集合论-东南大学计算机科学及工程学院
集合论在计算机科学中的应用
集合论在计算机科学中的应用集合论是数学中的一个分支,研究集合及其性质、关系和操作。
它在计算机科学中有着广泛的应用,涉及到数据结构、算法设计和计算机网络等多个领域。
本文将探讨集合论在计算机科学中的应用,并介绍一些具体的例子。
一、数据结构在数据结构中,集合论起着重要的作用。
集合可以用来存储和组织数据,提供高效的数据操作和检索方法。
例如,在哈希表中,集合的概念被应用于实现快速查找和去重。
哈希表利用哈希函数将键映射到一个唯一的索引,将数据分配到不同的存储位置,避免了冲突和重复的问题。
另一个例子是红黑树,它是一种自平衡的二叉查找树,用于实现有序集合的操作。
红黑树的特性保证了插入、删除和查找等操作都能在对数时间内完成,使得集合的操作变得高效可靠。
二、算法设计集合论还在算法设计中发挥着重要的作用。
很多经典算法都涉及到对集合的操作和分析。
其中一个著名的例子是图算法中的并查集。
并查集是一种用于处理不相交集合合并和查询的数据结构,常用于图的连通性分析、最小生成树和最短路径等问题中。
此外,集合的交、并、补等操作也在算法设计中得到广泛应用。
例如,在图像处理中,集合的操作被用来实现像素的合并和分割,从而实现图像的分析和处理。
三、计算机网络在计算机网络中,集合论被用来描述和分析网络中的节点和连接关系。
例如,子网划分可以看作是对IP地址的集合进行分组和划分,从而实现网络的划分和管理。
子网划分可以根据子网的需求,将相同规模的子网划分为不同的子网,实现对不同子网的独立管理和控制。
此外,集合的运算也被应用于网络路由和流量控制中。
网络路由算法利用集合的交和并操作,将路由表中的路由项进行合并和压缩,提高路由的效率和节省路由表的存储空间。
总结起来,集合论在计算机科学中的应用十分广泛。
它不仅在数据结构和算法设计中发挥着重要的作用,还在计算机网络和图像处理等领域得到了广泛应用。
通过运用集合论的概念和方法,可以提高计算机系统的性能和效率,实现更加灵活和高效的数据操作和管理。
集合论的相关资料
集合论的相关资料集合论是数学中的一个重要分支,研究集合及其之间的关系和性质。
它在数学中有着广泛的应用,也是构建数学基础的基石之一。
本文将介绍集合论的基本概念、运算和定理,以及一些应用领域。
我们来了解一下集合的基本概念。
集合是由确定的元素所组成的整体。
元素可以是任意事物,可以是数字、字母、词语、人、动物等等。
集合用大括号{}表示,元素之间用逗号分隔。
例如,{1, 2, 3, 4, 5}就是一个集合,表示包含了数字1、2、3、4、5这五个元素。
集合之间的关系和运算是集合论的重要内容。
常见的集合关系有包含关系和相等关系。
如果一个集合A的所有元素都是另一个集合B 的元素,那么称集合A包含于集合B,记作A⊆B。
如果集合A既包含于集合B,又不等于集合B,那么称A为B的真子集,记作A⊂B。
如果两个集合A和B互相包含,即A包含于B且B包含于A,那么称A等于B,记作A=B。
集合的运算包括并集、交集、差集和补集。
并集是指将两个或多个集合中的所有元素合并在一起的操作,用符号∪表示。
交集是指两个或多个集合中共同元素的集合,用符号∩表示。
差集是指从一个集合中减去另一个集合中的元素得到的集合,用符号-表示。
补集是指一个集合中不属于另一个集合的元素的集合,用符号′表示。
集合论中还有一些重要的定理,如德摩根定律、包含-等于原则、幂集定理等。
德摩根定律是指对于任意两个集合A和B,有(A∪B)′=A′∩B′和(A∩B)′=A′∪B′。
包含-等于原则是指对于任意两个集合A和B,如果A⊆B且B⊆A,则A=B。
幂集定理是指对于任意一个集合A,它的幂集是指包含A的所有子集的集合,记作P(A)。
根据幂集定理,如果一个集合A有n个元素,那么它的幂集有2^n个元素。
集合论在数学中有着广泛的应用。
在数学分析中,集合论被用于描述实数集、函数集等。
在代数学中,集合论被用于定义群、环、域等代数结构。
在概率论和统计学中,集合论被用于定义事件、样本空间等概念。
模糊集合理论
8 7 6 5 4 3 2 1
张志政
1
A={长线段} 则: A=?根据线段越 短属于长线段的隶属度递减可以设:
1 u ∈{8,7,6,5} CA (u) = others 0
A(ui ) = i − 1
8 −1
= i −1
7
1 12345678
12345678
(3)- 2.1 模糊集概念 (3)-举例
1 2 1 2
单调性:若a1≤a2, b1≤b2, 边界条件:T(1,a)=a
则 T(a1,b1)≤T(a2,b2);
则 S(a1,b1)≤S(a2,b2); 边界条件:S(a,0)=a
又称:T三角模
又称:S三角模 三角范算子
2.3
模糊集运算的其他定义——T范数、S范数的清晰域
对于模糊算子* (包括∧* 和∨* ),
例如:离散数学中,从集合,在它的元素上添加关 系,形成群,再添加新的运算就产生出不同的各种群等 等!!
计算机科学与工程系
集合
代 数
张志政 拓
扑 ……
…………
… …
模糊数学是什么? 1.4 模糊数学是什么?
