集合,是近現(xiàn)代數(shù)學最基本的內(nèi)容之一。集合概念及其理論,成為集合論,是近現(xiàn)代數(shù)學的一個重要基礎。最簡單的說法,即是在最原始的集合論樸素集合論中的定義,集合就是“一堆東西”。集合里的“東西”,叫作元素。一方面,許多重要的數(shù)學分支,都建立在集合論的基礎上,另一方面,集合論及其所反映的數(shù)學思想在越來越廣泛的領域中得到應用。由一個或多個元素所構(gòu)成的叫做集合。集合中的元素有三個特征:確定性(集合中的元素必須是確定的),互異性(集合中的元素互不相同),無序性(集合中的元素沒有先后之分)。
集合是指具有某種特定性質(zhì)的具體的或抽象的對象匯總成的集體,這些對象稱為該集合的元素。例如全中國人的集合,它的元素就是每一個中國人。我們通常用大寫字母如A,B,S,T,...表示集合,而用小寫字母如a,b,x,y,...表示集合的元素。
集合A中不同元素的數(shù)目稱為集合A的基數(shù),記作card(A)。當其為有限大時,集合A稱為有限集,反之則為無限集。
空集有一類特殊的集合,它不包含任何元素,如 ,我們稱之為空集,記為?。
子集 設S,T是兩個集合,如果S的所有元素都屬于T ,即 ,
其中符號 稱為蘊含,即表示由左邊的命題可以推出右邊的命題,則稱S是T的子集,記為 。顯然,對任何集合S ,都有 。
如果S是T的一個子集,即 ,但在T中存在一個元素x不屬于S ,即 ,則稱S是T的一個真子集。
如果兩個集合S和T的元素完全相同,則稱S與T兩個集合相等,記為S=T 。顯然我們有
其中符號 稱為當且僅當,表示左邊的命題與右邊的命題相互蘊含,即兩個命題等價。
并集定義:由所有屬于集合A或?qū)儆诩螧的元素所組成的集合,記作A∪B(或B∪A),讀作“A并B”(或“B并A”),即A∪B={x|x∈A,或x∈B}。并集越并越多。
交集定義:由屬于A且屬于B的相同元素組成的集合,記作A∩B(或B∩A),讀作“A交B”(或“B交A”),即A∩B={x|x∈A,且x∈B}。交集越交越少。
若A包含B,則A∩B=B,A∪B=A
相對補集定義:由屬于A而不屬于B的元素組成的集合,稱為B關(guān)于A的相對補集,記作A-B或A\B,即A-B={x|x∈A,且x?B'}
絕對補集定義:A關(guān)于全集合U的相對補集稱作A的絕對補集,記作A'或?u(A)或~A?!'=Φ;Φ‘=U
定義:設有集合A,由集合A所有子集組成的集合,稱為集合A的冪集。
定理:有限集A的冪集的基數(shù)等于2的有限集A的基數(shù)次冪。
數(shù)學分析中,最常遇到的實數(shù)集的子集是區(qū)間。
設a,b(a<b)是兩個相異的實數(shù),則滿足不等式a<x<b的所有實數(shù)x的集合稱為以a,b為端點的開區(qū)間,記為;滿足不等式 的所有實數(shù) 的集合稱為以a,b為端點的閉區(qū)間,記為;滿足不等式 或的所有實數(shù)x的集合稱為以a,b為端點的半開半閉區(qū)間,分別記為 及。
常見的集合的表示符號:
N :非負整數(shù)集合或自然數(shù)集合{0,1,2,3,……}
N*或N+:正整數(shù)集合{1,2,3,……}
Z:整數(shù)集合{……,-1,0,1,……}
P:素數(shù)集合
Q:有理數(shù)集合
Q+:正有理數(shù)集合
Q-:負有理數(shù)集合
R:實數(shù)集合
R+:正實數(shù)集合
R-:負實數(shù)集合
C:復數(shù)集合
Φ:空集合(不含有任何元素的集合稱為空集合)
U:全集合(包含了某一問題中所討論的所有集合)