Муниципальное общеобразовательное учреждение-

Открытый урок по теме: « Множества. Подмножества. Операции над множествами»

5 класс

Учителя математики

Сычук В.Д.

МОУ - Лицей №2

Г.Саратов - 2008

Урок: Множества. Подмножества. Операции над множествами.

Цель урока : 1)повторить основные понятия множества, подмножества,

операции над множествами;

2)развитие логического мышления через решение нестандартных задач, систематизацию и обобщение, развитие математической речи

3)воспитание внимательности, интереса к предмету,

Расширение кругозора.

Тип урока : повторительно-обобщающий.

Метод обучения : дидактическая игра – соревнование.

Способ организации деятельности : частично-поисковый.

Оборудование : 1)интерактивная доска;

2)карточки с заданиями для самостоятельной работы

И задачами;

3)карточки с индивидуальными заданиями;

Оформление класса: 1й слайд : Число, тема, эпиграф. «Множество есть многое мыслимое как единое целое» Георг Кантор.

Ход урока.

I . Организация.

Сообщить тему урока, эпиграф, план урока.

1. Разминка.

   Конкурс теоретиков (самостоятельно 3 человека по карточкам на доске).

   Самостоятельная работа с взаимопроверкой.

   Решение задачи (коллективно).

   Домашнее задание.

   Итог урока.

Класс разбивается на две группы (по вариантам)

Условия игры: 1) Четкие и точные ответы;

2)Скорость;

3)Дисциплина.

Реплика учителя: «И пусть в этой борьбе победит умнейший!»

II . Разминка.

1.Что означает слово «множество»?

Множество – это набор или совокупность предметов одинаковой природы.

2.Какие названия применяются для обозначения множеств?

Стадо, табун, коллектив, семья, оркестр, библиотека.

3.Как различаются множества по числу элементов?

Множества бывают конечные, бесконечные и пустое множество.

4.Какими способами можно задать множество?

Множество можно задать перечислением или с помощью характеристического свойства.

5.Какое свойство называется характеристическим свойством?

Характеристическим свойством называется такое свойство, которым обладают все элементы данного множества и не обладают никакие другие объекты.

6.2йслайд :

В данном множестве все элементы, кроме одного, обладают некоторыми свойствами.

Опишите его и найдите лишний элемент.

А= х I х - пустыня

Лишний элемент- кувшинка .

7. 3й слайд :

Что называется подмножеством множества А?

-Множество В называется подмножеством множества А, если каждый элемент множества В является элементом множества А.

8. 4й слайд :

9.Что называется пересечением множеств А и В?

Пересечением множеств А и В называется множество, в которое входят те и только те элементы, которые содержатся в А и В одновременно.

10.Что называется объединением множеств А и В?

Объединением множеств А и В называется множество, состоящее из тех элементов, которые входят хотя бы в одно из множеств А или В.

11. 5й слайд : Найти пересечение геометрических фигур

12. 6й слайд :

III . Конкурс теоретиков

Вызываются 3 человека и работают по карточкам.

Карточка№1

Винни-Пух и Пятачок пришли в гости к Кролику. Кролик угостил их вареньем. Винни-Пух и Пятачок вместе съели 32 ложки варенья, а Винни-Пух и Кролик – 23 ложки варенья.

Сколько ложек варенья съели все три героя?

Карточка№2

А= х│хє N ; 2≤х≤7

В= х│хє N ; 4≤х≤9

Задайте множества перечислением. Найдите А U В; А В; А\ В; В\А. Изобразите решение на числовой прямой.

Карточка №3

Запишите все подмножества множества a ;b;с;d .

На сцене висели 5 лампочек. Сколько существует способов освещения сцены?

IV . Конкурс «Кто быстрее». Самостоятельная работа

Самостоятельная работа по карточкам.

Файлы с заданиями в двух вариантах находятся на каждой парте.

Через 7 минут ребята обмениваются тетрадями и сверяют ответы с решениями на интерактивной доске.

7 слайд:

Оценка «5» - нет ошибок

«4» - одна ошибка

«3» - не ставится

8й слайд :

Решение:

Обозначим стоимость коровы – n (А), овцы – n(В), козы – n(С)свиньи –n(D)

n (А U В U С U D)=1325рублей

n (В U C U D)= 425 рублей

n(A U D U B)= 1225 рублей

n (С U D)=275 рублей

1. n (A)=n(А U В U С U D)- n(В U C U D)=1325-425=900рублей - стоимость коровы

2. n (C)= n(А U В U С U D)- n(A U D U B)=1325-1225=100 рублей - стоимость козы

3. n (B)= n(В U C U D)- n(С U D)=425- 275=150 рублей - стоимость овцы

4. n (D)= n(С U D)-n(C)=275-100=175 рублей - стоимость свиньи

Ответ: корова стоит 900р., коза- 100р., овца-150р., свинья-17

Дополнительная задача: 9й слайд:

VII .Итоги игрыВ заключении подводятся итоги. Домашнее задание заранее написано на доске: Составить задачи на 1)пересечение и объединение геометрических фигур, 2)распиливание; 3)задание множеств и подмножеств с помощью характеристического свойства.

И все-таки победила дружба.

Спасибо за урок, дети!

Множества и операции над ними.

Тип урока: Урок ознакомления с новым материалом.

Цель урока: Показать множества – как фундамент современного математического языка.

Задачи урока:

образовательные: знакомство с понятием множества, подмножества и элементами множеств; способами задания множеств; видами множеств;

развивающие: развитие познавательного интереса учащихся; развитие интеллектуальной сферы личности, развитие умений сравнивать и обобщать.