大于四的数 大约为四的数 个头超过180cm的人 大高个子 {x| x > 4, x是实数} =A A’ 东南大学 {p|p(age)>180cm,p是人,age是实数}=B
2.2
模糊集的运算- 模糊集的运算 最大最小运算
定义:(A∩B)(u) = A(u) ∧ B(u) =min(A(u),B(u)) (A∪B)(u) = A(u) ∨ B(u) =max(A(u),B(u))
东南大学
1 0
计算机科学与工程系
A(u) 交 U 0 B(u) 补 1 0 0
对集合论评价的认识
对集合论评价的认识集合论作为数学中的一门基础理论,自20世纪初诞生以来,一直受到广泛的关注和研究。
它不仅在数学中有着重要的地位,也在其他学科如计算机科学、哲学等领域中具有重要的应用价值。
以下是我对集合论的评价和认识。
集合论是一门非常重要的数学基础理论。
它的基本概念和方法是现代数学发展的基础,几乎所有的数学分支都与集合论有着千丝万缕的联系。
例如,集合论为数理逻辑和代数基础提供了理论基础,为拓扑学和微积分学提供了工具。
此外,集合论也为计算机科学和人工智能等领域提供了重要的理论基础。
集合论的理论体系非常严密,具有极高的形式化程度。
集合论的公理化体系使得集合论的推理具有严格的逻辑性和准确性,避免了数学中出现的悖论和错误。
因此,集合论的研究和应用具有极高的可靠性和稳定性,为数学和其他学科的发展提供了坚实的基础。
集合论的应用范围非常广泛。
除了在数学领域有广泛的应用外,集合论在其他学科如计算机科学、哲学、语言学、经济学等领域中也有重要的应用。
例如,在计算机科学中,集合论被广泛应用于数据库、算法设计、编程语言等方面;在哲学中,集合论被用于分析语言、研究认知过程等方面;在经济学中,集合论被用于研究市场结构、博弈论等方面。
但是,集合论也存在一些问题和争议。
其中最为著名的是罗素悖论,即“全集合中是否有一个集合包含所有不包含自身的集合”。
这个问题揭示了集合论的一个重要问题,即是否存在一个包含所有集合的集合。
这个问题引发了一系列的讨论和争议,最终导致了集合论的公理化体系的修正和完善。
集合论的应用也存在一些限制和问题。
例如,在一些实际问题中,集合的元素可能是无限的,这就要求在集合运算中引入无穷集合的概念。
但是,无穷集合的概念存在一些问题,如无穷集合的元素数量可能比自然数还要多,这就给集合论的应用带来了一定的限制和困难。
集合论作为数学中的一门基础理论,具有极高的重要性和应用价值。
它的严谨性和形式化程度使得集合论的理论体系具有高度的可靠性和稳定性,但是集合论也存在一些问题和争议。
大学集合知识点总结
大学集合知识点总结引言集合论是数学中的一个基本概念,它涉及各种数学分支和许多其他领域。
集合论的基本思想是研究对象的整体,而不是对象的具体性质。
在数学中,集合论涉及一致性、重合性、交集、并集等基本概念,然后发展到更加抽象的概念,如基数、序数、拓扑空间等。
在本文中,我们将从集合论的基本理论开始,逐步深入到相关的高级应用领域,以帮助读者更好地理解和运用集合论知识。
一、基本概念1. 集合的定义在数学中,集合是由一些确定的对象组成的整体。
通常用大写字母A、B、C等来表示集合,用小写字母a、b、c等来表示集合中的元素。
例如,集合A={1,2,3,4,5}表示由1、2、3、4、5这5个元素组成的集合。
2. 集合的特性集合具有以下几个基本特性:(1)互异性:集合中的元素是互不相同的,即一个集合中不包含相同的元素。
(2)无序性:集合中的元素没有顺序之分,即集合{1,2,3}和{3,2,1}是等价的。
(3)确定性:一个元素要么属于一个集合,要么不属于该集合,即集合中的元素是确定的。
3. 集合的表示方法集合可以通过列举法、描述法和运算法来表示。
(1)列举法:直接将集合中的元素一一列举出来,如A={1,2,3}。
(2)描述法:通过一定的条件来描述集合中的元素,如B={x|x是正整数,且x<10}表示由小于10的正整数组成的集合。
(3)运算法:通过集合的运算,如交集、并集、差集等,来表示新的集合。
4. 基本运算(1)交集:集合A与集合B的交集,记作A∩B,表示A和B中共同存在的元素组成的集合。
(2)并集:集合A与集合B的并集,记作A∪B,表示A和B中所有的元素组成的集合。
(3)差集:集合A减去集合B,记作A-B,表示A中去掉属于B的元素后的集合。
(4)补集:集合A对于全集U的补集,记作A'或者A^c,表示全集U中不属于A的元素组成的集合。
5. 集合的基数集合中的元素个数称为集合的基数,通常用符号|A|来表示。
集合论第1章集合及其运算
集合论与图论以前学习的高等数学(数学分析)都是连续函数,而计算机是离散型结构,所以它所研究的对象应是离散型的。
因此,做为计算机理论的核心课程《离散数学》就显然非常重要,计算机专业学生必须开设此课程。
目的:培养学生抽象思维和逻辑思维的能力要求:概念第一,正确使用概念进行正确的推理。
特点:抽象,概念多;与其它课程不同,不是以计算为主,而是以推理论证为主;比较难。
内容:⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩集合映射集合论关系无穷集合图的基本概念树和割集离散数学图 论 连通度和匹配平面图的欧拉公式和图的着色有向图近世代数数理逻辑形式语言与自动机可计算理论等等离散:不考虑实数的性质,只考虑有限或可数的整数。
因此可用归纳法。
第一篇集合论集合论是德国数学家康托(Cantor)在1874年建立的,它是现代数学的基础,在当今数学中每个对象本质上都是集合。
有时我们说:“数学能嵌套在集合论中”其含义就是指数学的一些对象如:数、函数、线、面等都可以用集合来定义。
换句话说,数学的各个分支在本质上都是研究这种或那种对象的集合。
例如:几何学——研究点、线、面的集合;数学分析——连续函数的集合;代数——研究数的集合以及在此集合上定义有关运算的集合等等。
因此,把集合论作为现代各种数学的基础是有道理的,也是合适的。
集合论的特点:(1)研究的对象十分广泛:数、图形或其它任何客体都可以作为研究的对象。
(2)因为它研究的对象是如此广泛,为了便于研究必须寻找对象的共性,而要做到这一点,就必须进行抽象。
(3)在抽象化的基础上,可用统一的方法来研究和处理集合论的各类问题。
第一章 集合及其运算§1集合的基本概念在日常生活中,经常会遇到“集合”的概念,例如:所有中国人的组成的集合;坐标面上的有点的集合,自然数集,实数集,全世界无产者等等。
集合是集合论中最基本的概念,所以很难给出精确的定义。
因此,我们把“集合”作为原始的概念给出非形式定义,只给予一种描述说明这个概念的含义。
集合论(Settheory)
集合论(Settheory)作用按现代数学观点,数学各分支的研究对象或者本身是带有某种特定结构的集合如群、环、拓扑空间,或者是可以通过集合来定义的(如自然数、实数、函数)。
从这个意义上说,集合论可以说是整个现代数学的基础。
历史集合论作为数学中最富创造性的伟大成果之一,是在19世纪末由德国的康托尔(1845-1918)创立起来的。
但是,它萌发、孕育的历史却源远流长,至少可以追溯到两千多年前。
编辑本段无穷集合的早期研究概念集合论是关于无穷集合和超穷数的数学理论。
集合作为数学中最原始的概念之一,通常是指按照某种特征或规律结合起来的事物的总体。
