集合是一個有限或無限的物件集合,其中順序無關緊要,並且重複度通常也被忽略(與列表或多重集不同)。集合的成員通常被稱為元素,符號 用於表示
是集合
的一個元素。對集合及其性質的研究是集合論的物件。
集合的舊稱包括聚合和集合類。羅素也使用不太合適的術語流形來指代集合。
歷史上,單橫線被用來表示一個除了順序之外沒有任何結構的集合,從而表示集合的序型。雙橫線表示從集合中去除順序,從而表示集合的基數。這種做法由集合論創始人 Georg Cantor 開始。
用於集合運算的符號包括 (表示“與”或交集)和
(表示“或”或並集)。符號
用於表示不包含任何元素的集合,稱為空集。
有許多與集合論相關的不同表示法。在有限元素集合的情況下,人們經常將集合寫在花括號內,例如,
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(1)
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表示小於或等於三的自然數集合。類似的表示法可以用於無限集合,前提是使用省略號來表示無限性,例如,
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(2)
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表示大於或等於三的自然數集合,或者
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(3)
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表示所有偶數的集合。
除了上述表示法之外,還可以使用所謂的集合構建法來表達集合及其元素。集合構建法的一般格式是
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(4)
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其中 表示一個元素,
表示
滿足的性質
。() 也可以擴充套件,以指示構造一個集合,該集合是某個環境集合
的子集,例如,
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(5)
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值得注意的是,() 和 () 中的“:”有時會被豎線替換,例如,
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(6)
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同樣值得注意的是,()、() 和 () 中的集合都可以用集合構建法重寫為整數集合 的子集,即
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(7)
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(8)
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(9)
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分別。
其他與集合論相關的常見表示法包括 ,它用於表示從
到
的對映集合,其中
和
是任意集合。例如,
的一個元素將是從自然數
到集合
的對映。將這樣的函式稱為
,那麼
、
等是
的元素,因此將它們稱為
、
等。這現在看起來像是
元素的序列,因此序列實際上只是從
到
的函式。這種表示法在數學中是標準的,並且經常在符號動力學中用於表示序列空間。
設 、
和
為集合。那麼使用
和
運算子對這些集合進行運算是可交換的
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和分配律的
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更一般地,我們有無限分配律
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其中 遍歷任何索引集
。這些證明可以從並集和交集的定義中輕易得出。