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)。 集合有时简称

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

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。

  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 \mid P(x) \right\} }[/math],其中[math]\displaystyle{ P(x) }[/math]表示[math]\displaystyle{ x }[/math]满足的性质。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。
  3. 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。
  4. 维恩图: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,由于集合中往往使用小写字母代表几何图形(点集),大写字母代表点,所以会反过来。

图示

主条目:维恩图

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)/2^\bullet }[/math]映射的集合[math]\displaystyle{ \bullet^\bullet }[/math]
不交并运算 不交并[math]\displaystyle{ \sqcup }[/math]
商运算 商集[math]\displaystyle{ \bullet/\sim }[/math]

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集族
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幂集集合集族
并集集合集合
广义交集族集合
广义并集族集合
笛卡尔积集合集合
补集集合集合
限制、延拓(映射)集合
映射
映射

琐事

基类型

为了便于讨论,并保持问题不要变得奇怪,一般默认集合中的元素有着一致的“类型”,比如数、平面几何图形等。