例如美国国会图书馆的全部藏书,自然数的全体以及直线上所有点的总体等等。
集合论的全部历史都是围绕无穷集合而展开的。
创立之前早在集合论创立之前两千多年,数学家和哲学家们就已经接触到了大量有关无穷的问题,古希腊的学者最先注意并考察了它们。
公元前5世纪,埃利亚学派的芝诺(约公元前490-前430),一共提出45个悖论,其中关于运动的四个悖论:二分法悖论、阿基里斯追龟悖论、飞矢不动悖论与运动场悖论尤为著名,前三个悖论都与无穷直接有关。
芝诺在悖论中虽然没有明确使用无穷集合的概念,但问题的实质却与无穷集合有关。
在数理哲学中,有两种无穷方式历来为数学家和哲学家所关注,一种是无穷过程,称为潜在无穷,一种是无穷整体,称为实在无穷。
希腊哲学家亚里士多德(前384-前322)最先提出要把潜在的无穷和实在的无穷加以区别,这种思想在当今仍有重要意义。
他认为只存在潜在无穷,如地球的年龄是潜在无穷,但任意时刻都不是实在无穷。
他承认正整数是潜在无穷的,因为任何正整数加上1总能得到一个新数。
对他来说,无穷集合是不存在的。
哲学权威亚里士多德把无穷限于潜在无穷之内,如同下了一道禁令,谁敢冒天下之大不韪,以至于影响对无穷集合的研究达两千多年之久。
创立过程公元5世纪,拜占庭的普罗克拉斯(410-485)是欧几里德《几何原本》的著名评述者。
大学离散数学的基本概念
大学离散数学的基本概念离散数学是一门研究离散对象及其关系的数学学科,与连续数学相对应。
它是现代计算机科学的基础和核心学科,对于计算机算法、数据库、网络通信等领域都有着重要影响。
本文将介绍大学离散数学的基本概念。
一、集合论集合论是离散数学的基础,它研究的是对象的集合及其间的关系。
在离散数学中,我们用符号表示集合,用各种运算法则来描述集合的性质和运算。
比如,我们可以用交集、并集、差集、补集等运算来对集合进行操作。
集合论是离散数学中的一项重要工具,它用于描述离散对象的属性和关系。
在计算机科学中,集合论被广泛应用于数据结构和数据库的设计与实现。
二、逻辑学逻辑学是研究推理和论证的规律的学科,它研究的是命题逻辑、谓词逻辑和命题演算等。
离散数学中的逻辑学帮助我们建立正确的思维模型,能够精确地描述数学命题的真假和推理的过程。
在计算机科学中,逻辑学是构建算法和验证程序正确性的基础。
通过使用逻辑学中的命题演算和谓词逻辑,我们可以对计算机程序进行形式化的推理,从而提高程序的可靠性。
三、图论图论是研究图和图的性质的数学分支,它研究的是由一些点和连接这些点的边构成的图形。
在离散数学中,图论用来描述对象之间的关系和相互作用,是离散数学中的一个重要分支。
图论在计算机科学中有广泛的应用。
比如,在网络通信中,我们可以用图模型来描述计算机网络的拓扑结构和通信路由;在社交网络中,我们可以用图模型来表示人与人之间的关系;在电路设计中,我们可以用图模型来描述电路的连接和功能。
四、排列与组合排列与组合是研究事物排列和选择方式的数学分支,它研究的是如何选取和安排对象,以及如何计算对象的数目。
在离散数学中,排列与组合用来计算离散对象的排列方式和组合数目,具有广泛的应用场景。
在计算机科学中,排列与组合被广泛应用于密码学、编码理论和算法设计等领域。
比如,在密码学中,排列与组合用来设计和分析密码算法的安全性;在编码理论中,排列与组合用来设计和分析数据的压缩和纠错算法。
南大计算机考研复试——离散数学
南大计算机考研复试——离散数学南大计算机考研复试中的离散数学主要涉及的内容包括集合论、关系、逻辑、图论和代数等方面的知识。
其中,集合论主要介绍了集合、集合的基本运算以及集合的运算律;关系主要介绍了关系的定义、关系的性质以及关系的操作;逻辑主要介绍了命题逻辑、谓词逻辑和命题证明等基本知识;图论主要介绍了图的基本概念、图的遍历和图的连通性等内容;代数主要涉及代数系统的基本概念、代数运算和代数结构等知识。
在复试中,考生需要掌握离散数学的基本理论和概念,理解并能够运用相关的定理和技巧解决问题。
同时,在解题时要注重分析问题的本质,运用离散数学的知识进行建模和求解。
考生还需要熟练掌握离散数学的证明方法,能够进行形式化的证明和推导。
考生应该注重理论和实践的结合,注重对学过的知识的运用和实际问题的应用。
为了提高复试的准备效果,考生需要深入学习离散数学的基础知识,了解每个概念及定理的含义和应用,并能够熟练掌握相关的证明方法和技巧。
考生可以通过阅读教材、参加课程和参考资料等途径来进行系统的学习和复习。
此外,考生还需要进行大量的练习,掌握离散数学的解题思路和方法,培养解决实际问题的能力。
在备考过程中,考生可以参加一些线上或线下的离散数学辅导班或培训班,通过与老师和同学的交流学习,加深对离散数学的理解和掌握。
考生也可以参加一些离散数学的竞赛或组织活动,通过与其他同学竞争和交流,提高自己的能力和水平。
综上所述,南大计算机考研复试中的离散数学是一门重要的基础课程,考生需要深入学习和掌握相关的基本理论和技巧。
通过系统的学习和大量的练习,考生可以提高自己的解题能力和应用能力,为复试和日后的学习打下坚实的基础。
集合论、组合论方法
集合论与组合论的区别
研究对象
集合论主要研究集合和集合之间的关系,而组合论主要研究组合数 学中的问题,如排列、组合、组合恒等式等。
研究方法
集合论注重公理化、形式化、抽象化的研究方法,而组合论则更注 重具体的数学计算和证明。
应用领域
集合论在数学、物理学、计算机科学等领域有广泛应用,而组合论在 计算机科学、统计学、信息理论等领域有广泛应用。
集合的表示方法
总结词
集合的表示方法包括列举法、描述法、图示法等。
详细描述
列举法是将集合中的所有元素一一列举出来,适用于元素数量较少的集合。描述法是用数学符号和语 言来描述集合的性质和特征,适用于元素数量较多或无法一一列举的集合。图示法是用图形来表示集 合,适用于表示集合之间的关系和结构。
02
集合论的应用
在统计学中,组合被用来解决各种统 计问题,例如样本选择、回归分析、 方差分析等。通过组合计数,可以计 算出各种可能的结果和概率,从而进 行有效的统计分析。
组合在统计学中还可以帮助我们理解 数据的分布和结构,例如通过组合计 数可以研究概率分布的性质和规律, 通过组合优化可以研究统计决策和推 断的问题等。
05
集合论与组合论的关联
集合论与组合论的联系
集合论和组合论都是数学的重要分支,它们在某些概念和方法上存在交叉和重叠。集合论主要研究集 合、集合之间的关系和性质,而组合论主要研究组合数学中的问题,如排列、组合、组合恒等式等。
在某些方面,集合论和组合论可以互相借鉴和引用。例如,集合论中的一些概念和定理可以应用于组 合论中,反之亦然。
集合论与组合论的发展趋势
集合论与组合论的发展趋势是相互融合和交叉的。随着数学的发展,集合论和组合论之间的界限逐渐模糊,一些概念和方法 在两个领域中都有应用和推广。
集合论
