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1、现代数学中,每个对象(如数,函数等)本质上都是集合,都可以用某种集合来定义,数学的各个分支,本质上都是在研究某一种对象集合的性质。集合论的特点是研究对象的广泛性,它也是计算机科学与工程的基础理论和表达工具,而且在程序设计,数据结构,形式语言,关系数据库,操作系统等都有重要应用。集合论是研究集合一般性质的数学分支,它的创始人是康托尔(,18451918)。在集合论简介 内容:集合,元素,子集,幂集等。重点:(1)掌握集合的概念及两种表示法,(3)掌握子集及两集合相等的概念,(4)掌握幂集的概念及求法。(2)常见的集合 和特殊集合,第三章 集合第一节 集合的基本概念 一、集合的概念。1、集合一些确
2、定的对象的整体。集合用大写的字母标记 其中的对象称元素,用小写字母标记 表示集合 含有元素注意:(1)或(2)集合中的元素均不相同 表示同一个集合。(3)集合的元素可以是任何类型的事物,一个集合也可以作为另一个集合的元素。例如:2、集合的表示法。(1)列举法(将元素一一列出)例如:(2)描述法(用谓词概括元素的属性)例如:一般,用描述法表示集合 3、常见的一些集合。4、集合间的关系。(1)的子集,记 为为的真子集,记 5、特殊的集合。空集(2)对任意集合有(3)两集合相等,记作全集)(或(为任一集合)例1、选择适当的谓词表示下列集合。(1)小于5的非负整数集(2)奇整数集合(3)10的整倍数集
3、合,(4)例2、确定下面命题的真值:(1)真值 真值(2)(3)真值(4)真值(5)真值(6)真值(7)真值(8)真值 例3、有可能,且 为集合,若吗?吗,有可能解:两种情形都有可能。设,则。,有又设,则。,但二、幂集。1、子集。元 个元素的集合)的元集(例如:为3元集。0元子集:(只有一个),1元子集:个),(共2元子集:个),(共3元子集:个)。(共一般,个。元集共有子集解:2、集合的幂集,记的全体子集为元素的集合。例4、。,求若个元素。有 个元素,则有例5、求以下集合的幂集。(1)解:(2)解:(3)解:(4)解:(5)解:内容:集合的运算,文氏图,运算律。重点:(1)掌握集合的运算(2
4、)用文氏图表示集合间的相互关系和运算,(3)掌握基本运算律的内容及运用。第二节 集合的运算一、集合的运算。,相对补集集合,的并集交集,对称差。绝对补集,(当 不交)时,称以上定义加以推广,(其中 为全集),(1)(2)(3)(4),求出以下集合。,例1、设,(5)(6)(7)(8)1、文氏图。(2)矩形内的圆表示集合,(1)用大矩形表示全集,二、文氏图。(3)除特殊情形外,一般表示两个集合的圆是相交的,(4)圆中的阴影的区域表示新组成的集合。2、用文氏图表示集合的有关运算。例2、用文氏图表示下列集合。(1)(2)(3)(4)例3、用集合公式表示下列文氏图中的阴影部分。(1)解:(2)解:三 包
5、含排斥定理 设 和 是两个有限集合,则,其中 分别表示、的元数 把包含排斥定理推广到 个集合的情况可用如下定理表述:设 为有限集合,其元数分别为,则例4 求从1到500之间能被2,3,7任何一个数整除的整数的个数 例5 有100名程序员,其中47名熟悉FORTRAN语言,35名熟悉PASCAL语言,23名熟悉这两种语言问有多少人对这两种语言都不熟悉?1、幂等律:,2、结合律:,3、交换律:,4、分配律:,第三节 集合的运算性质5、同一律:,6、零律:,7、互否律:(排中律),(矛盾律)8、吸收律:,9、德摩根律:10、双重否定律:以上恒等式的证明思路:欲证。,即证对任意故 例4、证明分配律。证
