1、集合的概念数学系统原本非常复杂,19世纪的一大成就,就是把数学系统简约了。这个过程的重要基础,就是康托(Cantor)所引进的集合的概念。有了集合我们便可以把整个数学建立在整数上。在高中阶段,我们所要学习的数学概念及对象不再局限于数。因此,在陈述新的概念及对象时,我们为了避免长的叙述和语意的混淆不清,我们将逐步引用所谓的集合语言。首先,我们来看所有满足不等式2x-10的数。当然,这些数必需满足x。反之,任何一个小于或等于的数,都满足原不等式。因此,如果要用文字陈述这些数时,我们必须用小于或等于的数来表述这样的概念。如果进一步地要求这些数必为整数时,那么,我们必须用小于或等于的整数来表述。除了用
2、这样的文字叙述外,在数学上我们会用下列的方式了来表达后面这一概念:(a) 0, -1, -2, -3, -4, ;(b) xx为小于或等于的整数;(c) xx且x为整数、 xZx或 xx且xZ。在此,不难看出所谓的集合方式及符号的便利性。在(a)中的 0, -1, -2,-3, -4, 这种表示法有点混淆不清,这是因为每个人对其中的可能有着不同解读方式。所以,我们应避免此方式,尽管大家都可能看出这些已列出的数字所要表达出的规律。根据康托的说法,当我们把一些清晰可分的、客观世界中,或我们思想中的事物看成一体时,这个整体便称为集合(Set)。以上述的例子为例,我们可以把这些数当成一个集合,并且把这
3、些数在括号 中以(a)形式表列出来,并称此方法为集合的表列法。集合中的事物称为它的元素,如果x是集合S的元素,我们便用符号xS(读作x属于S)表示;若x不是S的元素,则以xS(读作x不属于S)表示;而不包含任何元素的集合称为空集合,并记作。在列举时,元素并没有一定的排序;若有某元素重复列举时,我们可把它看成只列一次。例如,由a、b和c所构成的集合,我们可用表列法表示a, b, c。因此,a, b, c、b, c, a、a, b, c, c, a 都表示同一集合。倘若,一个集合有很多元素(或甚至有无穷多个元素)时,我们不方便或者甚至根本无法列举时,则可采用如(b)或(c)的方式,把集合中元素的共
4、同的特性来表示(称为构造法)。如果集合A中的每一个元素都属于集合B,我们就称A是B的子集,并记作AB(读作A包含于B)或BA(读作B包含A)。如果进一步,我们又知道B中的每一个元素也都属于A,也就是说A与B两集合有相同的元素,那么我们就说A、B两集合相同,并记作A=B。注意:我们要仔细区分1A及1A两个符号的差异。(1) 我们称由所有属于A或属于B的元素所形成的集合称为A与B的联集,并记作AB,即AB= xxA或xB。(2) 由A与B所有共同的元素所形成的集合称为A与B的交集,并记作AB,即AB= xxA且xB。若A与B的交集不为空集合,则称A、B相交;否则称为A、B互斥。(3) 若将A中所有属于B的元素去掉所形成的集合称为A对B的差集,并记作AB,即AB= xxA,但xB。(4) 假设所探讨的集合都为某个给定集合U的子集,则称集合U为宇集;而称UA为A的补集或余集,并记作=UA。