集合,是近现代数学最基本的内容之一。集合概念及其理论,成为集合论,是近现代数学的一个重要基础。最简单的说法,即是在最原始的集合论朴素集合论中的定义,集合就是“一堆东西”。集合里的“东西”,叫作元素。一方面,许多重要的数学分支,都建立在集合论的基础上,另一方面,集合论及其所反映的数学思想在越来越广泛的领域中得到应用。由一个或多个元素所构成的叫做集合。集合中的元素有三个特征:确定性(集合中的元素必须是确定的),互异性(集合中的元素互不相同),无序性(集合中的元素没有先后之分)。
集合是指具有某种特定性质的具体的或抽象的对象汇总成的集体,这些对象称为该集合的元素。例如全中国人的集合,它的元素就是每一个中国人。我们通常用大写字母如A,B,S,T,...表示集合,而用小写字母如a,b,x,y,...表示集合的元素。
集合A中不同元素的数目称为集合A的基数,记作card(A)。当其为有限大时,集合A称为有限集,反之则为无限集。
空集有一类特殊的集合,它不包含任何元素,如 ,我们称之为空集,记为?。
子集 设S,T是两个集合,如果S的所有元素都属于T ,即 ,
其中符号 称为蕴含,即表示由左边的命题可以推出右边的命题,则称S是T的子集,记为 。显然,对任何集合S ,都有 。
如果S是T的一个子集,即 ,但在T中存在一个元素x不属于S ,即 ,则称S是T的一个真子集。
如果两个集合S和T的元素完全相同,则称S与T两个集合相等,记为S=T 。显然我们有
其中符号 称为当且仅当,表示左边的命题与右边的命题相互蕴含,即两个命题等价。
并集定义:由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,记作A∪B(或B∪A),读作“A并B”(或“B并A”),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}。并集越并越多。
交集定义:由属于A且属于B的相同元素组成的集合,记作A∩B(或B∩A),读作“A交B”(或“B交A”),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}。交集越交越少。
若A包含B,则A∩B=B,A∪B=A
相对补集定义:由属于A而不属于B的元素组成的集合,称为B关于A的相对补集,记作A-B或A\B,即A-B={x|x∈A,且x?B'}
绝对补集定义:A关于全集合U的相对补集称作A的绝对补集,记作A'或?u(A)或~A。·U'=Φ;Φ‘=U
定义:设有集合A,由集合A所有子集组成的集合,称为集合A的幂集。
定理:有限集A的幂集的基数等于2的有限集A的基数次幂。
数学分析中,最常遇到的实数集的子集是区间。
设a,b(a<b)是两个相异的实数,则满足不等式a<x<b的所有实数x的集合称为以a,b为端点的开区间,记为;满足不等式 的所有实数 的集合称为以a,b为端点的闭区间,记为;满足不等式 或的所有实数x的集合称为以a,b为端点的半开半闭区间,分别记为 及。
常见的集合的表示符号:
N :非负整数集合或自然数集合{0,1,2,3,……}
N*或N+:正整数集合{1,2,3,……}
Z:整数集合{……,-1,0,1,……}
P:素数集合
Q:有理数集合
Q+:正有理数集合
Q-:负有理数集合
R:实数集合
R+:正实数集合
R-:负实数集合
C:复数集合
Φ:空集合(不含有任何元素的集合称为空集合)
U:全集合(包含了某一问题中所讨论的所有集合)
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