Теория множеств

Содержание

Слайд 2

Георг Кантор (03.03.1845 - 06.01.1918) немецкий математик.

Георг Кантор

(03.03.1845 - 06.01.1918)
немецкий математик.

Слайд 3

Бертран Расселл 18 мая 1872 — 2 февраля 1970 — английский математик, философ и общественный деятель

Бертран Расселл

18 мая 1872 — 2 февраля 1970 —
английский математик,


философ и общественный деятель
Слайд 4

Феликс Эдуард Жустин Эмиль Борель (7 января 1871 — 3 февраля

Феликс Эдуард Жустин Эмиль Борель

(7 января 1871 — 3 февраля 1956) —
французский

математик и политический деятель.
Слайд 5

Понятие множества Под «множеством» мы понимаем соединение в некое целое M

Понятие множества

Под «множеством» мы понимаем соединение в некое целое M определённых

хорошо различимых предметов m нашего созерцания или нашего мышления (которые будут называться «элементами» множества M).
(Г. Кантор).
Множество есть совокупность различных элементов, мыслимая как единое целое.
(Б. Расселл)
Каждый сам знает, что он понимает под множеством.
(Э. Борель)
Слайд 6

Введение в теорию множеств 1. Основные определения, терминология Под множеством А

Введение в теорию множеств 1. Основные определения, терминология

Под множеством А мы

понимаем совокупность объектов произвольной природы, объединенных общим свойством Р(х).
Обозначение
Указанием определяющего свойства
Перечислением элементов
Пример 1
Иногда второе обозначение распространяется и на некоторые бесконечные множества. Так,
N={1,2,3,...,n,...}
Z={...,-n,...,-2,-1,0,1,2,...,n,...}.
Слайд 7

Определение 1 Множество А называется подмножеством В, если для любого х

Определение 1
Множество А называется подмножеством В, если для любого х (

)
Обозначение:
Другими словами, символ " " есть сокращение для высказывания Теорема 2
Для любых множеств А, В, С верно следующее:
а) ;
б) и .
Слайд 8

Определение 3 Множества А и В называются равными, если они состоят

Определение 3
Множества А и В называются равными, если они состоят из

одних и тех же элементов (A=В). Другими словами, обозначение А=В служит сокращением для высказывания
.
Пример
Указать равные множества
A={0;1;2}, B = {1;0;2}, C={0;1;2;0}, D={{1;2};0},
E={1;2}, F={x:x3-3x2+2x=0}.
Теорема 4
Для любых множеств А и В А=В тогда и только тогда, когда
и
Доказательство
Доказательство этого факта основано на том, что эквивалентность равносильна конъюнкции двух импликаций
Слайд 9

Определение 5 тогда и только тогда, когда и . Теорема 6

Определение 5
тогда и только тогда, когда и .
Теорема 6
Для любых

множеств А, В, С, если и , то
Определение 7
Множество называется пустым, если оно не содержит ни одного элемента, то есть х не принадлежит этому множеству (для любого х).
Обозначение: .
Слайд 10

2. Операции над множествами Определение 1 Объединением двух множеств А и

2. Операции над множествами
Определение 1
Объединением двух множеств А и В называется

множество
Пример
Пусть А={1,2,3,4}, B={2,4,6,8}, тогда = {1,2,3,4,6,8}.

A

B

Слайд 11

Объединение множеств Теорема 2 Пусть А, В, С – произвольные множества.

Объединение множеств

Теорема 2
Пусть А, В, С – произвольные множества. Тогда:
а) – идемпотентность

объединения;
б) – коммутативность объединения;
в) – ассоциативность объединения;
г) ;
д)
Слайд 12

Пересечение множеств Определение 4 Пересечением множеств А и В называется множество

Пересечение множеств

Определение 4
Пересечением множеств А и В называется множество
Пример
Пусть A={1,2,4,7,8,9}, B={1,3,5,7,8,10},

тогда

A

B

Слайд 13

Теорема 5 Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда: а)

Теорема 5
Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда:
а) - идемпотентность пересечения;
б)

- коммутативность пересечения;
в) - ассоциативность пересечения;
г)

Пересечение множеств

Слайд 14

Объединение и пересечение множеств Теорема 6 1) 2) 3) 4)

Объединение и пересечение множеств

Теорема 6
1)
2)
3)
4)

Слайд 15

Разность множеств, дополнение, симметрическая разность Определение 1 Разностью множеств A и

Разность множеств, дополнение, симметрическая разность
Определение 1
Разностью множеств A и B

называется множество
.
Пример
Пусть А={1,3,4,7,8,9,10}, B={2,3,4,5,6,7}, тогда A\B={1,8,9,10}, B\A={2,5,6}.

A

B

Слайд 16

Разность множеств Теорема 2 Пусть А, В, С – произвольные множества,

Разность множеств
Теорема 2
Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда:
1)
2)
3)
4)
Теорема 3 (законы

Моргана)
а)
б)
Слайд 17

Множество U назовем "универсальным", если оно содержит все элементы и все


Множество U назовем "универсальным", если оно содержит все элементы и

все множества являются его подмножествами. Понятие "универсального множества" у нас будет зависеть от круга задач, которые мы рассматриваем. Довольно часто под универсальным множеством понимают множество R –– множество вещественных чисел или множество С – комплексных чисел. Возможны и другие примеры. Всегда в контексте необходимо оговорить, что мы понимаем под универсальным множеством U.
Слайд 18

Дополнение множеств Определение 4 Пусть U – универсальное множество. Дополнением А

Дополнение множеств

Определение 4
Пусть U – универсальное множество. Дополнением А в U
(или

просто дополнением А) называется множество .
Пример
Если U – множество вещественных чисел и А – множество рациональных чисел, то  – множество иррациональных чисел

A

Слайд 19

Дополнение множеств Теорема 5 1) 2) 3) Теорема 6(законы Моргана для дополнений) а) ; б) .

