Rachunek zbiorów

Na zbiorach mo»emy wykonywa¢ dziaªania.

Niech A i B b¦d¡ zbiorami.

1

Zbiór

A ∪ B = { x : x ∈ A ∨ x ∈ B }

nazywamy sum¡ zbiorów;

2

Zbiór

A ∩ B = { x : x ∈ A ∧ x ∈ B }

nazywamy przekrojem zbiorów;

3

Zbiór

A \ B = { x : x ∈ A ∧ x /∈ B }

nazywamy przekrojem zbiorów.

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

1 / 12

Dla wszystkich x zachodz¡ nast¦puj¡ce równowa»no±ci:

1

x ∈ A ∪ B ←→ x ∈ A ∨ x ∈ B

2

x ∈ A ∩ B ←→ x ∈ A ∧ x ∈ B

3

x ∈ A \ B ←→ x ∈ A ∧ x /∈ B

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

2 / 12

Uwaga

W przypadku gdy A = { x : W (x) } oraz B = { x : V (x) } otrzymujemy 1

A ∪ B = { x : W (x) ∨ V (x) }

2

A ∩ B = { x : W (x) ∧ V (x) }

3

A \ B = { x : W (x) ∧ ¬ V (x) }

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

3 / 12

Denicja

Mówimy, »e zbiory A i B s¡ rozª¡czne je»eli nie maj¡ wspólnych elementów.

W tym przypadku ich przekrój jest zbiorem pustym ∅

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

4 / 12

Wªasno±ciom dziaªa« ∩ i ∪ na zbiorach odpowiadaj¡ wªasno±ci spójników logicznych ∧ i ∨ wyra»onym w tautologiach.

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

5 / 12

Wªasno±ci ∩ i ∪

1

A ∪ B = B ∪ A, (A ∩ B) = (B ∩ A)

2

A ∪ (B ∪ C) = (A ∪ B) ∪ C, A ∩ (B ∩ C) = (A ∩ B) ∩ C

3

A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C)

4

A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C)

5

A ∪ A = A, A ∩ A = ∅

6

A ∪ ∅ = A, A ∩ ∅ = ∅.

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

6 / 12

Inkluzja zbiorów

Zbiór A jest podzbiorem zbioru B wtedy i tylko wtedy, gdy ka»dy element

zbioru A jest elementem zbioru B. Fakt ten zapisujemy symbolicznie w

postaci A ⊂ B.

Mamy wi¦c A ⊂ B ←→ (dla ka»dego : x , x ∈ A −→ x ∈ B).

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

7 / 12

Mówimy, »e zbiór A jest podzbiorem wªa±ciwym zbioru B wtedy i tylko

wtedy, gdy A jest podzbiorem B i A jest ró»ny od B. Symbolicznie fakt ten

zapisujemy w postaci A ⊂ B. Mówimy wówczas, »e B jest nadzbiorem

wªa±ciwym zbioru A.

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

8 / 12

Wªasno±ci inkluzji zbiorów i dalsze prawa rachunku zbiorów

1

Je±li A ⊂ B i B ⊂ A, to A = B.

2

(przechodnio±¢ inkluzji) Je±li A ⊂ B i B ⊂ C, to A ⊂ C.

3

A ∩ B ⊂ A ⊂ A ∪ B, A \ B ⊂ A

4

Je±li A ⊂ C i B ⊂ D, to A ∪ B ⊂ C ∪ D i A ∩ B ⊂ C ∩ D.

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

9 / 12

Przestrze«, dopeªnienie zbioru

Spójnikom logicznym ∧ i ∨ odpowiadaj¡ dziaªania ∩ i ∪ na zbiorach.

Dotychczas nie wprowadzili±my dziaªania na zbiorach odpowiadaj¡cego

spójnikowi negacji. Cz¦sto zdarza si¦, »e rozwa»amy podzbiory ustalonego

zbioru X . W takiej sytuacji zbiór X nazywamy przestrzeni¡. W tym

kontek±cie negacji odpowiada tak zwane dopeªnienie zbioru.

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

10 / 12

Dla zbioru A ⊂ X zbiór Ac = X \ A nazywamy dopeªnieniem zbioru A ( w przestrzeni X ). Zatem dla wszystkich x ∈ X mamy

x ∈ Ac ←→ x /∈ A .

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

11 / 12

Wªasno±ci dopeªnienia zbioru

1

X c = ∅, ∅ c = X

2

(Ac )c = A

3

A ∪ Ac = X , A ∩ Ac = ∅

4

(A ∪ B)c = Ac ∩ Bc , (A ∩ B)c = Ac ∪ Bc

5

A ∩ X = A, A ∪ X = X .

()

Podstawy logiki i teorii mnogo±ci Wykªad 3

22 listopada 2008

12 / 12