第一篇集合论第一章集合及其运算1.1 集合的概念1.2 子集、集合的相等1.3 集合的基本运算1.4 余集、De Morgan公式1.5 笛卡尔乘积1.6 有穷集合的基数第二章映射2.1 函数的一般概念——映射定义::映射(法则),映射(笛卡尔乘积),限制和扩张,部分映射,映射相等,单射,满射,双射,恒等映射2.2 抽屉原理2.3 映射的一般性质定义::象f(A),原象f-1(A)[定理2.3.1](1)f-1(C∪D)=f-1(C)∪f-1(D);(2)f-1(C∩D)=f-1(C)∪f-1(D);(3)f-1(CΔD)=f-1(C)Δf-1(D);(4)f-1(C C)=(f-1(C))C⊆⊇⊇[定理2.3.2]∪∪(5)f(A B)=f(A)f(B);(6)f(A∩B)f(A)∩f(B);(7) f(AΔB)f(A)Δf(B);(8) f(A\B)f(A)\f(B)2.4 映射的合成定义::映射的合成[定理2.4.1]合成符合结合律,但不符合交换律[定理2.4.2]设f:X→Y,则f∘I X=I Y∘f =f[定理2.4.3]设f:X→Y,g:Y→Z, 则(1)若f与g都是单射,则g∘f也是单射:f是单射,∀x1x2且x1≠x2 y1=f(x1),y2=f(x2)且y1≠y2有g(f(x1))≠g(f(x2))(2)若f与g都是满射,则g∘f也是满射:f满射,∀y必有x∈X使f(x)=y.∀z∈Z必有y∈Y使g(y)=z.则∀z∈Z必有x∈X使g(f(x))=z.(3)若f与g都是双射,则g∘f也是双射[定理2.4.4]设f:X→Y,g:Y→Z, 则(1)若g∘f是单射,则f是单射;∀x1,x2∈X且x1≠x2有g(f(x1)) ≠g(f(x2))(2)若g∘f是满射,则g是满射;反证:∃z∈Z使∀y∈Y,g(y)≠z则有∀x∈X有g(f(x)) ≠z推出矛盾(3)若g∘f是双射,则f是单射且g是满射[定理2.4.5]设f与g都是X到X的映射,则I m (f)⊆I m(g)的充分必要条件是存在一个映射h:X→X使得f=g∘h2.5 逆映射定义::逆映射,左逆映射,右逆映射[定理2.5.1]逆映射存在的充要条件是f是双射::⇒ Ix,Iy+定理2.4.4⇐构造g(y)=x当且仅当f(x)=y[定理2.5.2]逆映射唯一::假设不唯一,推出g=I x°g=(h°f)°g=h°(f°g)=h°I x=h[定理2.5.3] (gf)-1=f-1g-1,(f-1)-1=f:(gf)(f-1g-1)=g(ff-1) g-1= gg-1=I z, (f-1g-1) (gf)=f(gg-1)f-1= ff-1=I x[定理2.5.4](1)f是左可逆的充分必要条件是f为单射:⇒定义+定理⇐f:X→I m(f)的双射,建立g:I m(f)→X双射,在扩充到Y上,y∉I m(x)随便映射一个(2)f是右可逆的充分必要条件是f为满射:⇒定义+定理⇐构造2.6 置换定义::n次置换,k-循环置换,对换,奇置换,偶置换[定理2.6.1][定理2.6.2][定理2.6.3]置换α,β没有共同数字时可以交换[定理2.6.4]置换可进行唯一循环分解[定理2.6.5]置换分解成若干对换的乘积,分解个数的奇偶性不变[定理2.6.6]奇偶置换个数相等,都等于n!/22.7 二元和n元运算定义::有限序列,无限序列,子序列,二元运算,一元运算,n元运算,交换律,结合律,代数系的同构2.8 集合的特征函数定义::集合的特征函数第三章关系3.1 关系的概念定义::关系(映射),关系(笛卡尔乘积),定义域,值域,多部映射,关系(多部映射),多值二元关系3.2 关系的性质定义::自反,反自反,对称(R对称⟺R=R-1),反对称,传递,相容,逆3.3 关系的合成运算定义::关系的合成,[定理3.3.1]关系的合成不符合交换律,但符合结合律[定理3.3.2](1)R1°(R2∪ R3 )=(R1°R2)∪(R1°R3);(2)R1° (R2∩ R3 )⊆(R1°R2)∩(R1°R3);(3)(R2∪R3 )°R4 = (R2°R4) ∪(R3°R4);(4)(R2∩R3 ) °R4⊆(R2°R4) ∩(R3°R4) [定理3.3.3](1)(R∘S)-1 = S-1∘R-1:(2)R∘R-1 是对称的[定理3.3.4]R是传递关系⟺R°R⊆R[定理3.3.5]R0=I x;R1=R;R n+1=R n°R;R m°R n=R m+n;(R m)n=R mn[定理3.3.6]设X是一个有限集合且|X|=n,R为X上的任一二元关系,则存在非负整数s,t,使得0≤s<t≤2n^2且R s= R t[定理3.3.7]设R是X上的二元关系,若存在非负整数s,t,s<t,使得且R s= R t ,则(1)R s+k= R t+k ,k为非负整数(2)R s+kp+i= R s+i ,其中p=t-s,而k,i为非负整数(3)令S={R0,R,R2 ,…,R t-1},则对任意的非负的整数q,有R q ∈S[定理3.3.8]R对称且传递⟺R=R°R-13.4 关系的闭包定义::传递闭包(所有包含R的传递关系的交,可以类似定义自反传递闭包等),自反传递闭包,自反闭包,对称闭包[定理3.4.1]关系R的传递闭包是传递关系(如果R是传递关系,R+=R):[定理3.4.2]R+=∪R i=R∪R2∪R3∪…:: R+⊆∪R i只要证明∪R i是包含R的传递关系, ∪R⊆R+只要证明(a,b)∈R m,(b,c)∈R n.(a,c)∈R m+n,(a,c) ∈R+[定理3.4.3]R+=∪R n=R∪R2∪R3∪…R n::证明R k⊆∪R i,如果k>n,x仅有n个元素,由抽屉原理得存在b i=b j重复以上过程证明.[定理3.4.5]R*=R0∪R+3.5 关系矩阵和关系图定义:: (1)R是自反的,当且仅当B的对角线上的全部元素都为1;(2) R是反自反的当且仅当B的对角线上的全部元素都为0;(3) R是对称的当且仅当B是对称矩阵;(4) R是反对称的当且仅当b i j与b j i不同时为1,i≠j;(5) R是传递的当且仅当若b i j=1且b j k=1,则b i k=1; (6) R-1的矩阵是B T3.6 等价关系和集合划分定义::等价关系(1.自反2.对称3.传递),等价类,商集[定理3.6.3]3.7 映射按等价关系划分3.8 偏序关系和偏序集定义::偏序关系(自反,反对称,传递),偏序集,全序集,Hasse图,上下界,最大最小元素,链与反链第四章无穷集合及其基数4.1可数集定义::可数集(从自然数集N到集合A有一一映射),无限集(能与自身的真子集对等的集合),代数数,超越数[定理4.1.1]集合A为可数集⟺A的全部元素可以排成无重复项的序列[定理4.1.2]无限集中包含可数子集[定理4.1.3]两个可数集的并是可数集[定理4.1.4]有限个可数集的并是可数集[定理4.1.7]可数个可数集的并是可数集:写成无穷阶方阵,按对角线游历[定理4.1.8]有理数集Q是可数集[定理4.1.10]一列有限个集合的笛卡尔乘积为可数集4.2连续统集定义::连续统(与[0,1]实数集对等)[定理4.2.1]区间[0,1]内的全体实数构成不可数无穷集::康托对角线第二篇图论第六章图的基本概念6.1图论的产生与发展概述6.2基本定义定义::无向图,G(p,q),平凡图,零图,有向图,定向图,子图,生成子图,导出子图,图的同构,度(degv),δ(G),Δ(G),正则图(推论三次图的顶点个数为偶数)[定理6.2.1]欧拉定理:Σ(degv)=2q推论度为奇数的点的个数必为偶数6.3路、圈、连通图定义::通道,闭通道,迹,闭迹,路,圈(回路),连通图,支[定理6.3.1]uv有路⟺u≅v[定理6.3.2]degu+degv≥p–1⟹G连通::拆成两个支用结论反证,degu≤n1-1,degv≤p-n1-1推出与结论的矛盾[定理6.3.3]∀v∈V,degv为偶数⟹G中有圈::设最长路证明[定理6.3.4]∃u,v中有两条不同路⟹G有圈::6.4补图、偶图定义::补图,自补图,三角形,偶图,完全偶图(Km,n), 图上两点间的距离d(u,v)[定理6.4.1]R(3,3)≤6::抽屉原理+[定理6.4.2]偶图判断的充要条件:图上所有的圈的长度都为偶::⇒将圈上的奇偶序的点放入两个顶点划分中⇐取定一点按距离奇偶构造[定理6.4.3](Turan定理)p个顶点没有三角形的图至多有[p^2/4]::6.5欧拉图定义::欧拉闭迹,欧拉图,欧拉迹[定理6.5.1]欧拉图存在定理:G的每个顶点的度都为偶::⇒显然⇐结合定理6.3.3造N个圈Zi然后数归证明这些圈相接.