几乎每个人都知道集合是什么,甚至是孩子。它们是许多人认为他们“只知道”的概念之一,即使他们无法正确定义它。这是因为我们在日常生活中每天都使用布景,没有布景就很难正常工作。例如,您可能会将集合视为一群朋友、书架上的一组书籍或工具箱中的一组工具。
但是,让一个普通人来定义什么是集合,就会出现问题。他们可能将其定义为一组对象、想法或生物。好吧,那什么是群呢?该定义最终可能会变成一个充满循环逻辑的兔子洞。
问题是集合的概念本身是一个相当抽象的概念,没有物理形式。集合是一个基本的数学概念,几乎是所有现存数学“类型”的核心。
由于他们的天性,他们非常强大和多才多艺。无论您是经验丰富的数学家还是刚刚开始探索数学世界,集合都是您需要了解的基本概念。
那么,让我们深入了解集合的世界,发现是什么让它们不仅在数学世界,而且在您的生活中成为如此重要的工具!
什么是集合?我将避免深入探讨公理化理论,而只是简单地说明集合是不同元素的集合。事实上,描述一个集合的唯一方法是完整而明确地描述它的所有元素。在数学中,我们通常用大写字母表示集合:
A
和带有小写字母的元素。例如,如果 x 是 A 的一部分,我们将按以下方式编写。
x∈A _ _
这个符号 ∈ 的意思是“是...的成员”。
集合通常通过将元素括在花括号中来表示,例如 {1, 2, 3} 是包含数字 1、2 和 3 的集合。集合在数学中广泛使用,从描述方程的解,到图上的点到组的成员。
有用的知识:子集子集是包含在另一个集合中的集合。令A和B为集合。如果A的每个元素也是B的元素,则我们说A被B包含。了解这一点很重要。
具体来说,在这种情况下,A 是 B 的子集。或者:
A ⊆ B或B ⊇ A
这里有一个有用的记忆技巧:标志的“嘴巴”从哪条路出来就是子集。
有趣的事实:用 ∅ 表示的空集是每个集合的子集。的证明可能有点令人困惑,所以我不会在这里包括它,但如果您对集合感兴趣,请务必记住这一点以备后用。
那么,我们如何从数学上说两个集合是等价的呢?
如果A和B是集合,并且A = B,则A ⊆ B和B ⊆ A
用简单的英语来说,如果两个集合相等,那么它们是彼此的子集。这称为集合相等性原则,在所有类型的证明中都非常有用。
最后要记住的一件事:
有用的知识:定义如果A和B是集合且A ⊆ B但A ≠ B,则A是B的真子集,我们可以写为A ⊂ B。
并非所有集合在数学中都具有相同的权重,有些集合重要到足以附上自己独特的符号。这些是每个数学爱好者都应该知道的 VIP:
N — 自然数集(正整数,包括ISO 80000–2定义的零)
Z — 整数集(正整数和负整数,包括零)
Q — 有理数集(可写为 m/n,其中 m、n ∈ Z且 n ≠ 0)
R — 实数集(Q加上所有无理数。这个集比Q大很多很多)。
C — 复数集(R 加上带有虚部的数)
你可能已经猜到了,
N ⊆ Z ⊆ Q ⊆ R ⊆ C
希望您准备好迎接更多!集合是数学中最基本的概念之一,理解它们对于任何有兴趣探索这个世界的人来说都是至关重要的。
除了直观易懂之外,它们现在比以往任何时候都更加相关。从数据分析和密码学到人工智能和机器学习,它们被广泛用于现代应用。
所以,让我们拥抱集合的力量,用它们来解开宇宙的秘密吧!有了它们在我们的工具包中,可能性是无限的,而我们的旅程才刚刚开始。