воспитательные: воспитывать аккуратность и внимательность при решении заданий.

Ход урока

I этап. Формулировка темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности.

Какие числа вы видите на экране? (натуральные, целые, рациональные, действительные)

Как называют эту схему? (Круги Эйлера)

С какой темой связаны круги Эйлера? (множества чисел).

Как вы думаете, кроме множества чисел есть другие множества?

Что такое множество? (Множество – это определенное количество объектов с похожими свойствами)

БЛИЦ-ОПРОС:

Какие названия применяются для обозначения множеств животных?

Какие названия применяются для обозначения множеств военнослужащих?

Как называется множество цветов, стоящих в вазе?

Какие названия применяют для обозначения множеств кораблей?

Как называется множество царей (фараонов, императоров и т.д.) данной страны, принадлежащих одному семейству?

Как называется множество картин?

Как называется множество документов?

II этап. Ознакомление с новым материалом.

А в математике нет точного определения множества. Но каждый объект, входящий во множество называется его элементом. Откройте учебник на стр.25 и найдите таблицу

Приведите пример собственного множества (множество дней недели; множество планет солнечной системы; множество месяцев; множество знаков зодиака; числовые множества).

Если каждый элемент множества А является элементом множества В, то множество А называется подмножеством В. Обозначение: А ⊂ В. Знак « ⊂ » - знак включения.

На доске А = 3,4,5 В= 1,2,3,4,5,6.

С множествами связаны различные парадоксы, самый простой из парадоксов - это "парадокс брадобрея". Появление парадоксов связано с тем, что далеко не всякие конструкции и не всякие множества можно рассматривать.

Одному солдату было приказано брить тех и только тех солдат его взвода, которые сами себя не бреют. Неисполнение приказа в армии, как известно, тягчайшее преступление.

Однако возник вопрос, брить ли этому солдату самого себя. Если он побреется, то его следует отнести к множеству солдат, которые сами себя бреют, а таких брить он не имеет права. Если же он себя брить не будет, то попадёт во множество солдат, которые сами себя не бреют, а таких солдат согласно приказу он обязан брить. Бриться или не бриться – вот в чём вопрос!

III этап. Динамическая пауза

1. Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5. Повторить 4–5 раз.
2. Крепко зажмурить глаза (считать до 3), открыть глаза и посмотреть вдаль (считать до 5). Повторить 4–5 раз.
3. Движения глаз: вверх, вниз, влево, вправо. Повторить 4-5 раз
4. Повороты головой: вверх, вниз, влево, вправо. Повторить 4-5 раз

IV этап. Первичное осмысление и закрепление связей и отношений в объектах изучения.

Откройте задачник на стр.21 пункт 3. Мы выполняем задания, записанные на доске №1, 2, 9

V этап. Самостоятельная работа(Приложение)

VI этап Домашнее задание

Пункт 3 изучить № 4, 8, 10, 18 (дополнительно)

VII этап. Подведение итогов урока.

Что такое множество?

Кто такой Леонард Эйлер?

Что такое подмножество множества?

На прошлых уроках мы говорили о рациональных неравенствах, сегодня о множествах. Кто догадался какая тема будет следующей?

Доска

Список использованных источников и литературы:

Учебники «Алгебра. 9 кл.I и II части» Авторы: А.Г. Мордкович, Л.А. Александрова, Т.Н. Мишустина и др.,- 11-е издание, стер. - М.: «Мнемозина», 2009 г.;

http://mathlog.h11.ru/mnoj.htm ;

http://festival.1september.ru ;

http://ru.wikipedia.org ;

http://mmmf.msu.ru/archive/20092010/Lanin/9.html;

http://www.it-n.ru;

Занимательные математические задачи. Учеб.пособие./Сост.: А. М. Быковских, Г.Я. Куклина. 2-е изд., испр. Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2010. 88 с.;

Математика: Нестандартные задачи./Сост.: А.М.Быковских, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры высшей математики, КрасГУ.-Красноярск, 2006. 27 с.;

Ященко И.В. Парадоксы теории множеств. (Серия: «Библиотека

«Математическое просвещение»»). М.: МЦНМО, 2002. - 40 с.: ил.

Самостоятельная работа ученика 9 класса__________________

Вариант 1 №1 Дано множество К= {-10, 3; -7; 0; 2,6; 3} Составьте его подмножество М, состоящее из неотрицательных чисел: Ответ: М= { } №2. Какое словесное описание у множества? А= {1,3,5,7,9,11,13, 15…} Ответ: Это множество _____________________ чисел №3.Составьте три слова, буквы которых образуют подмножества множества А={к,а,р,у,с,е,л,ь}

План – конспект урока

«Множество. Число элементов множества. Подмножество»

Цели урока:

Обучающа я: познакомить с понятиями «множество», «элемент множества», «подмножество»; научить определять число элементов множества; учить определять принадлежность элементов множеству и его подмножеству.

Развивающая : развивать логическое мышление, внимания, воображение, умение анализировать, сравнивать, обобщать.

Воспитывающая : воспитывать интерес у учащихся к предмету, коммуникативные навыки.

Литература:

Для учителя:

Горячев А.В., «Информатика в играх и задачах. 3 класс. Методические рекомендации для учителя».

Для учеников:

Горячев А.В., «Информатика в играх и задачах. 3 класс».

Тип урока : ознакомление с новым материалом

План урока:

Организационный этап.

