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1、《计算机数学基础》离散数学辅导(3)第3章集合论本章重点:集合概念,集合的运算,集合恒等式的证明,笛卡儿积.一、重点内容1.集合的概念•集合与元素,具有确定的,可以区分的若干事物的全体称为集合,其屮的事物叫元素.集合A中元素的个数为集合的元数
2、a
3、.•集合的表示方法:列举法和描述法.列举集合的元素,元素不能重复出现,集合中的元素无顺序之分.集合与其元素之间存在属于“w”或不属于“才’关系.2.集合的关系:包含,了集,集合相等.•包含(了集),若则3包含A(或A包含于B),称A是B的了集,记AqBf又AhB,则力是〃的真子集,记
4、AuB.•集合相等,若人匸3,则A=B.注意:元素与集合,集合与子集,子集与赛集,丘与u(q),空集0与所有集合等的关系.3.特殊集合:全集、空集和幕集.•全集合E,在一个具体问题屮,所涉及的集合都是某个集合的了集,该集合为全集.•空集0,不含任何元索的集合为空集.空集是惟一的,它是任何集合的子集.•集合A的幕集P(A),集合A的所有子集构成的集合P(A)={x
5、xcA].若
6、/11=/?,则3⑷丨=2".4.集合的运算•集合A和B的并AuB,由集合A和3的所有元素组成的集合.•集合4和B的交AcB,由集合A和B的公共元索组成
7、的集合.•集合4的补集",属于E但不属于集合4的元索组成的集合,~人补集总相对于一个全集.•集合A与B的差集A-B,由属于4,而不属于3的所有元素组成的集合..•集合4与B的对称差A㊉B,A㊉B=㊉—(4cB)应该很好地掌握10条运算律(运算的性质)(教材P71~72),即交换律、结合律、分配律、線等律、同一律、零律、补余律、吸收律、摩根律和双补律等.5.恒等式证明集合运算部分有三个方瓯的问题:其一是进行集合的运算;其二是集合运算式的化简;其三是集合恒等式的推理证明.集合恒等式的证明方法通常有二:(1)要证明A=B,只需要证明
8、人匸3,又(2)通过运算律进行等式推导.6.有序对与笛卡儿积•有序对,就是有顺序的数组,如,兀,y的位置是确定的,不能随意放置.注意:有序对,以a,Z?为元素的集合{a,b}={b,a};有序对(a,a)有意义,而集合S,d}是单元素集合,应记作{R.•笛卡儿积,把集合力,B合成集合AXB,规定AXB={xeA/yeB}由于有序对中的位置是确定的,因此AT的记法也是确定的,不能写成3xA.笛卡儿积也可以多个集合合成,久XA2X...X/V笛卡儿积的运算性质.一般不能交换.二
9、、实例例3・1已知S={2“{3},4},/?={{“},3,4,1},指出下列命题的真值.(1){a}eS;⑶{d,4,{3}}cS;(2){a}eR;(4){何丄3,4口;⑸R=S;(7){a}^R(9)0□⑷口(11)0G/?⑹{a}uS(8)0uR(1O){0}oV(12)0匸{{3},4}解集合S有四个元索:2,a,{3},4,而元索{3}又是集合.集合R类似.(1){川,这是单元素的集合,{a}不是集合S的元素.故命题“{a}eSf,的真值为0.(2){a}是尺的元素,故命题“{a}eR,f的真值为1.(3)a,4
10、,⑶都是S的元素,以此为元素构成S的子集.故命题“仏4,{3}}口”的真值为1.(4){a},l,3,4都是R的元素,构成R的子集,故命题“{⑷,1,3,4}旦?”的真值为1.(6),(8),(9)和(⑵题号的命题真值为1;而⑸,(7),(10)题号命题真值为0。例3・2设A={=,w,w,u,R选择适当的符号填在各小题的横线上(1)(123,4)N;(2)V2Q、QZ⑶0{1,5}{xx&R/x2-6x+5=0}(4)(X2<2AXG/?)[y2<3ayG/?}⑸{a}{{a},a}(6){正方形}{菱形}{四边形}(7)
11、{(1,2,3)}{1,2,3,{(1,2,3)}}解(l)u(2)w,n⑶u,二⑷u(5)w或u(6)uu(7)g例3.3写出下列集合的子集:(1)4={a,{/?},c};⑵(3)C=0解(1)因为0是任何集合的子集,所以0是集合4的了集;由4的任何一个元索构成的集合,祁是A的子集,所以⑷,{{〃}},{c}是A的子集;由A的任何两个元素构成的集合,也是A的了集,有仏,{b}},{{b},{c}},{a,c};同理,4的三个元素构成的集合,也是A的了集,于是集合4的所有了集为:0,⑷,{⑷},2},⑺,{小},{{/”,C
12、},{d,c},{67,{/;},g(2)分析同(1),B的了集有:0,{0).(3)因为0是任何集合的子集,故0也是C的子集.因为C屮没有元素,因此C就没有其它子集,所以C的子集只有:0说明:(1)在第1小题中,以集合4的8个子集为元素的集合,就是集合人的幕集,即P⑷={0