推论::欧拉图的等价命题: 1)G是欧拉图2)∀v∈V,degv为偶数3)G的边能划分成若干不相交的圈.[定理6.5.2]欧拉迹存在定理:: ⇒从定理6.5.1获得⇐uv奇数度,加edge(u,v)得欧拉迹C,在C上去掉edge(u,v).6.6哈密顿图定义::哈密顿圈、哈密顿图[定理6.6.1]G是Hamilton⟹∀S∈V有ω(G-S)<|S|[定理6.6.2](Dirac定理)p个顶点的图G,δ(p)≥p/2,⟹G是一个哈密顿图.[定理6.6.3](Ore定理)p个顶点的图,∀u,v(u,v不邻接),均有degu+degv≥p⟹G是哈密顿图.[定理6.6.4]p个顶点的图,∀u,v(u,v不邻接),均有degu+degv≥p-1⟹G是哈密顿图.6.7图的邻接矩阵[定理6.7.1]图同构的邻接矩阵判定[定理6.7.2]ij顶点间长l的通道条数=A l(i,j)::数归l,[定理6.7.3]G(p,q),连通⟺(A+I)^(p-1)>0::⇒定理6.7.2⇐定理6.7.2第七章树和割集7.1树及其性质定义::树,极小连通图(推论树是极小连通图), 偏心率,树的半径,树的中心[定理7.1.1]树的六个等价命题:1)树;2)G中任两点有且只有一条路;3)G连通且p=q+1; 4)G无圈且p=q+1;5)G无圈且其中任意不相邻两点加边得唯一的圈;6)连通(p≥3且G非Kp)且其中任意不相邻两点加边得唯一的圈.推论非平凡树至少有两个度为1的顶点且非平凡树是偶图::偶图判断的构造证明法[定理7.1.2]树的中心的位置7.2生成树定义::生成树, 生成森林, 生成树的距离,生成树的基本变换[定理7.2.1]生成树存在⟺G连通::⟹显然⟸破圈法.推论G连通⟹q≥p-1[定理7.2.2](Cayley定理)Kp的生成树的个数=p(p-2)[定理7.2.3]生成树中去掉边集E1后必能找到另一不在原生成树中的边集E2使T-E1+E2为生成树[定理7.2.4]距离为k的两个生成树可以经过k次基本变换互相得到::数归,由定理7.2.3知,d(T0,T)=k去掉e1后必然有e2∉T0使(T0-e1)+e2=T1,而d(T1,T)=k-1得到归纳.7.3割点、桥和割集定义::割点,桥,割集(有极小性)[定理7.3.1]割点的等价命题:1)v是割点;2)∃u,w≠v使uw间所有路经过v;3)∃划分{U,W} UW间所有路经过v;[定理7.3.2]桥的等价命题:1)x是桥;2)x不在G的任何圈上3)∃u,v使x在连接uw所有路上;4)∃划分{U,W},使x在连接UW所有路上; [定理7.3.4]割集将图分成两个支(推论有k个支的图G去掉割集后有k+1个支)[定理7.3.5]割集必然包含生成树的某条边::反证[定理7.3.6]割集与G中的圈必有偶数条公共边::G1G2取定一点周游,e(u,v)(u∈G1,v∈G2)是圈与割集相交的边第八章连通度和匹配8.1顶点连通度和边连通度定义::κ(G), λ(G), n-连通,n-边连通[定理8.1.1]κ(G)≤λ(G)≤δ(G)[定理8.1.2]κ(G)=a,λ(G)=b,δ(G)=c的构造方法:构造两个Kc+1,用b条边连接这两个支[定理8.1.3]G(V,E)有p个顶点且δ(G)≥ [p/2]⟹λ(G)=δ(G)::[定理8.1.4][定理8.1.5]∀u,v∈V且u,v∈C⟺G是2-连通[定理8.1.6]8.2门格尔定理8.3匹配、霍尔定理定义::匹配,最大匹配,偶图G的完备匹配,相异代表系, 完美匹配[定理8.3.1](Hall定理)::[推论8.3.1]第九章平面图和图的着色9.1平面图及其欧拉公式定义::平面图,面,内部面,外部面[定理9.1.1]欧拉定理:平面图有p-q+f=2::通过f数归[推论9.1.1]每个面都由长为n的圈围成⟹q=n(p-2)/(n-2)::每条边都与两个面邻接⟹2q=nf拓展最大可平面图[推论9.1.2]G(p,q)的最大可平面图每个面都是三角形且q=3p-6[推论9.1.3]每个面都由长为4的圈围成⟹q=2p-4::拓展没有三角形的边极大图[推论9.1.4]G(p,q),q≤3p-6,G没有三角形q≤2p-4[推论9.1.5]K5和K3,3都是不可平面图::K5,f=7,由于每个面至少三条边, K3,3中每个圈至少为4[推论9.1.6]G可平面⟹ (G)≤5::反证+推论9.1.49.2非哈密顿平面图[定理9.2.1]Grinberg定理:G(V,E)是(p,q)平面哈密顿图,C是哈密顿圈.令fi为C的内部由i条边围成的面的个数,gi为C的外部由i条边围成的面的个数则(1)Σ(i-2)fi=p-2;(2) Σ(i-2)gi=p-2;(3) Σ(i-2)(fi-gi)=0;9.3库拉托斯基定理、对偶图定义::细分,同胚,初等收缩,对偶图[定理9.3.1](Kuratowski定理)G可平面⟺G没有同胚于K5或K3,3的子图[定理9.3.2](Wagner定理) G可平面⟺G没有收缩到K5或K3,3的子图9.4顶点的着色定义::n-可着色,色数(有极小性),χ(G)[定理9.4.2]Δ=Δ(G),G是(Δ+1)- 可着色的.[定理9.4.3-定理9.4.5]平面图可以4着色9.5边的着色定义::n-边着色,边色数(有极小性), χ’(G)第十章有向图10.1有向图的概念定义::有向图,弧,对称弧,定向图,带环图,多重有向图,有向图的反图,入度(id(v)),出度(od(v)),完全有向图,有向图的补图,有向图的同构[定理10.1.1]Σid(v)= Σod(v)=q且Σ(id(v)+od(v))=2q10.2有向路和有向圈定义::有向通道,有向闭通道,生成通道,有向迹,有向闭迹,生成(闭)轨迹,有向路,有向圈,有向回路,可达,半(弱)通道,强连通,强支,单连通,弱连通,有向图的连通[定理10.2.1]有向图D是强连通的⟺D有一条闭生成通道[定理10.2.2]uRv当且仅当uv可互达⟹R是V上的等价关系[定理10.2.3]有向图D的每个顶点都在D的一个强支中[定理10.2.4]一个没有有向圈的有向图至少有一个出度为0的顶点[定理10.2.5]有向图D没有圈⟺D中每条有向通道都是有向路[定理10.2.6]有向图D有有向圈⟺D的子图D1(V1,E1),∀v∈V1,id(v)>0,od(v)>0[定理10.2.7]连通有向图D,∀v∈V,od(v)=1,D中恰有一个有向圈10.3强连通图的应用10.4有向图的邻接矩阵定义::有向图的邻接矩阵,可达矩阵,关联矩阵10.5有向树与有序树定义::有向树,有根树,入树,父,子,祖先,真祖先,深度,高度,子树,有序树,m元有序树,正则m元有序树,正则二元树,二元树,满二元树,完全二元树(高为h的二元树,去掉深度为h一层,得到满树,而且h层从左向右排布)[定理10.5.1]有向图D是有根树⟺D没有弱圈且D中存在一个可以到达其他顶点的顶点(root)::⇒化为无向图证明没有弱圈,用除根以外的点入度为1证可达.⇐[定理10.5.3]高为h的二元树至多有2 (h+1)-1个顶点[定理10.5.4]高为h的完全二元树的顶点数满足2h≤p≤2(h+1)-110.6判定树10.7比赛图定义::比赛图[定理10.7.1]每个比赛图必有生成有向路(有哈密顿路)::。
