пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Элементы теории множеств. Числовые множества.​

Под множеством понимается любая (конечная или бесконечная) совокупность объектов с некоторой общей характеристикой (или, что то же самое - объектов одинаковой природы). Эти объекты, как вам известно еще со школы, называются элементами множества. Множества с конечным числом различных элементов могут быть описаны путем явного перечисления всех этих элементов: обычно, эти элементы заключаются в фигурные скобки. Например, image008.gif- множество степеней двойки, заключенных между 1 и 10. Как правило, множество обозначается прописной буквой какого - либо алфавита, а его элементы - строчными буквами того же или другого алфавита. Для некоторых особо важных множеств приняты стандартные обозначения, которых стоит придерживаться. Так, буквами

N - множество натуральных чисел

Z - множество целых чисел

Q - множество рациональных чисел

R - множество вещественных (или действительных) чисел

При заданном множестве S включение image010.gifуказывает на то, что a - элемент множества S; в противном случае, как вы знаете, пишут image012.gif(или image014.gif).

Множество можно описать, указав свойство, присущее только элементам именно этого множества. Множество всех объектов, обладающих свойством image016.gif, обозначают через image018.gif. Например: image020.gif- множество всех четных чисел; image022.gif- множество натуральных чисел.

Множество, не содержащее элементов, называется пустым и его принято обозначать символом Æ.

Говорят, что S – подмножество множества image024.gifили image026.gif(image028.gifсодержится в image024.gif), если все элементы множества image028.gifявляются также элементами множества image024.gif, то есть

image031.gif.

Два множества image028.gifи image024.gifсовпадают (или равны), если у них одни и те же элементы. Символически это выглядит так:

image033.gifи image035.gif.

Заметим, что пустое множество Æ (т.е. множество совсем не содержащее элементов) по определению входит в число подмножеств любого множества.

Если image026.gif, но image037.gifÆи image039.gif, то image028.gif- называется собственным подмножеством в image024.gif. Для выделения подмножества image026.gifчасто используют какое - либо свойство, присущее только элементам из image028.gif.

Для множеств image041.gifсправедливы следующие соотношения:

image043.gif

( значок image045.gif- это значок конъюнкции, т. е. логическое «и»).

Конечное множество называется упорядоченным, если каждому элементу этого множества поставлено в соответствие некоторое число (номер элемента) от 1 до image047.gif.

Операции над множествами.

Для пояснения некоторых определений и свойств операций над множествами и различных соотношений между ними воспользуемся диаграммами Эйлера – Венна, на которых множества, подлежащие рассмотрению, изображаются в виде совокупности точек на плоскости.

1. Под пересечением (произведение) двух множеств image028.gifи image024.gifпонимается множество:

 
  image049.gif

 

 

image051.gif

Например:

image053.gif

2. Под объединением (сумма) двух множеств image028.gifи image024.gifпонимается множество :

 
  image054.gif

 

 

image056.gif

(image058.gif- значок дизъюнкции, логическое «или»)

Например:

image060.gif

3. Разностью image028.gif\image024.gifмножеств image028.gifи image024.gifназывается совокупность тех элементов, из image028.gif, которые не содержатся в image024.gif, то есть

 
  image061.gif

 

 

image063.gif

Порядок множеств при выполнении этой операции существенен.

4. Если image065.gif(здесь image067.gif– основное , универсальное множество) то image069.gif

image070.gif

 

будем называть дополнением множества image028.gifотносительно image067.gif(обозначается также: image073.gif).

Можно еще много говорить о множествах, их свойствах, операциях над ними и т.п. Остановлюсь лишь на некоторых свойствах, указанных операций, после чего перейдем к новому разделу. Итак, для множеств image041.gifсправедливы следующие соотношения:

1. Свойство коммутативности: image076.gif;

2. Свойство дистрибутивности: image078.gif

3. Свойство ассоциативности: image080.gif

4. image082.gif

image084.gif;

5. image086.gif;

6. image088.gif;

7. image090.gif;

8. image092.gifи т.д.

Числовые множества.

