- •Раздел 1. Элементы математической логики, теории множеств. Основные понятия алгебраических структур: группы, кольца, поля. Глава 1. Элементы математической логики и теории множеств. Содержание
- •Введение
- •§1. Высказывания, операции над высказываниями п.1. Высказывания.
- •П.2. Отрицание высказывания.
- •П.3. Дизъюнкция высказываний.
- •П.4. Конъюнкция высказываний.
- •П.5. Импликация высказываний.
- •П.6. Равносильность (эквивалентность) высказываний.
- •П.2. Законы логики.
- •§2. Формулы алгебры высказываний. Законы логики п.1. Определение формул алгебры высказываний.
- •§3. Предикаты. Кванторы общности и существования п.1. Определение предиката.
- •П.2. Логические операции алгебры предикатов.
- •П.3.Равносильность предикатов.
- •П.4. Квантор общности.
- •П.5. Квантор существования.
- •П.6.Построение отрицания высказываний, содержащих кванторы. Законы Де Моргана.
- •§4. Взаимно обратные теоремы. Необходимые и достаточные условия. Взаимно противоположные теоремы. Доказательство от противного п.1.Стандартная форма записи теоремы.
- •П.2. Обратные теоремы. Необходимые и достаточные условия.
- •П.3. Противоположные теоремы.
- •П.4. Теорема, противоположная обратной (доказательство от противного).
- •§5. Элементы теорий множеств (интуитивная теория множеств). П.1. Множества.
- •П.2. Подмножества.
- •П3. Пустое множество.
- •П.4. Операции над множествами.
- •П.5. Свойства операций над множествами.
- •П.6. Универсальные множества. Дополнение и его свойства.
- •§6. Прямое произведение двух множеств. Бинарные отношения. Отношения эквивалентности и фактор множества. Функции. Отношение порядка. П.1. Прямое произведение множеств.
- •П.2. Бинарные отношения.
- •Виды бинарных отношений.
- •Изображение бинарных отношений графами.
- •Запишем это бинарное отношение как множество пар:
- •П.3. Отношение эквивалентности и фактор множества.
- •П.4. Отношение порядка.
- •Упорядоченные множества.
- •П.5. Функции (отображения).
- •Сужение функции.
- •Виды функций.
- •Композиция функции (сложная функция). Суперпозиция функции.
- •Тождественная (единичная) функция.
- •Обратные функции.
- •Обратные тригонометрические функции.
- •Задачи.
Упорядоченные множества.
Определение.
Пусть
- отношение частичного порядка на
множестве
,
тогда упорядоченная пара
называется частично упорядоченным
множеством - это множество с заданным
на нём порядком (ч.у.м.)
Определение. Пусть - отношение строгого порядка на множестве . Тогда называется строго упорядоченным множеством - это множество с заданным на нём строгим порядком.
П.5. Функции (отображения).
Пусть , - множества.
Описание.
Говорят, что задана функция, определенная
на множестве
со значениями во множестве
,
если в силу некоторого закона
каждому элементу
из множества
поставили в соответствие единственный
элемент во множестве
.
или
- область определения ; - область прибытия .
Слова «функция» и «отображение» - синонимы.
Если в силу
некоторого закона
элементу
ставить в соответствие
,
то пишут:
или
или
.
Определение. Множество всех значений функции , которые она принимает на элементах множества , называется множеством значений функции.
Множество значений
функции обозначается:
.
Область значений
функции обозначается:
.
Определение.
Графиком функции
,
определенной на
множестве
и принимающей значения во множестве
называется множество
.
Определение.
Две функции
и
равны, если:
если они имеют одинаковую область определения, т.е.
;
множества
значений этих функций равны
.
Пример. Пусть
;
,
Сужение функции.
Определение.
Пусть
,
.
Сужением функции
на множество
называется
.
Пример.
;
0
Рассмотрим сужение этой функции.
а)
;
б)
;
в)
;
Сформируем описание функции как отношение.
Определение. Отношение , являющееся подмножеством прямого произведения называется функцией, если:
1)
2)
Другими
словами, отношение
является функцией, если
существует и при том единственное
,
такое, что
находится в отношении
с элементом
.
Если отношение
-
функция и
находится в отношении
с элементом
,
то записывают
Задача. Пользуясь формальным определением функции доказать приведённое выше определение равенства функции.
Виды функций.
Определение.
Функция
называется инъекцией (инъективным
отображением), если она обладает
свойством:
Рис. 1.
Используя закон контрапозиции можно дать другое определение инъекции, равносильное приведённому выше.
Функция называется инъекцией (инъективным отображением), если она обладает свойством:
Определение.
Функция
называется сюръекцией, если
Рис.2.
В чём разница рисунков?
На рисунке 1 к некоторым точкам проведены стрелки. Если к точке проведена стрелка, то только одна. На рисунке 2 к каждой точке множества проведена стрелка. К некоторым точкам множества может быть проведено несколько стрелок.
О
пределение.
Функция
называется биекцией (взаимнооднозначным
отображением), если
одновременно инъективно и сюръективно.
Задача (УИРС).
Пусть
-
конечные множества.
-
биекция.
Что можно сказать про мощность множеств?
Пример. Определить вид следующих функций.
1
.
;
- не является инъекцией,
- сюръекция,
- не является биекцией.
2
.
;
- не является инъекцией,
- не является сюръекцией,
- не является биекцией.
3.
;
- инъекция,
- сюръекция,
- биекция.
4
.
;
- инъекция,
- сюръекция,
- биекция,
Задача.
Пусть
-
конечные множества.
,
.
Сколько существует
инъекций
таких, что
?
Сколько существует сюръекций таких, что ?
Сколько существует биекций таких, что ? Какое условие существования этих функций?
