Файл: Основу теории математики.pptx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 218

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Определение

N – множество натуральных чисел;

Z – множество целых чисел;

Q – множество рациональных чисел;

I - множество иррациональных чисел;

R – множество действительных чисел.

Поставьте вместо звездочки знак так, чтобы получить правильное утверждение:

задания:

ВИДЫ МНОЖЕСТВ

Запишите множества букв слов КОНИ и КИНО

ВИДЫ МНОЖЕСТВ

ВИДЫ МНОЖЕСТВ

А = {2; 3; 5; 7; 11; 13};

В = {х | 5< х <12}

ВИДЫ МНОЖЕСТВ

А = {1; 4; 9; 16; 25; …};

С = {10; 20; 30; 40; 50; …};

а) множество чисел, кратных 13;

б) множество делителей числа 15;

в) множество деревьев в лесу;

г) множество натуральных чисел;

д) множество рек Ростовской области;

е) множество корней уравнения х + 3 = 11;

ж) множество решений неравенства х + 1 < 3.

а) 3254; б) 8797; в) 11000; г) 555555.

Даны множества:

Даны множества:

М = {5, 4, 6},

Р = {4, 5, 6},

Т = {5, 6, 7},

S = {4, 6}.

Какое из утверждений неверно?

а) М = Р б) Р ≠ S в) М ≠ Т г) Р = Т

Мощность множества

Определение: Число элементов конечного множества называют мощностью множества и обозначают символом Card A или |A|.

Отношения между множествами

Отношения между множествами

Определение:

Определение:

Множество A называется подмножеством множества B, если любой элемент множества A принадлежит множеству B.

При этом пишут AB, где  есть знак вложения подмножества.

Из определения следует, что для любого множества справедливы, как минимум, два вложения A  A и   A .

Задание:

Задание:

Определить как между собой соотносятся множества A = {1, 2, 3, 5, 7}, и B ={1, 3, 5}?

Количество подмножеств

Определение: Если мощность множества n, то у этого множества 2n подмножеств.

Пример:

А={1,2}

Подмножества множества А:

{}, {1}, {2}, {1,2}.

Определить количество подмножеств

1. В={1,3,5}

Количество подмножеств

В={1,3,5}

7n + 2, где n ∈ N.

Верна ли запись -5 ∈ А?

Операции над множествами

Два множества А и В равны (А=В), если они состоят из одних и тех же элементов.

Пример:

- если А={1,2,3,4}, B={3,1,4,2} то А=В.

- {a,b,c,d}={c,b,a,d}.

Объединение множеств

Сумма ( объединение ) множеств  А и В (пишется  АВ ) есть множество элементов, каждый из которых принадлежит либо А , либо В.

Таким образом,  е А  В  тогда и только тогда, когда либо  е  А ,либо  е  В .  

Пример:

Пример:

если А={1,2,4}, B={3,4,5,6},

Объединение множеств

Операции над множествами

Определение: Пересечением (произведением) множеств А и В называется множество А ∩ В, элементы которого принадлежат как множеству А, так и множеству В.

Пересечение множеств

Операции над множествами

Определение: Разностью множеств А и В называется множество АВ, элементы которого принадлежат множеству А, но не принадлежат множеству В.

Разность множеств

Разность множеств

Операции над множествами

определение: Симметрической разностью множеств А и В называется множество А Δ В, являющееся объединением разностей множеств АВ и ВА, то есть А Δ В = (А\В)  (В\А).

симметрическая разность

Например, если А={1,2,3,4}, B={3,4,5,6},

Симметричная разность

Операции над множествами

Свойства операций над множествами:

П р и м е р ы

Даны множества

Пример:

Пример:

Решение.

Решение.

Пусть U — множество всех абитуриентов,

А-множество абитуриентов, решивших задачу по алгебре,

В-множество абитуриентов, решивших задачу по планиметрии,

С-множество абитуриентов, решивших задачу по стереометрии.

По условию n(U) =1000, n(A) = 800, n(В)=700, n(С)=600, n(AB)= 600, n(AC) = 500, n(BC) = 400, n(ABC) =300.

В множество AUBUC включены все абитуриенты, решившие хо­тя бы одну задачу. По формуле имеем:

n(А U В U С) = 800 + 700 + 600 - 600 - 500 - 400 + 300 =900.

