集合

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集合
术语名称 集合
英语名称 set
别名
元素
术语名称 元素
英语名称 element

集合(set),指由零个、一个或多个无序、不重复、确定的对象所构成的整体,构成集合的对象被称为元素(element)。

在命名中,集合通常简称为,如数的集合称为数集、点的集合称为点集。

注:以上定义为朴素集合论的常见定义,在公理化集合论(如 ZF 公理系统)中,需要按照对应系统中的公理定义集合。

集族
术语名称 集族
英语名称 family of sets

特别地,集合的集合也称为集族(family of sets)。

性质

在朴素集合论中,集合具有以下几个基本性质:

  1. 确定性:集合中的每个元素都是确定的,即给定一个元素,它要么属于集合,要么不属于集合。
  2. 互异性:集合中的元素互不相同,即每个元素在集合中只能出现一次。
  3. 无序性:集合中的元素之间没有固定的顺序。

表示

集合可以用多种方式表示。常见的表示方法包括列举法、描述法、符号法等。

  1. 列举法:列举法是将集合中的所有元素逐一列举出来,用大括号括起来表示集合。例如,集合 [math]\displaystyle{ \{ 1, 2, 3 \} }[/math] 表示包含元素 1 、 2 和 3 的集合。
  2. 描述法:描述法是用一个性质来描述集合中的所有元素。描述法的一般形式为 [math]\displaystyle{ \left\{ x \in U \mid P(x) \right\} }[/math] ,也有人写作 [math]\displaystyle{ \left\{ x \in U: P(x)\right\} }[/math] ,其中 [math]\displaystyle{ P(x) }[/math] 表示 [math]\displaystyle{ x }[/math] 满足的性质(一元谓词),

读作“满足 [math]\displaystyle{ P(x) }[/math] 的所有 [math]\displaystyle{ x }[/math] (属于 [math]\displaystyle{ U }[/math])” (“(the set of) all [math]\displaystyle{ x }[/math] (in [math]\displaystyle{ U }[/math]) such that [math]\displaystyle{ P(x) }[/math]”)或“这样的 [math]\displaystyle{ x }[/math] (属于 [math]\displaystyle{ U }[/math])满足 [math]\displaystyle{ P(x) }[/math]”。 例如,集合 [math]\displaystyle{ \left\{ x \mid x \gt 0 \right\} }[/math] 表示所有大于0的数构成的集合。不需要额外指明范围时,竖线前的范围 [math]\displaystyle{ \in U }[/math] 可省略。竖线前的元素(称为代表元)的格式可以是代数式,如偶数集可表示为 [math]\displaystyle{ \{2x\mid x\in\mathbb{Z}\} }[/math]

  1. 符号法:符号法是用符号来表示集合。集合通常使用大写字母,如 [math]\displaystyle{ A }[/math] 等。同时,特定的符号代表特定的集合。

例如, [math]\displaystyle{ \mathbb{N} }[/math] 表示自然数集合, [math]\displaystyle{ \mathbb{Z} }[/math] 表示整数集合, [math]\displaystyle{ \mathbb{Q} }[/math] 表示有理数集合, [math]\displaystyle{ \mathbb{R} }[/math] 表示实数集合等。

  1. Venn 图:图形中,用圆圈代表集合,点表示集合中的元素。

符号

表述一个集合时,通常使用 A、B、C 等大写字母;表述其中元素时,通常使用 a、b、c 等小写字母。 对于几何相关的语境,由于往往使用小写字母代表几何图形(点集),大写字母代表点,此时会交换大小写字母的使用。

图示

主条目: Venn 图

关系和运算

集合
特殊集合 空集 [math]\displaystyle{ \varnothing }[/math]全集
关系 成员关系/属于 [math]\displaystyle{ \in }[/math]
包含关系/子集/超集 [math]\displaystyle{ \subseteq }[/math]、真包含关系/真子集/真超集 [math]\displaystyle{ \subset }[/math]相等关系 [math]\displaystyle{ = }[/math]
运算 基础运算 交集 [math]\displaystyle{ \cap }[/math]并集 [math]\displaystyle{ \cup }[/math]补集 [math]\displaystyle{ \bullet^\complement }[/math]差集 [math]\displaystyle{ \setminus }[/math]
复合运算 对称差集 [math]\displaystyle{ \triangle }[/math]
笛卡尔积运算 笛卡尔积 [math]\displaystyle{ \times }[/math]、笛卡尔幂 [math]\displaystyle{ \bullet^n }[/math]幂集 [math]\displaystyle{ \mathcal{P}(\bullet) }[/math]/[math]\displaystyle{ 2^\bullet }[/math]映射的集合 [math]\displaystyle{ \bullet^\bullet }[/math]
不交并运算 不相交并集 [math]\displaystyle{ \sqcup }[/math]
商运算 商集 [math]\displaystyle{ \bullet/\sim }[/math]

全部搜索结果

以下是本 wiki 中通过搜索页面结构化数据聚合的列表,仅供参考。

搜索到相关的特殊值:

页面名称对象类型
0-元组#0-元组集合0-元组集合集合
空集#空集空集集合
全集#全集全集集合
二值变量#二值集合二值集合集合
复数集#复数集复数集集合
实数集#实数集实数集集合
整数集#整数集整数集集合
有理数集#有理数集有理数集集合
自然数集#自然数集自然数集集合

搜索到相关的关系:

页面关系名称关系对象关系元数
包含关系#包含关系(子集关系)包含关系(子集关系)集合2
包含关系#包含关系(超集关系)包含关系(超集关系)集合2
包含关系#真包含关系(真子集关系)真包含关系(真子集关系)集合2
包含关系#真包含关系(真超集关系)真包含关系(真超集关系)集合2
不相交#不相交关系不相交关系集合2
成员关系#成员关系成员关系集合
数学对象
2
成员关系#成员关系(否定)成员关系(否定)集合
数学对象
2
基数#等势等势集合2
相等关系(集合)#相等关系相等关系集合2

搜索到相关的运算:

页面运算名称运算对象运算元数运算结果
并集#并集并集集合2集合
补集#补集补集集合2集合
不交并#不相交并集不相交并集集合≥0集合
笛卡尔积#笛卡尔积笛卡尔积集合
自然数
≥0
2
集合
差集#差集差集集合2集合
对称差#对称差对称差集合2集合
广义并#广义并广义并集族1集合
广义交#广义交广义交集族1集合
基数#基数基数集合1基数
交集#交集交集集合2集合
幂集#幂集幂集集合1集族
商集#商集商集集合
关系
2集族
限制、延拓(映射)#限制映射/限制函数限制映射/限制函数集合
映射
2映射

琐事

元素类型

在标准集合论中,集合中的元素可以是任何对象。 但是为了便于讨论,在实际场景中,一般默认集合中的元素来自同一个范围(称为论域、全集),或者通俗地说,有着一致的“类型”,比如所有元素都是数、都是平面几何图形等。