并集
基本定义
若 A 和 B 是集合,则 A 和 B 并集是有所有 A 的元素和所有 B 的元素,而没有其他元素的集合。 A 和 B 的并集通常写作" A ∪ B "。形式上:
举例: 集合{1, 2, 3}和{2, 3, 4}的并集是{1, 2, 3, 4}。数9 不 属于素数集合{2, 3, 5, 7, 11,…}和偶数集合{2, 4, 6, 8, 10,…}的并集,因为9既不是素数,也不是偶数。
更通常的,多个集合的并集可以这样定义: 例如, A , B 和 C 的并集含有所有 A 的元素,所有 B 的元素和所有 C 的元素,而没有其他元素。形式上:
代数性质
二元并集(两个集合的并集)是一种结合运算,即A ∪( B ∪ C ) =( A ∪ B )∪ C 。事实上, A ∪ B ∪ C 也等于这两个集合,因此圆括号在仅进行并集运算的时候可以省略。
相似的,并集运算满换律,即集合的顺序任意。
空集是并集运算的单位元。即{} ∪ A = A ,对任意集合 A 。可以将空集当作零个集合的并集。
结合交集和补集运算,并集运算使任意幂集成为布尔代数。例如,并集和交集相互满足分配律,而且这三种运算满足德·摩根律。若将并集运算换成对称差运算,可以获得相应的布尔环。
无限并集
最普遍的概念是:任意集合的并集。若 M 是一个集合的集合,则 x 是 M 的并集的元素,当且仅当存在 M 的元素 A , x 是 A 的元素。即:
M 可以称作集合的搜集(collection of sets)或者集合空间(system of sets) , M 的并集是一个集合,这就是公理集合论中的并集公理。
例如: A ∪ B ∪ C 是集合{ A , B , C }的并集。同时,若 M 是空集, M 的并集也是空集。有限并集的概念可以推广到无限并集。
上述概念有多种表示方法:
集合论者简单地写
而大多数人会这样写
后一种写法可以推广为
表示集合 { A i : i ∈ ∈ --> I } {\displaystyle \{A_{i}\ :\ i\in I\}\ } 的并集。这里 I 是一个集合, A i 是一个 i 属于 I 的集合。
在索引集 I 是自然数集合的情况下,上述表示和求和类似:
同样,也可以写作" A 1 ∪ A 2 ∪ A 3 ∪ ···". (这是一个可数的集合的并集的例子,在数学分析中非常普遍;参见σ-代数)。最后,要注意的是,当符号"∪"放在其他符号 之前 ,而不是 之间 的时候,要写的大一些。
交集在无限并集中满足分配律,即
结合无限并集和无限交集的概念,可得
参考
朴素集合论
交集
补集
对称差
不交并
布尔逻辑
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