Отсюда следует, что не все поступающие решили хотя бы одну задачу.

Ни одной задачи не решили

n(U) - n(AUBUC)=1000 - 900=100 (абитуриентов).

ОБЪЕДИНЕНИЕ МНОЖЕСТВ

А – четные натуральные числа В – двузначные числа

Найти объединение этих множеств.

А В – быть четным натуральным или двузначным числом

Пример: 8 и 32

Определение: Пересечением множеств А и В называется множество, содержащее все элементы, которые принадлежат множествам А и В одновременно.

Пересечение множеств обозначается

П р и м е р : {1,2,3} {2,3,4} = {2,3}

ПЕРЕСЕЧЕНИЕ МНОЖЕСТВ

Найти пересечение этих множеств.

А В – быть четным натуральным и двузначным числом

Пример: 32

БЛИЦ-ОПРОС

БЛИЦ-ОПРОС

Какие названия применяются для обозначения множеств животных?

БЛИЦ-ОПРОС

Какие названия применяются для обозначения множеств военно-служащих?

БЛИЦ-ОПРОС

Как называется множество цветов, стоящих в вазе?

БЛИЦ-ОПРОС

Как называется множество точек земной поверхности, равноудаленных от обоих полюсов?

БЛИЦ-ОПРОС

Как называется множество населённых людьми мест?

БЛИЦ-ОПРОС

Как называется множество картин?

БЛИЦ-ОПРОС

Как называется множество документов?

БЛИЦ-ОПРОС

Какие названия применяют для обозначения множеств кораблей?

Даны множества:

Даны множества:

А = {2; 3; 8},

В = {2; 3; 8; 11},

С = {5; 11}.

Найдите: 1) АUВ; 2) АUС; 3) СUВ.

Даны множества:

Даны множества:

А = {a, b, c, d},

B = {c, d, e, f},

C = {c, e, g, k}.

Найдите: (АUВ)UС.

Даны множества:

Даны множества:

А – множество всех натуральных чисел, кратных 10,

В = {1; 2; 3;…, 41}.

Найдите А∩В.

Решение

Каждый учащийся в классе изучает английский или французский язык. Английский язык изучают 25 учащихся, французский — 27 учащихся, а два языка — 18 учащихся. Сколько учащихся в классе?

газету, или журнал, или и то и другое вместе. 75 семей

выписывают газету, а 27 семей выписывают журнал и лишь 13 семей выписывают и журнал, и газету. Сколько семей живет в нашем доме?

Решение.

Решение.

Пусть U — множество всех абитуриентов,

А-множество абитуриентов, решивших задачу по алгебре,

В-множество абитуриентов, решивших задачу по планиметрии,

С-множество абитуриентов, решивших задачу по стереометрии.

По условию n(U) =1000, n(A) = 800, n(В)=700, n(С)=600, n(AB)= 600, n(AC) = 500, n(BC) = 400, n(ABC) =300.

В множество AUBUC включены все абитуриенты, решившие хо­тя бы одну задачу. По формуле имеем:

n(А U В U С) = 800 + 700 + 600 - 600 - 500 - 400 + 300 =900.

Отсюда следует, что не все поступающие решили хотя бы одну задачу.

Ни одной задачи не решили

n(U) - n(AUBUC)=1000 - 900=100 (абитуриентов).


Упорядоченная пара. Декартово произведение двух множеств

1. Упорядоченная пара. Декартово произведение двух множеств

2. Соответствие между элементами множеств.

3. Способы задания соответствий

Рассмотрим задачу: используя цифры 1, 2, 3, нужно образовать все возможные двузначные числа.

Запись каждого числа состоит из двух цифр, причем существенен порядок их следования (числа 12 и 21 различны).

В том случае, когда важен порядок следования элементов множества, в математике говорят об упорядоченных наборах элементах. В данном случае имеем дело с упорядоченной парой.

Упорядоченную пару, образованную из элементов аb обозначают (аb).

а первая компонента пары, b – вторая компонента пары.

Определение. Пары (аb) и (сd) равны тогда и только тогда, когда а = с и b = d.

В ранее мы встречались с упорядоченными парами при использовании прямоугольной системы координат, в которой каждая точка имеет координаты, представляющие собой пару чисел.

