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真子集的符号有几种(数学:证明集合相等)



一 理论部分


(一)集合无法定义,只能描述

集合只是人给出的一种规定,比如我规定一个集合内包含有太阳,有台灯,有猫这3个元素,但它们之间其实并不存在任何共性,但只要我规定它们3个是一个集合,那它们就是一个集合。

交集

当事物被规定到不同的集合之后,在两个集合之间若存在某种对应关系,也就是从这个集合x,到那个集合y,中间有一个函数关系,我们就把这种关系叫做映射。

其中,这个集合x叫做定义域,那个集合y叫做值域,两个集合之间的对应关系叫做从集合x到集合y的映射,表示为f:A→B(f:x|→y)。


(二)集合的相关概念

子集: ∀x∈A,x∈B,则A⊆B;

真子集:∀x∈A,x∈B,∃y∈B,y∉A,则A⊊B;


交集:A∩B = {x|x∈A且x∈B}

并集:A∪B = {x|x∈A或x∈B}

补集:CuA = {x|x∈U,且x∉A}


(三)相等的集合

表示为:A=B,判断方式:证明两个集合互相包含,即{A⊆B

B⊆A。


并集

(四)韦恩图

由英国哲学家和数学家韦恩在1881年发明,是在所谓的集合论(或者类的理论)数学分支中,在不太严格的意义下用以表示集合(或类)的一种草图。它们用于展示在不同的事物群组(集合)之间的数学或逻辑联系,尤其适合用来表示集合(或类)之间的“大致关系”,它也常常被用来帮助推导(或理解推导过程)关于集合运算(或类运算)的一些规律。


由于韦恩图形象直观的特点,可以帮助我们解决抽象的集合问题。所以要熟练使用韦恩图必须掌握两项技能:

1.把符号语言转换成图形语言,可使用将区域编号的方法。

2.把图形语言转换成符号语言,在图上表示一个区域只有两类:在集合A中,表示为A;不在集合A中,表示为CuA,即在A的补集中。


我们要注意,随便给一个元素a,它和两个集合A,B之间的关系只有四种:

(1)CuA∩CuB 同时不属于A,B;

(2)A∩CuB 属于A,不属于B;

(3)A∩B 同时属于A,B;

(4)CuA∩B 属于B,不属于A。


二 例题部分


【第一题】设A= {x|x=4k+1,k∈z}, B= {x|x=4n-3,n∈z}.

证明:A=B。


解析:我们发现,对于集合A,k取-1,0,1,2时,x取值分别为-3,1,5,9,而对于集合B,n取0,1,2,3时,x取值也分别为-3,1,5,9。所以两个集合所要表示的其实是同一类数,即被4除后余数是1的数,里面所包含的数都是一样的,两个集合确实是相等的。


解答过程:任取x∈A,则x=4k+1,k∈z。

x=4k+1=4k-3+4=4(k+1)-3

∵k∈z

∴k+1∈z

∴x∈B,即A⊆B。


同理,任取y∈B,则y=4n-3,n∈z。

y=4n-3=4n+1-4=4(n-1)+1

∵n∈z

∴n-1∈z

∴y∈A,即B⊆A。


∴A=B。



补集

【第二题】设A,B是两个集合,证明:A∪(A∩B)=A。


解析:可以直接根据题目运用并集的定义,分成两类情况讨论,且其中一类情况的x∈A已明确,我们只讨论另一类情况x∈A∩B。再运用交集的定义,可知后者结果为x∈A且x∈B,这样两种情况下都存在x∈A,则证明A∪(A∩B)包含于A。

接着,从从右到左就更加显然,任取y∈A,这时等式左边是一个并集,运用并集的定义,可知它们是全部包含在一个集合中的。所以A也包含于A∪(A∩B),则等号两边的两个集合互相包含,是相等的。


解答过程:任取x∈A∪(A∩B),x∈A或x∈A∩B。

当x∈A∩B时,x∈A且x∈B。

∴x∈A,即A∪(A∩B)⊆A。

任取y∈A,y∈A∪(A∩B)

∴A⊆A∪(A∩B)

∴综上,A∪(A∩B)=A。



【第三题】如图,区域7表示什么集合?

解析:元素7不在集合A中,但同时在集合B,C中,所以答案表示为CuA∩B∩C。


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