不交并
不交并(disjoint union)是对两个或多个集合,将这些集合的元素复制为不同元素,并再次构成的新的集合。
在新的集合中,这些元素互不相同,一般用某种来源集合的下标表示。 由于下标本身有一定任意性,单独使用不交并的结果本身往往不具有意义,通常会和其他运算一同出现, 概念上作为一种保持各自集合内部结构、并忽略集合之间关系的并集使用。
定义
不相交并集 | |
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运算名称 | 不相交并集 |
运算符号 | [math]\displaystyle{ \sqcup }[/math],[math]\displaystyle{ \coprod }[/math] |
Latex | \sqcup , \coprod
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运算对象 | 集合 |
运算元数 | 2 |
运算结果 | 集合
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对集合 [math]\displaystyle{ A }[/math] 、 [math]\displaystyle{ B }[/math] ,定义集合 [math]\displaystyle{ (A \times \{0\}) \cup (B \times \{1\}) }[/math] ,叫做集合 [math]\displaystyle{ A }[/math] 与集合 [math]\displaystyle{ B }[/math] 的不相交并集(disjoint union),简称不交并,记作 [math]\displaystyle{ A \sqcup B }[/math]。
也有人使用 [math]\displaystyle{ A \uplus B }[/math] 、 [math]\displaystyle{ A ⊍ B }[/math] 等符号. 特别地,在范畴论中,不交并对应余积,因此在对应领域里也常用余积的符号 [math]\displaystyle{ A \coprod B }[/math] 。
注意:这个表示不唯一,重点是把原来的元素复制成不同的。比如 [math]\displaystyle{ (\{0\} \times A) \cup (\{1\} \times B) }[/math] 以及 [math]\displaystyle{ (A \times \{1\}) \cup (B \times \{2\}) }[/math] 之类的也有人会使用。
在表达上,通常不区分 [math]\displaystyle{ A }[/math] (或 [math]\displaystyle{ B }[/math] )中的元素和 [math]\displaystyle{ A\sqcup B }[/math] 中的元素,尽管增加了额外的标记,也仍然认为集合间存在包含映射;但是仍要认为 [math]\displaystyle{ A\sqcup B }[/math] 中对应元素互不相同,一个被标记了是 [math]\displaystyle{ A }[/math] 的元素,另一个被标记了 [math]\displaystyle{ B }[/math] 的元素。
⊔ | |
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字符 | ⊔ |
Unicode码位 | U+2294 Square Cup
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Latex命令序列 | \sqcup
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⊎ | |
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字符 | ⊎ |
Unicode码位 | U+228E Multiset Union
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Latex命令序列 | \uplus
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⊍ | |
---|---|
字符 | ⊍ |
Unicode码位 | U+228D Multiset Multiplication
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∐ | |
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字符 | ∐ |
Unicode码位 | U+2210 N-ary Coproduct
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Latex命令序列 | \coprod
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多元不相交并集
对集合 [math]\displaystyle{ A_1, A_2, \dots , A_n }[/math] ,定义集合 [math]\displaystyle{ (A_1 \times \{1\}) \cup (A_2 \times \{2\}) \cup \dots \cup (A_n \times \{n\}) }[/math] ,叫做这些集合的不相交并集(disjoint union),记作 [math]\displaystyle{ A_1 \sqcup A_2 \sqcup \dots \sqcup A_n }[/math] 。也记作 [math]\displaystyle{ \bigsqcup_{i=1}^n A_i }[/math] 。
对应地也被记作 [math]\displaystyle{ \biguplus_{i=1}^n A_i }[/math] 和 [math]\displaystyle{ \coprod_{i=1}^n A_i }[/math] 等。
在此基础上,1个集合的并集定义为集合自身,0个集合的并集定义为空集。
多个集合的并集与依次并集相同,所以不需要做区分。
指标集上的不相交并集
对指标集形式的集族 [math]\displaystyle{ A = \{A_i\}_{i\in I} }[/math] ,定义集合 [math]\displaystyle{ \bigcup_{i\in I} (A_i \times \{i\}) }[/math] ,叫做集族中全体集合的不相交并集(disjoint union),记作 [math]\displaystyle{ \bigsqcup_{i\in I} A_i = \bigsqcup \{A_i\}_{i \in I} }[/math] 。
对应地也记作 [math]\displaystyle{ \biguplus_{i\in I} A_i = \biguplus \{A_i\}_{i \in I} }[/math] 和 [math]\displaystyle{ \coprod_{i\in I} A_i = \coprod \{A_i\}_{i \in I} }[/math] 等。