Задача. А = {1; 2}, В = {5; 6}. Составьте все возможные двузначные числа, число десятков которого принадлежит множеству А, а число единиц – множеству В.

Такими числами будут 15, 25, 16, 26.

В процессе решения этой задачи из двух данных   множеств А  и В образовано новое множество, элементами которого являются упорядоченные пары чисел (1; 5), (2; 5), (1; 6), (2; 6). Это новое множество называют декартовым произведением множеств 
Аи В.

Определение. Декартовым произведением множеств А и В называется множество пар, первая компонента которых принадлежит множеству А, а вторая компонента принадлежит множеству В.

Записывают: А ´ В = {(аb):а    АbВ}

ПримерА = {1; 2}, В = {3; 4}. А ´ В = {(1; 3); (2; 3); (1; 4); (2; 4)}; В ´ А = {(3; 1); (3; 2); (4; 1); (4; 2)}. А ´ В ≠В ´ А, следовательно, декартово умножение не обладает свойством коммутативности.

Аналогично рассуждая, можно показать, что для этой операции не выполняется свойство ассоциативности.

Декартово произведение множеств есть множество, поэтому, как и всякое множество, его можно задать перечислением и указанием характеристического свойства.

Элементы декартова произведения удобно записывать при помощи таблицы:

(1; 2) (1; 4)

(2; 3) (2; 4)

Каждый элемент множества А ´ В записывается в клетке, стоящей на пересечении соответствующей строки и столбца.

Т.о. множество клеток этой таблицы представляет собой декартово произведение множеств А ´ В.

В математике понятие отношения используется для обозначения какой-либо связи между объектами. Отношение есть некоторое множество упорядоченных пар (x,y), где x  X, а y  Y.

Соответствие между элементами множеств

Способы задания соответствий

Учащимся некоторого класса был задан вопрос, какие кружки они посещают. Их ответы были занесены в таблицу:

В таблице отметим, что Артем посещает 3 кружка, а Виктор только один; больше всего из опрошенных посещают кружок рисования и никто из них не посещает кружок выжигания…

В данном примере рассматриваются два множества: Х = {А; Б; В} – множество имен и = {м; р; т; в} – множество названий кружков.

При помощи слов «посещать какой-либо кружок» между элементами этих множеств установлена некоторая связь, или, как говорят в математике, соответствие. В таблице это соответствие выделим заштрихованными клетками, а множество всех клеток таблицы является декартовым произведением множеств Х и Y.

Соответствие между множествами Х и Y мы установили, имея 3 множества:

множество Х – множество имен,

множество Y – множество названий кружков и

подмножество декартова произведения Х ´ Y.

Определение. Соответствием между   множествами Х и Y называется любое подмножество 

R декартова произведения множеств Х и Y.

Множество Х называют множеством отправления соответствия, множество Y – множеством прибытия соответствия.

Если пара (ху) R, то говорят, что элемент у соответствует элементу х

у является образом элемента х

х является прообразом элемента у

Определение. Множество всех первых компонент пар, входящих в соответствие, называется областью определения соответствия.

Определение. Множество всех вторых компонент пар, входящих в соответствие, называется областью значений соответствия.

Т.к. соответствие – подмножество декартова произведения, то способы задания соответствий такие же, как и для декартова произведения.

Пример. Х = {2; 3; 5; 7}, = {6; 9; 15; 17}

R – «х – делитель у» – соответствие задано указанием характеристического свойства;

R = {(2; 6); (3; 6); (3; 9); (3; 15); (5; 15)} – соответствие задано перечислением. Также соответствие можно задать таблицей:

Х Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В нашем примере элементу 3 соответствует три элемента множества Y – 6, 9 и 15. Множество, состоящее из чисел 6, 9 и 15, называют образом элемента 3.

В общем случае, образ элемента х из множества Х определяется как множество всех элементов у    Y, соответствующих элементу х.

Число 6 соответствует двум элементам множества Х – числам 2 и 3. Множество, состоящее из чисел 2 и 3, называют полным прообразом элемента 6 из множества Х.

В общем виде: полный прообраз элемента  у    Y  определяют как множество элементов хХ, таких что элементу х соответствует элемент у.

Определение. Множество всех элементов из множества Х, имеющих непустые образы, называется областью (множеством) определения соответствия R.

