1.1.1 基本概念

集合是一个没有精确定义的基本数学概念,一般地说,集合是具有某种特定性质的事物的全体。常用大写英文字母ABXY等表示。构成集合的事物称为集合的元素,常用小写英文字母abc,…表示。本书有时称集合为普通集合或经典集合,这是为了区别于模糊集合。a属于A,记为aAa不属于A,记为aA。不含有任何元素的集合称为空集,记为∅。例如,“曲线上所有的点”,“教室里所用的桌子”,“方程组的所有解”……都是集合,而该曲线上的每个点都是“曲线上所有的点”这个集合中的元素、教室里的每张桌子都是“教室里所用的桌子”这个集合里的元素、方程组的任意解都是“方程组的所有解”这个集合里的元素。

根据集合中元素个数是否为有限多个,集合可分为有限集合和无限集合。只含有有限个元素的集合,称为有限集。有限集所含元素的个数称为集合的基数。包含无限个元素的集合称为无限集。以集合作为元素的集合称为集合族。

集合的表示法主要有以下两种。

(1)枚举法 如由15以内的质数组成的集合可表示为A={2,3,5,7,11,13};自然数集可表示为N={1,2,3,…}。

(2)描述法 使px)成立的一切x组成的集合可表示为 {x|px)},如{x|-∞<x<+∞}是实数集,简记为R;又如集合B={x|x2-1=0,xR},实际上是由元素-1和1组成的集合。

所谓论域是指所论及对象的全体,它也是一个集合,常用XY,…,UV,…等表示,有时也称全集。给定论域UU中的某一部分元素构成的集合叫做U上的一个集合。论域是具有相对性的概念。例如,实数集对于整数集、有理数集而言是论域,而整数集对于偶数集、奇数集而言是论域。下面给出幂集的定义。

定义1.1 设有集合AA的所有子集所组成的集合称为A的幂集,记为PA),即PA)={B|BA}。

A={ab},则A的幂集为PA)={∅,{a},{b},{ab}}。

由定义知,幂集是集合,集合里的元素是A的子集,由此可见,集合是具有相对性的。

AU的子集有两种记法:AU或者APU)。

经典集合具有两条最基本的属性:元素彼此相异及范围边界分明。给定论域U,以及U上的集合A,那么对于U中的任何元素xx与集合A的关系是:要么属于A,要么不属于A,二者必居其一且仅居其一。也就是说,经典集合的概念服从二值逻辑。