Проверка домашнего задания.

Этап получения новых знаний.

Этап закрепления нового материала.

Этап обобщения знаний.

Рефлексия.

Домашнее задание.

Ход урока

Организационный этап.

Приветствие.

Начинается урок

Он пойдет ребятам впрок

Постарайтесь все понять,

Интересное узнать.

Проверка домашнего задания.

Задание 45.

Этап получения новых знаний.

Ребята, на уроках информатики вы уже научились описывать состав объектов, выделять их отличительные признаки, отвечать на вопросы «Что это такое?» и «Кто это такой?». Также научились отвечать на вопрос «Как это делается?» с помощью составления алгоритма. Но существуют и другие вопросы, на которые нужно уметь отвечать. Например, как определить относится ли объект к данной группе? А чтобы узнать, как ответить на этот вопрос, давайте для начала отгадаем загадки.

Он любит мёд

Зимой он спит

Весной хороший аппетит! Это медведь.

Крепко сбит да невысок,

На носу – крепкий рог,

Кто его дразнить посмеет –

Того он на свой рог подденет. Носорог

Он один сидит на ветке,

Зорок глаз и когти цепки,

Всех в два счёта б поборол,

Потому что он - ... орёл.

Гнездо свое он в поле вьет,

Где тянутся растения.

Его и песни и полет

Вошли в стихотворения! Это жаворонок.

Симпатичен, сер, усат,

Его хвостик полосат.

Пищу грязной не грызёт -

Моет всё в воде... енот.

Днём спит, ночью летает,

Ухает, людей пугает.

В темноте горят глаза –

Всем мышам она гроза. Это Сова.

Он хвостатый и усатый,

И, конечно, полосатый.

Рррр, - рычит, - мне не до игр.

Кто же это, дети? … тигр.

Эта птица всем знакома -

Важно ходит возле дома

Кар-Кар-Кар вдруг закричит,

И спокойно улетит. Ворона.

Он других не обижает.

Ест траву, в лесу гуляет,

Но ветвистыми рогами

Может справиться с волками! Это олень.

Как мы можем разделить эти объекты? По общему признаку. В одной группе будут находиться животные, а в другой - птицы.

А теперь посмотрите – из первых букв можно сложить слово. Какое? Слово "Множество". И это очень важное слово для нашего урока!

Под множеством понимают объединение объектов на основе каких-то общих свойств или признаков.

Чтобы узнать принадлежит объект данному множеству или нет, достаточно выделить характерный признак, по которому точно можно определить, что этот объект можно включить в данное множество. Другой же предмет, у которого этот признак отсутствует, включать в это множество нельзя.

Глядя на две наши группы, можно сказать, что у нас есть два множества: множество животных и множество птиц.

Какие объекты входят в эти множества?

В первое множество входят: медведь, енот, олень, носорог, тигр.

Во второе множество: орёл, жаворонок, сова, ворона.

Объекты, которые принадлежат множеству, называются элементами множества.

Как вы думаете, от какого слова произошло название «множество»? Много.

А сколько это много? Точно мы сказать не можем.Во множестве может быть любое количество элементов, даже один элемент. Может бытьбесконечно большое число элементов, например, множество чисел. А также может быть и такое, что во множестве не будет ни одного элемента. Такое множество называется пустым. Например, множество чисел, которые делятся на ноль. Мы знаем, что нет таких чисел, которые бы делились на ноль, ведь на ноль делить нельзя.

Множества могут быть самыми разными: детей, гуляющих в парке, множество сказок Пушкина, множество учащихся, занимающихся танцами, множество страниц в книге и т.д.

А сколько всего элементов в наших множествах? Во множестве животных пять, а во множестве птиц четыре.

А как нам отмечать объекты во множестве, не рисовать же рисунки всё время? А отмечать объекты мы будем точками.

Итак, в нашем множестве животных - пять объектов, значит, ставим пять точек: раз, два, три, четыре, пять.

Как можно показать, что они вместе составляют одно множество? Обвести их.

Теперь тоже самое делаем для множества птиц. Ставим четыре точки и обводим их.

Итак, ребята у нас получилось множество животных, в которое входит пять элементов и множество птиц, в это множество входят четыре элемента.

Этап закрепления нового материала.

А теперь необходимо, разместить объекты во множества.

Для начала давайте прочитаем названия элементов множеств: сосна, яблоня, ель, вишня, дуб, ромашка.

А теперь прочитаем названия множеств: деревья, плодовые деревья, растения.

Какой фигурой обозначено множество плодовых деревьев? Кругом.

Какие элементы войдут в это множество? Яблоня, вишня.

Перенесём название элементов в круг.

А теперь запишем элементы множества деревьев.

Сосна, яблоня, ель, вишня, дуб. Впишем их в квадрат.

А как получилось, что яблоня и вишня входят в оба множества?

Яблоня и вишня, это – плодовые деревья. Все плодовые деревья входят и во множество деревьев.

Какое множество больше: плодовых деревьев или всех деревьев?

Множества деревьев больше, так как в него входят все плодовые деревья и остальные деревья тоже.

Оказывается, если ВСЕ элементы одного множества входят в другое более крупное множество, то первое является подмножеством второго. Значит, во множестве деревьев есть подмножество плодовые деревья.

Однако есть ещё одно множество - растений. Назовём его элементы. Это все элементы в списке: сосна, яблоня, ель, вишня, дуб, ромашка. – они все растения.

