- •Множини та операції над ними Лекція 2
- •1.1. Поняття множини
- •1.2. Основні означення Множини позначаються великими літерами латинського алфавіту. Порожню множину позначають символом , це множина, яка не має ні одного елемента.
- •6. Аксіома об’єднання. Для довільної множини a існує множина b , яка складається точно з усіх елементів, що входять до елементів множини a.
- •7. Аксіома булеана. Для будь-якої множини a існує іі булеан в(a) , тобто сукупність всіх підмножин множини a.
- •1.3. Способи визначення множини.
- •1.4. Операції над множинами.
- •1.6. Декартовий добуток.
- •1.5. Діаграми Ейлера – Венна
- •З цієї діаграми добре видно, що симетрична різниця визначається формулою . Алгебра множин. Закони алгебри множин.
6. Аксіома об’єднання. Для довільної множини a існує множина b , яка складається точно з усіх елементів, що входять до елементів множини a.
7. Аксіома булеана. Для будь-якої множини a існує іі булеан в(a) , тобто сукупність всіх підмножин множини a.
8. Аксіома підстановки. Для довільної множини A і однозначної функції f , визначеної на A, існує множина, яка складається точно з елементів f(x), де x A.
Проте система аксіом Цермело – Френкеля, як уже зазначалося, в свою чергу є невизначеною, тобто в цій аксіоматиці існують твердження, які не можна ні довести, ні спростувати, наприклад, знаменита континуум- гіпотеза .
1.3. Способи визначення множини.
Якщо
множина складається із скінченної
кількості елементів, то вона називається
скінченною.
Запис
означає, що елемент
належить множині
(
є елементом множини
).
Однозначно визначену множину, яка
складається з невеликої кількості
елементів
,
як уже говорилося, будемо позначати
символом
.
Основні позначення та скорочення:
aA: елемент a належить множині A ;
aA: елемент a не належить множині A;
:
з
твердження
випливає (слідує) твердження
(пряма
теорема);
:
з
твердження
випливає (слідує) твердження
(обернена
теорема);
:
твердження
еквівалентно (рівносильно) твердженню
(необхідна і достатня умови) або "тоді
і тільки тоді";
B A : множина B не є підмножиною множини A;
:
порожня множина, тобто множина, яка не
містить жодного елемента;
A
= {
}
– скінченна
(n
– елементна) множина, яка складена з
елементів a1
,…,
an
(n
1);
кількість елементів в множині
A
позначається символом
.
X
= {
x
P(x)
}
– множина
елементів, які задовольняють властивість
P(x);
x P(x) – “ для всіх елементів x, які задовольняють властивість P(x) ” ;
x P(x) – “ існує елемент x, який задовольняє властивість P(x) ”;
! x P(x) – “ існує єдиний елемент x, який задовольняє властивість P(x) ” ;
N = {1, 2, … , n , …} – множина натуральних чисел ;
Z
= {0 ,
1
,
2
, … ,
n
, …}
–
множина
цілих
чисел
;
Q
= {m
/ n
| m
Z
, n
N}
– множина
раціональних чисел ; множину раціональних
чисел можна ще охарактеризувати, як
сукупність всіх десяткових періодичних
дробів;
I – множина ірраціональних чисел ( сукупність всіх десяткових неперіодичних дробів);
R – множина дійсних чисел; складається з раціональних та ірраціональних чисел;
C = { x + iy | x , y R , i2 = - 1} – множина комплексних чисел.
Нехай
U
– деяка множина. Тоді сукупність B(U)
=
{X
| X
U}
всіх
підмножин X
множини
U
називається
булеаном
множини U
.
Сама
множина
U
по відношенню до елементів булеана
називається
універсальною.
Приклади 1.2.
1.
–
одноелементна множина, тобто множина,
яка складається лише з одного елемента
.
2.
Множини
,
,
,
рівні, оскільки вони складаються з одних
і тих же елементів. Множини
і
відрізняються тільки порядком елементів;
множини
і
відрізняються від двох попередніх тим,
що деякі елементи в них присутні у двох
екземплярах. Множини
і
відрізняються тим, що множина
має по два екземпляри елементів множини
.
Такі множини, як множина
,
називаються мультимножинами
і
позначаються так:
.
З точки зору теорії множин ці дві множини
і
можуть не розрізнятися і вважатися
рівними. Але в практичних застосуваннях,
наприклад, при зображенні цих множин в
пам’яті ЕОМ, часто доводиться їх
розрізняти.
3. Множини
і
не рівні оскільки перша складається з
двох елементів
і
,
які є в свою чергу множинами, а друга є
трьохелементна множина з елементів
.
4. Множини
теж не рівні, оскільки перша є
одноелементною, а друга двоелементна.
5. Нехай дано множини A={1; 2} і B={{1; 2; 3}, {1; 3}, 1; 2}. Тоді вираз {1; 2}{{1; 2; 3}, {1; 3}, 1; 2} неправильний, оскільки серед елементів множини B={{1; 2; 3}, {1; 3}, 1; 2} нема елемента A={1; 2}, але {1; 2}{{1, 2, 3}; {1; 3}; 1; 2} правильне, оскільки елементи 1, 2 множини {{1; 2; 3}, {1; 3}, 1; 2} формують підмножину {1; 2}.
Як уже
було зазначено, множину можна задавати
символом
,
але цей спосіб, ця форма застосовується
тоді, коли кількість елементів невелика.
Якщо ж кількість елементів значна, а
тим більше при нескінченній їх кількості,
такий спосіб визначення множини
недоцільний або й неможливий. В такому
разі застосовують визначення множини
за допомогою
властивості
якій задовольняють елементи множини.
Нехай
є множина
,
деяка частина елементів якої має
властивість
.
Ця частина елементів множини
є її підмножиною
(назвемо
її множиною
).
Тоді пишуть
.
В таких випадках має місце аксіома
згортання:
Всяка
властивість
визначає
деяку множину
за такої умови: елементами множини
є ті і тільки ті елементи множини
,
які мають властивість
.
Використаємо способи властивості для визначення множини парних чисел:
.
Це множина парних чисел, яка є підмножиною
натуральних чисел N.
Ще одна
форма визначення множини полягає у
використанні певної процедури
для побудови множини. Нехай множина
,
яка є підмножиною множини раціональних
чисел
,
задається процедурою, яка визначається
трьома кроками:
3)
множина
не
містить інших елементів, крім побудованих
за цим правилом.
З цієї
процедури випливає, що множина
має такі елементи:
.
Дійсно, якщо
,
то за вказаною процедурою знаходимо ще
два елементи множини:
.
Далі використовуємо ці нові елементи
множини і, приймаючи їх за
,
за тією ж процедурою знаходимо: якщо
,
то
,
тобто знаходимо ще один новий елемент
.
Якщо
,
то
,
отже, ще один новий елемент
.
Якщо
,
то
.
