Теория множеств

Содержание

Слайд 2

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 3

Следует отметить, что объект а и множество {а} - это различные

Следует отметить, что объект а и множество {а} - это различные

вещи:
первое - это объект, обозначенный через а, второе-это множество, состоящее из (единственного) объекта а.
Другая форма обозначения состоит в указании общего свойства объектов, из которых мы образуем множество. Оно имеет вид: M={x | P (x) }
Читается: “множество всех х таких, что Р (х)” , где Р обозначает свойство, характеризующее в точности все элементы данного множества.
Например
{x | x- целое число, делящееся на 2} - означает множество четных чисел
Слайд 4

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 1
Для любых множеств А, В, С верно следующее:
а) ;
б) и .
Слайд 5

N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R , где N- множество

N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R , где
N- множество

натуральных чисел; Q- множество рациональных чисел;
Z- множество целых чисел; R- множество действительных чисел

Z

N

R

Q

Диаграммы Эйлера. Наглядно указанные зависимости можно изобразить с помощью так называемых кругов Эйлера:

Слайд 6

Определение 2 Множества А и В называются равными, если они состоят

Определение 2
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}.
Слайд 7

Равенство множеств Если А В и В А ,то множества А

Равенство множеств

Если А В и В А ,то множества А и

В
называют равными и обозначают: А=В.

Даны множества:
А - множество целых чисел;
В - множество четных чисел;
С - множество нечетных чисел;
D - множество чисел, кратных 3;
Е- множество чисел, кратных 6;
Т - множество чисел, оканчивающихся цифрой 0;
К - множество чисел, которые при делении на 8 дают в остатке 5;
F - множество чисел, кратных 2 и 3 одновременно; М - множество чисел, кратных 2 и 5 одновременно.
Имеются ли среди данных множеств равные множества?

Слайд 8

Определение 3 Множество называется пустым, если оно не содержит ни одного

Определение 3
Множество называется пустым, если оно не содержит ни одного элемента,

то есть х не принадлежит этому множеству (для любого х). Обозначение: .
Слайд 9

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 10

Объединение множеств Теорема 1 Пусть А, В, С – произвольные множества.

Объединение множеств

Теорема 1
Пусть А, В, С – произвольные множества. Тогда:
а) – идемпотентность

объединения;
б) – коммутативность объединения;
в) – ассоциативность объединения;
г) ;
д)
Слайд 11

Пересечение множеств Определение 2 Пересечением множеств А и В называется множество

Пересечение множеств

Определение 2
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 12

Теорема 2 Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда: а)

Теорема 2
Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда:
а) - идемпотентность пересечения;
б)

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

Пересечение множеств

Слайд 13

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

Объединение и пересечение множеств

Теорема 3
1)
2)
3)
4)

Слайд 14

Разность множеств, дополнение, симметрическая разность Определение 3 Разностью множеств A и

Разность множеств, дополнение, симметрическая разность
Определение 3
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 15

Разность множеств Теорема 4 Пусть А, В, С – произвольные множества,

Разность множеств
Теорема 4
Пусть А, В, С – произвольные множества, тогда:
1)
2)
3)
4)
Теорема 5 (законы

Моргана)
а)
б)
Слайд 16

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 17

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 18

Дополнение множеств 1) 2) 3) Законы Моргана для дополнений а) ; б) .

Дополнение множеств
1)
2)
3)
Законы Моргана для дополнений
а) ;
б) .

Слайд 19

Симметрическая разность Определение 5 Симметрической разностью множеств A и B называют

Симметрическая разность

Определение 5
Симметрической разностью множеств A и B называют множество
Задача (3

балла).
Доказать, что

A

B

Слайд 20

Спасибо за внимание!!!

Спасибо за внимание!!!

Слайд 21

Равна ли часть целому? Основная догма, которую необходимо отбросить: «часть меньше

Равна ли часть целому?

Основная догма, которую необходимо отбросить: «часть меньше целого»
На

длинном и коротком отрезках точек поровну

Как сравнивать множества

О

В

С

D

А

Слайд 22

Трудно примериться, что дорога в миллион световых лет имеет столько же

Трудно примериться, что дорога в миллион световых лет имеет столько же

точек, сколько и радиус атомного ядра!
На всей бесконечной прямой не больше точек, чем на отрезке (т.е. между между точками прямой и отрезка можно установить взаимнооднозначное соответствие)

О

А

В

Слайд 23

Любой отрезок [a, b] , эквивалентен отрезку [0, 1] . Доказательство.

Любой отрезок [a, b] , эквивалентен отрезку [0, 1] .
Доказательство.
Искомое

взаимно однозначное соответствие можно установить как аналитически, например формулой : х [0, 1], у [a, b].
х у
у =( b - a )x+a.

А также и геометрически:

Слайд 24

Тайны бесконечности Математики и философы всегда интересовались понятием бесконечности. Парадоксы бесконечности

Тайны бесконечности

Математики и философы всегда интересовались понятием бесконечности.
Парадоксы бесконечности приучили древних

греков к осторожности
(парадокс Зенона о том, что стрела не может сдвинуться с места, Ахиллес никогда не догонит черепаху)
Например: Евклид, формулировал свою знаменитую теорему о бесконечности простых чисел, выражается так: «Простых чисел существует больше всякого предложенного количества простых чисел», а бесконечно много или нет – об этом Евклид умалчивает.
Основные заслуги в развитии теории множеств принадлежат Г. Кантору (родился в 1845 г в Петербурге, умер в 1918 г в Галле).
Исследования бесконечных множеств потребовало развития математической логики. Первоначально эта область математики была очень далека
от практических приложений, но впоследствии её принципы составили идейную основу конструирования электронных вычислительных машин и программирования вычислений на этих машинах.
Слайд 25

Конечные множества Множество называется конечным ,если оно содержит конечное число элементов.

Конечные множества

Множество называется конечным ,если оно содержит конечное число элементов.
Пусть А

– конечное множество . Обозначим через m (A)
количество элементов в множестве А.
Для любых конечных множеств А и В справедливо равенство
m (A B)=m( A) +m (B) –m (A B).

Задача.

Лыжи
18

Плавание
16

Не занимаются 10

Всего 30

?

m (L P)=18+16-20=14

Слайд 26

Задачи Из 100 туристов, отправляющихся в заграничное путешествие, немецким языком владеют

Задачи

Из 100 туристов, отправляющихся в заграничное путешествие, немецким языком владеют 30

человек, английским – 28, французским – 42. Английским и немецким одновременно владеют 8 человек, английским и французским – 5, всеми тремя языками – 3. Сколько туристов не владеют ни одним языком?
Определите разность множеств А и В, разность множеств В и А ,пересечение множеств и объединение множеств.
А={1,2,3,4,5,6}, В={2,4,6,8,10}.
В классе 32 ученика. 12 учеников занимаются волейболом, 15 – баскетболом, 8 – и баскетболом, и волейболом. Сколько человек не занимаются ни тем, на другим?
В третьем классе дети коллекционируют марки и монеты. Марки коллекционируют 8 человек, монеты – 5 человек. Всего коллекционируют 11 человек. Сколько человек коллекционируют только марки и монеты?
Экзамен по математике сдавали 250 абитуриентов. Оценку ниже 5 баллов получили 180 человек, а выдержали экзамен 210 абитуриентов. Сколько человек получили оценку 3 и 4?