高中 数学 动手操作活动 进阶难度 集合与常用逻辑用语

用构造法求韦恩图交集与并集的元素

韦恩图 · 交集与并集的元素 · 构造法

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围绕「集合与常用逻辑用语」中的重要内容,通过 韦恩图 研究 交集与并集的元素,得出可以复现的结论。

配套虚拟仿真:用构造法求韦恩图交集与并集的元素(虚拟探究)

围绕「集合与常用逻辑用语」中的重要内容,通过 韦恩图 研究 交集与并集的元素,得出可以复现的结论。

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探究目的

  • 学会使用抛物线模型、圆锥截面模型测算并记录 韦恩图 的 交集与并集的元素。
  • 会用构造法研究 韦恩图 的 交集与并集的元素,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:若 A 包含于 B 且 B 包含于 A,则 A 与 B 相等。

数学原理

若 A 包含于 B 且 B 包含于 A,则 A 与 B 相等。

命题的否定与原命题的真假相反。

本实验以构造法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 交集与并集的元素 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 n(A∪B) = n(A) + n(B) - n(A∩B)

学具准备

抛物线模型
圆锥截面模型
剪刀
砝码
直尺
正多边形纸片

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:抛物线模型、圆锥截面模型、剪刀、砝码,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 韦恩图 的 交集与并集的元素 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 条件的取值范围),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 韦恩图 的 交集与并集的元素 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 交集与并集的元素 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

随着研究条件不同,交集与并集的元素 出现有规律的变化,不同条件下得到的结果明显不同。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:若 A 包含于 B 且 B 包含于 A,则 A 与 B 相等。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

使用圆规、剪刀时注意针尖和刀口方向,不要对着自己或同学。

涉及弹簧、小球等模型时注意放置稳固,防止滑落。

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

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