理论教育 数理逻辑的集合运算关系

数理逻辑的集合运算关系

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:设E相对于集合A,B和C是全集,A,B和C为E的任意子集,则集合的运算具有下面的性质:(1)幂等律 A∪A=A,A∩A=A;(2)结合律 (A∪B)∪C=A∪(B∪C),(A∩B)∩C=A∩(B∩C);(3)交换律 A∪B=B∪A,A∩B=B∩A;(4)分配律 A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C),A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C);(5)空集律 A∪=A,A∩=;(6)全集吸收律 A∪E=

数理逻辑的集合运算关系

设E相对于集合A,B和C是全集,A,B和C为E的任意子集,则集合的运算具有下面的性质:

(1)幂等律 A∪A=A,A∩A=A;

(2)结合律 (A∪B)∪C=A∪(B∪C),

(A∩B)∩C=A∩(B∩C);

(3)交换律 A∪B=B∪A,A∩B=B∩A;

(4)分配律 A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C),

A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C);

(5)空集律 A∪∅=A,A∩∅=∅;

(6)全集吸收律 A∪E=E,A∩E=A;

(7)排中律 A′∪A=A∪A′=E;

(8)矛盾律 A∩A′=A′∩A=∅;

(9)吸收律 A∪(A∩B)=A,A∩(A∪B)=A;

(10)德·摩根律 (A∪B)′=A′∩B′,(A∩B)′=A′∪B′;

(11)余补律 ∅′=E,E′=∅;

(12)双重否定律 (A′)′=A.(www.daowen.com)

下面给出交的结合律、交换律和德·摩根律的证明.

(1)关于(A∩B)∩C=A∩(B∩C)的证明如下:

由定义2.2,对任意的x,x∈(A∩B)∩C,则x∈A∩B并且x∈C.由此可得:(x∈A并且x∈B)并且x∈C.由此可得:x∈A并且(x∈B并且x∈C).由定义2.2可得:x∈A并且x∈B∩C.再利用定义2.2得:x∈A∩(B∩C).因此,(A∩B)∩C⊆A∩(B∩C).同理可证:A∩(B∩C)⊆(A∩B)∩C.故:(A∩B)∩C=A∩(B∩C).

说明交的结合律成立的文氏图见图1-8.

图1-8

(2)关于A∩B=B∩A的证明如下:

由定义2.2,对任意的x,x∈A∩B,则x∈A并且x∈B.由此得:x∈B并且x∈A.再由定义2.2得:x∈B∩A.因此,A∩B⊆B∩A.同理可证:B∩A⊆A∩B.故:A∩B=B∩A.

(3)关于(A∪B)′=A′∩B′的证明如下:

由定义2.5,如果x∈(A∪B)′,则xA∪B,即xA并且xB,亦即x∈A′并且x∈B′,因此x∈A′∩B′,所以(A∪B)′⊆A′∩B′.反之,如果x∈A′∩B′,由定义2.2得,x∈A′并且x∈B′.利用定义2.5得:xA并且xB,所以xA∪B,再由定义2.5得:x∈(A∪B)′,于是A′∩B′⊆(A∪B)′.综前所述:(A∪B)′=A′∩B′.

说明并的德·摩根律成立的文氏图见图1-9.

图1-9

其他算律的证明,留给读者练习.

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