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并集

科普小知识2021-12-29 07:33:13
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在集合论和数学的其他分支中,一组集合的并集(union)是这些集合的所有元素构成的集合,而不包含其他元素。

中文名:并集

外文名:union

符号:∪

应用学科:数学

应用领域:集合

1、定义

若A和B是集合,则A和B并集是有所有A的元素和所有B的元素,而没有其他元素的集合。A和B的并集通常写作"A∪B",读作“A并B”,用符号语言表示,即:A∪B={x|x∈A,或x∈B}

形式上,x是A∪B的元素,当且仅当x是A的元素,或x是B的元素。

2、举例

集合{1,2,3}和{2,3,4}的并集是{1,2,3,4}。数字9不属于质数集合{2,3,5,7,11,…}和偶数集合{2,4,6,8,10,…}的并集,因为9既不是素数,也不是偶数。

更通常的,多个集合的并集可以这样定义:例如,A,B和C的并集含有所有A的元素,所有B的元素和所有C的元素,而没有其他元素。

形式上,x是A∪B∪C的元素,当且仅当x∈A或x∈B或x∈C。

3、代数性质

二元并集(两个集合的并集)是一种结合运算,即A∪(B∪C)=(A∪B)∪C。事实上,A∪B∪C也等于这两个集合,因此圆括号在仅进行并集运算的时候可以省略。相似的,并集运算满足交换律,即集合的顺序任意。

空集是并集运算的单位元。即∅∪A=A。对任意集合A,可将空集当作零个集合的并集。

结合交集和补集运算,并集运算使任意幂集成为布尔代数。例如,并集和交集相互满足分配律,而且这三种运算满足德·摩根律。若将并集运算换成对称差运算,可以获得相应的布尔环。

4、无限并集

最普遍的概念是:任意集合的并集。若M是一个集合的集合,则x是M的并集的元素,当且仅当存在M的元素A,x是A的元素。即:

无论集合M本身为何,M的并集是一个集合,这就是公理集合论中的并集公理。

例如:A∪B∪C是集合{A,B,C}的并集。同时,若M是空集,M的并集也是空集。有限并集的概念可以推广到无限并集。

上述概念有多种表示方法:集合论科学家简单地写,而大多数人会写为。后者可推广为,表示集合{Ai:iisinI}的并集。这里是一个集合,是一个的集合。在索引集合是自然数集合的情况下,上述表示和求和相类似:

同样,也可以写作"A1∪A2∪A3∪···".(这是一个可数的集合的并集的例子,在数学分析中非常普遍;参见σ-代数)。最后,要注意的是,当符号"∪"放在其他符号之前,而不是之间的时候,要写的大一些。交集在无限并集中满足分配律,即,。结合无限并集和无限交集的概念,可得

5、性质

韦恩图表示

可用韦恩图表示(分为五种情况显示)

用韦恩图解释“并集”的概念

交集的性质

关于交集有如下性质

A∩BA,A∩BB,A∩A=A,A∩=,A∩B=B∩A

并集的性质

关于并集有如下性质:

A∪B,BA∪B,A∪A=A,A∪∅=A,A∪B=B∪A

若A∩B=A,则A∈B,反之也成立;

若A∪B=B,则A∈B,反之也成立。

若x∈(A∩B),则x∈A且x∈B;

若x∈(A∪B),则x∈A,或x∈B。

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