离散数学 教案 第3章 集合
当n无限增大时,可以记为
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例1 集合A={x-2<x<2,xR}, B={x0≤x≤4,xR}
求A∪B,A∩B 。 解:A∪B={x-2<x<2或0≤x≤4,xR} ={x-2<x≤4,xR} A∩B={x-2<x<2且0≤x≤4,xR} ={x0≤x<2,xR}
把集合的所有元素写在花括号内,元素之间用逗 号分开;一般用于有限集和有规律的无限集合。
2.描述法 用谓词来概括集合中元素的属性。通常用 { xA(x)}来表示具有性质A的一些对象组成的集合。
例:D={(x,y)x2+y2≤1∧x∈R∧y∈R}
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Discrete Mathematics 常用集合的表示方法和表示符号 (1)自然数集N={0,1,2,…}
由定义可知,广义交和广义并是针对集族而言的, 对于非集族来说,其广义交和广义并为空集。
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Discrete Mathematics 下面以n个集合为例说明:
例如:
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Discrete Mathematics 可以把n个集合的并和交简记为: 和 ,即:
(2)整数集合I={…-2,-1,0,1,2,…}
(3)有理数集合Q={xx=Pq∧p,qZ}
(4)实数集合R={ x x是实数
(5)复数集合C={x x=a+bi∧a,bR∧i2=-1}
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3. 归纳定义法
集合论的基本概念
集合论的基本概念集合论是数学中的一个重要分支,它研究的是集合及其性质、关系和操作。
集合论的基本概念是理解和应用集合论的基础,本文将介绍集合、元素、子集、并集、交集、补集等基本概念,并探讨它们在数学和其他领域中的应用。
集合在集合论中,集合是由一些确定的对象组成的整体。
这些对象称为集合的元素。
例如,{1, 2, 3}就是一个由整数1、2、3组成的集合。
我们可以用大写字母表示集合,如A、B、C等。
元素元素是构成集合的个体或对象。
一个元素可以属于一个或多个集合。
例如,在集合A={1, 2, 3}中,元素1属于集合A。
子集如果一个集合的所有元素都属于另一个集合,那么这个集合被称为另一个集合的子集。
例如,如果A={1, 2, 3},B={1, 2},那么B是A的子集。
并集两个或多个集合的并集是包含这些集合中所有元素的新集合。
并集用符号∪表示。
例如,如果A={1, 2},B={2, 3},那么A∪B={1, 2, 3}。
交集两个或多个集合的交集是包含这些集合中共有元素的新集合。
交集用符号∩表示。
例如,如果A={1, 2},B={2, 3},那么A∩B={2}。
补集给定一个全集U和一个集合A,A相对于U的补集是指所有不属于A的元素组成的集合。
补集用符号A’表示。
例如,如果U={1, 2, 3},A={1, 2},那么A’={3}。
应用集合论在数学中有广泛的应用,也被应用于其他领域。
以下是一些常见的应用:数学分析在数学分析中,集合论被广泛应用于定义和证明各种数学概念和定理。
例如,实数集、无穷级数、极限等都是通过集合论来定义和研究的。
计算机科学在计算机科学中,集合论被广泛应用于数据结构、算法设计和数据库等领域。
例如,集合的交、并、补等操作在数据库查询中经常使用。
统计学在统计学中,集合论被用于描述和分析样本空间、事件和概率等概念。
例如,概率论中的事件可以用集合来表示,概率可以通过集合的运算来计算。
社会科学在社会科学中,集合论被应用于群体行为、社会网络和决策分析等领域。
大一离散数学知识点详解
大一离散数学知识点详解离散数学是一门关于离散结构的数学学科,它是计算机科学及其他相关学科的基础。
在大一学习离散数学时,我们需要掌握一些重要的知识点。
本文将详细讲解大一离散数学的几个重要知识点,帮助同学们更好地理解和掌握这门学科。
一、集合论集合论是离散数学的重要基础,它研究的是元素的集合以及它们之间的关系。
在集合论中,我们需要了解以下几个重要概念:1. 集合的概念:集合是指具有某种特定性质的对象的总体。
我们通常用大写字母表示集合,用小写字母表示集合中的元素。
2. 集合的运算:包括并集、交集和差集三种运算。
并集表示两个集合中所有元素的总体,交集表示两个集合中共有的元素,差集表示一个集合中除去另一个集合中的元素。
3. 集合的关系:包括相等关系、包含关系和互斥关系。
相等关系表示两个集合完全一样,包含关系表示一个集合的所有元素都在另一个集合中,互斥关系表示两个集合没有共同的元素。
二、命题逻辑命题逻辑是离散数学中研究命题之间的关系的一种工具。
在命题逻辑中,我们需要了解以下几个重要知识点:1. 命题的概念:命题是陈述句,在逻辑上要么为真,要么为假。
命题可以用字母表达,常用p、q、r等字母表示。
2. 逻辑运算:包括非、与、或和异或四种运算。
非运算表示命题的否定,与运算表示命题的合取,或运算表示命题的析取,异或运算表示命题的异或。
3. 真值表:真值表是用来表示命题逻辑中命题与运算之间的关系的表格。
通过真值表,我们可以推导出逻辑运算的性质和规律。
三、数学归纳法数学归纳法是用来证明某些具有递推关系的命题成立的一种证明方法。
在离散数学中,数学归纳法非常重要。
以下是数学归纳法的基本思想:1. 基础步骤:首先证明当n取某个特定值时命题成立,这称为基础步骤。
2. 归纳假设:假设当n取k时命题成立,这称为归纳假设。
3. 归纳步骤:使用归纳假设来证明当n取k+1时命题也成立,这称为归纳步骤。
通过基础步骤、归纳假设和归纳步骤的结合,我们可以得出当n取任意自然数时命题都成立的结论。
集合论的基本概念
集合论是数学的一个基本分支,研究的是集合的性质及其相互关系。
集合是指一些事物的总体,这些事物称为集合的元素。
集合论的基本概念包括空集、全集、子集、并集、交集和补集等。
首先,空集是不包含任何元素的集合,用符号∅表示。
空集是任何集合的子集,即对于任意集合A都有∅⊆A。
空集在集合论中非常重要,它可以用来定义数学对象的存在性。
全集是指特定背景下所讨论的所有元素的总体,用符号U表示。
