§ 1.2. Операції із множинами

1. Рівність

Дві множини А і В дорівнюють одна одній тоді й тільки тоді, коли кожен елемент множини A є елементом множини B і навпаки. Тобто якщой

2. Об'єднання

Об'єднанням або сумою двох множин A і B (позначається ) є множина, які містить усі елементи, що належать принаймні одній із множинA чи B. Наприклад, якщо множина ,, то їх об’єднання.

Зображення об’єднання множин за допомогою діаграм Ейлера бачимо на рис.1.2, де штрихуванням показано результат об’єднання множин A та B.

Рис.1.2. Графічне подання об’єднання множин за допомогою діаграм Ейлера

Відносно операції об'єднання будуть справедливими такі закони:

асоціативний: ;

комутативний: .

Крім того, для будь-яких множин А та В будуть справедливими співвідношення:

, якщо .

3. Перетин

Перетином або добутком двох множин А і В (позначається )називають сукупність елементів, які належать множинам А і В одночасно. Наприклад, перетином множин: А = {2, 5, 8} і B = {0, 5, 6, 7}, буде така множина: .

За допомогою діаграм Ейлера операцію перетину множин можна проілюструвати таким чином:

Рис.1.3. Графічне подання перетину множин А і В

Для цієї операції будуть справедливими такі закони:

асоціативний: ;

комутативний: .

Крім того, для всіляких множин А та В будуть правильними такі співвідношення:

Операції об'єднання й перетину пов’язані також дистрибутивними законами:

;

.

У цьому неважко переконатися за допомогою діаграм Ейлера (див. рис.1.4).

Рис. 1.4. Графічне подання дистрибутивних законів за допомогою діаграм Ейлера: а  ,б  .

4. Доповнення

Доповненням множини А до універсальної множини S називається множина , яка включає в себе всі елементи універсальної множиниS, крім тих, що належать множині А. На рис. 1.5. подано зображення доповнення множини А за допомогою діаграм Ейлера.

Рис.1.5. Графічна інтерпретація доповнення множини А

Відносно операції доповнення будуть справедливими такі твердження:

К

рім того, із поняттям доповнення пов'язані закони де Моргана, а саме:

Вони також можуть бути легко доведені за допомогою діаграм Ейлера.

5. Різниця

Різницею двох множин А та В (позначається як або ) називається множина, що складається з тих елементів множини А, які не містяться в множині В. На рис.1.6 її показано штриховкою.

Рис.1.7. Графічна інтерпретація різниці множин А та В

Приклад. Нехай множини: А = {2, 5, 8}, B = {0, 5, 6, 7}, тоді їх різницею буде така множина: .

Відносно різниці множин будуть справедливими такі твердження:

§ 1.3. Приклади розв'язування задач

1. Нехай задано множини: та . Знайти їх об'єднання, перетин і різниці й .

Розв’язування

Об’єднання множин включає елементи, які належать принаймні одній із множин, тому .

Перетин включає лише спільні елементи цих множин, отже,

Тепер знайдемо різницю . Вона включає елементи множиниА, які не належать множині В, тобто .

Різниця включає елементи множиниВ, які не належать множині А, отже, .

2. Нехай . Знайти їхнє об'єднання, перетин та різниці і .

Розв’язування:

Оскільки , то,і.

За визначенням .

3. Задано множини:. Знайти їхнє об'єднання, перетин і різниці та .

Розв’язування

,

,

,

.

4. Знайти множини А й В, якщо їх різниці такі: , , а .

Розв’язування

Елементи множин А й В знайдемо за допомогою діаграм Ейлера (див. рис.1.8). Елемент а міститься тільки в множині А, елементи – лише в множиніВ, тоді (враховуючи останню умову) елементи належать перетину множинА та В.

Рис. 1.8. Графічна інтерпретація задачі 4

Отже,

5. Виразити за допомогою множин А, В й С заштриховану ділянку D на діаграмі (рис. 1.9).

Рис.1.9. Графічне подання умови задачі 5

Розв’язування

Згідно з діаграмою Ейлера заштрихована ділянка відповідає такому виразу: .

6. Заштрихувати на діаграмі Ейлера ділянку, відповідну такій множині:

.

Розв’язування

Спочатку зобразимо на діаграмі множини В, С та їхній перетин (рис.1.10, а). Потім перетин множин А й С (рис.1.10, б) і нарешті, розв’язок задачі подано на рис. 1.10, в.

а

б

в

Рис.1.10. Графічне подання етапів розв’язування задачі 7

7. Уведемо такі позначення: A – множина працівників заводу; B – множина працівників-чоловіків того самого заводу. Що означають множини і?

Розв’язування

A – B являє собою множину працівників заводу, не враховуючи робітників-чоловіків, тобто A – B це множина працівників-жінок цього заводу. Оскільки множина (враховуючи, що), тоявляє собою порожню множину.

8. Задано множини: , Знайти такі множини: , ,

Розв’язування

Множина являє собою множину цілих від’ємних чисел, тому множинаD включає цілі від’ємні числа, які належать інтервалу (–5; 5), тобто.

Оскільки то, і, відповідно.

Множина складається з натуральних чисел, більших п’яти, і, враховуючи, щомаємо такий результат.

Аналогічно:

9. Знайти множини A і B, якщо: .

Розв’язування

а) Оскільки , то, тому. З огляду на це, множинаА включає всі елементи множини В й елементи множини , таким чином,

б) Враховуючи, що , можемо зробити висновок:, тодійМножинамістить елементиВ, які не входять в А, тому

10. ^{Задано множини: Виразити через A, B, C множини:}

Розв’язування