集合、常用邏輯用語是現代數學的基本語言,集合可以幫助我們比較準確、的刻畫研究對象,常用邏輯用語可以幫助我們刻畫研究對象之間的邏輯關係,它們既可以幫助我們梳理學過的知識,又是我們進一步學習的基礎。
1.1概念與表示
一般的我們把指定的某些對象的全,體稱為集合。通常用大寫英文字母A,B,C,…表示。集合中的每一個對象叫做這個集合的元素,通常用小寫英文字母a,b,c,…表示
例如,正整數123可以組成一個集合,這個集合有三個元素,分別是123;全體正奇數也可以組成一個集合,這個集合,有無窮多個元素,7,9,11是它的一部分元素。
一個集合確定後,任何一個對象是或不是這個集合的元素就確定了。如果元素a在集合A中,就說元素a屬於集合A,記作a∈A;如果元素a不在集合A中,就說元素a不屬於集合A,記作a¢A。
例如,若集合A是小於10的所素數組成的集合,則2∈A,6¢A
規定:一個集合中的任何兩個元素都不相同。也就是說,集合中的元素沒有重複。
數的集合簡稱數集。以下是常用的數據及其記法。
全體自然數組成的集合簡稱自然數集,記作N; 全體正整數組成的集合簡稱正整數集,記作大寫字母N加號作底數; 全體整數組成的集合簡稱整數集,記作Q;
全體正實數組成的集合簡稱正實數集,記作大寫字母R加號為底數。
例如,0∈N,-3∈Z,0.168∈Q,三分之一∈Q,√3¢Q,根號3∈R,π∈R
集合的表示方法常用有列舉法,描述法。
列舉法是把集合中的元素一一列舉出來,在花括號“{}”內表示集合的方法,一般可將集合表示為{a,b,c,…}
例如,20以內所有素數的集合B用列舉法可以表示為B\u003d{2,3,5,7,11,13,17,19}。用列舉法表示集合時,元素排列的順序可以不同,例如{4,5,6}也可以寫成{4,6,5},{5,4,6},{5,6,4},{6,4,5},{6,2,4}.這些都表示同一個集合。
有時,無法將集合的元素一一列舉出來,例如,由大於3且小於10的所有實數組成的集合.這時,可以用描述法表示集合。
通過描述元素滿足的條件表示集合的方法叫做描述法。一般將集合表示為{x及x的範圍|x滿足的條件},其在花括號內先寫出集合中人數的一般符號及範圍,再畫一條豎線“|”,在數線後寫出集合中元素所具有的共同特征。
例如,所有偶數組成的集合可以表示為E\u003d{x∈R|ⅹ\u003d2n,n∈Z},這裏的“x∈R”可由“n∈Z”推得,是明確的,這種情況下,“x∈R”通常可簡寫為“x”,即此集合也可以表示為C\u003d{x|x\u003d2n,n∈Z};函數y\u003d2x圖線上的所有點組成的集合可以表示為E\u003d{(x,y)|y\u003d2x,x∈R}·
在具體問題中,應根據實際需要選擇適當的方法來表示集合。例如,方程X+1\u003d0的解集C,既可以用列舉法表示為C\u003d{-1},也可以用描述法表示為C\u003d{X+1\u003d0}
含有有限個元素的集合叫做有限集,如集合{1-2};含有無限個元素的集合叫做無限集,如整數集Z。
我們把不含任何元素的集合叫做空集。
設a,b是兩個實數,且a<b,,則集合{x|a≤x≤b},也可以用符號[a,b]表示,其他類似情況如下,以下表示集合的符號都稱為區間。
定義 符號
{x|a≤x≤b} [a,b]
{x|a<x<b} (a,b)
{x丨a≤x<b} [a,b)
{x丨a<x≤b} (a,b]
這裏的實數a,b稱為區間的端點,[a,b]稱為b區間,(a,b)稱為開區間,[a,b),(a,b]稱為半開半閉區間。在數軸上表示區間時,用實心表示屬於區間的端點,用空心表示不屬於區間的端點。
定義 符號
{x丨x≥a} [a,十∞)
{x|x>a} (a,十∞)
{x|x≤b} (一∞,b]
{x|x<b} (一∞,b)
這裏的符號“∞”讀作無窮大,一∞讀作負無窮大,十∞讀作正無窮大。