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集合


集合是一個有限無限的物件集合,其中順序無關緊要,並且重複度通常也被忽略(與列表多重集不同)。集合的成員通常被稱為元素,符號 a in A 用於表示 a 是集合 A 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  intersection (表示“”或交集)和  union (表示“”或並集)。符號 emptyset 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,

 A={1,2,3}
(1)

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,

 B={3,4,5,...}
(2)

表示大於或等於三的自然數集合,或者

 C={...,-4,-2,0,2,4,...}
(3)

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

 {x:p(x)},
(4)

其中 x 表示一個元素,p(x) 表示 x 滿足的性質 p。() 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 X 的子集,例如,

 {x in X:p(x)}.
(5)

值得注意的是,() 和 () 中的“:”有時會被豎線替換,例如,

 {x in X|p(x)}.
(6)

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 Z 的子集,即

A={n in N:n<=3}
(7)
B={n in N:n>=3}
(8)
C={n in Z:n is even},
(9)

分別。

其他與集合論相關的常見表示法包括 A^B,它用於表示從 BA對映集合,其中 AB 是任意集合。例如,X^N 的一個元素將是從自然數 N 到集合 X對映。將這樣的函式稱為 f,那麼 f(1)f(2) 等是 X 的元素,因此將它們稱為 x_1x_2 等。這現在看起來像是 X 元素的序列,因此序列實際上只是從 NX 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。

EFG 為集合。那麼使用  intersection  union 運算子對這些集合進行運算是可交換的

 E intersection F=F intersection E
(10)
 E union F=F union E,
(11)

結合律的

 (E intersection F) intersection G=E intersection (F intersection G)
(12)
 (E union F) union G=E union (F union G),
(13)

分配律的

 (E intersection F) union G=(E union G) intersection (F union G)
(14)
 (E union F) intersection G=(E intersection G) union (F intersection G).
(15)

更一般地,我們有無限分配律

 A intersection ( union _(lambda in Lambda)B_lambda)= union _(lambda in Lambda)(A intersection B_lambda)
(16)
 A union ( intersection _(lambda in Lambda)B_lambda)= intersection _(lambda in Lambda)(A union B_lambda)
(17)

其中 lambda 遍歷任何索引集 Lambda。這些證明可以從並集和交集的定義中輕易得出。


參見

聚合, 解析集, Borel 集, C, Cayley 數, 餘解析集, 集合, 可定義集, 導集, 無重集, 雙線體, 元素, 基本集, I, 容斥原理, 內涵, 交集, Kinney 集, 列表, 流形, 多重集, N, 偏序集, 完全集, 真類, Q, R, 實矩陣, 集合類, 差集, 外延, 集合論, 無三重集, 並集, Venn 圖, 良序集, Z, Z--, Z-+ 在 教室中探索這個主題

本條目的部分內容由 Christopher Stover 貢獻

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參考文獻

Courant, R. 和 Robbins, H. “集合的代數”。什麼是數學?:對思想和方法的初等探討,第二版 第 2 章增補,牛津,英格蘭:牛津大學出版社,第 108-116 頁,1996 年。

被 引用

集合

如此引用

Stover, ChristopherWeisstein, Eric W. “集合”。來自 網路資源。 https://mathworld.tw/Set.html

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