Алгебра множеств.
В этом листке вводятся основные обозначения и начала теории множеств, сформулированной немецким математиком Г. Кантором. Понятие множества принадлежит к числу простейших математических понятий.
Множество – набор, совокупность каких-либо объектов, называемых его элементами.
В каждом случае мы выделяем из всевозможной совокупности объектов некоторый класс этих объектов, обладающих определёнными, им присущими, свойством. Этот класс объектов мы называем множеством, отвлекаясь, в дальнейшем, от природы этих объектов. Так, можно говорить о множестве точек на прямой, множестве сторон многоугольника, множестве решений уравнения.
Множества мы будем обозначать прописными
буквами
, а их элементы
малыми
. Если некоторое
множество
состоит из
элементов
, то это
записывается так:
.
Утверждение “элемент
принадлежит множеству
” символически записывается так:
; запись
означает, что элемент не
принадлежит множеству .
Ясно, что утверждения
и
не могут выполнятся
одновременно.
Определение 1.1: Множество
называется подмножеством
множества
, если каждый
элемент, принадлежащий множеству
, принадлежит и множеству
. Обозначение:
(или
).
Определение 1.2: Два множества
и
называются равными (тождественными),
если одновременно выполняется
и
.
Иногда мы не знаем заранее, содержит ли некоторое множество (например множество корней уравнения) хотя бы один элемент, поэтому:
Определение 1.3: Пустым множеством
называется множество, не содержащее ни одного
элемента. Обозначается:
.
Замечание: Любое множество содержит
в качестве своего
подмножества.
Задача 1.1: Сколько существует подмножеств у множества, состоящего из:
a). трёх элементов b). n элементов.
Задача 1.2: Доказать, что множество
тогда и только тогда
является подмножеством множества
, когда любой элемент, не
принадлежащий
, не
принадлежит
.
Определение 1.4: Множество
называется объединением,
или суммой, множеств
и
, если
или
(см. рис.1). Обозначается:
. Запись
или
означает, что множество
состоит из элементов,
каждый из которых удовлетворяет условию:
или
.
Определение 1.5: Множество
называется пересечением
множеств
и
, если
и
(см. рис.2).
Обозначается:
.
Задача 1.3: Доказать, что для множеств
и
верно
.
Задача 1.4: Докажите свойства объединения и пересечения множеств:
a). |
(коммутативность) | |
b). |
(ассоциативность) | |
| c). |
(дистрибутивность) |
Определение 1.6: Множество
называется разностью
множеств
и
, если
и
(см. рис.3).
Обозначается:
.
Задача 1.5: Доказать:
a). ![]()
b). ![]()
Определение 1.7: Пусть задано некоторое
фиксированное множество
, и
. Множество
называется дополнением
множества
, в том
смысле, что
дополняет
множество
до
(см. рис.4).
Задача 1.6: Доказать:
a). ![]()
b). ![]()
| Рис. 1
|
Рис. 2
|
| Рис. 3
|
Рис. 4
|