Элементы теории множеств: Методические указания и индивидуальные задания (для инженерно-технических специальностей) / О.Е. Лаврусь. – Самара: СамГУПС, 2008. – 43 с.
Утверждено на заседании кафедры 22 октября 2007 г., протокол №2.
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГУПС.
Методические указания составлены в соответствии с государственным образовательным стандартом и посвящены основным разделам теории множеств. Кроме теоретического материала приведены примеры, а также индивидуальные задания.
Предназначены для студентов технических специальностей.
Составитель: Лаврусь О.Е., к. т. н., доцент
Рецензенты: Гуменникова Ю.В, к. ф.-м. н., доцент СамГАПС
1. Множества, элементы множества, пустые множества ……….
2. Равенство множеств. Подмножество. Универсальное множес-тво. Дополнение множества …………………………………….
3. Операции над множествами ……………………………………..
4. Основные законы операций над множествами ……………….
5. Мощность множества. Эквивалентность ……………………….
6. Числовые множества. Множества точек на прямой, задавае-мые алгебраическими уравнениями и неравенствами ……….
7. Множества точек на плоскости, задаваемые уравнениями и неравенствами с двумя переменными ………………………….
8. Функция. Область определения и область значения функции ..
9. Понятие функции нескольких переменных ……………………
1. Множества, элементы множества, пустые множества
Понятие множества, или совокупности, принадлежит к числу простейших математических понятий: оно не определяется, но может быть пояснено при помощи примеров.
множество дисциплин, изучаемых студентами: ;
множество решений уравнения x 2 – 4 = 0: .
Таким образом, множество – это совокупность объектов любой природы, называемых элементами этого множества.
Элементы каждого множества заключаются в фигурные скобки. Сами множества обозначают прописными латинскими буквами. Например, А = – множество, содержащее данные элементы. Заметим, что множество А совпадает с одним из множеств, приведенных выше, поскольку порядок, в котором записываются элементы множества, значения не имеет.
Элементы множества обозначают строчными латинскими буквами. Запись а А обозначает, что объект а есть элемент множества А (а принадлежит множеству А). Если объект а не принадлежит множеству А, то пишут а А.
Термин «множество» употребляется независимо от того, много или мало в этом множестве элементов.
Множество, не содержащее ни одного элемента, называется пустым и обозначается знаком .
Если множество содержит конечное число элементов, то его можно задать перечислением этих элементов (или пересчитать). Но не всякое конечное множество можно перечислить. Например, множество звезд на небе, множество натуральных чисел и т.д. Тем более нельзя перечислить все элементы бесконечного множества.
В таких случаях множества считаются заданными, если указано некоторое свойство, которым обладают все его элементы, и не обладают никакие другие объекты. Такое свойство называется характеристическим свойство множества.
Одно и то же множество может быть задано различными характеристическими свойствами. Например, запись
Поскольку любое натуральное нечетное число может быть записано в виде 2n – 1, где n – любое натуральное число, то альтернативное определение того же множества задается формулой:
В геометрии множество точек, обладающих данным характеристическим свойством, часто называют геометрическим местом точек с данным свойством. Например, окружность – геометрическое место точек плоскости, расстояние которых от данной точки O (центра окружности) равно числу R (радиусу окружности).
Источник
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МНОЖЕСТВО совокупность объектов любой
МНОЖЕСТВО – совокупность объектов любой природы, объединенных по какому-либо признаку. Объекты, составляющие множество, называются элементами этого множества. Обозначается: А – множество, а – элемент множества А
ПРИМЕРЫ МНОЖЕСТВ: Множество студентов ВУЗа Множество аквариуме Множество причале рыб судов в на
Множество, не содержащее ни одного элемента, называется пустым 0. Пусть Х и У – два множества. Между ними возможны следующие отношения: 1 Если оба множества состоят из одних и тех же элементов, то они совпадают. Х=У
2 Если все элементы множества Х содержатся в У, то Х является подмножеством У.
3 ОБЪЕДИНЕНИЕМ двух множеств Х и У называется множество Z, состоящее из всех элементов, принадлежащих хотя бы одному из данных множеств.
4 ПЕРЕСЕЧЕНИЕМ двух множеств Х и У называется множество Z, состоящее из всех элементов, одновременно принадлежащих каждому из данных множеств.
5 РАЗНОСТЬЮ двух множеств Х и У называется множество Е, состоящее из всех элементов множества Х, которые не принадлежат множеству У.
Если каждому элементу х множества Х ставится в соответствие определенный элемент у множества У, то говорят, что на множестве Х задана функция
1. Четность Функция y=f(x) называется четной, если для любого х
Функция y=f(x) называется нечетной, если для любого х Если оба эти условия не выполняются, то функция называется функцией общего вида. График четной функции симметричен относительно оси ординат. График нечетной функции симметричен относительно начала координат.
2. Монотонность Функция y=f(x) называется возрастающей (убывающей) на промежутке Х, если большему значению аргумента из этого промежутка соответствует большее (меньшее) значение функции.
2. Функция. Бинарное отношение. Тотальность, сюръективность, инъективность, биективность. Примеры Множество
Множество — совокупность объектов любой природы. Эти объекты называются элементами множества.
