Với giải sách bài tập Toán 10 Bài 2: Tập hợp và các phép toán trên tập hợp sách Kết nối tri thức hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Toán 10. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Toán lớp 10 Bài 2: Tập hợp và các phép toán trên tập hợp

Giải SBT Toán 10 trang 11 Tập 1

Bài 1.9 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Điền Đ vào ô trống nếu mệnh đề đúng, điền S vào ô trống nếu mệnh đề sai.

a) ∅⊂ ℕ $\square$

b) ℕ ⊂ ℚ $\square$

c) ∅ = {0} $\square$

d) {∅} ⊂ ℝ $\square$

Lời giải:

a) Tập rỗng là tập con của mọi tập hợp nên ∅⊂ ℕ $\overline{)Đ}$

b) Các số tự nhiên có thể biểu diễn thành các số hữu tỉ với mẫu số bằng 1.

Do đó ℕ ⊂ ℚ $\overline{)Đ}$

c) Tập rỗng là tập hợp không có phần tử, tập {0} có một phần tử là 0 nên ∅ = {0} $\overline{)S}$

d) Không có tập hợp chỉ chứa tập rỗng do đó {∅} ⊂ ℝ $\overline{)S}$

Bài 1.10 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Cho hai tập hợp A, B được mô tả bởi biểu đồ Ven như sau:

a) Hãy chỉ ra các phần tử của tập hợp A, tập hợp B.

b) Tính n(A ∪ B).

c) Hãy chỉ ra các phần tử thuộc tập hợp A mà không thuộc tập hợp B.

d) Hãy chỉ ra các phần tử thuộc tập hợp B mà không thuộc tập hợp A.

Lời giải:

a) Ta có:

A = {1; 4; 5; 8}.

B = {2; 4; 7; 8; 9}.

b) Ta có A ∪ B = {1; 2; 4; 5; 7; 8; 9} nên n(A ∪ B) = 7.

c) Các phần tử thuộc tập hợp A mà không thuộc tập hợp B là: 1; 5.

Do đó A \ B = {1; 5}.

Các phần tử thuộc tập hợp B mà không thuộc tập hợp A là: 2; 7; 9.

Do đó B \ A = {2; 7; 9}.

Bài 1.11 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Xác định các tập hợp sau bằng cách nêu tính chất đặc trưng cho phần tử của tập hợp.

A = {0; 4; 8; 12; 16}; B = {-3; 9; -27; 81}; C là đường thẳng trung trực của đoạn thẳng AB.

Lời giải:

Xét tập A = {0; 4; 8; 12; 16}

Ta thấy các phần tử của tập A là các số tự nhiên chia hết cho 4, nhỏ nhất là 0 và lớn nhất là 16.

Do đó A = {4x | x $\in$ ℕ; x ≤ 4}.

Xét tập B = {-3; 9; -27; 81}

Ta thấy -3 = (-3)¹; 9 = (-3)²; -27 = (-3)³; 81 = (-3)⁴.

Do đó các phần tử của tập B là các lũy thừa của -3 với số mũ tăng dần từ 1 đến 4.

Do đó B = {(-3)^x | x $\in$ ℕ; 1 ≤ x ≤ 4}.

Xét tập C là đường thẳng trung trực của đoạn thẳng AB.

Các điểm nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng AB thì cách đều hai đầu mút A và B.

Do đó C = {P | PA = PB}.

Bài 1.12 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Trong các tập hợp sau, tập nào là tập rỗng?

A = {x $\in$ ℕ | x ≤ 0}; B = {x $\in$ ℕ | 2x² - 3x - 5 = 0}.

Lời giải:

Xét tập A = {x $\in$ ℕ | x ≤ 0}

Ta thấy x $\in$ ℕ mà x ≤ 0 nên x = 0.

Do đó tập A có một phần tử là 0 nên tập A không phải là tập rỗng.