6、明:对任意,除基本运算外,还有以下一些常用性质(证明略)13、14、15、12、11、,16、17、18、19、20、“”的交换律“”的结合律故 例5、证明:(第14条)证明:对任意,证明:例6、证明。例7、化简 所以原式化简为 解:因为,所以,又因为所以,又 最后,原式化简为。例8、设为假的各有哪些?(1)(2)(3)的子集,以下命题中为真,均为真命题假命题真命题一、笛卡儿积。1、有序对,记。特点:(1),时,(2)。有序。,记 元组第四节 序偶与笛卡儿积2、有序 元组 是一个有序对,其中第一个元素是一个有序元组,一个有序 元组记作 即2、笛卡儿积。定义:集合。的笛卡儿积,记作 和例1、,求
7、。,解:当且仅当 例2、设。,求解:(2)笛卡儿积是集合,有关集合的运算都适合。(3)一般,。注意:(1)若则元集,是 元集,是元集。为3、笛卡儿积。阶特别,当记为时,。如,例3 设 试求:(1);(2);(3)。解:(1)(2)(3)笛卡儿积运算具有以下性质:1若 中有一个空集,则它们的笛卡儿积是空集,即2当 且 都不是空集时,有3当 都不是空集时,有4笛卡儿积运算对 或 运算满足分配律,即(1)(2)(3)(4)例4、证明:证明:对任意,故。一、集合的基本概念。1、基本概念。元素和集合的属于关系;有限集和无限集;子集和真子集;集合的相等;空集和全集;幂集。2、应用。(1)用集合的两种表示法
8、表示集合。(2)求给定集合的幂集。第三章 小结与例题 二、集合的基本运算与性质。1、基本概念。交集,并集,差集,补集,对称差集;文氏图;基本运算律。2、应用。(1)用文氏图表示集合间的相互关系和运算。(2)运用基本运算律进行证明,化简等。三 序偶与笛卡儿积表示计算机科学系学生的集合,表示二年级大学生的集合,表示数学系学生的集合,表示选修离散数学的学生的集合,表示爱好文学的学生的集合,表示爱好体育运动的学生的集合,用集合交集,并集和包含关系表示:(1)所有计算机科学系二年级的学生都选修离散数学,解:例1、设表示一年级大学生的集合,(2)数学系的学生或者爱好文学或者爱好体育运动,解:(3)数学系一
9、年级的学生都没有选修离散数学,解:(4)只有一、二年级的学生才爱好体育运动,解:(5)除去数学系和计算机科学系二年级的学生外都不选修离散数学。解:(1)解:解:例2、设,确定在以下条件下集合相等?中哪个 可能与,(2),但解:或(4)若解:或例2、设,确定在以下条件下集合相等?中哪个 可能与,(3)且解:与其中任何集合都不相等 例2、设,确定在以下条件下集合相等?中哪个 可能与,(5)若 且例3、简要说明:举出它们的元素和子集。的区别,与子集有解:是无任何元素的集合,是以集合为元素的集合,元素为。,子集有例4、设,问上述集合中有哪些是相等的。解:(1)解:结论不一定成立。例5、设是集合,证明或
10、反驳下列断言。若则有,但若则有,。(2)解:结论不一定成立。例5、设是集合,证明或反驳下列断言。若则有,但若则有,。(3)解:结论成立。由因。有知:故。例5、设是集合,证明或反驳下列断言。(1),有 证明:设 例6、设为任意集合,证明:又,即有,故所以。例6、设 为任意集合,证明:(2)证明:设,有 又,故即,所以。例7、求下列集合的基数和每个集合的幂集。(1)解:基数2,幂集为:(2)解:基数3,幂集为:(1)2,4,6,8 解:例8、设试用其中:表示下述集合。(2)3,6,9 解:例8、设试用其中:表示下述集合。(3)10 解:例8、设试用其中:表示下述集合。解:例8、设试用其中:表示下述集合。(4)是偶数例8、设试用其中:表示下述集合。(5)是奇数)是正偶数)解:例8、设试用其中:表示下述集合。(1)所有奇数的集合;解:(2)解:例 9、都是 表示下列集合。和的子集,试用(3)解:(4)解:例 9、都是 表示下列集合。和的子集,试用