Символ — отношение принадлежности. Запись означает, что элемент принадлежит множеству . Если элемент не принадлежит множеству , то пишут (или ).
Принцип объёмности.означает, что множества и состоят из одних и тех же элементов. Пример:. Но .
Символ — отношение включения. Запись означает, что каждый элемент множества есть элемент множества . То есть — подмножество множества .
Символ — отношение строгого включения (то есть ). Запись означает, что каждый элемент множества есть элемент множества и больше по количеству элементов. То есть — собственное подмножество множества .
.
Если , то .
Если , то .
Нельзя смешивать понятия принадлежности и включения. Хотя , , но неверно, что , а — верно. Пустое множество — множество, не содержащее элементов. Пустое множество есть подмножество любого множества. У каждого множества есть два подмножества, которые называютнесобственными— само множество и пустое множество. Все остальные подмножества —собственные. Множество всех подмножеств называется множеством-степенью (или булеаном) и обозначается . Пример.. Собственные подмножества : , несобственные: . Если множество состоит из элементов, то множество состоит из элементов.Объединение множеств () — множество, все элементы которого являются элементами множества или: . . Пример.. Пересечение множеств () — множество, все элементы которого являются элементами множеств и: . . Очевидно, что и . Пример.. Множества и — непересекающиеся, если .Разность () — множество, все элементы которого являются элементами множества и не принадлежат множеству : . Пример.. Симметрическая разность () — множество, каждый элемент которого есть либо в , либо в , но не в обоих. . Пример.. Универсальное множество — множество всех рассматриваемых в ходе данного рассуждения множеств. Дополнение () — множество всех элементов , которые не принадлежат множеству . То есть . Причём: . Пример.. Прямое (декартово) произведение () — множество всех упорядоченных пар, где первый элемент принадлежит множеству , а второй множеству : . Прямое произведение множеств () — множество всевозможных упорядоченных наборов из элементов , где . То есть Каждый такой набор элементов называется кортежем. Произведение множества самого на себя называется квадратом множества и обозначается . Аналогично -ая степень : . Пример. . Пример. . Операция дистрибутивна (), но не коммутативна () и не ассоциативна (). Диаграммы Эйлера — Венна. На диаграммах Эйлера — Венна множество изображается прямоугольником, а множества — областями внутри прямоугольника. На следующем рисунке проиллюстрированы введённые определения операций над множествами. Рисунок 13 Алгебра множеств — это пример булевой алгебры, поэтому все указанные далее (см. следующую таблицу) свойства операций следуют из свойств дизъюнкции, конъюнкции и отрицания. Таблица 2
Понятие множества является одним из наиболее общих и наиболее важных математических понятий. Оно было введено в математику немецким ученым Георгом Кантором, создателем теории множеств.
Немецкий математик, создатель теории множеств
Множество — это совокупность объектов произвольной природы, которая рассматривается как единое целое. Под множеством мы можем понимать: учеников класса, фрукты, деревянные предметы, числа и т. д.
Множество учеников класса
Множество деревянных предметов
Множества принято обозначать прописными буквами латинского алфавита (A,B,C,D и т. д.).
Множество можно задать перечислением всех его элементов, заключенных в фигурные скобки:
Из некоторых элементов одного множества можно составить новое. Тогда такое множество Е принято называть подмножествомD:
Для наглядности множества можно изображать в виде окружности, так называемых кругов Эйлера, где элементы, входящие в множество, изображают внутри круга, а остальные вне:
Пересечением множеств называется множество их общих элементов.
Пусть множество A будет состоять из элементов 1,3,6,9,12,15, а множество B из элементов 2,4,6,8,10,12. Тогда в пересечение этих множеств будет входить 2,6,12:
Множество может не содержать элементы, тогда оно будет называться пустым.
Если множества не имеют общих элементов, то их пересечение — пустое множество:
Объединением двух множеств называется множество, состоящее из всех элементов этих множеств и не содержащее никаких других элементов:
Разностью множеств А и В называется множество элементов, принадлежащих множеству А, которые не принадлежат множеству В:
Если множество А является подмножеством B, то дополнением называется разность множества А и В:
Мощностью множества называется число его элементов: A=
Таким образом, мощность непересекающихся множеств будет являться суммой мощностей каждого множества:
Для вычисления мощности пересекающихся множеств можно использовать принцип включений и исключений:
Для вычисления мощности пересечения трех множеств принцип включений и исключений выглядит так:
В классе 17 пловцов, 8 борцов и 13 футболистов. Известно, что в классе 25 детей, а ребят занимающихся футболом и плаваньем — 10, борьбой и плаваньем — 3, борьбой и футболом — 2 и только один ребенок занимается всеми тремя видами спорта. Сколько детей в классе не занимаются спортом?
Таким образом, в классе 24 ребенка занимаются хотя бы одним видом спорта, ответ 1
Множество общих элементов двух множеств
Совокупность объектов произвольной природы, которая рассматривается как единое целое
Число элементов множества
Множество элементов, не входящих в подмножество
Множество, состоящее из всех элементов двух (или более) множеств и не содержащее никаких других элементов