Множества и элементарные операции над множествами

Математический анализ

Мы будем использовать следующие символы математической логики:

для обозначения соответственно отрицания «не» и связок «и», «или» (здесь союз «или» не разделительный), «следует» и «равносильно».

Символ будет обозначать у нас «равно по определению».

Мы будем также использовать логические символы: квантор общности (вместо слов «любой», «всякий») и квантор существования (вместо слов «существует», «найдется»). Знаком будем заменять выражение «существует и единственно», а двоеточием «:» слова «такое, что».

Множества и элементарные операции над множествами

Под множествами понимаются собрания элементов любой природы. Множество, не содержащее элементов, называют пустым множеством и обозначают символом . Тот факт, что элемент принадлежит множеству записывается как , если не принадлежит, то пишут .

Если - элемент множества, а - обозначение того, что он обладает свойством , то через , будем обозначать все элементы, обладающие свойством .

Множества называются равными , если они состоят из одних и тех же элементов, если все элементы множества содержатся в , то пишут :

.

Тогда

.

Пусть и - подмножества множества . Определим простейшие операции над множествами: объединение - (множество, состоящее из всех элементов, содержащихся в или в ):

;

пересечение - (множество, состоящее из всех элементов, содержащихся как в , так и в ):

;

разность между множествами (множество, состоящее из всех элементов, которые принадлежат , но не принадлежат ):

.

Разность между множеством и его подмножеством называют дополнением в и обозначают или , когда ясно, в каком множестве ищется дополнение.

Прямое (декартово) произведение множеств и - это множество упорядоченных пар таких, что принадлежит , а - :

.

Если , то пишут .

Пример. Утверждение - «число делится на 4», а - «число - четное». Очевидно, что , при этом делимости на 4 достаточно для четности числа, но вовсе не… Эти утверждения можно записать с кванторами следующим образом: - с кванторами: ;

Бином Ньютона

, где - биномиальные коэффициенты, равные числу сочетаний из по . Доказательство. 4При равенство очевидно. Предположим, что формула верна для , то есть