Понятие множества. Логические символы

Содержание

Слайд 2

1. МНОЖЕСТВА 1.1. ПОНЯТИЕ МНОЖЕСТВА. ЛОГИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ.

1. МНОЖЕСТВА
1.1. ПОНЯТИЕ МНОЖЕСТВА.
ЛОГИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ.

Слайд 3

Логические символы. ∈- знак принадлежности ∀- квантор всеобщности ∃- квантор существования

Логические символы.

∈- знак принадлежности
∀- квантор всеобщности
∃- квантор существования
⇒-

знак логического следования
⇔- символ эквивалентности
Слайд 4

Множества. Способы задания. {a} - одноэлементное множество; ∅- пустое множество Действительные

Множества. Способы задания.
{a} - одноэлементное множество;
∅- пустое множество
Действительные корни уравнения

множества конечные и бесконечные.
Если A - конечное множество, то число его элементов ⏐A⏐ - мощность множества.
Слайд 5

Отношения между множествами. Определение 1.1. Множества A и B называются равными,

Отношения между множествами.

Определение 1.1. Множества A и B называются равными, если

каждый элемент множества A является элементом множества B и, наоборот, каждый элемент множества B является элементом множества A.
Обозначают A=B.
Слайд 6

Пример:

Пример:

Слайд 7

Свойства равенства: A=A (рефлексивность); A=B, B=C ⇒ A=C (транзитивность); A=B ⇒

Свойства равенства:

A=A (рефлексивность);
A=B, B=C ⇒ A=C (транзитивность);
A=B ⇒ B=A (симметричность).
Неравенство множеств

обозначают
A ≠ B.
Слайд 8

Определение 1.2. Множество A (A ≠ ∅) называется подмножеством множества B

Определение 1.2.

Множество A (A ≠ ∅) называется подмножеством множества B

(B ≠ ∅), если каждый элемент множества A является элементом множества B.
Обозначение: A ⊆ B ⇔ ∀ a ∈ A ⇒ a ∈ B.
Если A ⊆ B и A ≠ B ⇒ A ⊂ B.
Пример: N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R.
Слайд 9

1.2. ОПЕРАЦИИ НАД МНОЖЕСТВАМИ. V – основное или универсальное множество. 1)

1.2. ОПЕРАЦИИ НАД МНОЖЕСТВАМИ.

V – основное или универсальное множество.
1) В планиметрии

V =
2) Для функций действительной переменной V = R.
Определение 1.3. Объединением множеств A и B называется множество A ⎩⎭ B, содержащее те и только те элементы, которые принадлежат хотя бы одному из множеств A или B (или обоим одновременно).
Пример: A = {2,3,4,6}, B = {1,2,3,4,5,6} ⇒ A⎩⎭B = {1,2,3,4,5,6}.
Слайд 10

Диаграмма Эйлера-Венна.

Диаграмма Эйлера-Венна.

Слайд 11

Свойства объединения множеств. 1) A ⎩⎭ B = B ⎩⎭ A

Свойства объединения множеств.

1) A ⎩⎭ B = B ⎩⎭ A (коммутативность),
2)

A ⎩⎭ ( B ⎩⎭ C ) = ( A ⎩⎭ B ) ⎩⎭ C (ассоциативность).
Очевидно
A ⎩⎭ A = A, A ⎩⎭ ∅ =A, A ⎩⎭ V = V.
Слайд 12

Определение 1.4. Пересечением множеств A и B называется множество A ⎧⎫

Определение 1.4.

Пересечением множеств A и B называется множество A ⎧⎫ B,

состоящее из всех тех и только тех элементов, каждый из которых принадлежит обоим множествам одновременно.
A ⎧⎫ B = { x ⏐ x ∈ A ∧ x ∈ B }.
Слайд 13

Диаграмма Эйлера-Венна.

Диаграмма Эйлера-Венна.

Слайд 14

Свойства пересечения множеств. 1) A ⎧⎫ B = B ⎧⎫ A

Свойства пересечения множеств.

