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集合的基本概念集合的元素属于\(\in\) 空集\(\varnothing\) 全集有限集、无限集集合的元素数(基数):特别的:| ... 离散数学(集合论) ... 首页 新闻 博问 专区 闪存 班级 我的博客 我的园子 账号设置 简洁模式... 退出登录 注册 登录 GHR 离散数学(集合论) 集合的基本概念 集合的元素 属于\(\in\) 空集\(\varnothing\) 全集 有限集、无限集 集合的元素数(基数):特别的:|\(\varnothing\)|=0,|{\(\varnothing\)}|=1 集合的特征:确定性、互异性、无序性、多样性 集合相等:两个集合A和B的元素完全一样 子集(subset):设A,B是两个集合,若A的元素都是B的元素,则称A是B的子集,也称B包含A,或A包含于B记以A\(\subseteq\)B 若A\(\subseteq\)B,且A\(\ne\)B,则称A是B的真子集(propersubset),也称B真包含A,或A真包含于B,记以A\(\subset\)B 集合的运算及性质: 并集(Union): 交集(Intersection): 差集(Difference): 余集(Complement): 环和(对称差): 环积: 集合的算律: 集合的证明题: 集合的幂与笛卡尔积: 幂集的性质: 2. 3. 有序n元组(orderedn-tuple):(a1,a2,…,an) 有序对(orderedpairs):当n=2时,将其称作有序对,也称作序偶,或有序二元组 有序对特点: 若a\(\ne\)b,则(a,b)\(\ne\)(b,a) 两个有序对(a,b)和(c,d)相等当且仅当a=c,b=d 笛卡儿积(Cartesianproduct): 笛卡儿积的性质: |A\(\times\)B|=|A|\(\times\)|B|; 对任意集合A,有A\(\times\)\(\varnothing\)=\(\varnothing\),\(\varnothing\)\(\times\)A=\(\varnothing\); 笛卡儿积运算不满足交换律,即A\(\times\)B\(\ne\)B\(\times\)A; 笛卡儿积运算不满足结合律,即(A\(\times\)B)\(\times\)C\(\ne\)A\(\times\)(B\(\times\)C) 笛卡儿积运算对并和交运算满足分配律 设A,B,C,D是集合,若A\(\subseteq\)C且B\(\subseteq\)D,则A\(\times\)B\(\subseteq\)C\(\times\)D。

证明集合的包含关系的常用方法: 利用定义:首先任取x\(\in\)A,再演绎地证出x\(\in\)B成立 设法找到一个集合T,满足A\(\subseteq\)T且T\(\subseteq\)B,由包含关系的传递性有A\(\subseteq\)B. 利用A\(\subseteq\)B的等价定义,即A\(\cup\)B=B,A\(\cap\)B=A或A-B=\(\varnothing\)来证. 利用已知包含式的并、交等运算得到新的包含式 反证法 证明集合相等的常用方法: 若A,B是有限集,证明A=B可通过逐一比较两集合所有元素均一一对应相等,若A,B是无限集,通过证明集合包含关系的方法证A\(\subseteq\)B,B\(\subseteq\)A即可 反证法 利用集合的基本算律以及已证明的集合等式,通过相等变换将待证明的等式左(右)边的集合化到右(左)边的集合,或者两边同时相等变换到同一集合 关系 非空集合中的空关系是反自反的、对称的、反对称的和传递的,但不是自反的; 空集合中的空关系则是自反的、反自反的、对称的、反对称的和传递的。

关系的定义:xRy 关系的特点: A\(\times\)A的任一子集都是A上的一个关系 若|A|=n,则A上的关系有\(2^{\mathrm{n}^2}\)个 A上有三个特殊关系,即 空关系\(\varnothing\); 全域关系EA=A\(\times\)A; 相等关系IA={(x,x)|x\(\in\)A} 关系的表示: 集合表示: 设A={1,2,3,4},A上的关系R={(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2)} 关系矩阵 关系图: 关系作为集合的运算: 关系的交:R∩S={(x,y)|x\(\in\)A,y\(\in\)A,xRy且xSy} 关系的并:R∪S={(x,y)|x\(\in\)A,y\(\in\)A,xRy或xSy} 关系的差:R-S={(x,y)|x\(\in\)A,y\(\in\)A,xRy并且xS/y} 逆关系:\(\mathrm{R}^{-1}\)={(y,x)|x\(\in\)A,y\(\in\)A,并且有xRy} 关系的乘积:称关系R•S为关系R和S的乘积或合成 关系的乘法的结论: 关系的乘法不满足交换律 关系的乘法满足结合律 关系的幂 定理1.2.1: \(\mathrm{R}^{\mathrm{m}}\cdot\mathrm{R}^{\mathrm{n}}=\mathrm{R}^{\mathrm{m}+\mathrm{n}}\) \(\left(\mathrm{R}^{\mathrm{m}}\right)^{\mathrm{n}}=\mathrm{R}^{\mathrm{mn}}\) 定理1.2.3: 几种特殊关系及特点: 自反关系: 反自反关系 对称关系 反对称关系 传递关系 定理1.2.4:集合A上的关系R具有传递性的充要条件是\(\mathrm{R}^2\subseteq\mathrm{R}\) 常用结论: 集合A上的关系是对称的,反对称的,试指明关系R的结构——\(\mathrm{I}_{\mathrm{A}}\)的任意子集 集合A有n个元素,则A上有多少个即具有对称性又具有反对称性的关系?\(2^{\mathrm{n}}\)(取对角线元素) 关系的性质总结: 关系的闭包:R的自反闭包、对称闭包和传递闭包分别记为r(R),s(R),t(R),也称r,s,t为闭包运算,它们作用于关系R后,产生包含R的最小的自反、对称、传递的关系。

