集合及其运算
一、集合的概念
所謂集合,是指具有某種確定性質(zhì)的“事物”的全體,可簡稱為集。將構(gòu)成集合的一個(gè)個(gè)“事物”稱為“元素”,也可簡稱為“元”。
有限集:一個(gè)集合含有有限多個(gè)元素。
單元素集:只含一個(gè)元素的集合。
空集:不含任何元素的集合。
無限集:不是有限集的集合稱為無線集。
在理解集合概念時(shí),要注意如下三點(diǎn):
(1)一個(gè)集合的元素所具有的性質(zhì)或滿足的條件必須是明確的。
(2)集合中的各元的必須是彼此能夠分辨的、互異的,因此,在用列舉法表示集合時(shí),其中的元素不能重復(fù)出現(xiàn)。
(3)集合中的元的沒有先后次序之分。
二、集合的包含關(guān)系與子集
設(shè)A、B是任意集合
(1)若?\forall?x∈\in∈A?\Rightarrow??\forall?x∈\in∈B,則稱A含于B(或B包含A),記為A?\subset?B(或B?\supset?A),并稱A是B的子集。
(2)若A?\subset?B,且B?\supset?A,則稱A與B相等,記為A=B,否則則記為A≠\neq?=B。
(3)若A?\subset?B,但A≠\neq?=B,則稱A是B的真子集,記為A?\subsetneq?B。
由定義可知,空集?\varnothing?是任何集合A的子集,即總有
??\varnothing\subset??A,此外,不難得出集合之間的包含關(guān)系“?\subset?”具有以下性質(zhì):
(1)自反性:A?\subset?A;
(2)傳遞性:若A?\subset?B,B?\subset?C,則A?\subset?C。
注意:并不是任何集合之間都具有包含關(guān)系。
三、集合的交、并、差運(yùn)算
在研究某個(gè)問題時(shí),所涉及的所有集合都是某個(gè)集合X的子集,于是我們將X稱為基本集合,也可稱為全集。
1、定義
定義1.2 設(shè)X是基本集合,A,B?\subset?X,
(1)A與B的交:A∩\cap∩B≡\equiv≡{x|x∈\in∈A且x∈\in∈B},即由A與B的公共元素構(gòu)成的集合。
(2)A與B的并:A∪\cup∪B≡\equiv≡{x|x∈\in∈A或x∈\in∈B},即由A與B的所有元素構(gòu)成的集合。
(3)A與B的差:A\B≡\equiv≡{x|x∈\in∈A且x?\notin∈/?B},即由屬于A而不屬于B的元素構(gòu)成的集合,也可記為A-B;稱差X\A為集合A的余集或補(bǔ)集,記為Ac^cc。
2、性質(zhì)
(1)A∩\cap∩B?\subset?A,A∩\cap∩B?\subset?B,A?\subset?A∪\cup∪B,B?\subset?A∪\cup∪B,A\B?\subset?A,A\B?\notin∈/?B;
(2)A∩?\cap\varnothing∩?=?\varnothing?,A∪?\cup\varnothing∪?=A,A∩\cap∩X=A,A∪\cup∪X=X;
(3)A∩\cap∩Ac^cc=?\varnothing?,A∪\cup∪Ac^cc=X,,(AC^CC)C^CC=A,Xc^cc=?\varnothing?,?c\varnothing^c?c=X;
(4)A?\subset?B<=>AC?^C\supsetC?BC^CC;
(5)A\B=A∩\cap∩BC^CC;
(6)當(dāng)A∩\cap∩B=?\varnothing?(即A與B不相交)時(shí),A?\subset?BC^CC,B?\subset?AC^CC。
3、定理
設(shè)X是基本集合,A,B,C?\subset?X,則有
(1)冪等律:A∩\cap∩A=A,A∪\cup∪A=A;
(2)交換律:A∩\cap∩B=B∩\cap∩A,A∪\cup∪B=B∪\cup∪A;
(3)結(jié)合律:(A∩\cap∩B)∩\cap∩C=A∩\cap∩(B∩\cap∩C),(A∪\cup∪B)∪\cup∪C=A∪\cup∪(B∪\cup∪C);
(4)分配律:A∩\cap∩(B∪\cup∪C)=(A∩\cap∩B)∪\cup∪(A∩\cap∩C),A∪\cup∪(B∩\cap∩C)=(A∪\cup∪B)∩\cap∩(A∪\cup∪C);
(5)對偶律:(A∩\cap∩B)c^cc=Ac∪^c\cupc∪Bc^cc,(A∪\cup∪B)c^cc=Ac∩^c\capc∩Bc^cc;
四、集合的直積
1、定義
設(shè)A,B是任意集合,由所有有序?qū)?#xff08;a,b)構(gòu)成的集合{(a,b)|a∈\in∈A,b∈\in∈B}稱為A與B的直積,或笛卡爾乘積,記為A×\times×B,并將A與B分別稱為A×\times×B的第一坐標(biāo)集和第二坐標(biāo)集。
2、性質(zhì)
值積有如下性質(zhì):
(1)不滿足交換律,即一般地A×\times×B≠\neq?=B×\times×A;
(2)滿足結(jié)合律,即A×\times×(B×\times×C)= (A×\times×B)×\times×C
(3)A×?\times\varnothing×?=?\varnothing?,?×\varnothing\times?×A=?\varnothing?.
總結(jié)
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