Рис. 2.2. | Суммой или объединением двух или произвольного (даже бесконечного) числа заданных множеств называется множество, состоящее из всех элементов, принадлежащих хотя бы одному из заданных множеств. Эта операция над множествами обозначается знаком . |
Рис. 2.3. | Произведением или пересечением двух или произвольного (даже бесконечного) числа заданных множеств называется множество, состоящее из всех элементов, принадлежащих каждому из заданных множеств. Эта операция над множествами обозначается знаком . Если , то множества и называются непересекающимися. |
Два множества называются непересекающимися (или расчлененными) если
. Практический интерес представляют разбиения множества на взаимно непересекающиеся подмножества (эту задачу иногда называются классификацией). Разбиением множества
называется такая расчлененная система непустых подмножеств множества
, что каждый элемент множества
является элементом некоторого единственного множества этой системы. Возможность разбиения множества на непересекающиеся подмножества зависит от признака, по которому производится разбиение.
Рис. 2.4. | Разностью множеств и или дополнением до называется множество, состоящее только из тех элементов , которые не входят в . Эта операция над множествами обозначается знаком . |
Рис. 2.5. | Часто все рассматриваемые множества считают подмножествами одного основного множества . В таком случае разность (дополнение до ) обозначают, как , а операцию называют взятием дополнения. |
Рис. 2.6. | Симметрической разностью множеств и называется множество : . Обозначается симметрическая разность: или . |
Для подмножеств данного множества
выполняются следующие законы:
· Закон коммутативности (переместительный закон):
;
;
· Закон ассоциативности (сочетательный закон) для любой тройки множеств
,
и
:
;
;
· Закон дистрибутивности (распределительный закон) для любой тройки множеств
,
и
:
;
;
·
;
;
·
;
;
·
;
;
·
;
·
;
·
;
;
·
;
;
·
;
;
·
;
.
Если операции объединения множеств поставить в соответствие операцию сложения чисел, операции пересечения множеств – операцию умножения, универсальному множеству
– единицу, а пустому множеству – ноль, то возникает аналогия между множествами и числами. Операции объединения и пересечения множеств, как и действия над действительными числами, подчиняются законам коммутативности, ассоциативности и дистрибутивности. Можно также провести аналогию между свойствами логических операций, где логической эквивалентности соответствует операция равенства, а операциям конъюнкции и дизъюнкции – операции объединения и пересечения.
Свойства фигурируют попарно таким образом, что каждое получается из соседнего заменой
на
,
на
и наоборот. Такие выражения называются двойственными друг другу.
Принцип двойственности. Для любого тождества множеств двойственное ему выражение также является тождеством.
Очевидно, что операция разность не обладает свойствами коммутативности и ассоциативности, в то же время операция симметрическая разность и коммутативна, и ассоциативна.
Большое значение в современной математике имеет множественная операция декартово произведение. Если заданы два множества
и
, то из их элементов можно составить упорядоченные пары, взяв сначала какой-либо элемент первого множества, а затем – элемент второго множества. Декартовым произведением двух исходных множеств
и
называется множество
, составленное из упорядоченных пар (
). Декартово произведение множеств
и
обозначается
.
Очевидно, что
и
‑ различные множества, т.е. операция декартова произведения не коммутативна, но, в то же время, она обладает свойством ассоциативности.
Рис. 2.2.
.
Рис. 2.3.
, то множества
Рис. 2.4.
.
Рис. 2.5.
(дополнение
, а операцию называют взятием дополнения.
Рис. 2.6.
. Обозначается симметрическая разность:
или
.