集合定义

集合定义

目录集合定义集合三特性集合的表示法—如何描述元素元素与集合的关系集合间的关系集合间的符号:空集 ∅ 、 {}子集 (Subset)等集全集(Universal Set) U幂集(Power Set) P(A)集合间的运算集合的运算律案例背景并集(∪)交集(∩)怎么记忆交集和并集?差集(A - B)补集 ( C )

集合定义

集合(Set)是一种用来装东西的容器,它所装的东西叫元素(Element)。

集合里的元素,它们可以是任何类型的数学对象:数字、符号、变量、空间中的点、线、面,甚至是其他集合。

规定(书写约定):

元素通常用 a, b, c, d, x等小写字母来表示;

而集合通常用A, B, C, D, X等大写字母来表示。 一些大写字母已经约定俗成地表示为某类数,比如下面是一些前人已约定好的集合,看到Q就知道是表示有理数:

N——自然数

Q——有理数

R——实数

I——虚数

C——复数

.......

集合三特性

无序性:

一个集合中,每个元素的地位都是相同的,元素之间是无序的。

集合上可以定义序关系,定义了序关系后,元素之间就可以按照序关系排序。但就集合本身的特性而言,元素之间没有必然的序。

互异性:

一个集合中,任何两个元素都认为是不相同的,即每个元素只能出现一次。

有时需要对同一元素出现多次的情形,可以使用多重集,多重集会记录元素出现的次数。

确定性:

给定一个集合,任给一个元素,该元素或者属于或者不属于该集合,二者必居其一,不允许有模棱两可的情况出现。

Tip: 任何编程语言里的集合结构实现,都遵循上述的集合三特性。

集合的表示法—如何描述元素

集合的表示无非是想给这个容器定义好边界、大小,让人能一眼看出它里面能装多少个多大、多小的数字。

常见的表示方式:

列举法

直接罗列全部出来,比如:{1,2,3}

韦恩图法

就是通过用画圈来表示集合,下面有展示。

描述法

可以用文字描述,比如: A = 大于零的前三个自然数

也可以用数学符号描述,比如: A = {x|x>0 且 x<4}

常见的描述符号(需熟记于心):

元素与集合的关系

元素与集合的关系只有两种,不存在其他情况:

属于 ∈

不属于 ∉

集合间的关系

集合间的符号:

相等 = 、不相等 ≠

包含 ⊆ 、不包含 ⊄

真包含 ⫋

空集 ∅ 、 {}

就是说这个集合里面什么都不包含。

子集 (Subset)

符号类似 A ≤ B

包含关系指的是一种子集关系。具体来说,如果集合A的每一个元素都是集合B的元素,并且集合B中存在至少一个元素不属于集合A,那么我们就可以说集合A包含于集合B,或者集合B包含A。

记作:A ⊆ B ,

读作: A 包含于 B(或 B包含A)。

注意:这个包含于 和 包含 有很大区别!

这里还衍生出 真子集、超集/母集 概念。

等集

全集(Universal Set) U

Tip: 全集的符号是大写英语字母 U ,他很容易和并集的符号 ∪ 混淆。要小心!

全集是指在特定上下文中涵盖了所有讨论范围内元素的集合。

全集通常用符号U表示。在不同的领域和问题中,会改变符号代称。

简而言之:全集是什么元素都有的集。不是真的什么都有, 只是理论上假设它都有,为了方便描述而已。

注意,全集不是超集,它是一种抽象的描述一个更大范围的方式。

幂集(Power Set) P(A)

幂集是指一个集合所有子集的集合。换句话说,给定一个集合A,幂集P(A)是由A的所有可能子集所构成的集合。

例如,对于集合A = {1, 2},它的幂集P(A)包含以下子集:

P(A) = {∅, {1}, {2}, {1, 2}}

其中,∅表示空集,{1}表示只包含元素1的子集,{2}表示只包含元素2的子集,{1, 2}表示包含元素1和元素2的子集。

集合间的运算

集合的运算律

交换律、结合律、分配律

德摩根定律

案例背景

S 代表踢足球的人的集

T 代表打网球的人的集

V 代表打排球的人的集

并集(∪)

交集(∩)

怎么记忆交集和并集?

差集(A - B)

补集 ( C )

相关数据