1.2. Операции над множествами

Пусть – произвольные множества. Определим операции над ними.

Определение 1. Объединением двух множеств называется множество, состоящее из всех элементов, принадлежащих хотя бы одному из этих множеств. Обозначение: .

Определение 2. Пересечением двух множеств называется множество, состоящее из всех элементов, принадлежащих одновременно обоим множествам. Обозначение: .

Определение 3. Разностью множества и(дополнением множества до множестваили, иначе говоря,без) называется множество всех элементов, не принадлежащих. Обозначение:.

Определение 4. Дополнением (до универсального множества ) множества называется множество всех элементов, не принадлежащих. Обозначение:. В некоторых случаях запись означает разность не с универсальным множеством, а с множеством, определенным в условии задачи как множество, содержащее .

Определение 5. Симметрической разностью (или кольцевой суммой) иназывается множество(или), куда входят все те элементы множества, которые не входят в множество, а также элементы, которые не входят в, т. е..

Замечание. Симметрическую разность можно записать в виде .

Перечисленные операции позволяют выражать одни множества через другие. При этом используется следующий порядок выполнения операций: операция дополнения, пересечения, объединения и разности. Если есть скобки, то сначала выполняются операции в скобках.

Пример 1. Пусть заданы множества: ,

и . Найдите:

а) ; в); д);

б) ; г); е).

Решение

а) множество состоит из элементов: . Так как объединению множеств ипринадлежат элементы, входящие или во множествоили во множество, причем одинаковые элементы включаются только один раз, то;

б) так как пересечению множеств ипринадлежат элементы, входящие одновременно в оба множестваи, то;

в) множество следует понимать как, т. е. как множество целых чисел, удовлетворяющих соотношению:. Общими элементами указанного множества и множества являются четыре целых числа;

г) разность множеств содержит те элементы множества , которые не принадлежат множеству, поэтому;

д) при нахождении значения выражений, содержащих несколько операций, следует соблюдать порядок выполнения операций, если он не указан с помощью скобок. Операция пересечения имеет больший приоритет, чем объединение. Поэтому первоначально найдем пересечение множеств и: .

Окончательно ;

е) найдем сначала разность множеств и:. Окончательно.

Пример 2. Даны два множества и. Найдите количество элементов, принадлежащих симметрической разности.

Решение

Выпишем элементы, из которых состоят множества и. Тогда, т. е. симметрическая разность состоит из пяти элементов.

Вопросы и задачи для самостоятельного решения

1. Дайте определения объединения, пересечения, разности и дополнения множеств.

2. Укажите порядок выполнения операций над множествами.

3. Запишите, используя символику теории множеств:

а) множество – дополнение к пересечению множестви;

б) множество, состоящее из всех элементов множеств и;

в) множество, состоящее из элементов множества , но не включающее элементы множеств.

4. Дано множество и его подмножества,и. Найдите множества:

а) ; в);

б) ; г).

5. Даны множества и. Найдите мощность множества.

6. Пусть ,,и. Найдите мощности следующих множеств:

а) ; г);

б) ; д);

в) ; е).

7. Даны два множества: и. Найдите количество элементов, принадлежащих множеству.

8. Даны множества: , и . Найдите мощность множества.

9. Пусть ,,– множества, состоящие из всех чисел, кратных 2, 3, 5 соответственно. С помощью операций над множествами выразите через них множества чисел: а) делящихся на 6; б) делящихся на 30; в) делящихся на 10, но не делящихся на 3.