Ребята, получается, что это множество еще больше: в него входят все элементы, из предыдущих множеств и еще ромашка. Впишем эти элементы в прямоугольник.

Рассмотрите, что получилось. Есть большое множество растений, в которое входят ромашка и подмножество «Деревья. А в подмножество Деревья входит подмножество Плодовые деревья.

А сейчас я предлагаю вам построить пирамиду множеств. На первом этаже будут жить четыре элемента, на втором – три, на третьем - два. На четвёртом этаже будет жить один элемент, а на чердаке - никто не будет жить. Давайте посмотрим, какие это множества, и разместим их по этажам, так, чтобы на каждом этаже находилось множество с соответствующим количеством элементов.

Итак! Согласные в слове «пирамида». Сколько согласных в слове «пирамида»? Четыре. Значит, это множество разместим на этаж, где будут жить четыре элемента.

Крылья у птицы. У птицы два крыла, значит, помещаем туда, где два элемента.

Ученики шестнадцатого класса. Шестнадцатого класса? Хм, это пустое множество, нет в школе 16 класса. Помещаем на чердак.

Зимние месяцы. Их три. Помещаем на второй этаж.

Гласные в слове «торт». В этом слове одна гласная – это буква о. Помещаем на четвёртый этаж.

Множества расставлены по своим местам. И пирамида готова!

Карточки с заданиями.

Задания 1, 3 из учебника.

Этап обобщения знаний.

Множество – это объединение объектов на основе каких-то общих свойств или признаков.

Сколько же элементов может быть во множестве? Сколько угодно. И один, и два, и бесконечно много, и даже ни одного. Такое множество называется пустым.

А так же вы узнали, что есть множество, которое входит в другое множество и оно называется подмножеством.

Рефлексия.

"Благодарю…".

В конце урока учитель предлагает каждому ученику выбрать только одного из ребят, кому хочется сказать спасибо за сотрудничество и пояснить, в чем именно это сотрудничество проявилось. Учителя из числа выбираемых следует исключить. Благодарственное слово педагога является завершающим. При этом он выбирает тех, кому досталось наименьшее количество комплиментов, стараясь найти убедительные слова признательности и этому участнику событий.

Домашнее задание.

Множества и операции над ними

1. Основные понятия о множества.

1. Основные определения.

Одним из основных понятий математики является понятие множества, и, как каждое основное понятие, не поддаётся точному определению (например, понятия “точка”, “прямая” являются одними из основных понятий геометрии).

МНОЖЕСТВОМ называется собрание, совокупность объектов, объединенных по какому-нибудь общему признаку, свойству.

Примеры:

1. Множество студентов данной учебной группы.
2. Множество планет солнечной системы.
3. Множество букв русского алфавита.
4. Множество натуральных чисел.

Математический смысл слова “множество” отличается от того, как оно используется в обычной речи. Так, в обычной речи понятие “множество” связывают с большим числом предметов, в математике же этого не требуется. Здесь могут рассматриваться множества, содержащие один объект, много объектов, несколько объектов или не содержащие ни одного объекта.

Объекты, из которых состоит множество, называются его ЭЛЕМЕНТАМИ.

Остановимся на символике, обычно использующейся при обращении с множествами.

Множества обозначаются прописными (заглавными) буквами латинского алфавита (без индексов или с индексами). Например: B, C,…,X,Y,…,A 1 ,B 1,…

Элементы множества обозначаются строчными (малыми) буквами латинского алфавита. Например: b,c,…,x,y,…,a 1, b 1 ,…

В математике особую роль играют множества, элементами которых являются числа. Такие множества называются ЧИСЛОВЫМИ. Некоторые числовые множества имеют специальные обозначения, вводимые для удобства пользования. Один из вариантов этих обозначений, которыми мы будем пользоваться в дальнейшем, выглядит следующим образом:

N – множество всех натуральных чисел;

Z c (или Z + или C + ) – множество всех целых неотрицательных чисел;

Z (или C) – множество всех целых чисел;

Q – множество всех рациональных чисел;

R – множество всех действительных чисел;

R + - множество всех действительных положительных чисел.

По числу элементов, входящих в множество, множества делятся на три класса:

1 – конечные, 2 – бесконечные, 3 – пустые.

1. Если элементы множества можно сосчитать, то множество является КОНЕЧНЫМ.

Пример 1.

Множество гласных букв в слове “математика” состоит из трёх элементов – это буквы “а”, “е”, “и”, причем, гласная считается только один раз, т.е. элементы множества при перечислении не повторяются.

Пример 2.

Множество натуральных чисел бесконечно.

Пример 3.

Множество точек отрезка бесконечно.

3. Множество, не содержащее ни одного элемента, называется ПУСТЫМ. Символически оно обозначается знаком ∅ .

Пример 4.

Множество действительных корней уравнения x 2 +1=0.

Пример 5.

Множество людей, проживающих на Солнце.

В математике часто приходится определять принадлежность данного элемента конкретному множеству.

Пример 6.

Мы говорим, что число 5 натуральное, т.е. утверждаем, что число 5 принадлежит множеству натуральных чисел. Символически принадлежность множеству записывается с помощью знака ∈ . В данном случае символическая запись будет такой: 5 ∈ N. Читается: “5 принадлежит множеству натуральных чисел”.

Число 5,2 не принадлежит множеству натуральных чисел, т.к. не является натуральным числом. Символически отношение “не принадлежит” записывается с помощью знака (реже ∉ ). Таким образом, здесь имеем: 5,2 ∉ N

Читается: “5,2 не принадлежит множеству натуральных чисел”.