Xét tập B = {x $\in$ ℕ | 2x² - 3x - 5 = 0}

Ta có 2x² - 3x - 5 = 0

$\iff$ 2x² + 2x - 5x - 5 = 0

$\iff$ 2x(x + 1) - 5(x + 1) = 0

$\iff$ (x + 1)(2x - 5) = 0

Ta thấy -1 là một số nguyên âm, $\frac{5}{2}$ là một số hữu tỉ, cả hai số này đều không phải số tự nhiên nên không có số tự nhiên x thỏa mãn 2x² - 3x - 5 = 0.

Do đó tập B là tập rỗng.

Bài 1.13 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng? Mệnh đề nào sai? Giải thích kết luận đưa ra.

a) Tập rỗng là tập con của mọi tập hợp;

b) Nếu X = {a; b} thì a $\subset$ X;

c) Nếu X = {a; b} thì {a; b} $\subset$ X.

Lời giải:

a) Theo quy ước ta có tập rỗng là tập con của mọi tập hợp nên mệnh đề “Tập rỗng là tập con của mọi tập hợp” là mệnh đề đúng.

b) Nếu X = {a; b} thì phần tử a thuộc tập hợp X.

Do đó mệnh đề “Nếu X = {a; b} thì a $\subset$ X” là mệnh đề sai.

c) Một tập hợp là tập con của chính tập hợp đó.

Do đó mệnh đề “Nếu X = {a; b} thì {a; b} $\subset$ X” là mệnh đề đúng.

Bài 1.14 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Xác định các tập hợp sau và biểu diễn chúng trên trục số.

a) (4; 7) ∩ (-1; 3);

b) (-2; 1] ∩ (-$\infty$; 1);

c) (-2; 6) \ (3; 10);

d) (-3; 5] \ [2; 8).

Lời giải:

a) (4; 7) ∩ (-1; 3) = ∅.

Do đó ta không biểu diễn được tập hợp (4; 7) ∩ (-1; 3) trên trục số.

b) (-2; 1] ∩ (-$\infty$; 1) = (-2; 1).

Ta có hình biểu diễn tập hợp (-2; 1) trên trục số như sau:

c) (-2; 6) \ (3; 10) = (-2; 3] ∪ (3; 6) \ (3; 10) = (-2; 3].

Ta có hình biểu diễn tập hợp (-2; 3] trên trục số như sau:

d) (-3; 5] \ [2; 8) = (-3; 2) ∪ [2; 5] \ [2; 8) = (-3; 2).

Ta có hình biểu diễn tập hợp (-3; 2) trên trục số như sau:

Bài 1.15 trang 11 SBT Toán 10 Tập 1: Trong một cuộc phỏng vấn 56 người về những việc họ thường làm vào ngày nghỉ cuối tuần, có 24 người thích tập thể thao, 15 người thích đi câu cá và 20 người không thích cả hai hoạt động trên.

a) Có bao nhiêu người thích chơi thể thao hoặc thích câu cá?

b) Có bao nhiêu người thích cả câu cá và chơi thể thao?

c) Có bao nhiêu người chỉ thích câu cá, không thích chơi thể thao?

Lời giải:

a) Trong số 56 người phỏng vấn, có 20 người không thích cả hai hoạt động nên số người hoặc thích chơi thể thao hoặc thích câu cá là:

56 – 20 = 36 (người)

Vậy có 36 người thích chơi thể thao hoặc thích câu cá.

b) Trong số 56 người phỏng vấn, có 24 người thích tập thể thao, 15 người thích đi câu cá nên số người thích cả câu cá và chơi thể thao là:

24 + 15 - 36 = 3 (người).

Vậy có 3 người thích cả câu cá và chơi thể thao.

c) Trong 15 người thích câu cá thì có 3 người thích thêm cả hoạt động thể thao nên số người chỉ thích câu cá, không thích chơi thể thao là:

15 - 3 = 12 (người).

Vậy có 12 người chỉ thích câu cá, không thích chơi thể thao.

Xem thêm các bài giải SBT Toán 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 1: Mệnh đề

Bài tập cuối chương 1

Bài 3: Bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Bài 4: Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Lý thuyết Tập hợp và các phép toán trên tập hợp

1. Các khái niệm cơ bản về tập hợp

1.1. Tập hợp

• Có thể mô tả một tập hợp bằng một trong hai cách sau:

Cách 1. Liệt kê các phần tử của tập hợp;

Cách 2. Chỉ ra tính chất đặc trưng cho các phần tử của tập hợp.

