ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.04.2021

Просмотров: 611

Скачиваний: 1

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

 

11 

Пересечением

 

семейства

 

множеств

 

(

)

I

A

Î

i

i

 

называется

 

множество

  

{

}

j

i

i

x

j

x

A

I

A

I

Î

Î

"

=

Î

:

I

Найдите

 

[

]

U

N

Î

-

n

n

n

, . 

11. 

Пусть

 

{

}

a

a

>

Î

=

x

R

x

:

C

Найдите

 

U

I

N

N

C

C

Î

Î

a

a

a

a

,

12. 

Приведите

 

пример

1)

 

 

последовательности

 

непустых

 

множеств

 

,...,

,...,

,

2

1

n

C

C

C

 

такой

что

 

...

2

1

É

É

C

C

 

и

 

I

N

C

Î

Æ

=

n

n

2)

 

 

последовательности

 

множеств

отличных

 

от

 

универсального

 

мно

-

жества

 

L

такой

что

 

...

2

1

Ì

Ì

C

C

и

 

L

C

N

=

Î

U

n

n

3)

 

 

семейства

 

множеств

 

такого

что

 

пересечение

 

любого

 

конечного

 

числа

 

множеств

 

из

 

этого

 

семейства

 

непусто

а

 

пересечение

 

всех

 

множеств

 

пусто

 
 

1.2 

Прямое

 

произведение

 

множеств

Бинарные

 

отношения

 

 

Произведением

  (

или

 

декартовым

 

произведением

2

1

C

C

´

 

двух

 

не

-

пустых

 

множеств

 

1

C

 

и

 

2

C

  

будем

 

называть

 

множество

 

упорядоченных

 

пар

 

(

)

2

1

x

x

,

где

   

2

2

1

1

C

C

Î

Î

x

x

,

Это

 

понятие

 

выросло

 

из

 

понятия

 

де

-

картовой

 

системы

 

координат

Данное

 

понятие

 

можно

 

обобщить

 

и

 

на

 

слу

-

чай

 

n

 

множеств

Если

 

n

C

C

C

,...,

,

2

1

 – 

n

 

непустых

 

множеств

то

 

их

 

произ

-

ведение

 

состоит

 

из

 

всевозможных

 

упорядоченных

 

наборов

 

(

)

n

x

x

x

,...,

,

2

1

n

k

x

k

k

,...,

,

1

=

Î

C

 

элементов

 

этих

 

множеств

Если

 

множества

 

C

C

C

C

=

=

=

=

n

...

2

1

то

 

их

 

произведение

 

1

2

n

C ´ C ´ ...´ C

 

обознача

-

ется

 

n

C

Так

символом

 

n

R

 

обозначается

 

множество

 

упорядоченных

 

век

-

торов

 

n

 

вещественных

 

чисел

Любое

 

подмножество

 

из

 

произведения

 

U

C

´

 

называется

 

бинарным

 

отношением

Если

 

U

C

=

то

 

бинарное

 

отношение

 

называется

 

бинарным

 

отношением

 

на

 

множестве

 

C

Бинарные

 

отношения

 

обозначаются

 

буква

-

ми

 

,...

,

,

f

r

f

 

Если

 

пара

 

( )

y

x

,

 

принадлежит

 

бинарному

 

отношению

 

r

то

 

пишут

 

( )

r

Î

y

x

,

 

или

 

y

x

r

Для

 

задания

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

используют

 

те

 

же

 

методы

что

 

и

 

для

 

произвольных

 

множеств

кроме

 

того

бинарное

 

отношение

заданное

 

на

 

конечном

 

множестве

 

C

можно

 

задать

 

в

 

виде

 

графа

а

 

бинарное

 

отно

-

шение

 

на

 

множестве

 

R

 

можно

 

задать

 

в

 

виде

 

декартовой

 

диаграммы

Под

 


background image

 

12 

графом

 

бинарного

 

отношения

 

мы

 

понимаем

 

схему

в

 

которой

 

элементы

 

множества

 

C

 

изображаются

 

точками

 

на

 

плоскости

элементы

 

C

Î

y

x

,

такие

что

 

пара

 

( )

r

Î

y

x

,

 

соединяются

 

стрелкой

направленной

 

от

 

x

 

к

 

y

пары

 

( )

r

Î

x

x

,

 

изображаются

 

петлей

 

вокруг

 

точки

 

x

Под

 