1) A ⎧⎫ B = B ⎧⎫ A (коммутативность),
2)

A ⎧⎫ ( B ⎧⎫ C ) = ( A ⎧⎫ B ) ⎧⎫ C (ассоциативность).
Очевидно, что
A ⎧⎫ A = A, A ⎧⎫ ∅ = ∅, A ⎧⎫ V = A.
Операции объединения и пересечения подчиняются дистрибутивным законам:
A ⎧⎫ ( B ⎩⎭ C ) = ( A ⎧⎫ B ) ⎩⎭ ( A ⎧⎫ C ),
A ⎩⎭ ( B ⎧⎫ C ) = ( A ⎩⎭ B ) ⎧⎫ ( A ⎩⎭ C ).
Слайд 15

Определение 1.5. Разностью двух множеств B и A называется множество B

Определение 1.5.

Разностью двух множеств B и A называется множество B \

A, состоящее из всех тех и только тех элементов, которые принадлежат B, но не принадлежат A.
B \ A = { x ⏐ x ∈ B ∧ x ∉ A }.
Слайд 16

Диаграмма Эйлера-Венна.

Диаграмма Эйлера-Венна.

Слайд 17

Определение 1.6. Разность V \ A называется дополнением множества A до

Определение 1.6.

Разность V \ A называется дополнением множества A до универсального

множества V и обозначается
Примеры:
Слайд 18

Диаграмма Эйлера-Венна:

Диаграмма Эйлера-Венна:

Слайд 19

Пара элементов ( x ; y ), x ∈ A, y

Пара элементов ( x ; y ), x ∈ A, y

∈ B называется упорядоченной, если указан порядок записи элементов x и y.
Считается, что
Слайд 20

Определение 1.7. Декартовым произведением двух множеств A и B называется множество,

Определение 1.7.

Декартовым произведением двух множеств A и B называется множество, обозначаемое

A × B, состоящее из всевозможных упорядоченных пар ( x ; y ).
A × B = { ( x ; y ) | ∀ x ∈ A , ∀ y ∈ B }.
Слайд 21

y

y

Слайд 22

1.3. ОТОБРАЖЕНИЕ МНОЖЕСТВ. ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ МНОЖЕСТВ. Пусть A и B - произвольные

1.3. ОТОБРАЖЕНИЕ МНОЖЕСТВ. ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ МНОЖЕСТВ.

Пусть A и B - произвольные множества.
Пусть

f - закон (правило) по которому ∀ a ∈ A → b ∈ B.
Говорят, что задано отображение f A в B или оператор f A в B.
Обозначение: f : A → B или
b – образ элемента a (обозначают f(a) );
a – прообраз элемента b = f(a).
Слайд 23

Определение отображения: f : A → B ⇔ ∀ a ∈

Определение отображения:

f : A → B ⇔ ∀ a ∈ A

∃ b ∈ B : b = f ( a ).
Множество образов всех элементов a ∈ A при отображении f называют образом множества A при этом отображении и обозначают:
f(a)={ f(a) | a∈A } ⊂ B.
Задание отображения – это задание тройки ( A, f, B ).
Слайд 24

Определение 1.8. Отображение f : A → B называют взаимно однозначным

Определение 1.8.

Отображение f : A → B называют взаимно однозначным или

биективным, если каждый элемент b ∈ B является образом только одного элемента a ∈ A.
Слайд 25

ЛЕКЦИЯ 2 2. ЧИСЛОВЫЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ.

ЛЕКЦИЯ 2
2. ЧИСЛОВЫЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ.

Слайд 26

f – взаимно однозначное отображение ⇔ ∀ b ∈ B ∃

f – взаимно однозначное отображение ⇔ ∀ b ∈ B ∃

a ∈ A : b = f ( a )
Если f - взаимно однозначное отображение, то можно говорить об обратном отображении.
Слайд 27

Пример:

Пример:

Слайд 28

Определение 1.10. Два множества A и B называются эквивалентными (равномощными), если

Определение 1.10.

Два множества A и B называются эквивалентными (равномощными), если ∃

хотя бы одно взаимно однозначное отображение одного множества на другое.
Свойства эквивалентности:
1) A ~ A ∀ A (рефлексивность);
2) A ~ B ⇒ B ~ A ∀ A, B (симметричность);
3) A ~ B, B ~ C ⇒ A ~ C ∀ A, B, C (транзитивность).
Всякое множество, эквивалентное множеству натуральных чисел является счетным.
Если множество счетно, то его элементы можно занумеровать.
Слайд 29

1.4. ЧИСЛОВЫЕ МНОЖЕСТВА. Множество натуральных чисел N. N = {1, 2,

1.4. ЧИСЛОВЫЕ МНОЖЕСТВА.

