第一章准备知识
§1.1 集合与符号
一、集合
1.定义:由确定的一些对象汇集的总体称为集合;
组成集合的这些对象被称为集合的元素.
2.表示:用大写字母、、…表示集合;
用小写字母、、…表示集合的元素.
是集合的元素,记为(读作:属于);
不是集合的元素,记为(读作:不属于).
不含任何元素的集合称为空集合,记作
3.集合间的关系
(1)子集合:如果集合的任何元素都是集合的元素,那末我们就说是的子集合,简称为子集,记为
读作包含于),
或者
(读作包含).
(2)相等:如果集合的任何元素都是集合的元素,并且集合的任何元素也都是集合的元素(即并且),那末我们说集合与集合相等,记为
.
我们约定:空集合是任何集合的子集,即 .
二、数集
1. N ——自然数集; Z ——整数集;
Q——有理数集; R——实数集;
C——复数集.
把非负整数、非负有理数和非负实数的集合分别记为Z,Q和R,显然有
NZQRC.
和
NZQR.
2.区间 ——数轴上的一段所有点组成的集合
符 号 | 名 称 | 定 义 | |
有限区间 | 开区间 | ||
闭区间 | |||
半开区间 | |||
半开区间 | |||
无限区间 | 开区间 | ||
闭区间 | |||
开区间 | |||
闭区间 | |||
3.邻域 设 R,
数集 称为的邻域,记为
==,
称为邻域的中心;称为邻域的半径。
当不需要注明邻域的半径时,常把它表为,简称的邻域.
数集 表示在的邻域中去掉的集合,称为的去心邻域,记作
==-,
当不需要注明邻域半径时,常将它表为,简称的去心邻域.
三、逻辑符号
1.符号“”表示“蕴涵”或“推得”,或“若…,则…”.
——若命题成立,则命题成立;或命题蕴涵命题;称是充分条件,同时也称是的必要条
例如:是整数是有理数
符号“”表示“必要充分”,或“等价”,或“当且仅当”.
表示命题与命题等价;或命题蕴涵命题(),同时命题也蕴涵命题()
例如:任意,有.
2.量词符号
符号“”表示“任意”,或“任意一个”,它是将英文字母倒过来.
符号“”表示“存在”,或“能到”,它是将英文字母反过来.
应用上述的数理逻辑符号表述定义、定理比较简练明确.例如,数集有上界、有下界和有界的定义:
数集有上界 R,,有.
数集有下界 R,,有.
数集有界,,有.
既有上界,又有下界。
请试证明,上面两者等价。
3. max与min
符号“max”表示“最大”(它是maximum(最大)的缩写).
符号“min”表示“最小”(它是minimum(最小)的缩写).
设是个数.例如:
max{}——个数中最大数.
min{}——个数中最小数.
4. !与!!
符号“!”表示“不超过的所有自然数的连乘积”,读作“的阶乘”即
!=(-1)…3·2·1.
如 7!= 7·6·5·4·3·2·1.
符号“!!”表示“不超过并与有相同奇偶性的自然数的连乘积”,读作“的双阶乘”,即
(2-1)!!=(2-1)(2-3)…5·3·1.
(2-2)!!=(2-2)(2-4)…6·4·2.
如 9!!= 9·7·5·3·1, 12!!=12·10·8·6·4·2.
规定:0!=1.
5.连加符号Σ与连乘符号Π
在数学中,常遇到一连串的数相加或一连串的数相乘,例如1+2+…+或者 等.为简便起见,人们引入连加符号Σ与连乘符号Π:
,
.
这里的指标仅仅用以表示求和或求乘积的范围,把换成别的符号 ,字符串是什么字符的集合等,也同样表示同一和或同一乘积,例如
,
.
人们通常把这样的指标称为“哑指标”.
我们举几个例子说明连加符号Σ与连乘符号Π的应用.
例1 阶乘!的定义可以写成
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