Teória množín

Udalosti A a B sa navzájom vylučujú. C.K.Taylor

Teória množín je základným pojmom v celej matematike. Tento odbor matematiky tvorí základ pre ďalšie témy.

Intuitívne je množina súborom objektov, ktoré sa nazývajú prvky. Hoci to vyzerá ako jednoduchá myšlienka, má to niekoľko ďalekosiahlych dôsledkov.

Prvky

Prvky množiny môžu byť naozaj čokoľvek – čísla, štáty, autá, ľudia alebo dokonca iné množiny, to všetko sú možnosti prvkov. Takmer všetko, čo sa dá zhromaždiť, môže byť použité na vytvorenie súpravy, aj keď sú niektoré veci, na ktoré si musíme dávať pozor.

Rovnaké sady

Prvky množiny sú buď v množine, alebo nie sú v množine. Množinu môžeme opísať definujúcou vlastnosťou alebo môžeme uviesť prvky v množine. Poradie, v ktorom sú uvedené, nie je dôležité. Množiny {1, 2, 3} a {1, 3, 2} sú teda rovnaké množiny, pretože obe obsahujú rovnaké prvky.

Dve špeciálne sady

Dve sady si zaslúžia osobitnú zmienku. Prvým je univerzálny súbor, ktorý sa zvyčajne označuje IN . Táto sada obsahuje všetky prvky, z ktorých si môžeme vybrať. Táto súprava sa môže líšiť od jedného nastavenia k druhému. Napríklad jedna univerzálna sada môže byť sada reálne čísla zatiaľ čo pre iný problém môžu byť univerzálnou množinou celé čísla {0, 1, 2,...}.

Ďalší súbor, ktorý si vyžaduje určitú pozornosť, sa nazýva prázdna sada . Prázdna množina je jedinečná množina je množina bez prvkov. Môžeme to zapísať ako { } a túto množinu označiť symbolom ∅.

Podmnožiny a súprava výkonu

Zbierka niektorých prvkov súpravy A sa nazýva a podmnožina z A . Hovoríme to A je podmnožinou B vtedy a len vtedy, ak každý prvok z A je tiež prvkom B . Ak existuje konečný počet n prvkov v množine, potom sú spolu 2 ⁿ podmnožiny A . Táto zbierka všetkých podmnožín A je súbor, ktorý sa nazýva napájací set z A .

Nastaviť operácie

Rovnako ako môžeme vykonávať operácie ako sčítanie – na dvoch číslach na získanie nového čísla, operácie teórie množín sa používajú na vytvorenie množiny z dvoch ďalších množín. Existuje množstvo operácií, ale takmer všetky sa skladajú z nasledujúcich troch operácií:

• únie – Spojenie znamená zblíženie. Spojenie súprav A a B pozostáva z prvkov, ktoré sú v oboch A alebo B .
• Križovatka - Križovatka je miesto, kde sa stretávajú dve veci. Priesečník množín A a B pozostáva z prvkov, ktoré v oboch A a B .
• Doplniť - Doplnok súpravy A pozostáva zo všetkých prvkov v univerzálnej sade, ktoré nie sú prvkami A .

Vennove diagramy

Jeden nástroj, ktorý je užitočný pri zobrazovaní vzťahu medzi rôznymi množinami, sa nazýva Vennov diagram. Obdĺžnik predstavuje univerzálnu množinu pre náš problém. Každá sada je znázornená kruhom. Ak sa kruhy navzájom prekrývajú, potom to znázorňuje priesečník našich dvoch množín.

Aplikácie teórie množín

Teória množín sa používa v celej matematike. Používa sa ako základ pre mnohé podoblasti matematiky. V oblastiach týkajúcich sa štatistiky sa používa najmä v pravdepodobnosti. Veľa pojmov pravdepodobnosti je odvodených z dôsledkov teórie množín. Vskutku, jeden spôsob, ako uviesť axiómy pravdepodobnosti zahŕňa teóriu množín.