离散数学——集合论(二)

集合论(二)

  • 集合上的运算(续)
    • 无限交和无限并
  • 集合的构造
    • 幂集合
    • 自然数集合的构造
    • 序偶
    • n元组——归纳定义
    • 乘积集合
    • 字符串集合
    • 利用归纳条款进行构造和析构
  • 容斥原理

今天结束集合论的部分,然后再去啃coq,想想刚开学还妄想把MIT的课程跟着看完…希望我欠的东西在期末考试前都能学完吧…
希望小鬼来武汉开演唱会

集合上的运算(续)

无限交和无限并

  • 指标集(Index)
    I是一个集合,并且对∀i∈I都有一个集合Si与之对应,称这样的集合为指标集(相当于是一种函数的映射关系)
    ex:
    I=N,∀n∈N,都有一个对应的Sn,{x|x∈N∧x⩾n}
    I=R,∀x∈I,都有一个对应的S=[1/x,∞)
  • 通过这种对应关系,我们可以引出无限交和无限并的概念
    拓扑学中就是用无限交对应任意,无限并对应存在定义极限,我们可以用无限交和无限并的概念定义任意和存在,这样就能用集合描述一阶谓词逻辑(这里是用无限交代替任意,无限并代替存在,还不是很理解,完全理解后在这里补充)
    补充(在写完上面这段话的时候理解了):
    无限交=∀i(i∈I→x∈Si)
    无限并=∃i(i∈I∧x∈Si)
    ex:
      ∩   {n|n∈N∧n⩾i}=∅
    i∈N
       ∪    [1/x,∞)=(0,∞)
    x∈R
    无限交和无限并产生了很多有意思的现象,只有当指标集是无限集合时,才能产生无限交和无限并
    性质补充:
    离散数学——集合论(二)_第1张图片
  • 集合的程序实现
    C++ STL(在c++学习笔记中会涉及到)
    红黑树介绍
    coq中定义无限集合:归纳定义

集合的构造

思想:从空集合出发构造世界

幂集合

  • Power Set
    对每个集合S,都存在一个集合,该集合的元素是集合S的子集合,称之为S的幂集合,记作℘(S)(或2^s)这代表一种函数关系,每个元素都对应0或1两种情况,代表有或无

  • Property
    ∅∈℘(S)∧S∈℘(S)
    此时通过∅构建出集合{∅}离散数学——集合论(二)_第2张图片
    -幂集合的基数
    |S|=n,则|℘(S)|=2^n

自然数集合的构造

  • coq中自然数的递归构造:O S
    | O:归纳基础
    | S
  • 数学中的递归构造
    ∅:0
    {∅}:1
    {∅,{∅}}:2
    S(n)=n∪{n}
    离散数学——集合论(二)_第3张图片
    当人类面对无限时,产生基于有限的联想

序偶

  • Ordered pair
    序偶时两个元素组成的对象,由第一分量和第二分量组成,如(a,b),集合本身有无序性,所以我们就需要构造一个集合体现ab两个元素的不等价性
    序偶本质上是一个集合,可以理解为(a,b)={a,{a,b}},这种表示方法的目的是区别(a,b)和(b,a)
  • 序偶不能看成是两个元素平等地在一个集合中,两个分量的权重不相等
  • (a,b)=(a’,b’),iff a=a’,b=b’

n元组——归纳定义

  • 二元组即序偶

  • n元组的定义类似于coq中list的定义

  • 设(a1,a2,a3,…,an)(n>=2) 是 n 元组,则 n + 1 元组定义为(a1,a2,a3,…,an,a) ≜((a1,a2,a3,…,an),a)
    注意顺序

  • 抽象为高级程序语言中的vector等等

乘积集合

  • Definition:叉积 笛卡尔乘积
    A×B={(a,b)|a∈A,b∈B}

-( A×B)×C≠ A×(B×C)
即使表示结果一样,但是含义不同

  • 性质
    离散数学——集合论(二)_第4张图片

字符串集合

归纳定义
设已存在一个子母表,其元素称为字母,
1 归纳基础:空串属于字符串集合
2 归纳条款:a∈字母表并且s∈字符串集合,则(a,s)∈字母表
3 极小性条款
证明树
字符串集合的元素称为词(word)
生活中的序列:DNA链 语言

利用归纳条款进行构造和析构

容斥原理

离散数学——集合论(二)_第5张图片

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