集合有确定性、互异性、无序性三个特性。
我们说集合里的元素是确定的,那么想一想,一个集合可能有多少个元素呢?
答案是从0到正无穷都有可能。如果一个集合里没有元素,我们把它叫做“空集”。
又比如,所有的正整数可以组成一个集合,这个正整数集的元素个数就有无穷多个。类似地,自然数集、有理数集、实数集这些集合,元素也都有无穷多个。
上节课我们说了,你和你的同班同学其实也可以作为元素组成一个集合,集合里的元素是包罗万象的,但是我们数学里研究得最多的,还是数集和点集两种,意思就是集合的元素是数或者点。
一个元素在不在一个集合里,或者说元素a属于还是不属于集合A,我们用一个专门的符号来表示。这就是元素和集合之间的关系。我们可以根据一个集合的定义,判断某个元素是否属于这个集合。
举个例子,0这个数属于正整数集吗?很容易判断出来,不属于,0不是正整数。
上面是说元素和集合的关系,还有一个就是我们要判断集合与集合之间的关系。
比如一个集合A是你们学校的高三一班,元素是高三一班里的所有同学;集合B是高三年级,元素是高三年级的所有同学。那么我们会发现,这两个集合有包含的关系。就是集合B比集合A要大,集合A里的所有元素都在集合B里。因为一个同学只要是高三一班的,他当然就是高三年级的。
这种情况下,我们就说集合B包含集合A,或者说集合A包含于集合B。还有一种表述,集合A是集合B的子集。
要注意区分一下刚才说到的两个概念,就是属于和包含的区别。属于是说元素和集合的关系,包含是说集合和另一个集合的关系。
除了包含,两个集合还能有什么关系呢,大家思考一下?
思考的时候我们可以像上节课一样,画两个圈,分别代表集合A和B。那么画一画这两个圈,看看有哪几种位置关系,我们就知道两个集合可以有哪几种关系了。这种圈圈图其实有专门的名字,叫做Venn图。
比如刚才说的包含,就是一个大的圈包住了一个小的圈。
如果两个圈相互分离,没有重叠的部分,也就是没有任何公共的元素,这也是一种关系。
还有就是两个圈可能有一部分重叠。就是有一些元素既属于集合A又属于集合B,但集合A和集合B还各自有一部分独有的元素。
在这种情况下,我们就把这个圈的交叉部分定义为一个新的集合,叫做A与B的交集,写成“A∩B”。注意了,“A∩B”是一个集合,其中的元素就是集合A与集合B的公共元素。
除此之外我们还定义一个另一个新的集合,就是一个元素不管属于集合A还是属于集合B,我们都放到这个新的集合里,那么这个集合就叫做A与B的并集,写成“A∪B”。
好了,今天我们讲了元素和集合之间的关系,也就是属于或者不属于的关系。
还有集合和集合之间的关系,有一种是包含的关系。
更重要的是,集合的交集与并集:
由所有属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合,叫做A与B的交集;
由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,叫做A与B的并集。
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