全集U包含了所有要研究的元素。
在具体问题中,全集可以是某个特定的集合,比如全体自然数的集合。
子集是指一个集合中的元素都是另一个集合的元素的集合。
假设A和B都是集合,如果A中的元素都属于B,那么A是B的子集,记作A⊆B。
如果A是B的子集但B不是A的子集,那么A是B的真子集,记作A⊂B。
并集是指两个或多个集合中包含的所有元素的集合。
假设A和B是两个集合,A∪B表示A和B的并集,即包含了A和B中的所有元素。
交集是指两个或多个集合中共有的元素的集合。
假设A和B是两个集合,A∩B 表示A和B的交集,即包含了A和B共有的元素。
补集是指关于某个全集中不属于某个集合中的所有元素。
假设A是一个集合,U 是其全集,A'表示A相对于U的补集,即包含了U中不属于A的所有元素。
集合论的基本概念为我们提供了分析集合的工具。
通过定义和研究这些概念,我们能够更深入地理解集合的性质及其相互关系。
集合论的基本概念在数学和其他领域有广泛的应用。
在数学中,我们可以通过研究集合的基本概念来推导出数学定理和结论,为其他数学分支提供基础。
在计算机科学中,集合的概念被广泛应用于数据结构和算法设计中,用于处理和组织数据。
总之,集合论的基本概念是数学研究和应用中的重要工具。
通过研究空集、全集、子集、并集、交集和补集等概念,我们能够更深入地理解和分析集合的性质及其相互关系,推导出数学定理和结论,解决实际问题。
集合论为数学和其他领域的发展提供了基础和支持。
集合论中的基本概念
集合论中的基本概念集合论是数学的一个分支,它研究的是集合和集合之间的关系。
为了理解集合论的基本概念,我们需要从集合的定义开始。
集合的定义集合是由元素构成的整体。
一个元素可以属于一个集合,也可以不属于任何一个集合。
例如,把所有的水果都放在一个篮子里就是一个集合;所有的人也可以构成一个集合。
集合用大括号来表示,集合中的元素用逗号隔开。
例如,{苹果,梨子,香蕉}表示了一个水果集合,{小明,小红,小刚}表示了一个人的集合。
对于集合中的元素,没有顺序之分,也没有重复的元素。
例如,{1,2,3}和{3,2,1}是同一个集合,{1,2,3,3}和{1,2,3}也是同一个集合。
常见符号和概念1. 常用符号在集合论中,有一些常用符号需要掌握。
例如- ∈表示属于- ∉表示不属于- ∪表示并集- ∩ 表示交集- ⊂表示子集- ⊆表示包含这些符号可以帮助我们表示集合之间的关系。
例如,如果集合A 包含元素 a 和 b,而集合 B 包含元素 b 和 c,那么 A∪B 就表示了两个集合的并集,即 {a,b,c};A∩B 就表示了两个集合的交集,即 {b}。
2. 互斥集合互斥集合指的是没有任何一个元素同时属于两个集合。
例如,{男生}和{女生}就是互斥集合,因为一个人只能同时属于一个集合。
在实际生活中,互斥集合常常存在,例如一个班级的男女生集合、一个队伍的队员集合等等。
3. 空集空集是一个没有任何元素的集合,用符号∅表示。
例如,{ }和∅表示了一个空集。
空集虽然看起来很奇怪,但也是集合论中一个非常重要的概念。
它是任何集合的子集,并且只有一个空集。
4. 基数基数是指一个集合中元素的个数。
如果集合 A 中有 n 个元素,那么我们说 A 的基数为 n,用符号|A|表示。
例如,如果集合{1,2,3} 有三个元素,那么它的基数就是 3。
5. 幂集幂集是一个集合的所有子集构成的集合。
例如,集合 {1,2} 的幂集包括它本身、空集、{1}、{2}、{1,2}。
现代数学集合论
现代数学集合论
现代数学的各个分支中,集合论是一门基础而重要的学科。
它研究
的是具有某种性质的对象的集合,以及它们之间的关系。
以下是集合
论的一些基本概念和应用:
1. 集合的定义和表示法
一个集合是一些互不相同的对象的组合。
集合可以用大括号{}括起来,把所有元素列成一个序列,中间用逗号分开。
例如,集合{1, 2, 3}包含
了整数1、2、3,不包含其他元素。
2. 集合的运算
集合之间可以进行并、交、差、对称差等运算。
并集将两个集合中的
元素放在一起,交集取两个集合中相同的元素,差集取一个集合中有
而另一个集合中没有的元素,对称差集取两个集合中有且仅有一个元
素的所有元素。
3. 子集和集合的基数
如果一个集合的所有元素都属于另一个集合,则这个集合是另一个集
合的子集。
集合的基数是指集合中包含的元素的个数。
4. 集合的公理化
集合论的公理化是为了防止类似于罗素悖论的产生。
它明确了集合论
中用到的一些基本概念和原则,如无序对和选择公理。
5. 应用领域
集合论在许多学科中都有广泛应用,如数学、哲学、计算机科学、物
理学等等。
它为这些学科提供了一些基础理论和重要工具,如拓扑学、代数学、图论等等。
集合论是现代数学的基础之一,不仅在数学研究中有着重要的作用,
也在工程技术、社会科学、自然科学等许多领域中有着广泛的应用,
是一门既有理论价值又有实践意义的学科。
集合论基本概念
集合论是数学中的一个重要分支,研究的是集合及其基本属性和关系的理论。
在现代数学中,集合论被广泛应用于不同的数学领域,并有助于解决各种数学问题。
在集合论中,最基本的概念是集合。
集合是一种无序的、用某种方式组织的对象的集合。
这些对象可以是任何东西,比如数字、字母、符号、人、事物等。
我们可以用大写字母表示集合,比如A、B、C等。
集合中的元素是指集合中的每个对象。
一个集合可以包含任意数量的元素,可以是有限个或无限个。
我们可以用小写字母表示元素,比如a、b、c等。
集合的描述方法有两种:列举法和描述法。
列举法是指直接列举出集合中的元素,比如集合A={1, 2, 3}。
描述法是指通过一个特定的性质或条件来描述集合中的元素,比如集合B={x | x是偶数},表示B是由所有偶数组成的集合。
集合之间有许多基本的关系,比如相等关系、包含关系和互不相交关系。
两个集合相等指的是它们包含的元素完全相同。
如果集合A的所有元素都是集合B的元素,但是集合B有一些不属于集合A的元素,那么集合A就包含于集合B。
我们用符号“⊆”表示包含关系,比如A⊆B。
如果两个集合没有共同的元素,那么它们是互不相交的。
还有一种重要的集合运算,即并集、交集和补集。
两个集合的并集是包含两个集合所有元素的集合。
我们用符号“∪”来表示,并且有A∪B={x | x∈A或x∈B}。
两个集合的交集是包含两个集合共有元素的集合。
我们用符号“∩”来表示,并且有A∩B={x | x∈A且x∈B}。
一个集合相对于另一个集合的补集,是指属于第一个集合但不属于第二个集合的元素的集合。
我们用符号“-”来表示,并且有A-B={x | x∈A且x∉B}。
这些基本概念为集合论的进一步研究打下了基础。
在实际应用中,集合论在数学和计算机科学中起着重要的作用。
在数学中,集合论可以用于证明和构建数学理论的基础。
通过集合论的概念和原理,数学家们可以推导出许多重要的结论和定理,并进一步发展数学知识。
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6.1 集合的基本概念
讨论集合: 1) 集合中元素的次序是无关紧要的 2) 集合中的元素的重复出现无足轻重 3) 集合的表示不是唯一的。一个集合可以用多