等价关系:如果R具有自反性,对称性,传递性,则称R是一个等价关系 等价类 定理1.2.7: 划分: 商集:设R是非空集合A上的等价关系,以R的所有不同等价类为元素作成的集合称为A关于R的商集,简称A的商集,记作A/R 等价关系=>商集: 商集=>等价关系: 定理1.2.8:设A为一个非空集合。

(1)设R为A上的任意一个等价关系,则对应R的商集A/R为A的一个划分。

(2)设C为A的任一个划分,令\(\mathrm{R}_{\mathrm{c}}\)={(x,y)|x,y\(\in\)A并且x,y属于C的同一划分块},则\(\mathrm{R}_{\mathrm{c}}\)为A上的等价关系 第二类Stirling数: 将n个不同的球放入r个相同的盒中去,并且要求无空盒,有多少种不同的放法?这里要求n\(\geqslant\)r。

不同的放球方法数即为将n元集合A分为r块的不同的划分数。

(1)特值: (2)递推公式: 加细:设C和C'都是集合A的划分,若C的每个划分块都包含于C'的某个划分块中,则称C是C'的加细。

C是C'的加细当且仅当\(\mathrm{R}_{\mathrm{c}}\)$\subseteq$$\mathrm{R}_{\mathrm{c'}}$ 综合例题: 偏序关系: 自反性,反对称性,传递性 偏序集(半序集、部分序集)。

记作(A,R) 写做“≤” 哈斯图: 链: 对任意x,y\(\in\)A,如果x≤y,或y≤x,称x与y可比 一个部分序集的子集,其中任意两个元素都可比,称该子集为一条链 全序集:一个部分序集(A,≤)说是一个全序集,如果(A,≤)本身是一条链 拟序关系: 反自反性,反对称,传递性 最大(最小)元 极大(极小)元:只从给定集合里找 上(下)界,上(下)确界:从全体里找 上(下)确界:找所有上(下)界里距离所求集合最近的上(下)界。

上下界未必存在,存在时又未必唯一. 即使有上下界时,最小上界和最大下界也未必存在。

映射 映射:设A,B是两个集合,若对A的每个元素a,规定了B的一个确定元素b与之对应,则称此对应为由A到B内的一个映射 将此映射记为\(\mathrm{\sigma}\),于是对任意a\(\in\)A,若\(\mathrm{\sigma}\)(a)=b,则b表示B中与a对应之元素,b称为a的映像(image),a称为b的原像(pre-image) 满射:设\(\mathrm{\sigma}\)是A到B内的映射,如果B中每一个元素都一定是A中某元素的映像,就称\(\mathrm{\sigma}\)是A到B上的映射(满射) 白话:B中所有元素都被箭头指向。

特别,A到A上的映射,称为变换 单射:设\(\mathrm{\sigma}\)是A到B内的映射,如果对任意a\(\in\)A,b\(\in\)A且a\(\ne\)b,都有\(\mathrm{\sigma}\)(a)\(\ne\)\(\mathrm{\sigma}\)(b),就称\(\mathrm{\sigma}\)是A到B的单射 白话:B中的元素最多只能有一个箭头指向。

注意:单射未必满射;满射未必单射 1-1映射(双射):既满射,又单射。

逆映射 映射的乘积:\(\mathrm{\sigma}\cdot\mathrm{\tau}=\mathrm{\tau}*\mathrm{\sigma}\)(运算顺序相反) 集合的基数:有限集合的元素数(势,浓度)。

集合A的基数记为|A| 1-1映射,则称A与B基数相同,也称A与B对等(等势,等浓),记为|A|=|B| 把自然数集合的基数记为\(\aleph_0\)(读作阿列夫零),于是凡是与自然数集合对等的集合A,其基数|A|=\(\aleph_0\) 若A与B的某一子集有1-1对应关系,则|A|\(\leqslant\)|B|;若A与B的某一子集有1-1对应关系,且A与B不存在1-1对应关系,则|A|



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