Определение. Множество всех элементов из множества Y, имеющих непустой полный прообраз, называется множеством значений соответствия 
R.

В нашем примере: {2; 3; 5} – множество определения; {6; 9; 15} – множество значений.

Понятие соответствия между множествами относится к числу фундаментальных понятий математики. Оно лежит в основе определения таких важнейших понятий математики, как функция и отображение. Кроме того, в любой науке изучаются не только сами объекты, но и связи между ними.

Взаимно однозначное соответствие

Определение. Отображением f множества Х в множество Y называется такое соответствие между множествами Х и Y, при котором каждому элементу х Х соответствует единственный элемент уY.

Определение. Если множество значений отображения совпадает с множеством прибытия этого отображения, то называют отображением множества Х на множество Y.

В математике такое отображение называется сюръективным.

Определение. Если полный прообраз каждого элемента уY содержит не более одного элемента (может быть и пустым), то такое отображение называется инъективным.

Определение. Отображение, обладающее свойствами инъективности и сюръективности, называется взаимно однозначным.

Другими словами: отображение f множества Х на множество Y называется взаимно однозначным, если двум различным   элементам х1 и х2 множества Х соответствует два различных элемента у1 и у 2 множества Y.

ПримерХ – множество вершин треугольника АВС

Y – множество сторон треугольника АВС.

Поставим в соответствие каждой вершине треугольника его сторону, лежащую напротив этой вершины. Данное отображение взаимно однозначно, при этом каждый элемент множества Х имеет единственный образ, а каждый элемент множества – единственный прообраз.

ОБЪЕДИНЕНИЕ МНОЖЕСТВ

А – четные натуральные числа В – двузначные числа

Найти объединение этих множеств.

А В – быть четным натуральным или двузначным числом

Пример: 8 и 32

Определение: Пересечением множеств А и В называется множество, содержащее все элементы, которые принадлежат множествам А и В одновременно.


Пересечение множеств обозначается

П р и м е р : {1,2,3} {2,3,4} = {2,3}

ПЕРЕСЕЧЕНИЕ МНОЖЕСТВ


 

Найти пересечение этих множеств.

А В – быть четным натуральным и двузначным числом

Пример: 32

БЛИЦ-ОПРОС

БЛИЦ-ОПРОС

  • земноводные, млекопитающие, хладнокровные и т.п.

Какие названия применяются для обозначения множеств животных?

БЛИЦ-ОПРОС

  • рота, взвод, полк, дивизия и т.п.

Какие названия применяются для обозначения множеств военно-служащих?

БЛИЦ-ОПРОС

  • букет

Как называется множество цветов, стоящих в вазе?

БЛИЦ-ОПРОС

  • экватор

Как называется множество точек земной поверхности, равноудаленных от обоих полюсов?

БЛИЦ-ОПРОС

  • деревня, село, город, посёлок

Как называется множество населённых людьми мест?

БЛИЦ-ОПРОС

  • выставка, галерея

Как называется множество картин?

БЛИЦ-ОПРОС

  • архив

Как называется множество документов?

БЛИЦ-ОПРОС

  • флотилия, эскадра

Какие названия применяют для обозначения множеств кораблей?

Даны множества:

Даны множества:

А = {2; 3; 8},

В = {2; 3; 8; 11},

С = {5; 11}.

Найдите: 1) АUВ; 2) АUС; 3) СUВ.

Даны множества:

Даны множества:

А = {a, b, c, d},

B = {c, d, e, f},

C = {c, e, g, k}.

Найдите: (АUВ)UС.

Даны множества:

Даны множества:

А – множество всех натуральных чисел, кратных 10,

В = {1; 2; 3;…, 41}.

Найдите А∩В.


k

L

K

Решение задачи

с помощью кругов Эйлера

поют 17

танцуют 19

Всего 30

17+19=36, всего 30

36-30=6

6

11

13

Решение


Пусть А - это множество учеников, умеющих петь. Количество элементов в нём по условию равно n = 17. Пусть В - множество учеников, умеющих танцевать. Количество элементов в нём - m = 18. Множество совпадает со всем классом, т.к. каждый ученик в классе поёт или танцует. - это множество тех учеников класса, которые поют и танцуют одновременно. Пусть их количество равно k.