种方法表示 例如: {a,b,c}={c,b,a}={a,c,b}={a,a,b,c,c} 讨论P={{a,b},c} 与 Q={a,b,c}, P≠Q 设A={x | x*(x-1)=0}与 B={0, 1}, 1) 有A=B
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6.1 集合的基本概念
集合间的包含关系 定义:设A和B是集合,如果A的每一个元素是B
的一个元素,那么A是B的子集合,记为A B, 读做“ B包含A”或“A包含于B中”。 A B x(x∈A → x∈B) 注意:可能AB或BA,也可能两者均不成立, 不是两者必居其一。 定义:设A和B是集合, 如果AB和BA则称A和 B相等,记做A=B。 定义:如果A B,且A≠B,那么称A是B的真子 集,记作A B,读作“B真包含A” A B (A B) ∧(A≠B)
A∩B={x|x∈A∧x∈B} ③ A和B的差,或B关于A的相对补,记为A-B,
是集合 A-B ={x|x∈A∧x B} 命题演算中的各种运算性质,和集合论中的各种
运算性质极为相似
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6.2 集合的运算
例:设A= {a,b,c}, B ={b,c,d},求A∪B, A∩B , A-B 。
[解] A∪B={a,b,c}∪{b,c,d }= {a,b,c,d} A∩B={a,b,c}∩{b,c,d }= {b,c} A-B ={a,b,c}-{b,c,d }= {a}
{b,c},{a,b,c} 。 所以一般n个元素的集合有2n个不同的子集合
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6.1 集合的基本概念
幂集合 定义:由集合A的所有子集(包括空集及A本身)
所组成的集合叫做A的幂集,记以 (A) ,即 (A) ={B|BA}。
一个给定集合的幂集是唯一的。
例:(a)如果A=,那么 ( A)={}。
(b)如果A={a,b},那么
定理:对任意集合A有A E
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6.1 集合的基本概念
例:确定下列命题是否为真 (1) (2) ∈ (3) {} (4) ∈{} 含有n个元素的集合简称n元集,它的含有m个
(m≤n)元素的子集称为它的m元子集。
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6.1 集合的基本概念
例:A={a,b,c},求A的全部子集 解:将A的子集从小到大分类: 0元子集:只有一个空集。 1元子集:有3个{a},{b},{c}。 2元子集:有3个{a,b},{a,c},{b,c}。 3元子集:有1个A本身。 A共有8个子集,分别为,{a},{b},{c}, {a,b},{a,c},
另一个德国数学家蔡梅罗(ERNST ZERMELO)于1908 年建立了集合论的公理系统,由这个公理系统,他推出 了所有数学上的重要结果。他的公理使数学哲学中产生 的一些矛盾基本上得到统一,在此基础上形成了公理化 集合论和抽象集合论。
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6.1 集合的基本概念
集合是能作为整体论述的事物的集体。又称为类、 族、搜集。
合。 例如:A={a|a∈R∧0<a ∧ a<4} S={a|P(a)} 表示a属于S当且仅当 P(a)为真。 3) 归纳定义法
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6.1 集合的基本概念
有限集合的元素的个数称为该集合的基数或势。 记为|A|。例:A={0,1} |A|=2;|{A}|=1。
外延公理:两个集合A和B相等,即A=B,当且 仅当他们有相同的成员(也就是,A的每一元 素是B的一个元素而B的每一个元素也是A的一 个元素)。
定义 设 A 与 B 是两个集合。若有A∩B =,那 么称 A 和 B 是不相交的。如果C是一个集合的 族,使C的任意两个不同元素(集合)都不相 交,那么C是(两两)不相交集合的族。
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6.2 集合的运算
定义:设A,B是两集合,集合(A-B)∪(B-A)称为 集合A,B的对称差(对称差),记作AB。
大家好
1
第六章 集合代数
第一节: 集合的基本概念 第二节:集内容 集合的基本概念
属于、包含 幂集、空集 文氏图等 集合的基本运算 并、交、补、差等 集合恒等式 集合运算的算律、恒等式的证明方法
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第六章 集合代数
德国著名数学家康脱(GEORGE CANTOR,1845~1918) 在总结前人的基础上,创立了(古典、朴素)集合论。 集合论为整个经典数学的各分支提供了共同的理论基础。 朴素集合论由于在定义集合的方法上缺乏限制,会导致 悖论。
组成集合的每个事物叫做这个集合的元素或成员。 用符号∈表示某个元素属于某个集合,表示不
属于。 任意元素,对于某一集合而言 ,或属于该集合,
或者不属于,二者必居其一,不可兼得。这 也符合命题演算中,命题要么是真,要么是 假的二值逻辑。
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6.1 集合的基本概念
通常有三种方法表示集合: 1) 列举法 2) 描述法 用谓词描述出集合元素的公共特征来表示这个集
即 AB={xxA∧xB∨xB∧xA} 文氏图表示如下:
AB
将AB中同时属于A,B的元素去掉
定理 AB=(A∪B)-(A∩B)
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6.2 集合的运算
定义. 设E是论述域而A是E的子集。A的(绝对) 补,记为~A,是集合A=E-A={x|x∈E∧x A}={x A}。
( A) ={,{a},{b},{a,b}}。
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6.1 集合的基本概念
设A为一个有限集,A的基数为|A|,则 ( A)的基数 | ( A)|=2|A|。
例:A={}, (A)={, {}}
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6.1 集合的基本概念
定义:设A和B是集合 ①A和B的并记为A∪B,是集合
A∪B={x|x∈A∨ x∈B} ②A和B的交记为A∩B,是集合
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6.1 集合的基本概念
本章中讨论的集合和元素都是限于某一论述域的。 我们记该论述域为E,又称为全集合。 定义:没有任何元素的集合称为空集,记为
❖ ≠ {} 前者是空集,是没有元素的集合;后者是 以作为元素的集合
定理:对任意集合A有: A
提示: A x(x∈ → x∈A)
推论:空集是唯一的
提示: 1 2 ∧ 2 1