高中数学笔记-3-集合

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第三课 集合

1. 集合的概念

  1. 概念

    指定的某些对象的全体(研究对象是元素)

  2. 特性

    确定性,互异性,无序性

  3. 元素与集合的关系

    属于(\in

    不属于(\notin

  4. 集合的分类

    有限集,无限集,空集()

  5. 常见数集

    $\mathbb Q$ 有理数集 $\Z$ 整数集 $\N$ 自然数集 $\Complex$ 复数集 $\N^*=\N_+$ 正整数集 $\R^+$ 正实数集
  6. 集合的表示方法

    • 列举法

      A=\{1,2,3\}
    • 描述法

      A=\{x|y=x^2-x+1\}=\R B=\{y|y=x^2-x+1\}=[\dfrac{3}{4},+\infty)

2. 集合间的关系

  1. 子集

    若对于 \forall x\in A,都有 x\in B ,则称集合 A 是集合 B子集,记为 A\subseteq B

  2. 真子集

    A \subseteq B,但 \exists\ x\in B,且 x\notin A,则称集合 A 是集合 B真子集,记为 A\subsetneqq B

  3. 空集

    不含任意元素的集合是空集,记为 \varnothing

    空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集

    $\varnothing\subseteq\{\varnothing\}$:$\varnothing$ 为集合 $\varnothing\subsetneqq\{\varnothing\}$:$\varnothing$ 为集合,空集是任何非空集合的真子集
  4. 子集个数问题

    若一个集合有 n 个元素,则子集2^n 个,真子集2^n-1 个,非空子集2^n-1 个,非空真子集2^n-2

例题:以下正确的个数是?

\varnothing=0$,$\varnothing={0}$,$\varnothing=\{\varnothing\}$,$0\in\varnothing$,$\varnothing\in\{\varnothing\}$,$\varnothing\subseteq\{0\}$,$\varnothing\subsetneqq\{\varnothing\}

只有后三个是对的

3. 集合的运算

  1. 交集

    A\cap B=\{x|x\in A,\text{and}\ x\in B\}
  2. 并集

    A\cup B=\{a|x\in A,\text{or}\ x\notin A\}
  3. 补集

    \complement_\R A=\{x|x\in\R,\text{and}\ x\notin A\}

    性质(摩根公式):

    \complement_\R(A\cap B)=(\complement_\R A)\cup(\complement_\R B) \complement_\R(A\cup B)=(\complement_\R A)\cap(\complement_\R B)

    (可以画 Venn 图分析)

4. 充分条件与必要条件

  1. 定义

    “若 p,则 q”为真命题,记 p\Rightarrow q,则称 pq充分条件qp必要条件

    “若 p,则 q”为假命题,记 p\nRightarrow q,则称 p 不是 q充分条件q 不是 p必要条件

    “若 p,则 q”与它的逆命题“若 Q,则 p”均为真命题,记 p\Leftrightarrow q,则称 pq充分必要条件qp充分必要条件(简称充要条件)

5. 全称量词与存在量词

  1. 定义

    全称量词(\forall):对每个元素都成立

    存在量词(\exists):对至少等于一个元素成立

  2. 否定

    全称量词命题的否定:\forall x\in M,p(x) 的否定是 \exists x\in M,\lnot p(x)

    存在量词命题的否定:\exists x\in M,p(x) 的否定是 \forall x\in M,\lnot p(x)