Множества могут состоять из объектов самой различной природы. Их элементами могут быть буквы, атомы, числа, уравнения, точки, углы и т.д. Именно этим объясняется чрезвычайная широта теории множеств и ее приложимость к самым разнообразным областям знания (математика, физика, лингвистика, экономика и т.д.). Для математики особо важную роль играют множества, составленные из "математических" объектов – чисел, геометрических фигур и т.д. Очень часто встречаются числовые множества, т.е. множества, элементами которых являются числа. Примерами числовых множеств являются:

а) множество всех натуральных чисел ( image090.gif );

б) множество всех положительных рациональных чисел ( image092.gif );

в) множество всех рациональных чисел( image094.gif );

г) множество всех целых чисел ( image096.gif );

д) множество всех чисел, удовлетворяющих неравенству image098.gif ;

е) image099.gif множество всех чисел вида image101.gif , где n принимает все натуральные значения.

Некоторые числовые множества имеют особые названия. Если даны два числа a и b, a<b, то множество всех чисел, удовлетворяющих неравенству image103.gif , называют числовым отрезком или, если это не вызывает недоразумений, просто отрезком и обозначают [a; b]. На числовой оси ему соответствует отрезок с концами a и b (см. рис. 3).

Множество чисел, удовлетворяющих неравенству image105.gif , называют числовым промежутком или, короче, промежутком и обозначают (a, b). На числовой оси это множество изображается отрезком, у которого отброшены концевые точки (см. рис. 4).

Иногда нам будут встречаться множества чисел, удовлетворяющих неравенствам image107.gif или image109.gif (рис. 5). Их называют (числовыми) полуотрезками и обозначают [a; b), или (a; b]. Квадратная скобка означает, что соответствующий конец включается в множество, а круглая, что он исключается.

Числовые отрезки, полуотрезки и промежутки имеют конечную длину. Рассмотрим теперь множество чисел, удовлетворяющих неравенству image111.gif +∞. Такое множество называется числовым лучом. Числовой луч имеет бесконечную длину. Числовым лучом называют и множество чисел, удовлетворяющее неравенству вида –∞ image113.gif .

Числовые лучи обозначают так: [a; +∞), (–∞;a].

С числовыми множествами приходится иметь дело при решении уравнений и неравенств. С каждым уравнением связаны два числовых множества. Первое из них – область определения уравнения. Это множество состоит из всех значений x, для которых имеют смысл обе части уравнения. Например, область определения уравнения

image115.gif

задается условиями image117.gif (квадратный корень в множестве действительных чисел можно извлечь лишь из неотрицательного числа) и image119.gif (на нуль делить нельзя). Отсюда получаем, что область определения данного уравнения состоит из всех точек числового отрезка [-5, 5], кроме точки x=2.

Второе множество, связываемое с уравнением, – это множество его корней, т.е. чисел, при подстановке которых в уравнение оно обращается в тождество.

Например, для данного уравнения множество корней состоит из одного числа 3

Если каждый элемент множества В является в то же время элементом множества А, то говорят, что В – подмножество в А, и пишут image121.gif . Каждое непустое множество имеет по крайней мере два подмножества: пустое множество Ø и само множество А. Таким образом, пустое множество является подмножеством любого множества.

Приведем примеры подмножеств:

а) числовой отрезок [–1, 3] есть подмножество числового отрезка
[–4; 5];

б) множество всех квадратов есть подмножество множества всех прямоугольников;

в) множество Z всех целых чисел есть подмножество множества Q всех рациональных чисел;

г) множество точек треугольника, вписанного в круг, есть подмножество множества точек этого круга;

д) множество точек круга является подмножеством множества точек описанного вокруг него квадрата;

е) множество звезд нашей Галактики является подмножеством множества всех звезд Вселенной;

ж) множество учеников восьмого класса данной школы есть подмножество множества всех учеников этой школы. В свою очередь множество учеников этой школы является подмножеством множества всех школьников в Республики Беларусь;

з) множество жителей Москвы является подмножеством множества всех жителей России;

 

 


19.01.2017; 23:02
хиты: 93
рейтинг:0
Точные науки
математика
математический анализ
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь