理论教育 数理逻辑中的集合表示方法

数理逻辑中的集合表示方法

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:约定:在本章中,我们用大写字母A,B,C,…,X,Y,Z(或加下标)表示集合或集,用小写字母a,b,c,…

数理逻辑中的集合表示方法

约定:在本章中,我们用大写字母A,B,C,…,X,Y,Z(或加下标)表示集合或集,用小写字母a,b,c,…,x,y,z(或加下标)表示集合的元素.常用的特殊集合可以用专门的记号表示.如:

例1.4 用N表示全体自然数的集合,用I表示整数集合,用Q表示有理数集合,用R表示实数集合.

定义1.2 如果a是集合A的元素,记作a∈A,读作a属于A;如果a不是集合A的元素,记作aA,读作a不属于A.符号∈表示隶属关系.

例1.5 由于N表示全体自然数的集合,所以,0∈N,3∈N,n∈N,但

我们这里所讨论的集合,都具有确定性的特征.也就是说,一个元素是否属于某个集合是可以判定的.“是”或“不是”二者必居其一且只居其一.亦即,对于任意的x和A,x∈A和xA二者必居其一且只居其一.例如,在全体偶数组成的集合中,0,2,4,…都是它的元素,而1,3,5,…都不是它的元素.

一个集合是由它的元素确定的.也就是说,当构成集合的元素给定之后,这个集合也就随之确定.因此,描述一个集合,只要描述它的元素就行了.常用的表示集合的方法有以下两种:

(1)列举法:这种方法是将集合中的全体元素枚举出来,元素之间用逗号隔开,然后用花括号{}括起来.如{真,假}表示由真和假两个元素组成的集合.设A是由最小的4个自然数组成的集合,那么A可以记作{0,1,2,3}.一般地,如果集合A有n个元素a1,a2,…,an,那么记作

A={a1,a2,…,an}.

(2)描述法:设φ(x)表示某个与x有关的性质,A为满足φ(x)的一切x组成的集合,则A可记作

A={x|φ(x)}.

例如,令A表示全体奇数的集合,则A={x|x是奇数};令B表示由0至2中最小素数的集合,则B={x|x∈N并且0≤x≤2},即B={2};令C表示全体偶数的集合,则C={x|x是偶数}或者C={x|x=2n并且n∈N}.(www.daowen.com)

关于集合的表示方法需要注意以下几点:

(1)一个集合中的元素应是互不相同的,因而在集合{a,b}中,a≠b.集合{a,a}仅表示以a为元素的单元集{a},即{a}就是{a,a}.

(2)集合中的元素不规定顺序,因而{a,b}就是{b,a}.所以,我们习惯上把{a,b}叫做无序对集.

(3)集合的两种表示法有时可以互相转化.这一点我们在前面已经看到.0至2中最小素数的集合既可以表示成{2},又可以表示成{x|x∈N并且0≤x≤2}.但用性质来刻画集合是最基本的方法.

(4)集合的元素本身还可以是一个集合.如A={1,{1}},这里1和{1}都是集合A的元素,但{1}本身又是由数1做成的单元素集.又如,B={a,b,{a,b}}.

(5)集合的元素可以是具体的对象,如:{鲁迅、巴金},{太阳,月亮};也可以是抽象的,如:{a,b},{x,y}.甚至在一个集合中,允许一些元素是具体的,另一些元素是抽象的.如:{a,b,鲁迅,巴金}.

(6)全体集合的整体是一个类,不是集合,并规定用V表示.

集合以及集合之间的关系可以用图形表示,这种图形称为文氏(Venn)图.文氏图是用一个简单的平面区域来代表一个集合,如图1-1.集合的元素用区域内的阴影表示.

图1-1

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