1.2 Способы задания множеств.

Множество считается заданным, если мы владеем способом, позволяющим для любого данного элемента определить, принадлежит он данному множеству или не принадлежит.

Множество можно задать, непосредственно перечислив все его элементы, причём, порядок следования элементов может быть произвольным. В этом случае названия всех элементов множества записываются в строчку, отделяются точкой с запятой и заключаются в фигурные скобки.

Пример 7.

Множество всех гласных букв русского алфавита:

A={а; я; у; ю; э; е;о; ё; и; ы}.

Пример 8.

Множество цифр десятичной системы счисления:

B={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 0}.

Очевидно, что такой способ задания множеств удобно применять для конечных множеств с небольшим количеством элементов.

Конечные и бесконечные множества могут быть заданы другим способом: указанием ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО СВОЙСТВА, т.е. такого свойства, которым обладает любой элемент данного множества и не обладает ни один элемент, не принадлежащий ему.

Пусть P обозначает некоторое свойство, которым обладают все элементы множества А и не обладают элементы никакого другого множества. Тогда множество всех элементов, обладающих свойством Р, обозначим так:

А={х│х обладает свойством Р}={ х│Р(х)}={х: Р(х)}.

Свойство Р, задающее множество А, есть характеристическое свойство множества А.

Пример 9.

Множество чётных натуральных чисел. Зададим его с помощью характеристического свойства:

В={х │х – чётное натуральное число}={х │ х=2k, k Є N}.

Пример 10.

Множество всех действительных чисел на отрезке от 1 до 3 включительно запишется следующим образом:

R 1-3 ={y│1≤ y≤ 3, y Є R}.

Следует заметить, что в ряде случаев одно и то же множество может быть задано как первым, так и вторым способом.

Пример 11.

Множество натуральных чисел, меньших, чем 10.

Первый способ: N ={1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9}.

Второй способ: N ={z│z

Случается, что одно и то же множество может быть задано с помощью различных характеристических свойств.

Пример 12.

Множество квадратов.

Первый способ: A={x│x – ромб с прямыми углами}.

Второй способ: A={ x│x – прямоугольник с равными сторонами}.

1.3 Отношения между множествами.

Наглядно отношения между множествами изображают при помощи особых чертежей, называемых КРУГАМИ ЭЙЛЕРА (или диаграммами Эйлера – Венна).

Для этого множества, сколько бы они ни содержали элементов, представляют в виде кругов или любых других замкнутых кривых (фигур) – рис.1.

рис. 1.

1. Пусть даны два множества: X={a; b; c; d} и Y={l; k; m; b; c}. Множества Х и Y содержат некоторые одинаковые элементы, а именно “b” и “c” . В данном случае говорят, что множества X иY находятся в отношении ПЕРЕСЕЧЕНИЯ. С помощью кругов Эйлера данное отношение можно представить в виде рис. 2.

X Y B 1 B 2

Рис. 2. рис. 3.

1. Пусть даны множества B 1 ={1; 2; 3} и B 2 ={4; 5; 6}.

Данные множества различны, у них нет одинаковых элементов. В таком случае говорят, что множества B 1 и B 2 находятся в отношении НЕПЕРЕСЕЧЕНИЯ.

С помощью кругов Эйлера данное отношение показано на рис. 3.

1. Пусть даны множества A={a; b; c; d; e} и B={a; b; c}.

Очевидно, что эти множества пересекаются; кроме того, каждый элемент
множества В является в то же время (одновременно) и элементом множества А. Тогда говорят, что множество В ВКЛЮЧЕНО в множество А, или что В есть ПОДМНОЖЕСТВО множества А.

Определение 1.1

Множество В является подмножеством множества А тогда и только тогда, когда каждый элемент множества В является элементом множества А.

Отношение “включено” обозначается знаком ⊂ .

Соответственно отношение “включает” – знаком ⊃ .

Определение 1.1 символически записывается так: В ⊂ А или А ⊃ В. С помощью кругов Эйлера данное отношение между множествами показано на рис.4.

Из определения подмножества следует, что всякое непустое множество А содержит по крайней мере два

Множества: Ø и А, которые называются НЕСОБСТВЕННЫМИ

ПОДМНОЖЕСТВАМИ МНОЖЕСТВА. Все остальные подмножества (если они существуют) называются СОБСТВЕННЫМИ ПОДМНОЖЕСТВАМИ МНОЖЕСТВА. То есть, если В – собственное подмножество множества А, то имеем: Ø ⊂ В ⊂ А, или иначе: А ⊃ В ⊃ Ø.

4. Пусть даны множества C={x; y; z}, D={x; y; z}, которые состоят из одних и тех же элементов. В таком случае говорят, что множества С и D равны и пишут C=D.

Определение 1.2

Множества С и D называются равными, если они состоят из одних и тех же элементов.

Используя понятие “включено”, можно дать другое определение равенства множеств.

Определение 1.3

Множества C и D называются равными тогда и только тогда, когда множество С является подмножеством множества D, и наоборот.

Символически данное определение можно записать так:
С = D ⇔ С ⊂ D и D ⊂ С, или С = D ⇔ С ⊂ D ∧ D ⊂ С,
где знак ⇔ означает “эквивалентность” (равнозначность), а знак ∧ (конъюнкция) означает одновременность (совместность) осуществления тех операций (или событий), которые он соединяет.

С помощью кругов Эйлера отношение “равенство” показано на рис.5.

Рис.5. рис.6.