декартовой

 

диа

-

граммой

 

понимают

 

изображение

 

пар

 

( )

r

Î

y

x

,

 

в

 

декартовой

 

прямоуголь

-

ной

 

системе

 

координат

Областью

 

определения

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

называется

 

множество

 

( )

{

}

r

r

Î

$

Î

=

y

x

y

x

D

,

:

C

Областью

 

значений

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

называется

 

множество

 

( )

{

}

r

r

Î

$

Î

=

y

x

x

y

R

,

:

U

Бинарное

 

отношение

r

 

на

 

множестве

 

C

 

называется

 

рефлексивным

если

 

для

 

любого

 

C

Î

x

 

пара

 

( )

r

Î

x

x

,

Если

 

C

 – 

конечное

 

множество

то

 

рефлексивность

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

означает

что

 

на

 

графе

 

данного

 

бинарного

 

отношения

 

вокруг

 

каждой

 

точки

 

x

 

из

 

C

есть

 

петля

Если

 

R

=

C

то

 

рефлексивность

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

с

 

точки

 

зрения

 

декар

-

товой

 

диаграммы

 

означает

что

 

в

 

число

 

изображенных

 

точек

 

войдут

 

все

 

точки

 

прямой

 

x

x

y

=

)

(

Бинарное

 

отношение

 

r

 

на

 

множестве

 

C

 

называется

 

симметричным

если

 

для

 

любых

 

C

Î

y

x

,

из

 

принадлежности

 

пары

 

( )

y

x

,

 

отношению

 

r

 

следует

 

принадлежность

 

этому

 

отношению

 

также

 

пары

 

( )

x

y

,

Если

 

C

 – 

конечное

 

множество

то

 

симметричность

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

означа

-

ет

что

 

на

 

графе

 

данного

 

бинарного

 

отношения

 

все

 

присутствующие

 

стрел

-

ки

 

двусторонние

Если

 

R

=

C

то

 

симметричность

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

с

 

точки

 

зрения

 

декартовой

 

диаграммы

 

означает

что

 

изображенное

 

мно

-

жество

 

симметрично

 

относительно

 

прямой

 

x

x

y

=

)

(

Бинарное

 

отношение

 

r

 

на

 

множестве

 

C

 

называется

 

антисиммет

-

ричным

если

 

для

 

любых

 

C

Î

y

x

,

из

 

принадлежности

 

пар

 

( )

y

x

,

 

и

 

( )

x

y

,

 

от

-

ношению

 

r

 

следует

 

y

x

=

Если

 

C

 – 

конечное

 

множество

то

 

антисим

-

метричность

 

бинарного

 

отношения

 

r

 

означает

что

 

на

 

графе

 

данного

 

би

-

нарного

 

отношения

 

все

 

присутствующие

 

стрелки

 

односторонние

.  

Бинарное

 

отношение

 

r

 

на

 

множестве

 

C

 

называется

 

транзитивным

если

 

для

 

любых

 

C

Î

z

y

x

,

,

 

из

 

принадлежности

 

пар

 

( )

y

x

,

 

и

 

( )

z

y

,

 

отноше

-

нию

 

r

 

следует

 

принадлежность

 

этому

 

отношению

 

также

 

пары

 

( )

z

x

, . 

Обратным

 

отношением

 

для

 

r

 

называется

 

отношение

 

( ) ( )

{

}

r

r

Î

=

-

x

y

y

x

,

:

,

1

Композицией

 

отношений

 

1

r

 

и

 

2

r

 

называется

 

отношение

 

( )

( )

( )

{

}

2

1

1

2

r

r

r

r

Î

Î

$

=

y

z

z

x

z

y

x

,

,

,

:

,

o


background image

 

13 

Для

 

любых

 

бинарных

 

отношений

 

выполняются

 

следующие

 

свойства

1.

( )

r

r

=

-

-

1

1

2. 

(

)

1

2

1

1

1

1

2

-

-

-

=

r

r

r

r

o

o

 

Пример

 1

Перечислите

 

элементы

 

множеств

 

A

B

B

A

´

´

,

1)

 

{ }

{

}

5

,

4

,

3

,

2

,

1

=

=

B

A

2)

 

{

}

4

,

3

,

2

,

1

,

=

Æ

=

B

A

Решение

По

 

определению

 

( )

{

}

B

A

B

A

Î

Î

=

´

b

a

b

a

,

:

,

Порядок

 

построения

 

данного

 

множества

 

будет

 

следующий

вначале

 

перечислим

 

все

 

пары

первый

 

элемент

 

которых

 

равен

 

первому

 

элементу

 

множества

 

A

а

 

второй

 

элемент

 

берется

 

из

 

множества

 

B

 

в

 

том

 

порядке

в

 

котором

 

они

 

записаны

 

в

 

множестве

 

B

затем

 

аналогично

 

берем

 

второй

 

элемент

 

из

 

A

 

и

 

составляем

 

пары

 

со

 

всеми

 

элементами

 

из

 

B

 

и

 

т

.

д

Аналогичен

 

и

 

метод

 

построения

 

множества

  

( )

{

}

A

B

A

B

Î

Î

=

´

a

b

a

b

,

:

,

1) 

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

þ

ý

ü

î

í

ì

=

´

5

,

2

,

4

,

2

,

3

,

2

,

5

,

1

,

4

,

1

,

3

,

1

B

A

,  

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

ï

þ

ï

ý

ü

ï

î

ï

í

ì

=

´

2

,

5

,

1

,

5

,

2

,

4

,

1

,

4

,

2

,

3

,

1

,

3

A

B

3) 

Æ

=

´

=

´

A

B

B

A

поскольку

 

множество

 

A

 

пусто

 

и

 

мы

 

не

 

можем

 

составить

 

ни

 

одной

 

пары

 

Пример

 2

Пусть

 

{ }

4

,

3

=

A

Перечислите

 

элементы

 

множеств

 

4

A

Решение

По

 

определению

 

(

)

{

}

A

A

A

A

A

Î

Î

Î

Î

=

4

3

2

1

4

3

2

1

4

,

,

,

:

,

,

,

a

a

a

a

a

a

a

a

=

(

) (

) (

) (

)

(

) (

) (

) (

)

(

) (

) (

) (

)

(

) (

) (

) (

)

ï

ï
þ

ïï

ý

ü

ï

ï
î

ïï

í

ì

4

,

4

,

4

,

4

,

3

,

4

,

4

,

4

,

4

,

3

,

4

,

4

,

3

,

3

,

4

,

4

,

4

,

4

,

3

,

4

,

3

,

4

,

3

,

4

,

4

,

3

,

3

,

4

,

3

,

3

,

3

,

4

,

4

,

4

,

4

,

3

,

3

,

4

,

4

,

3

,

4

,

3

,

4

,

3

,

3

,

3

,

4

,

3

,

4

,

4

,

3

,

3

,

3

,

4

,

3

,

3

,

4

,

3

,

3

,

3

,

3

,

3

,

3

,

3

 

Пример

 3

Пусть

 

на

 

плоскости

 

задана

 

декартова

 

система

 

координат

Изобразите

 

на

 

плоскости

 

следующее

 

множество

[ ] [ ]

d

c

b

a

,

,

´

=

M

где

 

d

c

b

a

R

d

c

b

a

<

<

Î

,

,

,

,

Решение

.

 

При

 

построении

 

прямого

 

произведения

 

[ ] [ ]

d

c

b

a

,

,

´

=

M

 

каждой

 

точке

 

x

 

из

 

отрезка

 

[ ]

b

a

,  

ставятся

 

пары

 

( )

[ ]

d

c

y

y

x

,

,

,

Î

поэтому

 

в

 

результате

 

получим

 

множество

 

 


background image

 

14 

 

Пример

 4

Докажите

 

следующее

 

равенство

(

) (

) (

) (

)

M

B

K

A

M

K

B

A

´

Ç

´

=

Ç

´

Ç

Решение

.

 

Равенство

 

двух

 

множеств

 

мы

 

докажем

 

с

 

помощью

 

двух

 

включений

объединив

 

их

 

одной

 

записью

Заметим

что

 

элементами

 

мно

-

жеств

 

в

 

данном

 

случае

 

являются

 

упорядоченные

 

пары

 

точек

Итак

пусть

  

( ) (

) (

)

(

)

(

)

Û

Ç

Î

Ç

Î

Û

Ç

´

Ç

Î

M

K

B

A

M

K

B

A

y

x

y

x

,

,

  

Û

Î

Î

Î

Î

Û

Î

Î

Î

Î

Û

M

B

K

A

M

K

B

A

y

x

y

x

y

y

x

x

,

,

,

,

,

,

 

( )

( )

( ) (

) (

)

M

B

K

A

M

B

K

A

´

Ç

´

Î

Û

´

Î

´

Î

Û

y

x

y

x

y

x

,

,

,

,

 

Пример

 5.

 

Докажите

что

 

для

 

любых

 

непустых

 

множеств

 

K

B

A

,

,

из

 

равенства

 

(

) (

)

K

K

A

B

B

A

´

=

´

È

´

 

следует

что

 

.

A = B = K

 

Решение

Для

 

доказательства

 

данного

 

утверждения

 

установим

 

два

 

равенства

 

K

A

=

 

и

 

K

B

=

.  

Для

 

произвольных

 

A

Î

x

 

и

 

B

Î

y

  

( )

( )

K

B

K

A

K

K

K

K

B

A

Í

Í

Þ

Î

Î

Þ

´

Î

Þ

´

Î

,

,

,

,

y

x

y

x

y

x

С

 

другой

 

стороны

для

 

произвольного

 

K

Î

x

 

( )

( )

B

A

K

K

´

Î

Þ

´

Î

x

x

x

x

,

,

 

или

 

( )

Þ

´

Î

A

B

x

x

,

A

Î

Þ

x

 

и

 

A

K

B

Í

Þ

Î

x

 

и

 

B

K

Í

Таким

 

образом

K

B

A

=

=

 

Пример

  6

На

 

множестве

 

{

}

15

,

14

,

13

,

12

,

11

,

10

,

9

,

8

,

7

,

6

,

5

=

A

 

задано

 

би

-

нарное

 

отношение

 

( )

{

}

y

на

делится

x

y

x

:

,

=

r

Нарисуйте

 

граф

 

данного

 

бинарного

 

отношения

.         

Решение

.

 

Расположим

 

на

 

плоскости

 

точки

 

множества

 

A

Точки

 

A

Î

y

x

,

для

 

которых

 

пара

 

( )

r

Î

y

x

,

соединим

 

стрелкой

направленной

 

от

 

 
 
         


background image

 

15 

x

 

к

 

y

Пары

 

( )

r

Î

x

x

,

 

изобразим

 

петлей

 

вокруг

 

точки

 

x

Результатом

 

та

-

кого

 

построения

 

будет

 

граф

  

 

5

6

7

8

9

14

13

12

11

10

 

 

 

Пример

 7

Для

 

следующего

 

бинарного

 

отношения

определенного

 

на

 

множестве

 

R

найдите

 

область

 

определения

область

 

значений

 

и

 

нарисуйте

 

декартову

 

диаграмму

 

( )

{

}

y

x

y

x

=

=

2

:

,

r

Решение

.

 

В

 

соответствии

 

с

 

определением

 

( )

{

}

R

y

x

y

R

x

D

=

Î

$

Î

=

r

r

,

:

( )

{

}

:

,

0.

R

y

x

x y

R

r

r

+

=

ÎU $

Î

=

È

 

Декартова

 

диаграмма

 

для

 

данного

 

бинарного

 

отношения

 

имеет

 

вид

 

 

Пример

 8

Для

 

каждого

 

из

 

следующих

 

бинарных

 

отношений

 

выясни

-

те

какими

 

свойствами

 (

рефлексивность

симметричность

антисимметрич

-

ность

транзитивность

оно

 

обладает

 

и

 

какими

 

не

 

обладает

1)

 

( )

( ) ( ) ( ) ( )

{

}

3

,

3

,

2

,

3

,

3

,

1

,

1

,

1

),

1

,

2

(

,

2

,

1

=

r

 

на

 

множестве

 

{

}

3

,

2

,

1

=

C

2)

 

( )

{

}

Z

Î

-

=

y

x

y

x

:

,

r

 

на

 

множестве

 

R

=

C

3)

 

( )

{

}

y

x

y

x

3

2

:

,

=

=

r

 

на

 

множестве

 

Z

C

=

4)

 

( )

{

}

y

x

y

x

Í

=

:

,

r

 

на

 

множестве

 

( )

Z

R

C

=

 

Решение

.  

1)

 

 

Данное

 

отношение

 

не

 

является

 

рефлексивным

поскольку

 

для

 

точ

-

ки

 

C

Î

2

 

пара

 

( )

r

Ï

2

,

2

не

 

является

 

симметричным

поскольку

например

y

x