离散数学是编程人员进阶的必修科目,是计算机专业学生的基础课程之一,多为理论性知识,较抽象。

【离散数学】第一章(集合论基础)的小节主要有:

在这篇中我们讨论1.2集合与元素的关系和1.3集合与集合之间的关系。

本两小节包括4个知识点——1.元素的性质,2.集合与元素的关系,3.集合与集合的关系,4.外延性定理。

离散数学第二版集合知识梳理(离散数学1.21.3集合与元素)(1)

元素(element)的性质

元素有三个性质,分别是:

一个元素与一个集合,只有两种关系,要么元素属于集合,要么元素不属于集合,没有第三种情况。

就像一个孩子和一位母亲,要么孩子是这位母亲生的,要么不是这位母亲生的,绝不可能两位母亲生出同一个孩子。

例如:对于元素a和集合A={1,2,b},就是a不属于A,数学表达为a∉A

对于元素b和集合C={7,9,b},就是b属于C,数学表达为b∈C

  • 无序性

集合内元素的排列是任意的,怎么排都可以。

与数组内的元素刚好相反,(数组是元素有序的集合)但是一般而言,我们喜欢按规律来排列。

例如:{a,b,c,d}和{b,a,d,c}两个集合是相等的,但是我们一般更喜欢第一种。

  • 互异性

同一个集合中有多个相同的元素只算1个,可以舍去多余,保留1个即可。即集合中的元素各不相同

例如:{1,2,2,3,a,a,b}和{1,2,3,a,b}两个集合是相等的,相同元素可以舍去。

集合与元素的关系
  • 基数(cardinal number)

一个集合内所有元素的个数称为基数,即为|A|或者cardA,其中A是集合名称

例如:集合B={7,8,9,a,b,c},那么|B|=6 (cardB=6)。

  • 从属关系(∈,∉)

如果一个元素a在集合A内,那么我们称或者a属于A,数学表达为:a∈A

反之,一个元素a不在集合A内,我们称为a不属于A数学表达就是:a∉A

注意:

一个集合的元素可以是另外一个集合。

A={2,6,a},B={1,3,{2,6,a},c}

此时集合A是集合B的一个元素。

集合与集合的关系
  • 包含关系

集合A与集合B,如果集合B中的任一元素都能在集合A中找到,那么我们称为B被A包含,或者说A包含B,数学表示为:B⊆A

离散数学第二版集合知识梳理(离散数学1.21.3集合与元素)(2)

  • 子集(subset)

如果B包含A,那么称A是B的子集。

反之,集合A有元素不能在集合B中找到,那么称为A不被B包含,或者B不包含A,数学表示为:A¢B

假设集合G表示“在广州的人”,集合D表示“在广东的人”,那么每一个“在广州的人”一定都能从“在广东的人”中找到,即为G中任一元素都能在D中找到,所以D包含G(G被D包含)。反之,“在广东的人”不一定在“在广州的人”中,可能去了广东其他地方,所以G不包含D(D不被G包含)

  • 真包含关系

如果集合A包含集合B,但是集合B不包含集合A,那么我们称B被A真包含,或者A真包含B ,数学表示为B⊂A

  • 真子集(proper subset)

如果A真包含B,那么称B是A的真子集

还是用集合G表示“在广州的人”,集合D表示“在广东的人”,我们知道D包含G,G不包含D,所以D真包含G

  • 相等关系

如果集合A包含集合B,且集合B包含集合A,那么我们称集合A与集合B相等,数学表达为A=B

外延性定理

通过集合间的相等关系,我们得到一个结论:两个集合相等的充分必要条件是两个集合相互包含

外延性定理:两个集合相等,当且仅当他们有相同的元素。

离散数学第二版集合知识梳理(离散数学1.21.3集合与元素)(3)

  • 证明集合相等

先证:A⊆B(∀x∈A,......,x∈B所以...)再证:B⊆A(∀x∈B,......,x∈A所以...)由上两式知:A=B。

离散数学第二版集合知识梳理(离散数学1.21.3集合与元素)(4)

以上便是1.2&1.3小节集合与元素,集合与集合之间的关系的全部内容。如果对您有帮助的话,可以点一个赞。如有错误,感谢指出。

本小节内容较为简单且基础,下次我们继续介绍1.4&1.5小节——特殊的集合和集合的计算。

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