УНИВЕРСАЛЬНОЕ МНОЖЕСТВО

Пусть U (или T – total) – некоторое фиксированное множество. Рассмотрим только такие множества А, В, С,…, которые являются подмножествами множества U. В этом случае множество U называется универсальным множеством всех множеств А, В, С,…

Примером универсального множества может служить множество действительных чисел, множество людей на планете Земля…

Мы его будем изображать прямоугольником с буквой U в правом верхнем углу (рис.6), внутри которого будут размещаться те или иные множества.

2. Операции над множествами

Рассмотрим некоторые операции над множествами.

2.1 Пересечение множеств

Пусть даны два множества: А={a; b; c; d} иB={c; d; e}.образуем новое множество Р, состоящее из всех элементов, принадлежащих одновременно и множеству А, и множеству В, т.е. Р={c;d}. Тогда говорят, что множество Р является пересечением множеств А и В.

Определение 1.4

Пересечением множеств А и В называется множество, состоящее их всех тех и только тех элементов, которые принадлежат множествам А и В одновременно.

Символически пересечение множеств А и В обозначается так: А ∩ В, где символ ∩ - знак пересечения множеств. Используя характеристическое свойство, определение 1.4 можно записать следующим образом:

Р=А ∩ В= {x ⎪ x ∈ A и x ∈ B}={x ⎪ x ∈ A ∧ x ∈ B}. (1)

Таким образом, (1) есть характеристическое свойство пересечения двух множеств.

Союз “и” иногда заменяют фигурной скобкой, и тогда (1) будет иметь вид:

(2)

Для обозначения одновременной принадлежности множеству А и множеству В используется также знак ∧ (конъюнкция, или логическое “и”):

X ∈ A ∩ B ⇒ x ∈ A ∧ x ∈ B (2а)

Читаются выражения (2) и (2а) одинаково: если х принадлежит пересечению множеств А и В, то х принадлежит как множеству А, так и множеству В.

Если мы имеем ситуацию, когда х не принадлежит пересечению множеств А и В, то это означает, что х не принадлежит или множеству А, или множеству В.

Символически это может быть записано так:

(3)

где квадратная скобка заменяет союз “или”.

В символической записи союз “или” может быть заменен также знаком ∨ (дизъюнкция, логическое “или”):

Х ∉ А ∩ В ⇒ х ∉ А ∨ х ∉ В. (3а)

Читаются выражения (3) и (3а) одинаково: если х не принадлежит пересечению множеств А и В, то х не принадлежит или множеству А, или множеству В.

Графическая иллюстрация вариантов пересечения двух множеств приведена на рис. 7 ÷ 10 (пересечение заштриховано).

рис. 7 рис. 8 рис. 9 рис. 10

2.2 Объединение множеств

Множества А и В входят в их объединение только один раз. Это вполне соответствует толкованию множества, принятому в математике: ни один элемент не может содержаться в множестве несколько раз.

Определение 1.5

Объединением двух множеств А и В называется такое множество С, которое состоит из всех тех элементов, которые принадлежат хотя бы одному из множеств А или В.

Символически объединение двух множеств А и В обозначается так:

А ∪ В, где ∪ - символ объединения множеств. Определение 1.5 можно записать с помощью характеристического свойства:

С= А ∪ В={x ⎪ x ∈ A или x ∈ B}. (4)

Союз “или” иногда заменяют квадратной скобкой

(5)

а также знаком дизъюнкции

Х ∈ А ∪ В ⇒ х ∈ А ∨ х ∈ В. (5а)

Читаются эти знаки одинаково: если элемент х принадлежит объединению двух множеств А и В, то он принадлежит множеству А или множеству В.

Если же элемент х не принадлежит объединению множеств А и В, то он не принадлежит ни множеству А, ни множеству В. Символически это может быть записано так:

(6)

или

X ∉ A ∪ B ⇒ x ∉ A ∧ x ∉ B. (6а)

Графически варианты объединения двух множеств показаны на рис. 11÷14 (объединение заштриховано).

рис. 11 рис. 12 рис. 13 рис. 14

Отметим некоторые очевидные свойства операции объединения двух множеств:

А ∪ А=А, А ∪∅ =А, А ∪ U=U. (7)

Замечание1.

Если А 1 , А 2 ,…, А n – несколько множеств, то аналогично тому, как это делалось для двух множеств, определяется их пересечение, т.е. составляется множество, представляющее их общую часть:

Р= А 1 ∩ А 2 ∩ … ∩ А n ={x ⎪ x ∈∀ A i , i= },

Где символ ∀ (квантор всеобщности) заменяет слово “все”, и, таким образом, мы символически обозначили ту часть множеств A i , которая принадлежит каждому множеству одновременно.

Замечание 2.

Если А 1 , А 2 ,…, А n – несколько множеств, то аналогично тому, как это делалось для двух множеств, определяется их объединение – составляется множество, состоящее из элементов, которые принадлежат хотя бы одному их них:

C= A 1 ∪ A 2 ∪ … ∪ A n ={x ⎪ x ∈ A 1 или x ∈ A 2 или …или x ∈ A n }.

Замечание 3.

Если в выражении есть знаки ∪ и ∩ и нет скобок, то сначала выполняется операция пересечения, а потом – операция объединения (аналог сложению и умножению в арифметике).

2.3 Разность множеств

Определение 1.6

Разностью двух множеств А и В называется множество, состоящее из всех тех и только тех элементов, которые принадлежат множеству А и не принадлежат множеству В.

