Bevezetés a halmazokba

Felejts el mindent, amit a számokról tudsz.

Valójában felejtsd el, hogy tudod is, mi a szám.

Ez itt kezdődik a matematika.

A számokkal való matematika helyett most a matematikára fogunk gondolni “dolgokkal”.

Definíció

egy sor? Nos, egyszerűen fogalmazva, ez egy gyűjtemény.

Először meghatározunk egy közös tulajdonságot a “dolgok” között (ezt a szót később definiáljuk), majd összegyűjtjük az összes “dolgot”, amely rendelkezik ezzel a közös tulajdonsággal.

Például a viselt cikkek: kalap, ing, kabát, nadrág , és így tovább.

Biztos vagyok benne, hogy elő tudna állítani legalább százat.

Ez halmazként ismert.

Vagy egy másik példa az ujjatípusok.

Ez a készlet indexet, középsőt, gyűrűt tartalmaz és rózsaszínű.

Tehát csak egy bizonyos tulajdonsággal közös dolgok vannak.

Jelölés

Van a halmazok meglehetősen egyszerű jelölése. Egyszerűen vesszővel elválasztva soroljuk fel az egyes elemeket (vagy “tagokat”), majd néhány göndör zárójelet teszünk az egész köré:

A göndör zárójeleket {} néha “beállított zárójeleknek” vagy “zárójeleknek” nevezik.

Ez a két előző példa jelölése:

{zokni, cipő, karóra, ing, …}
{index, középső, gyűrű, rózsaszínű}

Figyelje meg, hogy az első példában szerepel a “…” (három pont együtt) .

A három pontot … ellipszisnek hívják, és jelentése: “folytassa tovább”.

Tehát ez azt jelenti, hogy az első példa folytatódik .. . a végtelenségig.

(Rendben, valójában nincs végtelen mennyiségű ruhadarab, amit viselhetnél, de ebben nem vagyok teljesen biztos! Egy óra gondolkodás után különböző dolgokon még mindig nem biztos. Tehát mondjuk csak, hogy ennek a példának a végtelenje van.)

Tehát:

De néha a “…” karaktert középen lehet használni a mentéshez hosszú listák írása:

Példa: a betűk:

{a, b, c, .. ., x, y, z}

Ebben az esetben ez egy véges halmaz (csak 26 betű van, igaz?)

Numerikus halmazok

Mi köze ennek a matematikához? Ha meghatározunk egy halmazt, akkor csak egy közös jellemzőt kell megadnunk. Ki mondja, hogy “nem tehetjük meg ezt számokkal?

És így tovább. Mindenféle halmazt elő tudunk állítani.

Meghatározhatunk egy halmazt is a tulajdonságai alapján, mint például az {x | x > 0}, amely “az összes x” halmazát jelenti, úgy, hogy x nagyobb, mint 0 “, a további tudnivalókért lásd a Készlet-készítő jelölését.

És vannak olyan számkészleteink, amelyeknek nincs közös tulajdonsága, ezeket csak így definiálják. Például:

{2, 3, 6, 828, 3839, 8827}
{4, 5, 6, 10, 21}
{2, 949, 48282, 42882959, 119484203 }

Az összes készlet, amelyet csak véletlenszerűen csapkodtam be a billentyűzetemre.

Miért fontosak a készletek?

A halmazok a matematika alapvető tulajdonsága. Figyelmeztetésként a készletek önmagukban meglehetősen értelmetlenek. De csak akkor, ha halmazokat alkalmazunk különböző helyzetekben, a matematika erőteljes építőelemévé válnak.

A matematika meglehetősen gyorsan bonyolulttá válhat. Grafikonelmélet, Absztrakt algebra, Valódi elemzés, Komplex Az elemzés, a lineáris algebra, a számelmélet és a lista folytatódik. De van egy dolog, amely mindezen közös: halmazok.

Univerzális készlet

Az elején idézőjelben használtuk a “dolgok” szót.

Ezt univerzális halmaznak hívjuk. Ez egy olyan készlet, amely mindent tartalmaz. Nos, nem egészen minden. Minden, ami a kérdésünk szempontjából releváns.

A számelméletben az univerzális halmaz egész szám, mivel a számelmélet egyszerűen a egész számok tanulmányozása.

De a Számításban (más néven valós elemzésként) az univerzális halmaz szinte mindig a valós szám.

És a komplex elemzés során kitalálta, hogy az univerzális halmaz a komplex számok. / div>

További jelölések

Ha halmazokról beszélünk, meglehetősen szabványos a nagybetűket használni a halmaz és a kisbetűket egy elem abban a halmazban.
Tehát például A halmaz, a pedig eleme nt A-ban. Ugyanaz B és b, valamint C és c.

Most nem kell hallgatnia a szabványt , olyasmit használhat, mint m, egy halmaz reprezentálásához matematikai törvények megsértése nélkül (vigyázzon, 0-val való osztás esetén π évet kaphat a matematikai börtönben), de ez a jelölés nagyon szép és könnyen követhető, miért ne?

Ha azt mondjuk, hogy az a elem egy A halmazban van, akkor a szimbólumot használjuk annak megjelenítésére.
És ha valami nincs a set use .

Példa: Az A halmaz {1,2,3}. Láthatjuk, hogy 1 A, de 5 A

Egyenlőség

Két halmaz egyenlő, ha pontosan megvan a ugyanazok a tagok. Most első ránézésre nem tűnhetnek egyenlőnek, ezért alaposan meg kell vizsgálnunk őket!