Дополнение множеств

Теорема 5
1)
2)
3)
Теорема 6(законы Моргана для дополнений)
а) ;
б) .

Слайд 20

Симметрическая разность Определение 7 Симметрической разностью множеств A и B называют

Симметрическая разность

Определение 7
Симметрической разностью множеств A и B называют множество
Задача (3

балла).
Доказать, что

A

B

Слайд 21

Парадокс Расселла Пусть K — множество всех множеств, которые не содержат

Парадокс Расселла

Пусть K — множество всех множеств, которые не содержат себя в

качестве своего элемента. Содержит ли K само себя в качестве элемента?
Слайд 22

Другие формулировки парадокса Расселла Парадокс Брадобрея: Одному деревенскому брадобрею приказали «брить

Другие формулировки парадокса Расселла

Парадокс Брадобрея:
Одному деревенскому брадобрею приказали «брить всякого, кто

сам не бреется, и не брить того, кто сам бреется», как он должен поступить с собой?
Парадокс Мэра:
В одной стране вышел указ: «Мэры всех городов должны жить не в своем городе, а в специальном Городе мэров», где должен жить мэр Города мэров?
Парадокс библиотеки:
Некая библиотека решила составить библиографический каталог, в который входили бы все те и только те библиографические каталоги, которые не содержат ссылок на самих себя. Должен ли такой каталог включать ссылку на себя?
Слайд 23

Решение задач

Решение задач

Слайд 24

1. Вычисление множеств Дано U={1;2;3;4;5;6;7;8;9;10;11}, A={1;2;3;7;9}, B={3;4;5;6;10;11}, C={2;3;4;7;8}, D={1;7;11}. Вычислить множества 1) 2) 3) 4) 5)

1. Вычисление множеств


Дано
U={1;2;3;4;5;6;7;8;9;10;11},
A={1;2;3;7;9},
B={3;4;5;6;10;11},
C={2;3;4;7;8},
D={1;7;11}.
Вычислить множества
1)
2)
3)
4)
5)

Слайд 25

2. Выражение множеств Пусть U={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

2. Выражение множеств

Пусть U={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,9},
A={1,

2, 3, 5},
B={2, 4, 6, 8},
C={1, 3, 5, 7},
D={4, 5, 7, 8}.
Выразить через известные множества A, B, C, D следующие множества.
{1,2,3,4,5,7,8}=
{4,7,8}=
{2,5,6,7}=
{2,5}=
{5,7,9}=
{4,5}=
Невозможно выразить через данные множества, так как элементы 4 и 8
одновременно принадлежат или не принадлежат данным множествам.
Слайд 26

3. Изображение множеств с помощью кругов Эйлера Изобразить с помощью кругов Эйлера следующие множества: 1) 2)

3. Изображение множеств с помощью кругов Эйлера

Изобразить с помощью кругов

Эйлера следующие множества:
1)
2)


Слайд 27

3. Изображение множеств с помощью кругов Эйлера 3) 4)

3. Изображение множеств с помощью кругов Эйлера

3)

4)

Слайд 28

4. Выражение множеств, заданных с помощью кругов Эйлера

4. Выражение множеств, заданных с помощью кругов Эйлера

Слайд 29

4. Выражение множеств, заданных с помощью кругов Эйлера

4. Выражение множеств, заданных с помощью кругов Эйлера

Слайд 30

Декартово произведение

Декартово произведение

Слайд 31

Декартово произведение Под упорядоченной парой (а; b) мы будем понимать двухэлементное

Декартово произведение

Под упорядоченной парой (а; b) мы будем понимать двухэлементное

множество,
состоящее из элементов а и b, в котором зафиксирован порядок расположения
элементов. Отметим два характерных свойства упорядоченных пар:
1) если
2)

Определение 1
Декартовым произведением множеств А и В называется множество

Пример
Пусть A={1;2}, B={a, b, c}, тогда
{(1;a);(1;b);(1;c);(2;a);(2;b);(2;c)};
{(a;1);(b;1);(c;1);(a;2);(b;2);(c;2)}.
Очевидно, что, вообще говоря,

Слайд 32

Декартово произведение Определение 2 а) Множество называется декартовым произведением n множеств;

Декартово произведение

Определение 2
а) Множество
называется декартовым произведением n множеств;
б) -

(n cомножителей) – n-aя декартова степень множества А;

Пример

Пусть , ,

Тогда

Слайд 33

Декартово произведение Задача Изобразить множество Пример Очевидно, что , где R-

Декартово произведение

Задача

Изобразить множество

Пример

Очевидно, что , где R- множество действительных чисел,
описывает

множество всех точек декартовой плоскости

Решение

Слайд 34

Декартово произведение Теорема 3 Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда

Декартово произведение

Теорема 3
Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда