽了脑汁尽管借助于拉格朗日已证明的一个结果可以表明伽罗华所要证明的论断是正确的,但最后他还是建议科学院否定它1832年5月30日,临死的前一夜,他把他的重大科研成果匆忙写成后,委托他的朋友薛伐里叶保存下来,从而使他的劳动结晶流传后世,造福人类1832年5月31日离开了人间死因参加无意义的决斗受重伤1846年,他死后14年,法国数学家刘维尔着手整理伽罗华的重大创作后,首次发表于刘维尔主编的《数学杂志》上
在小学中,就渗透了集合的初步概念,到了初中,更进一步应用集合的语言表述一些问题 例如,在代数中用到的有数集、解集等;在几何中用到的有点集 至于逻辑,可以说,从开始学习数学就离不开对逻辑知识的掌握和运用,基本的逻辑知识在日常生活、学习、工作中,也是认识问题、研究问题不可缺少的工具 这些可以帮助认识学习本章的意义,也是本章学习的基础
把集合的初步知识与简易逻辑知识安排在高中数学的最开始,是因为在高中数学中,这些知识与其他内容有着密切联系,它们是学习、掌握和使用数学语言的基础 例如,下一章讲函数的概念与性质,就离不开集合与逻辑
本节首先从初中代数与几何涉及的集合实例入手,引出集合与集合的元素的概念,并且结合实例对集合的概念作了说明 然后,介绍了集合的常用表示方法,包括列举法、描述法,还给出了画图表示集合的例子
这节课主要学习全章的引言和集合的基本概念 学习引言是引发学生的学习兴趣,使学生认识学习本章的意义 本节课的教学重点是集合的基本概念
集合是集合论中的原始的、不定义的概念 在开始接触集合的概念时,主要还是通过实例,对概念有一个初步认识 教科书给出的“一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集 ”这句话,只是对集合概念的描述性说明
教学过程:
一、复习引入:
1.简介数集的发展,复习最大公约数和最小公倍数,质数与和数;
2.教材中的章头引言;
3.集合论的创始人——康托尔(德国数学家)(见附录);
4.“物以类聚”,“人以群分”;
5.教材中例子(p4)
二、讲解新课:
阅读教材第一部分,问题如下:
(1)有那些概念?是如何定义的?
(2)有那些符号?是如何表示的?
(3)集合中元素的特性是什么?
(一)集合的有关概念:
由一些数、一些点、一些图形、一些整式、一些物体、一些人组成的.我们说,每一组对象的全体形成一个集合,或者说,某些指定的对象集在一起就成为一个集合,也简称集.集合中的每个对象叫做这个集合的元素.定义:一般地,某些指定的对象集在一起就成为一个集合.1、集合的概念
(1)集合:某些指定的对象集在一起就形成一个集合(简称集)
(2)元素:集合中每个对象叫做这个集合的元素
2、常用数集及记法
(1)非负整数集(自然数集):全体非负整数的集合 记作n,(2)正整数集:非负整数集内排除0的集 记作n*或n+
(3)整数集:全体整数的集合 记作z ,(4)有理数集:全体有理数的集合 记作q ,(5)实数集:全体实数的集合 记作r
注:(1)自然数集与非负整数集是相同的,也就是说,自然数集包括
数0
(2)非负整数集内排除0的集 记作n*或n+ q、z、r等其它
数集内排除0的集,也是这样表示,例如,整数集内排除0 的集,表示成z*
3、元素对于集合的隶属关系
(1)属于:如果a是集合a的元素,就说a属于a,记作a∈a
(2)不属于:如果a不是集合a的元素,就说a不属于a,记作
4、集合中元素的特性
(1)确定性:按照明确的判断标准给定一个元素或者在这个集合里,或者不在,不能模棱两可
(2)互异性:集合中的元素没有重复
(3)无序性:集合中的元素没有一定的顺序(通常用正常的顺序写出)
5、⑴集合通常用大写的拉丁字母表示,如a、b、c、p、q……
元素通常用小写的拉丁字母表示,如a、b、c、p、q……
⑵“∈”的开口方向,不能把a∈a颠倒过来写
三、练习题:
1、教材p5练习1、2
2、下列各组对象能确定一个集合吗?
(1)所有很大的实数(不确定)
(2)好心的人(不确定)
(3)1,2,2,3,4,5.(有重复)
3、设a,b是非零实数,那么 可能取的值组成集合的元素是_-2,0,2__
4、由实数x,-x,|x|, 所组成的集合,最多含(a)
(a)2个元素(b)3个元素(c)4个元素(d)5个元素
5、设集合g中的元素是所有形如a+b(a∈z, b∈z)的数,求证:
(1)当x∈n时, x∈g;
(2)若x∈g,y∈g,则x+y∈g,而 不一定属于集合g
证明(1):在a+b(a∈z, b∈z)中,令a=x∈n,b=0,则x= x+0* = a+b ∈g,即x∈g
证明(2):∵x∈g,y∈g,∴x= a+b(a∈z, b∈z),y= c+d(c∈z, d∈z)
∴x+y=(a+b)+(c+d)=(a+c)+(b+d)
∵a∈z, b∈z,c∈z, d∈z
∴(a+c)∈z,(b+d)∈z
∴x+y =(a+c)+(b+d)∈g,又∵ =
且 不一定都是整数,∴ = 不一定属于集合g
四、小结:本节课学习了以下内容:
1.集合的有关概念:(集合、元素、属于、不属于)
2.集合元素的性质:确定性,互异性,无序性
3.常用数集的定义及记法
五、课后作业:
六、板书设计(略)
七、课后记: