🗊Презентация Теория множеств

«Множество есть многое, мыслимое нами как единое». Основоположник теории множеств немецкий математик Георг Кантор (1845-1918)

Понятие множества является одним из фундаментальных понятий математики, которому трудно дать определение. Дело в том, что определить понятие – это значит найти такое родовое понятие, в которое это понятие входит в качестве вида, но понятие «множество» - это самое широкое понятие математики и математической логики, т.е. категория, а для категории нельзя найти более широкое, т.е. родовое понятие. Ограничимся описательным объяснением этого понятия. Понятие множества является одним из фундаментальных понятий математики, которому трудно дать определение. Дело в том, что определить понятие – это значит найти такое родовое понятие, в которое это понятие входит в качестве вида, но понятие «множество» - это самое широкое понятие математики и математической логики, т.е. категория, а для категории нельзя найти более широкое, т.е. родовое понятие. Ограничимся описательным объяснением этого понятия.

Множество – это набор, совокупность каких-либо вполне различаемых объектов, называемых его элементами, обладающими общими для всех их и только их свойствами, и рассматриваемых как единое целое. Множество – это набор, совокупность каких-либо вполне различаемых объектов, называемых его элементами, обладающими общими для всех их и только их свойствами, и рассматриваемых как единое целое.

Каждое множество состоит из того или иного набора объектов, которые называются элементами множества. Каждое множество состоит из того или иного набора объектов, которые называются элементами множества. Факт, что элемент а принадлежит множеству Х будем обозначать: аХ. Порядок элементов в множестве несущественен. Множества {а, в, с} и {а, с, в} одинаковы. При этом, нужно иметь ввиду, что элемент а и множество {а} – это не одно и то же. Первое – это объект, обозначенный а, второе – это множество, состоящее из единственного элемента а. Поэтому можно сказать, что «а принадлежит { а }» – это истинное суждение. В то время как, «{а} принадлежит а» - это ложное суждение.

Перечисление элементов множества. Обычно перечислением задают конечные множества. Перечисление элементов множества. Обычно перечислением задают конечные множества. Описание свойств, общих для всех элементов этого множества, и только этого множества. Это свойство называется характеристическим свойством, а такой способ задания множества описанием. Таким образом, можно задавать как конечные, так и бесконечные множества.

а) б) в)

Если характеристическим свойством, задающим множество. А не обладает ни один объект, то говорят, что множество А пустое. Если характеристическим свойством, задающим множество. А не обладает ни один объект, то говорят, что множество А пустое. Понятие пустого множества очень важное понятие. Оно позволяет описательно задавать множества, не заботясь, есть ли в этом множестве элементы и совершенно спокойно оперировать с этими множествами. Пустое множество будем считать конечным множеством. Например: множество действительных корней уравнения пустое. 

Множества бывают конечными или бесконечными. Если число элементов множества конечно – множество называется конечным. Множества бывают конечными или бесконечными. Если число элементов множества конечно – множество называется конечным. Определение: Количество элементов, составляющих множество, называется мощностью множества. Определение: Если между элементами бесконечного множества можно установить взаимооднозначное соответствие с элементами множества положительных целых чисел, то говорят, что множество счетно. Например: множество действительных чисел - бесконечное множество. множество чисел, делящихся без остатка на 3 – счетное множество, множество букв русского алфавита, множество отличников вашей группы – конечно.

Определение: Два множества равны между собой, если они состоят из одних и тех же элементов. Определение: Два множества равны между собой, если они состоят из одних и тех же элементов. Т.е. любой элемент множества Х является элементом множества Y, и любой элемент множества Y является элементом множества Х.

Для наглядного представления (графического изображения) множеств и результатов операций над ними удобно пользоваться так называемыми диаграммами Эйлера-Венна (кругами Эйлера). Для наглядного представления (графического изображения) множеств и результатов операций над ними удобно пользоваться так называемыми диаграммами Эйлера-Венна (кругами Эйлера). При этом множества изображаются на плоскости в виде замкнутых кругов, а универсальное множество в виде прямоугольника. Элементы множества – точки внутри соответствующего круга.

Определение: Множество A является подмножеством B, если любой элемент множества A принадлежит множеству B. Это еще называется нестрогим включением AB. Определение: Множество A является подмножеством B, если любой элемент множества A принадлежит множеству B. Это еще называется нестрогим включением AB. Например: Пусть Х – множество студентов некоторой группы, Е – множество отличников этой же группы. EX т.к. группа может состоять только из отличников. Когда хотят подчеркнуть, что в множестве B есть обязательно элементы, отличные от элементов множества A, то пишут AB. Это называется строгим включением. Например: Пусть Х – множество всех студентов ВлГУ, Е – множество студентов педагогического института. EX т.к. в множестве всех студентов ВлГУ обязательно есть элементы  E.

1) ∅⊂А для любого множества А; 1) ∅⊂А для любого множества А; 2) А⊂А для любого множества А (рефлексивность); 3) из того, что В⊂А не следует А⊂В (не симметричность); 4) если А⊂В и В⊂А, то А=В (антисимметричность); 5) если А⊂В и В⊂С, то А⊂С (транзитивность).

Множество НАТУРАЛЬНЫХ чисел N, N={1, 2, 3, 4, 5, …} Множество НАТУРАЛЬНЫХ чисел N, N={1, 2, 3, 4, 5, …} Множество ЦЕЛЫХ чисел Z, Z={…, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, …} Множество РАЦИОНАЛЬНЫХ чисел Q, Q={x| x=p/q, где pZ, qN} Множество ИРРАЦИОНАЛЬНЫХ чисел I - ,бесконечные непериодические дроби, ( , =3,141592…, e=2,718281, …) Множество ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ чисел R получено объединением РАЦИОНАЛЬНЫХ и ИРРАЦИОНАЛЬНЫХ чисел. Множество КОМПЛЕКСНЫХ чисел C, содержащих в себе мнимую единицу і, которая является квадратным корнем из –1. Построены для извлечения корня из отрицательных чисел. Эти виды чисел используются в современной математике. Причем комплексные числа включают в себя все остальные виды чисел. Это множество чисел наиболее широкое, хотя и оно также может расширяться.

Определение: Универсальным множеством I называется множество, подмножества которого (и только они) в данный момент рассматриваются. Определение: Универсальным множеством I называется множество, подмножества которого (и только они) в данный момент рассматриваются. Если М  I , то М  I Универсальное множество может выбираться самостоятельно, в зависимости от рассматриваемого множества, и решаемых задач.

Например: Например: Рассматривая множество студентов вашей группы, в качестве универсального множества можно взять и множество студентов ВлГУ и множество всех людей земли, и множество всех живых существ земли. Рассматривая множество целых положительных чисел, в качестве универсального множества можно взять и множество целых чисел, и множество действительных чисел, и множество комплексных чисел, и само множество целых положительных чисел.

Пересечением множества А и В называют множество, Пересечением множества А и В называют множество, состоящие из всех общих элементов множеств А и В (А∩В). Например, а) А = {3; 9; 12} и В = {1; 3; 5; 7; 9; 11}, то А∩В = {3; 9}; б) А = {10; 20; …; 100} и В = {6; 12; 18;…}, то А∩В = {30; 60; 90}.

Определение: Множества называются непересекающимися, если не имеют общих элементов, т.е. их пересечение равно пустому множеству. Определение: Множества называются непересекающимися, если не имеют общих элементов, т.е. их пересечение равно пустому множеству. Например: а) непересекающимися множествами являются множества отличников группы и неуспевающих. б) непересекающимися множествами являются множества А = {3; 9; 12} и В = {1; 5; 7; 11}.

X∩Y = Y∩X – коммутативность; X∩Y = Y∩X – коммутативность; (X∩Y) ∩Z =X∩ (Y∩Z)=X∩Y∩Z – ассоциативность; X∩ = ; X∩I = Х;

Объединением множеств А и В называют множество, состоящее из всех элементов, которые принадлежат хотя бы одному из этих множеств. Объединением множеств А и В называют множество, состоящее из всех элементов, которые принадлежат хотя бы одному из этих множеств. Например, А = {3; 9; 12} и В = {1; 3; 5; 7; 9; 11}, АUВ=? АUВ = {1; 3; 5; 7; 9; 11; 12}.

XUY= YUY- коммутативность; XUY= YUY- коммутативность; (X UY)UZ =XU (YUZ)=XUYUZ – ассоциативность; XU = X; XUI = I.

Разность А и В это множество элементов А, не Разность А и В это множество элементов А, не принадлежащих В. Например, А = {2; 4; 6; 8; 10} и В = {5; 10; 15; 20}, А\ В={2; 4; 6; 8}.

А\В ≠ В\А; А\В ≠ В\А; А\А=∅; А\∅=А; I\А= Ā.

Дополнением множества А называется разность I \ А. То есть, дополнением множества А называется множество, состоящее из всех элементов универсального множества, не принадлежащих множеству А. Дополнением множества А называется разность I \ А. То есть, дополнением множества А называется множество, состоящее из всех элементов универсального множества, не принадлежащих множеству А. Например, А = {3; 6; 9; 12} и I =N= {1; 2; 3; 4; 5; 6; …}, Ā=? Ā = {1; 2; 4; 5; 7; 8; 10; 11; 13; …}.

1. Множество X и его дополнение не имеют общих элементов 1. Множество X и его дополнение не имеют общих элементов 2. Любой элемент I принадлежит или множеству Х или его дополнению. 3. Закон двойного отрицания

Декартовым (или прямым) произведением А×В множества А на множество В называется множество всех упорядоченных пар, в которых первая компонента – элемент множества А, а вторая – элемент множества В. Декартовым (или прямым) произведением А×В множества А на множество В называется множество всех упорядоченных пар, в которых первая компонента – элемент множества А, а вторая – элемент множества В. А×В={(x, y) |x∈A, y∈B}. Количество элементов в декартовом произведении двух множеств: если m(А)=n, m(B)=k, то m(А×В)=n⋅k.

Вычислить количество двухзначных чисел. Вычислить количество двухзначных чисел. Двухзначное число можно принять за упорядоченную пару, где на первом месте может стоять цифра из множества А={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, а на втором – из множества В={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, т.е. за элемент прямого произведения этих множеств, тогда получаем: m(А)=9, m(B)=10, то m(А×В)=9⋅10=90. Итак, всего имеется 90 различных двухзначных чисел.

Определение. Будем говорить, что между элементами двух множеств А и В установлено соответствие ρ, если в их произведении А×В выделено некоторое подмножество Ω. Если пара (a,b)∈Ω⊆Α×Β, это означает по определению, что элементы a и b множеств А и В находятся в отношении ρ (пишется aρb). Определение. Будем говорить, что между элементами двух множеств А и В установлено соответствие ρ, если в их произведении А×В выделено некоторое подмножество Ω. Если пара (a,b)∈Ω⊆Α×Β, это означает по определению, что элементы a и b множеств А и В находятся в отношении ρ (пишется aρb). Пример соответствия. Пусть даны множества А – студентов и В – множество групп. Утверждение “студент a учится в группе b” задает соответствие между множеством студентов и множеством групп. Здесь а пробегает множество значений А, b – множество значений В. Такое соотношение называется бинарным соответствием, т.е. соответствием между двумя множествами А и В.

Задание 1 1) Задайте множество цифр, с помощью которых записывается число: а) 3254; б) 8797; в) 11000; г) 555555. 2) Задайте множество А описанием: а) А = {1, 3, 5, 7, 9}; б) А = {- 2, - 1, 0, 1, 2}; в) А = {11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99}; г) А = {0,1; 0,01; 0,001; 0,0001; …}; д) А = {1/2, 2/3, 3/4, 4/5, … }. 3) Задание с выбором ответа. Даны множества: М = {5,4,6}, Р = {4,5,6}, Т = {5,6,7}, S = {4, 6}. Какое из утверждений неверно? а) М = Р. б) Р ≠ S. в) М ≠ Т. г) Р = Т.

Задание 2 1. Запишите на символическом языке следующее утверждение: а) число 10 – натуральное; б) число – 7 не является натуральным; в) число – 100 является целым; г) число 2,5 – не целое. 2. Верно ли, что: а) – 5 N; б) -5 Z; в) 2,(45) Q? 3. Верно ли, что: а) 0,7 {х | х2 – 1 < 0}; б) – 7 {х | х2 + 16х ≤ - 64}?

Задание 3 1. Даны множества: А = {10}, В = {10, 15}, С = {5, 10, 15}, D = {5, 10, 15, 20}. Поставьте вместо … знак включения ( или ) так, чтобы получилось верное утверждение: а) А … D; б) А … В; в) С … А; г) С … В. 2. Даны три множества А = {1, 2, 3, …, 37}, В = {2, 4, 6, 8, …}, С = {4, 8, 12, 16, …, 36}. Верно ли, что: а) А В; б) В С; в) С А; г) С В?

Задание 4 1. Даны множества: А = {2; 3; 8}, В = {2; 3; 8; 11}, С = {5; 11}. Найдите: 1) А∩В; 2) А∩С; 3) С∩В. 2. Даны множества: А – множества всех натуральных чисел, кратных 10, В = {1; 2; 3;…, 41}. Найдите А∩В. 3. Даны множества: А = {a, b, c, d}, B = {c, d, e, f}, C = {c, e, g, k}. Найдите (А∩В)∩С.

Задание 5 1. Даны множества: А = {2; 3; 8}, В = {2; 3; 8; 11}, С = {5; 11}. Найдите: 1) АUВ; 2) АUС; 3) СUВ. 2. Даны множества: А = {a, b, c, d}, B = {c, d, e, f}, C = {c, e, g, k}. Найдите (АUВ)UС.

ЭЙЛЕР Леонард (1707-1783), российский ученый — математик, механик, физик и астроном.

Расположите 4 элемента в двух множествах так, чтобы в Расположите 4 элемента в двух множествах так, чтобы в каждом из них было по 3 элемента.

Множества А и В содержат соответственно 5 и 6 элементов, Множества А и В содержат соответственно 5 и 6 элементов, а множество А ∩ В – 2 элемента. Сколько элементов в множестве А U В?

Каждая семья, живущая в нашем доме, выписывает или Каждая семья, живущая в нашем доме, выписывает или газету, или журнал, или и то и другое вместе. 75 семей выписывают газету, а 27 семей выписывают журнал и лишь 13 семей выписывают и журнал, и газету. Сколько семей живет в нашем доме?

На школьной спартакиаде каждый из 25 учеников 9 –го класса выполнил норматив или по бегу, или по прыжкам в высоту. Оба норматива выполнили 7 человек, а 11 учеников выполнили норматив по бегу, но не выполнили норматив по прыжкам в высоту. Сколько учеников выполнили норматив: а) по бегу; б) по прыжкам в высоту; в) по прыжкам при условии, что не выполнен норматив по бегу?

Из 52 школьников 23 собирают значки, 35 собирают марки, Из 52 школьников 23 собирают значки, 35 собирают марки, а 16 – и значки, и марки. Остальные не увлекаются коллекционированием. Сколько школьников не увлекаются коллекционированием?

Каждый из учеников 9-го класса в зимние каникулы ровно два раза был в театре, посмотрев спектакли А, В или С. При этом спектакли А, В, С видели соответственно 25, 12 и 23 ученика. Сколько учеников в классе?

В воскресенье 19 учеников нашего класса побывали в планетарии, 10 – в цирке и 6 – на стадионе. Планетарий и цирк посетили 5 учеников; планетарий и стадион-3; цирк и стадион -1. Сколько учеников в нашем классе, если никто не успел посетить все три места, а три ученика не посетили ни одного места?

В одном классе 25 учеников. Из них 7 любят груши, 11 – черешню. Двое любят груши и черешню; 6 – груши и яблоки; 5 – яблоки и черешню. Но есть в классе два ученика, которые любят всё и четверо таких, что не любят фруктов вообще. Сколько учеников этого класса любят яблоки?

На уроке литературы учитель решил узнать, кто из 40 учеников 9 –го класса читал книги А, В, С. Результаты опроса выглядели так: книгу А прочитали 25 учеников, книгу В – 22 ученика, книгу С – 22 ученика; одну из книг А или В прочитали 33 ученика, одну из книг А или С прочитали 32 ученика, одну из книг В или С – 31 ученик. Все три книги прочитали 10 учеников. Сколько учеников: а) прочитали только по одной книге; б) прочитали ровно две книги; в) не прочили ни одной из указанных книг?

а) Ответ: 15 учеников б) в) Ответ: 12 учеников Ответ: 3 ученика

На зимних каникулах из 36 учащихся класса только двое просидели дома, а 25 ребят ходили в кино, 15 – в театр, 17 – в цирк. Кино и театр посетили 11 человек, кино и цирк – 10, театр и цирк – 4. Сколько ребят побывало и в кино, и в театре, и в цирке?

Литература [1] Алгебра, 9 класс. В 2 ч. Ч. 2. Задачник для учащихся общеобразовательных учреждений / [А. Г. Мордкович, Л.А. Александрова и др.] -12-е изд., испр. - М.: Мнемозина, 2010. [2] Занимательная математика. 5 – 11 классы. Авт.- сост. Т.Д. Гаврилова. – Волгоград: Учитель, 2005. – 96 с. [3] Математика 6 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений / Г.В. Дорофеев, И.Ф. Шарыгин, С.Б. Суворова и др./; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина; Рос. акад. наук, Рос. акад. образования, изд-во «Просвещение». – 11 –е изд. - М.: Просвещение, 2010. – 303 с.: ил.

Дело в том, что термин алгебра в своем роде имя нарицательное. Под ним понимается раздел математики, изучающий алгебраические операции, а природа объектов, к которым применяются эти операции, не важна. Говоря об алгебре логики или об алгебре множеств, мы более всего уделяли внимание операциям, определенным над допустимыми в данной теории объектами, свойствам этих операций. Еще одним хорошо известным вам примером алгебры, является алгебра чисел, к которой все выписанные законы также применимы. Проводя аналогии между этими алгебрами, мы можем сказать Дело в том, что термин алгебра в своем роде имя нарицательное. Под ним понимается раздел математики, изучающий алгебраические операции, а природа объектов, к которым применяются эти операции, не важна. Говоря об алгебре логики или об алгебре множеств, мы более всего уделяли внимание операциям, определенным над допустимыми в данной теории объектами, свойствам этих операций. Еще одним хорошо известным вам примером алгебры, является алгебра чисел, к которой все выписанные законы также применимы. Проводя аналогии между этими алгебрами, мы можем сказать