•  a ∈ S: phần tử a thuộc tập hợp S.
•  a ∉ S: phần tử a không thuộc tập hợp S.

Chú ý: Số phần tử của tập hợp S được kí hiệu là n(S).

Ví dụ:

- Cho tập hợp A là tập hợp các số tự nhiên chia hết cho 2, lớn hơn 5 và nhỏ hơn 15.

+ Ta mô tả tập hợp A bằng hai cách như sau:

Cách 1: Liệt kê các phần tử của tập hợp: A = {6; 8; 10; 12; 14};

Cách 2: Chỉ ra tính chất đặc trưng của các phẩn tử: A = { | n ⁝ 2, 5 < n < 15}.

+ Tập hợp A có 5 phần tử, ta viết: n(A) = 5.

+ 10 thuộc tập hợp A, ta viết 10 ∈ A.

+ 15 không thuộc tập hợp A, ta viết 15 ∉ A.

• Tập hợp không chứa phần tử nào được gọi là tập rỗng, kí hiệu là .

Ví dụ:

+ Tập hợp các nghiệm của phương trình x² + 1 = 0 là tập rỗng;

+ Tập hợp những người sống trên Mặt Trời là tập rỗng.

1.2. Tập hợp con

• Nếu mọi phần tử của tập hợp T đều là phần tử của tập hợp S thì ta nói T là một tập hợp con (tập con) của S và viết là T ⊂ S (đọc là T chứa trong S hoặc T là tập con của S).

- Thay cho T ⊂ S, ta còn viết S ⊃ T (đọc là S chứa T).

- Kí hiệu T ⊄ S để chỉ T không là tập con của S.

Nhận xét:

- Từ định nghĩa trên, T là tập con của S nếu mệnh đề sau đúng:

∀ x, x ∈ T ⇒ x ∈ S.

- Quy ước tập rỗng là tập con của mọi tập hợp.

• Người ta thường minh họa một tập hợp bằng một hình phẳng được bao quanh bởi một đường kín, gọi là biểu đồ Ven.

Minh họa T là một tập con của S như sau:

Ví dụ: Cho các tập hợp: T = {2; 3; 5}, S = {2; 3; 5; 7; 9}, M = {2; 3; 4; 5}.

- Tập hợp T là tập con của tập hợp S (do mọi phần tử của T đều thuộc S).

- Tập hợp M không là tập hợp con của tập hợp S (do có phần tử 4 thuộc M nhưng không thuộc S).

1.3. Hai tập hợp bằng nhau       

- Hai tập hợp S và T được gọi là hai tập hợp bằng nhau nếu mỗi phần tử của T cũng là phần tử của tập hợp S và ngược lại. Kí hiệu là S = T.

- Nếu S ⊂ T và T ⊂ S thì S = T.

Ví dụ: Cho 2 tập hợp: S = {n | n là bội chung của 2 và 3; n < 20} và T = {n | n là bội của 6; n < 20}.

Ta có: 2 = 2, 3 = 3

⇒ BCNN(2; 3) = 2.3 = 6

⇒ BC(2; 3) = B(6) ={0; 6; 12; 18}

⇒ S = {0; 6; 12; 18}

Ta có các bội của 6 và nhỏ hơn 20 là: 0; 6; 12; 18.

T = {0; 6; 12; 18}.

Vậy S = T.

2. Các tập hợp số

2.1. Mối quan hệ giữa các tập hợp số

- Tập hợp các số tự nhiên ℕ = {0; 1; 2; 3; 4; ....}.

- Tập hợp các số nguyên ℤ gồm các số tự nhiên và số nguyên âm:

ℤ = {...; – 3; – 2; – 1; 0; 1; 2; 3}.

- Tập hợp các số hữu tỉ ℚ gồm các số được viết dưới dạng phân số $\frac{a}{b}$ , với a, b ∈ ℤ, b ≠ 0.

Số hữu tỉ còn được biểu diễn dưới dạng số thập phân hữu hạn hoặc vô hạn tuần hoàn.

