元素,設置生成器表示法,相交集,維恩圖
集概述
在數學上,一個集合是對象的集合或列表。
集合不僅包含數字,還可以包含任何內容,包括:
- 冰箱裡的食物;
- 太陽系中的行星;
即使集合可以包含任何內容,但它們通常會引用符合某種模式的數字或以某種方式相關的數字,例如:
- 小於10的正偶數集合:(0,2,4,6,8);
- 12號因素集:(1,2,3,4,6,12)。
設置符號
集合中的對象稱為元素 ,下列符號或約定與集合一起使用:
- 單個大寫字母用於識別集合 - 例如J,E或F ;
- 小寫字母或數字用於集合中的元素;
- 大括號{}表示集合中元素的列表;
- 逗號用於分隔集合元素。
因此,設置符號的例子是:
J = {木星,土星,天王星,海王星}
E = {0,2,4,6,8};
F = {1,2,3,4,6,12};
元素順序和重複
集合中的元素不必以任何特定的順序,因此上面的集合J也可以寫成:
J = {土星,木星,海王星,天王星}
要么
J = {海王星,木星,天王星,土星}
重複元素也不會更改集合,因此:
J = {木星,土星,天王星,海王星}
和
J = {木星,土星,天王星,海王星,木星,土星}
是同一套,因為它們只包含四個不同的元素:木星,土星,天王星和海王星。
集合和橢圓
如果在一個集合中存在無限或無限數量的元素,則使用省略號(...)來表示該集合的模式在該方向上永遠持續。
例如,自然數的集合從零開始,但沒有結束,所以它可以寫成如下形式:
{0,1,2,3,4,5, ... }
另一組沒有結束的特殊數字是一組整數。 因為整數可以是正數也可以是負數,但是該集合使用兩端的橢圓來表示該集合在兩個方向上永遠持續:
{ ... ,-3,-2,-1,0,1,2,3, ... }
橢圓的另一個用途是填充大集合的中間部分,例如:
{0,2,4,6,8, ..., 94,96,98,100}
省略號表明模式 - 僅偶數 - 通過該集的未寫入部分繼續。
特殊設置
經常使用的特殊設置使用特定的字母或符號進行標識。 這些包括:
- Ø或{} - 空集 - 一個不包含元素的集合;
- U - 通用集合 - 包含與特定集合定義有關的所有元素的集合;
- Z - 所有整數的集合: Z = { ... ,-3,-2,-1,0,1,2,3, ... };
- N - 自然數(正整數): N = {0,1,2,3,4,5, ... }。
名冊與描述性方法
寫出或列出一套集合中的元素,例如我們太陽系中的一組內部或陸地行星,被稱為名冊記號或名冊方法 。
T = {水銀,金星,地球,火星}
另一種識別集合元素的方法是使用描述性方法,該方法使用簡短語句或名稱來描述集合,例如:
T = {地球行星}
設置生成器表示法
名冊和描述性方法的另一種方法是使用set-builder符號 ,這是一種描述該集合元素遵循的規則(使其成為特定集合成員的規則)的簡寫方法。
大於零的自然數集合的建造者符號表示為:
{x | x∈N, x > 0 }
要么
{x:x∈N, x > 0 }
在set-builder表示法中,字母“x”是一個變量或占位符,可以用任何其他字母替換。
速記字符
用於設置構建器表示法的速記字符包括:
- 豎線或冒號( |或:字符) - 是分隔符讀取的;
- 小寫的epsilon( ∈字符) - 被讀作為元素;
- ∉字符 - 被認為不是一個元素。
所以, {x | x∈N, x > 0 }將被讀作:
“所有x的集合, 例如 x 是自然數集合中的一個元素, x大於0”。
集和維恩圖
維恩圖 - 有時被稱為集合圖 - 用於顯示不同集合的元素之間的關係。
在上圖中,維恩圖的重疊部分顯示了集合E和F(兩個集合共有的元素)的交集。
下面列出了該操作的設置生成器表示法(倒置的“U”表示相交):
E∩F= {x | x∈E , x∈F}
維恩圖角落中的矩形邊框和字母U代表此操作考慮的所有元素的通用集合:
U = {0,1,2,3,4,6,8,12}