Множество натуральных чисел N.
N = {1, 2, 3, …}.
Свойства:
1)


выполняются: коммутативность, ассоциативность, дистрибутивность;
2) деление и вычитание не определены;
3) 1 ∈ N;
4) n ∈ N ⇒ n + 1 ∈ N;
5) если M ⊆ N, 1 ∈ M, n ∈ M и (n + 1) ∈ M, то M = N (аксиома индукции);
6) N ⊂ Z счетно и бесконечно.
Слайд 30

Множество целых чисел Z. Z = { …, -2, -1, 0,

Множество целых чисел Z.

Z = { …, -2, -1, 0, 1,

2, …}.
Свойства:
Определены операции сложения, умножения, вычитания; Не определено деление;
Z – упорядоченно, т.е. имеет место
Z – счетно и бесконечно;
N ⊂ Z ⊂ Q.
Слайд 31

Множество рациональных чисел Q. Q = { q = p /

Множество рациональных чисел Q.

Q = { q = p / n

| p ∈ Z , n ∈ N }.
Свойства:
Определены все арифметические операции;
Q – упорядоченно;
Q – плотно, т. е.
Q – счетно и бесконечно;
N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R.
Слайд 32

Множество действительных чисел R. Свойства: R – упорядоченно; R –бесконечно; N

Множество действительных чисел R.

Свойства:
R – упорядоченно;
R –бесконечно;
N ⊂ Z ⊂ Q

⊂ R.
Слайд 33

2.1 ПОНЯТИЕ ФУНКЦИИ. СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ. Пусть D – произвольное подмножество действительных

2.1 ПОНЯТИЕ ФУНКЦИИ. СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ.

Пусть D – произвольное подмножество действительных чисел

(D⊆R). Если каждому числу x ∈ D поставлено в соответствие некоторое единственное вполне определенное действительное число y=f(x), то говорят, что на множестве D определена числовая функция f. Множество D называют областью определения функции, а множество E={y∈R| y=f(x), x∈D} множество значений функции.
Слайд 34

Термины функция, отображение, преобразование – синонимы. Обозначения: y=f(x); f: D→E; В

Термины функция, отображение, преобразование – синонимы.
Обозначения: y=f(x); f: D→E;
В данной

главе рассматриваются функции одной переменной D⊆R; E⊆R.
Способы задания функций:
Аналитический, табличный, графический, программный.
Слайд 35

Аналитический способ задания функций. С помощью формул Частное значение функции: Область

Аналитический способ задания функций.

С помощью формул
Частное значение функции:
Область определения либо указывают

D(f)=[1;2], либо определяют.
В последнем случае говорят об естественной области определения функции.
Слайд 36

Пример:

Пример:

Слайд 37

Составные функции:

Составные функции:

Слайд 38

Неявно заданные функции: F(x,y)=0 Если уравнение можно разрешить относительно y, то

Неявно заданные функции:

F(x,y)=0
Если уравнение можно разрешить относительно y, то приходим к

явно заданной функции.
Пример:
3x-y+2=0, y=3x+2.
Слайд 39

Табличный способ задания функций. Примеры: таблицы ln, sin и т. д.

Табличный способ задания функций.
Примеры: таблицы ln, sin и т. д.
+ Точное

значение при .
- Необходимость
интерполирования.
Слайд 40

Графический способ задания функций.

Графический способ задания функций.

Слайд 41

Не является графиком функции: + Наглядность. - Неудобность для применения математического аппарата.

Не является графиком функции:
+ Наглядность.
- Неудобность для применения математического аппарата.

Слайд 42

2.2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ. Начальный этап исследования функции. 1) Нули

2.2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ. Начальный этап исследования функции.

1) Нули f(x)=0

и знак функции на множестве x∈D(f).
2) Четность ⇔ ∀ x∈D(f): (-x∈D(f)) ⎧⎫ (f(-x)=f(x)); нечетность ⇔ ∀ x∈D(f): (-x∈D(f)) ⎧⎫ (f(-x)=-f(x)).
Примеры:
Существуют функции общего вида.
3) Периодичность: f(x)=f(x-T)=f(x+T). T – период.
f(x) – периодическая ⇔ ∃ T≠0: ∀ x∈D(f): (x±T)∈D(f) ⎧⎫ f(x±T)=f(x).
Слайд 43

4) Монотонность: монотонно возрастающая, если монотонно убывающая, если 5) Ограниченность: ограниченная

4) Монотонность: монотонно возрастающая, если
монотонно убывающая, если
5) Ограниченность:
ограниченная

сверху ⇔ ∃ M∈R: ∀ x∈X⇒ f(x)≤M,
ограниченная снизу ⇔ ∃ M∈R: ∀ x∈X⇒ f(x) ≥ M,
ограниченная ⇔ ∃ N,M∈R: ∀ x∈X⇒ N≤f(x)≤M.
6) Если условия пункта 5 не выполняются, то функция называется неограниченной.
Слайд 44

2.3 СЛОЖНАЯ ФУНКЦИЯ. ОБРАТНАЯ ФУНКЦИЯ. Сложная функция. На D определена функция

2.3 СЛОЖНАЯ ФУНКЦИЯ. ОБРАТНАЯ ФУНКЦИЯ.

Сложная функция.
На D определена функция u=ϕ(x) →

E(u) – множество значений.
На E(u) задана y=f(u) (D(f) ⊆ E(u)).
Тогда
Называется суперпозицией функций.
x – независимая переменная; u – промежуточный аргумент.
Пример:
Слайд 45

Обратная функция. Функция y=f(x) отображает D(f) → E(f). Рассмотрим взаимно однозначное

Обратная функция.

Функция y=f(x) отображает D(f) → E(f).
Рассмотрим взаимно однозначное отображение
Тогда

можно говорить об обратной функции
Пример:
Слайд 46

Теорема 2.1. Если числовая функция монотонна, то ∃ обратная функция Это достаточное условие обратимости.

Теорема 2.1.

Если числовая функция монотонна, то ∃ обратная функция
Это достаточное

условие обратимости.
Слайд 47

Построение графика обратной функции.

Построение графика обратной функции.

Слайд 48

2.4. ОСНОВНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ФУНКЦИИ И ИХ ГРАФИКИ. 1) Линейная: y=ax+b (a,b∈R), D(f)=R.

2.4. ОСНОВНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ФУНКЦИИ И ИХ ГРАФИКИ.

1) Линейная: y=ax+b (a,b∈R), D(f)=R.

Слайд 49

2) Квадратичная функция.

2) Квадратичная функция.

Слайд 50

3) Степенная функция

3) Степенная функция

Слайд 51

4) Показательная функция.

4) Показательная функция.

Слайд 52

5) Логарифмическая функция

5) Логарифмическая функция

Слайд 53

y = ch x 6) Тригонометрические функции. 7) Обратные тригонометрические функции.

y = ch x

6) Тригонометрические функции.
7) Обратные тригонометрические функции.
8) Гиперболические

функции.
9) Обратные гиперболические функции.
Слайд 54

ЛЕКЦИЯ 3 2. ЧИСЛОВЫЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ.

ЛЕКЦИЯ 3
2. ЧИСЛОВЫЕ ФУНКЦИИ ОДНОЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ.

Слайд 55

2.5. КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНКЦИЙ. 1) Целые рациональные функции: 2) Дробно-рациональные функции: Совокупность

2.5. КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНКЦИЙ.

1) Целые рациональные функции:
2) Дробно-рациональные функции:
Совокупность 1) и 2)

– класс рациональных функций.
3) Иррациональные функции: - получаются с помощью конечного числа суперпозиций и четырех арифметических действий над степенными функциями как с целыми, так и с дробными показателями.
Совокупность 1), 2) и 3) – класс алгебраических функций.
4) Трансцендентные функции: sin x, ln x, ch x и т. д.
Слайд 56

2.6. ФУНКЦИИ, ЗАДАННЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИ. t – называется параметром. Если ϕ -

2.6. ФУНКЦИИ, ЗАДАННЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИ.


t – называется параметром.
Если ϕ - монотонна,

то ∃
Тогда
Всякую явно заданную функцию можно представить параметрически
Слайд 57

Пример: а) Введем Тогда б) а) Введем Тогда

Пример:
а) Введем
Тогда
б) а) Введем
Тогда

Слайд 58

Параметрическое задание линий на плоскости. Множество точек M(x,y) плоскости координаты которых

Параметрическое задание линий на плоскости.

Множество точек M(x,y) плоскости координаты которых удовлетворяют

x=x(t), y=y(t), t∈T, параметрически задают линию
Прямая:
Слайд 59

Окружность с центром в начале координат.

Окружность с центром в начале координат.

Слайд 60

Парабола. Гипербола.

Парабола.
Гипербола.

Слайд 61

Астроида.

Астроида.