Példa: A és B egyenlőek-e ott:

  • A az a halmaz, amelynek tagjai az első négy pozitív egész szám
  • B = {4, 2, 1, 3}

Ellenőrizzük. Mindkettő tartalmaz 1-et. Mindkettő tartalmaz 2-t, 3-at és 4-et. És mindkét halmaz minden elemét megvizsgáltuk, így: Igen, egyenlőek!

És az egyenlőségjel ( = = az egyenlőség bemutatására szolgál, ezért ezt írjuk:

A = B

Részhalmazok

Ha meghatározunk egy halmazt, ha darabokat veszünk a halmazból, kialakíthatjuk az úgynevezett részhalmazt.

Általában:

Az A csak akkor része a B részhalmazának, ha A minden eleme B-ben található.

Tehát használjuk ezt a definíciót néhány példában.

Próbálkozzunk egy nehezebb példával.

Megfelelő alhalmazok

Ha megnézzük az alhalmazok definiálását és hagyjuk, hogy elménk egy kicsit elkalandozzon, akkor furcsa dologhoz jutunk következtetés.

Legyen A halmaz. Az A minden eleme A-ban van?

Nos, hm, természetesen, igaz, igaz?

Ez azt jelenti, hogy A A részhalmaza. Ez önmagának részhalmaza!

Ez nem tűnik túl helyesnek, ugye? Ha azt akarjuk, hogy az alhalmazaink megfelelőek legyenek, bevezetjük (mi mást, csak) a megfelelő részhalmazokat:

A A megfelelő alcsoportja akkor és csak akkor, ha Az A eleme szintén a B-ben van, és legalább egy olyan elem létezik B-ben, amely nincs A-ban.

Ez a kis darab a végén ott van, hogy megbizonyosodjon arról, hogy A nem egy önmagának megfelelő részhalmaza: azt mondjuk, hogy B-nek legalább egy extra elemnek kell lennie.

Példa:

{1, 2, 3} a {1, 2, 3}, de nem az {1, 2, 3} megfelelő részhalmaza.

Példa:

{1, 2, 3} az {1, 2, 3, 4} megfelelő részhalmaza, mert a 4 elem nem az első halmazban található.

Vegye figyelembe, hogy ha A megfelelő B részhalmaz, akkor az is a B részhalmaza.

Még több jelölés

Ha azt mondjuk, hogy A B részhalmaza, akkor A B.

Vagy mi mondhatja, hogy A nem B részhalmaza A B által (“A nem a B részhalmaza”)

Ha megfelelő részhalmazokról beszélünk, kivesszük az alatta levő sort, így lesz belőle A B, vagy ha ennek ellenkezőjét akarjuk mondani, A B.

Üres (vagy Null) halmaz

Ez valószínűleg a legfurább dolog a halmazoknál.

Példaként gondoljon a gitár zongorabillentyűire.

“De várjon!” azt mondja: “Nincsenek zongorabillentyűk egy gitár! “

És igazad van. Ez egy elem nélküli készlet.

Ez az Üres készlet (vagy Null készlet) néven ismert. Nincs benne elem. Nem egy. Nulla.

Ez

Vagy {} (elem nélküli halmaz)

Néhány további példa az üres halmazra a halmaz a déli pólustól délre fekvő országokban.

Mi van ilyen furcsa az üres készletben? Nos, ez a rész következik.

Üres halmaz és részhalmazok

Térjünk vissza az alhalmazok definíciójához. Van egy A készletünk. Ezt nem definiáljuk annál több, ez bármilyen készlet lehet. Az üres halmaz az A részhalmaza?

Visszatérve a részhalmazok definíciójához, ha az üres halmaz minden eleme szintén A-ban van, akkor az üres halmaz A. részhalmaza. De mi van, ha mi nincsenek elemei?

Ennek megértéséhez bevezetés szükséges a logikába, de ez az állítás olyan, amely “vacuálisan” vagy “triviálisan” igaz.

Jó gondolkodásmód ez: nem találunk olyan elemeket az üres halmazban, amelyek nem szerepelnek A-ban, tehát az üres halmaz összes elemének A-ban kell lennie.

Tehát a feltett kérdésre a válasz hangzatos igen.

Az üres halmaz minden halmaz részhalmaza, magában az üres halmazban is.

Sorrend

Nem, nem az elemek sorrendje. A halmazokban nem mindegy, hogy az elemek milyen sorrendben vannak.

Példa: {1,2,3,4} megegyezik a {3,1,4,2}

Ha sorrendet mondunk halmazokban, akkor a halmaz méretét értjük.

Ennek egy másik (jobb) neve a kardinalitás.

A véges halmaz véges sorrendű (vagy kardinális). Egy végtelen halmaz végtelen sorrendű (vagy kardinális).

A véges halmazok esetében a sorrend (vagy a számosság) az elemek száma.

Példa: {10, 20, 30, 40} 4-es sorrendben van.

Végtelen halmazok esetében csak annyit mondhatunk, hogy a sorrend végtelen. Furcsa módon halmazokkal azt mondhatjuk, hogy egyes végtelenségek nagyobbak, mint mások, de ez haladóbb téma halmazokban.

Arg! Nincs több jelölés!

Nem, csak vicceltem. Nincs több jelölés.

Ricky Shadrach

és

Rod Pierce

Leave a Reply

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük