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集合的运算

在数论或算术中,我们可以使用加法、减法、乘法和除法等运算。在集合论中,运算有并、交、差。其中一些已在上一篇文章中定义。在这篇文章中,我们将讨论集合之间的运算结果。 组间差异 首先,我们来谈谈集合之间的区别。为此,定义如下: 定义(集合之间的差异): 设 A 和 B 为两个集合,我们表示集合 $A$ 和 $B,$ 之间的差异 由$A \setminus B$或$A−B,$组成的集合是$A$中且不在$B.$中的元素形成的集合。我们象征性地写道: $$A - B = \\{x; \quad x \in A \wedge x \notin B\\}.$$ 如果 $A \subseteq B,$ 集合 $B − A$ 也被称为 A 在 B 中的补集,并且 由$A^c_B$表示。 如果 $A$ 包含在全域集 $U,$ 中,则 $U$ 中的 $A$ 简单地表示为 $$A^c = \\{x;\quad x \notin A \\}.$$集合间运算的性质 定理 1。 设 A、B 和 C 为集合。然后: (a) 协会: $A \cup(B \cup C) = (A \cup B)\cup C$ $A \cap(B \cap C) = (A \cap B)\cap C.$ (b) 交换性: $A \cup B = B \cup A$ $A \cap B = B \cap A.$ (c) 分配率: $A \cup (B \cap C) = (A \cup B) \cap (A \cup C) A \cap (B \cup C) = (A \cap B) \cup (A \cap C).$ (d) 幂等性: $A \cup A = A$ $A \cap A = A.$ (e) 差异: $A − B \subseteq A$ $(A − B) \cap B = \emptyset.$ (f) 差异 1: $A − B = \emptyset \quad \Leftrightarrow \quad A \subseteq B$ $A − (A − B) = B \quad \Leftrightarrow \quad B \subseteq A .$ 如果$A$和$B$是同一宇宙集合U的子集,则: (g) 摩根定律 $(A \cup B)^c= A^c \cap B^c$ $(A \cap B)^c = A^c \cup B^c.$ (h) 附加: $(A^c)^c = A$ $A \cap A^c = \emptyset.$ (i) $A \subseteq B$ 当且仅当 $B^c \subseteq A^c.$

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集合论简介

集合论有两个研究方向:公理化理论和朴素理论。公理化派依赖于对集合作为对象集合的非正式理解。朴素的方法在 19 世纪末得到了很好的发展,它将集合视为具有命题、引理、定理和推论的可证明的形式。集合论在数学中非常重要,特别是对于现代理论,例如: 数字 关系 功能 规范公理 公理是数学的基础。然而,当我们假设集合上的任何操作都可能导致诸如罗素悖论之类的悖论时。公理理论是确定集合允许哪些运算的基础。 规范公理表示,如果存在一个集合 $A$,并且我们可以通过属性描述该集合的元素,则存在一个集合 $B$,它是包含这些元素的 $A,$ 的子集。 **规范公理:**设 $A$ 为集合,$p(x)$ 为 $x$ 中的命题,并且必须用量词和变量表示为: 量词: $\wedge, \vee$ 等 变量: $x, y, A, B, dots$ 然后有一个集合生成 $A$ 的所有元素 $x$ 的一致性,使 $p(x)$ 为真。更具体地说 $$\\{x \in A; ~p(x) ~\text{é verdadeira}\\}$$ 这个公理对于避免语义悖论非常重要,例如理查德悖论。理查德悖论中描述的集合不能从规范公理构造,因为公理的属性仅限于逻辑运算符和一些量词。 罗素悖论 这个公理的另一个更有趣的应用是它保证 不存在包含所有集合的集合。 。由此,我们得出B/εU的结论,即不存在 一个宇宙集合。得出这个结论的论证称为悖论 通过拉塞尔, 罗素悖论对于理解集合论的某些性质非常重要。由此我们可以应用规约公理并证明不存在包含所有集合的集合。注意拉塞尔的论点。 **罗素悖论:**在某个城市,有一个理发师,他只给不给自己刮胡子的男人刮胡子。谁给理发师刮胡子? 我们对此如何回应? 假设有一个集合,其元素都是集合,即宇宙集合。 令 $U$ 为宇宙集。 因此,根据规范公理,我们可以构造该集合: $$B = \\{x \in U; x\notin x\\}$$目的是检查 if$B\in U.$ 这样,我们有两种可能性: $B\in B$ 或 $B\notin B$ 如果$B\in B$,通过指定$B,$我们有$B\notin B$ 如果 $B\notin B$,则 $B\in B$ 因此,我们之间存在着矛盾。