Символически разность двух множеств обозначается так:

А  В, где символ  является знаком разности для множеств. С помощью характеристического свойства запишем определение 1.6 следующим образом:

C=A  B={x ⎪ x ∈ A и x ∉ B} (8)

Или

(9)

а также x ∈ A  B ⇒ x ∈ A ∧ x ∉ B. (9а)

Пример 1.

Если E 1 ={2; 4; 6} и E 2 ={6; 8; 10}, то E 3 =E 1  E 2 ={2; 4}, E 4 =E 2  E 1 ={8;10}.

Пример 2.

Если M 1 ={x 1 ; x 2 ; x 3 }, M 2 ={y 1 ; y 2 }, то M 3 =M 1  M 2 ={ x 1 ; x 2 ; x 3 },

M 4 =M 2  M 1 ={y 1 ; y 2 }.

Пример 3.

Если K 1 ={1; 3; 5; 7; 9}, K 2 ={5; 7; 1}, то K 3 =K 1  K 2 ={3; 9}, K 4 =K 2  K 1 = ∅ .

Графическое представление вариантов разности двух множеств А и В показано на рис. 15÷18, где множество А  В заштриховано.

рис. 15 рис. 16 рис. 17 рис. 18

2.4 Дополнение к множеству

Определение 1.7

Пусть В ⊂ А. Множество всех элементов множества А, не принадлежащих множеству В, называют дополнением к множеству В и обозначают или .

Если ясно, о каком множестве идёт речь, то индекс А опускается и пишут или .

Определение 1.8

Пусть А – некоторое множество, являющееся частью универсального (основного) множества U. Дополнением множества А называется множество, состоящее из всех тех и только тех элементов их множества U, которые не принадлежат А. Его обозначают или .

Это определение может быть записано в виде:

= {x ⎪ x ∉ A}. (10)

Графически дополнения (соответственно определениям 1.7 и 1.8) изображены на рис. 19 и 20 соответственно, на которых дополнения заштрихованы.

Рис. 19 рис. 20

Методическая разработка урока.doc

Алексей Юлия Вадимовна , учитель информатики и математики

г.Константиновск Ростовской области

ГБОУ СПО РО «Константиновский педагогический колледж»

Дисциплина: дискретная математика

М. С. Спирина, П. А. Спирин «Дискретная математика»/ Москва: изд.центр «Академия», 2010 г.

Методическая разработка урока

2 курс Специальность: «Профессиональное обучение»

использование информационных технологий: при проведении урока использована презентация, тестирующие программы.

Цели урока: обобщить и систематизировать знания студентов по теме «», используя мультимедиа технологии.

Задачи урока:

Образовательные:

закрепить теоретические знания: понятие множества, элемент множества, виды множеств, отношения между множествами, операции над множествами;

сформировать умения применять полученные теоретические знания определения множества и его элементов, умения охарактеризовать множество, выполнять действия над множествами (объединение и пересечение), изображать множества с помощью диаграмм Эйлера-Венна, применять данные знания для решения прикладных задач;

формировать информационно-коммуникативную компетенцию;

Развивающие:

развивать познавательный интерес, интеллектуальные и творческие способности учащихся;

формировать информационную культуру, овладение навыками контроля и самоконтроля;

осуществлять исследовательскую деятельность.

Воспитательные:

обучать самостоятельной деятельности по овладению знаниями;

формировать осознанные мотивы учения, самосовершенствования, самовоспитания;

воспитывать целеустремленность и настойчивость в достижении цели;

воспитывать взаимопомощь.

ЗУН + опыт деятельности. Мультимедиа технологии позволяют работать в индивидуальном темпе, осуществить дифференцированный подход, способствуют закреплению полученных знаний, а также выступают как источник дополнительной информации по предмету. Использование на уроке опорных конспектов – фрагментов рабочих тетрадей для студентов позволяют совершенствовать навыки контроля и самоконтроля, как способ самоорганизации труда и самообразования.

В ходе урока, учащиеся:

систематизируют свои знания по данной теме;

закрепят теоретические знания: понятие множества, элемент множества, виды множеств, отношения между множествами, операции над множествами;

закрепят умения применять полученные теоретические знания;

осуществят исследовательскую деятельность.

Оборудование урока. ПК учителя, мультимедиа проектор, персональные компьютеры учащихся.

Программное обеспечение : MS PowerPoint (2007). Презентация «Множества. Операции над множествами », опорные конспекты для студентов.

Презентация иллюстрирует основную информационную составляющую урока по теме «Множества. Операции над множествами », содержит задания для самостоятельной работы, занимательные задачи

Этапы урока

Повторение и закрепление теоретических знаний

В начале занятия проводится актуализация знаний, умений и навыков: учащиеся повторяют основные понятия теории множеств. Ответы учащихся сопровождаются показом слайдов презентации с четкими формулировками, определениями. (Слайды 1,2,4,5,6)

Историческая справка

В качестве дополнительного материала можно предложить студентам подготовить материал об основателе теории множеств Георге Канторе (слайд 6 ), и Леона́рде Э́йлере - швейцарском, немецком и российском математике, внёсшем значительный вклад в развитие математики, а также механики, физики, астрономии и ряда прикладных наук (слайд 28). (как домашнее задание к уроку).

Практикум решения упражнений

Данный урок является заключительным на этапе изучения темы «Теория множеств». По ходу урока студентам предлагается выполнение различных заданий по теме, которые выполняются в подготовленных фрагментах рабочих тетрадей (приложение 2), частично с проверкой и обсуждением. На этапе применения теоретических знаний для решения задач демонстрируются слайды с условиями для устного и письменного решения упражнений, идет обсуждение алгоритмов решения, в целях контроля и формирования навыков самоконтроля демонстрируются слайды с ответами и пояснениями.

Если первые упражнения требуют от учащихся знаний определения множества и его элементов, умения охарактеризовать множество, выполнять действия над множествами (объединение и пересечение), изображать множества с помощью диаграмм Эйлера-Венна, то последующие требуют применения данные знаний для решения прикладных задач. Вторая часть урока посвящена решению прикладных задач, демонстрации наиболее рационального способа решения с использованием теории множеств (Слайды 29 - 39)

Контроль знаний и умений

Самый важный этап урока. Студенты на протяжении урока работают в рабочих тетрадях, выполняя предложенные задания. Частично в ходе урока производится проверка выполнения части упражнений и обсуждения способа решения, выявление пробелов и коррекция знаний. На заключительных этапах урока студентам предоставляется возможность реализовать в рамках самостоятельной работы, полученные на предыдущих этапах знания и умения, накопленный опыт. Отдельную часть заданий студентам предлагается выполнить самостоятельно, в конце урока дать оценку своей работе.

Рефлексия деятельности на уроке.

Оценка своего участия в работе на уроке по 10 бальной

шкале: 0/__________________/10 по критериям самооценки.

САМООЦЕНКА

10- хорошо знаю весь фактический материал, и участвовал в организации группы;

9 - хорошо знаю свой вопрос, и участвовал в работе на уроке;

8 - хорошо знаю весь фактический материал;

7 - хорошо знаю свой вопрос;

6 - знаю свой вопрос;

5 – знаю свой вопрос, но был пассивен;

4 – плохо знаю свой вопрос, но был активен в обсуждении других вопросов;

3 – плохо знаю свой вопрос, и был пассивен;

1,2 – не знаю свой вопрос, и был пассивен.

Оценка валеологической составляющей урока по Бланку рефлексивной оценки

Бланк рефлексивной оценки

Уважаемый студент! Для того, чтобы обучение приносило Вам больше пользы, радости, здоровья, мы просим вас выразить свое мнение об этом занятии при помощи ответов на вопросы данной анкеты. Внимательно прочитайте утверждения и предложенные варианты ответов, выберите наиболее подходящий и поставьте напротив его ² палочку ² (\). Заранее благодарим за искренние и точные ответы.

Вопросы анкеты
После занятия я чувствую себя
а) заряженным новой энергией
б) работоспособным, бодрым
в) самочувствие не изменилось
г) утомленным
д) подавленным
е) несколько возбужденным, взвинченным
ж) апатичным, сонливым.
В конце занятия я испытал состояние
а) восхищения
б) благодарности
в) удовлетворения
г) впустую потраченного времени
е) раздражения
После занятия мне захотелось
а) творить добро, совершать благородные поступки
б) изобретать что-то новое, сочинять
в) совершенствовать свои качества
г) самостоятельно пополнять свои знания
д) чтобы материал данной темы никогда не ² попал² мне на к.р., зачете, экзамене
е) никогда о нем не вспоминать

Обсуждение со студентами, какой урок они считают более эффективным – обычный или электронный, на каком они достигли лучших результатов: больше узнали, больше решили.

Заключение. Презентация – наиболее удачная форма подачи мультимедиа материала. Использование презентации на данном уроке позволяет провести обобщение изученного материала, демонстрировать способы решения задач с применением теории множеств, диаграмм Эйлера, показать поэтапное решение прикладных задач, преимущества использования графического способа решения. Все, это вызывает интерес, активизирует память, обеспечивает более эффективное усвоение материала, дает возможность организовать интересную самостоятельную работу, развивает образное мышление и способствует закреплению учебного материала.

Урок проходит в быстром темпе, экономия во времени позволяет выполнить большой объем разнообразной работы: рассмотреть виды множеств, отношения между множествами (не иметь общих элементов, быть подмножеством, быть равными, иметь общие элементы), организовать работу учащихся на уровне, соответствующем уровню уже сформированных знаний.

Данный электронный материал можно использовать и на уроках, и на внеурочных занятиях. Презентация используется учащимися для самостоятельного повторения, закрепления или углубления своих знаний по теме «Теория множеств». Это особенно удобно для учащихся, пропустивших занятия по уважительной причине и желающим ликвидировать пробелы в знаниях.

Использованные источники и литература:

Спирина М.С., Спирин П.А. Дискретная математика. – М.: Издательский центр «Академия», 2011.

Виленкин Н.Я. Рассказы о множествах. - М.: Наука, 1965.

Q «Дискретная математика» (данный материал может быть полезен также учителям математики при изучении темы в школьном курсе математики). Мультимедиа технологии позволяют работать в индивидуальном темпе, осуществить дифференцированный подход, способствуют закреплению полученных знаний, а также выступают как источник дополнительной информации по предмету. Использование на уроке опорных конспектов – фрагментов рабочих тетрадей для студентов позволяют совершенствовать навыки контроля и самоконтроля, как способ самоорганизации труда и самообразования.

При проведении урока использована презентация, выполненная в программе PowerPoint. Презентация «Множества. Операции над множествами » содержит 40 слайдов, при разработке использованы на отдельных слайдах эффекты анимации, при ознакомлении их назначение вполне понятно. В заключении учебного занятия может быть проведено тестирование. К материалам прилагается тест, разработанный с помощью программной оболочки Айрен.