3.1集合的基本概念
1)集合及元素
2)集合的表示
3)集合的关系
4)特殊集合
3.2集合的运算
并、交、差、对称差
3.3集合的划分与覆盖
3.4排斥包含管理
3.1集合的基本概念
1)集合及元素
将某种具有同种属性的个体组成的整体,称为集合。
集合通常用大写英文字母表示,用小写英文字母表示集合的元素。
若个体a属于集合A,则称a属于A,记作aA;否则,a不属于A,记作aA。
若A集合的元素的个数是有限的,则称其为有限集合。
元素的个数称为集合A的基,记作|A|;否则,称为无限集合。
含有n个元素的集合称为n元集。
(1)集合可以由热议类型的元素组成,可以是具体的也可以是抽象的,一个集合的元素可以是另一个集合的元素,但是不允许以集合自身为元素。
(2)元素与集合是一种隶属关系。任何一个个体对一个集合来说,要么属于该集合,要么不属于
(3)集合的元素必须:确定的、可区分的、不重复、无序。
常用的集合有自然数集N,整数集Z、有理数集Q、实数集R、素数集P等。
2)集合的表示
表示集合的方式常用的有三种:列举法、描述法、画图法
列举法:以任意顺序、不重复写出集合所有的元素,中间用逗号隔开,两边用花括号{}括起来。
例如:A={1,2,3,4,5}
有时,如果集合的元素有一定规律,可以用部分列举法表示
例如:A为全体小写字母:A = {a,b,c...x,y,z}
A为1到无穷大的整数:A= {1,2,3,... }
描述法:描述法也称谓词表示法,即用谓词描述集合元素的共同熟悉(就是谓词逻辑的应用)。
例如:设谓词P(x)表示集合元素x具有属性P,具有属性P的所有个体组成的集合A,记作A={x|P(x)}
画图法:利用平面图形表示集合,以英国数学家(John Ven)的名字命名,直观形象便于理解。
3)集合的关系
(1)设A、B是集合,如果集合A的每个元素都是B的元素,则称A是B的子集,或者A包含于B,或者B包含A,记作AB。
如果A有任何一个元素不属于B,那么A不是B的子集。
4)特殊集合
以任意顺序、不重复写出集合所有的元素,中间用逗号隔开,两边用花括号{}括起来。
(1)空集:不含任何元素的集合叫做空集,记作Ø
(2)空集是任何集合的子集。
(注意:Ø和{Ø}是两个不同的集合)
(3)任何一个集合都有至少两个子集,一个是其本身,一个是空集Ø。
(4)空集Ø只有一个子集,就是其本身。
(5)全集:在问题讨论的范围内,如果所有的集合都是某个集合E的子集,则称该集合E为全集
(6)幂集:以集合A的所有子集为元素的集合称为A的幂集。(也就是说,幂集的元素的集合)
3.2集合的运算
1)交运算
设A、B为集合,由A和B上的所共有的元素组成的集合,称为A与B的交集,记作A∩B
即A∩B = {x|xA∧xB}
2)并运算
设A、B为集合,由A和B的所有元素组成的集合,称为A和B的并集,记作A∪B
即A∪B = {x|xA∨xB}
3)差运算
设A、B为集合,由属于A但不属于B的所有元素组成的集合,称为B对于A的补集或相对补,或者A减B的差集,记作A-B
即A-B = {x|xA ∧ xB}
4)对称差运算
设A、B为集合,由属于A或者属于B的,但是不同时属于A与B的元素组成的集合,称为A与B的对称差,记作A⊕B
即A⊕B ={ x| {x|xA ∧ xB} ∨ {x|xA ∧ xB} }
5)集合运算的性质
设A、B、C为集合。比较有用的:
1)幂等律 A⋂A =A A⋃A = A
2)零律 A⋂Ø =Ø A⋃E = E A⊕Ø=Ø
4)交换律 A⋂B =A⋂B A⋃B = B⋃A
5)结合律 A⋂(B⋂C) =(A⋂B)⋂C A⋃(B⋃C) = (A⋃B)⋃C
3.3集合的划分与覆盖
划分:即将集合划分为几个块,这一块可以是一个元素的集合,也可以是多个元素的集合。
覆盖:在A集合中,B中全都有,则称B为A的覆盖。(简单理解就是盖住了,大于等于的关系)
注意:
1)划分必是覆盖,覆盖不一定是划分
2)集合的覆盖与划分是不唯一的
3)集合A的每个元素至少属于A的覆盖中的子集,属于且仅属于A的划分中的一个划分块。
下面是课本的例题,一看就懂:
3.4包含排斥原理
设、为有限集合,,则 | ⋃ | = | | +|| -|⋂|