2. Способы задания множества

Существует два основных способа задания множества: перечисление и описание.

Например, множество отличников группы можно задать, перечислив студентов, которые учатся на “отлично”. Например: {Иванов, Сидоров, Петров,…}.

Для сокращения записи А={a₁, a₂, … a_n } иногда пишут A= , или вводят множество индексов I={1,2,….n} и пишут А={a_i}, iI. Такой способ удобен при рассмотрении конечных множеств, содержащих небольшое число элементов.

Описательный способ задания множества состоит в том, что указывается характерное свойство, которым обладают все элементы множества. Под свойством предмета х будем понимать такое повествовательное предложение, в котором нечто утверждается относительно предмета х и которое можно характеризовать как истинное или ложное по отношению к х.

Например, свойствами являются:

• 5 делит х;

• х² > 0.

Выражения:

• существует такой х, что 5х < 0;

• для всех х, y ху=ух

не являются свойствами, потому что их нельзя характеризовать как истинные или ложные относительно х.

Если обозначить Р(х) некоторое свойство, тогда Р(а) будет означать тоже самое свойство, но с заменой х на а. Задание множества в терминах свойств достигается с помощью интуитивного принципа абстракции или аксиомы свертки: всякое свойство Р(х) определяет некоторое множество А с помощью условия: элементами множества А являются те и только те предметы а, которые имеют свойства Р.

В силу принципа абстракции всякое свойство Р(х) определяет единственное множество, которое обозначают {a|Р(а)} и читают так: «множество всех тех предметов а, что Р(а)»

Так, если С – множество студентов группы, то множество О отличников этой группы запишется в виде:

.

“Множество О состоит из элементов s множества С, обладающих тем свойством, что s является отличником группы”.

В тех случаях, когда не вызывает сомнений из какого множества берутся элементы s, указание о принадлежности s множеству С можно опустить. При этом множество О запишется в виде:

.

Примеры:

А={x|x – четное} – множество целых четных чисел;

В={x|x²-1=0} – множество {-1, 1}.

Пусть N множество целых чисел. Тогда {nN| } есть множество {1,2,3,4,5,6,7}.

Важным понятием теории множеств является понятие пустого множества. Пусть А – некоторое множество, а Р(х) имеет вид х  х, тогда множество {a|P(a)} = {a|a  a}, очевидно, не имеет элементов. Из принципа объемности следует, что может существовать только одно множество, которое не имеет элементов. Это множество и называется пустым множеством.

Или, Пустым множеством называют множество, не содержащее ни одного элемента. Пустое множество обозначается символом .

Например, {nN| n²+2n+5=0}=.

Пустое множество условно относится к конечным множествам.

Задание множества называют неизбыточным, если каждый элемент входит в данное множество в единственном экземпляре, и избыточным, если хотя бы один элемент входит в его состав более чем в одном экземпляре (мультимножества).

2. Равенство множеств

Как уже отмечалось, два множества называются равными, если они состоят из одних и тех же элементов, т.е. представляют собой одно и тоже множество. Символ равенства множеств обладает свойствами:

• А=А – рефлексивность;

• если А=В, то В=А – симметричность;

• если А=В и В=С, то А=С – транзитивность.

Из определения равенства множеств вытекает:

1. порядок элементов в множестве несуществен. Например, множества {1,2,3,4} и {3,4,1,2} представляют собой одно и тоже множество;

2. в множестве не должно быть неразличимых элементов. Поэтому в множестве не должно быть одинаковых элементов. Например, запись множества А={6,7,8,6,9} следует рассматривать как А={6,7,8,9}¹.

Но, множество, которое состоит из элементов некоторого множества А так, что эти элементы могут входить в состав этого множества в любом количестве экземпляров, называют мультимножеством множества А. С точки зрения теории множеств, множество и мультимножество – это один и тот же объект и они могут между собой не различаться. Однако часто, особенно когда речь идет о представлении множества в памяти ЭВМ, возникает потребность отличать множество от мультимножества.