- Tập hợp các số thực ℝ gồm các số hữu tỉ và các số vô tỉ. Số vô tỉ là các số thập phân vô hạn không tuần hoàn.

- Mối quan hệ giữa các tập hợp số: ℕ ⊂ ℤ ⊂ ℚ ⊂ ℝ.

Ví dụ: Cho tập hợp B = {– 1; 2; 4; 10}.

- Tập hợp B chứa số – 1 không phải là số tự nhiên nên B không là tập con của ℕ.

- Tập hợp B gồm các số nguyên: – 1; 2; 4; 10 nên B là tập con của ℤ.

- Các số nguyên cũng là các số hữu tỉ và cũng là các số thực, nên B cũng là tập con của ℚ và ℝ.

2.2. Các tập con thường dùng của ℝ

- Một số tập con thường dùng của tập số thực ℝ:

+ Khoảng:

$\left(a;b\right)=\left\{x\in ℝ|a<x<b\right\}$

$\left(a;+\infty \right)=\left\{a\in ℝ|x>a\right\}$

$\left(-\infty ;b\right)=\left\{x\in ℝ|x<b\right\}$

$\left(-\infty ;+\infty \right)$

+ Đoạn

$\left[a;b\right]=\left\{x\in ℝ|a\le x\le b\right\}$

+ Nửa khoảng

$\left[a;b\right)=\left\{x\in ℝ|a\le x<b\right\}$

$\left(a;b\right]=\left\{x\in ℝ|a<x\le b\right\}$

$\left[a;+\infty \right)=\left\{x\in ℝ|x\ge a\right\}$

$\left(-\infty ;b\right]=\left\{x\in ℝ|x\le b\right\}$

- Kí hiệu + ∞: Đọc là dương vô cực (hoặc dương vô cùng).

- Kí hiệu – ∞: Đọc là âm vô cực (hoặc âm vô cùng).

- a, b gọi là các đầu mút của đoạn, khoảng hay nửa khoảng.

Ví dụ:

+ Ta có: 5 < x ≤ 10 thì ta viết x ∈ (5; 10].

+ Ta có: D = {x $\in ℝ$ | x < 3} = (– ∞; 3).

3. Các phép toán trên tập hợp

3.1. Giao của hai tập hợp

Tập hợp gồm các phần tử thuộc cả hai tập hợp S và T gọi là giao của hai tập hợp S và T, kí hiệu là S ∩ T.

S ∩ T = {x | x ∈ S và x ∈ T}.

Ví dụ: Cho 2 tập hợp: A = {5; 7; 8} và B = {1; 2; 4; 5; 8}.

Giao của 2 tập hợp trên là tập hợp C = A ∩ B = {5; 8}.

3.2. Hợp của hai tập hợp

- Tập hợp gồm các phần tử thuộc tập hợp S hoặc thuộc tập hợp T gọi là hợp của hai tập hợp S và T, kí hiệu là S ∪ T.

S ∪ T = {x | x ∈ S hoặc x ∈ T}.

Ví dụ: Cho 2 tập hợp: S = {1; 2; 3; 5} và T = {2; 4; 6; 7}.

Tập hợp là hợp của hai tập hợp trên là K = S ∪ T = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7}.

3.3. Hiệu của hai tập hợp

- Hiệu của hai tập hợp S và T là tập hợp gồm các phần tử thuộc S nhưng không thuộc T, kí hiệu là S \ T.

S \ T = {x | x ∈ S và x ∉ T}.

- Nếu T ⊂ S thì S \ T được gọi là phần bù của T trong S, kí hiệu C_ST.

Chú ý: .$C_{s}S=\varnothing$

Ví dụ:  Cho các tập hợp: S = {1; 2; 3; 4; 5; 7; 8}; T = {4; 5; 6; 7; 8; 9}; X = {x | x là các số nguyên dương nhỏ hơn 9}. Tìm các tập hợp sau: S \ T; T \ S; X \ S.

Ta có: S \ T = {1; 2; 3};

T \ S = {6; 9}.

Ta lại có: X = {1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8}

Vì mọi phần tử của tập S đều thuộc tập X nên S ⊂ X.

Phần bù của S trong X là X \ S = C_XS = {6}.