Menu

Działania na zbiorach i ich oznaczenia

Oznaczenia zbiorów to mały alfabet: nawiasy klamrowe wypisują zbiór, ∈ mówi, że element do niego należy, ∪ łączy dwa zbiory, ∩ zostawia ich część wspólną, a prim oznacza całą resztę. Każdy symbol to jeden obszar diagramu Venna.

Autor: Nethanel Bar, Współzałożyciel i CEO

Ostatnia aktualizacja

Zbiór to kolekcja różnych obiektów, nazywanych jego elementami. Oznaczenia zbiorów to garść symboli do wypisywania zbioru, mówienia, co do niego należy, i łączenia dwóch zbiorów w trzeci. Jest ich mniej niż tuzin, a każdy nazywa jeden obszar diagramu Venna.

Tutaj A to dzielniki liczby 12, a B to liczby parzyste, wewnątrz przestrzeni U = {1, 2, ..., 12}. Wybierz działanie i zobacz, który obszar zostanie zacieniony.

Zbiory
U = {1, 2, ..., 12}
liczby naturalne od 1 do 12
A = {1, 2, 3, 4, 6, 12}
dzielniki 12
B = {2, 4, 6, 8, 10, 12}
liczby parzyste
Działania
Czy to podzbiór?
Wybierz element
123456789101112
Suma

A ∪ B = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12}

Czytaj A suma B

Wszystko, co należy do A, do B albo do obu.

liczba elementów: 8

Symbole

symbolnazwajak czytaćprzykład dla zbiorów powyżej
{ }nawiasy klamrowe"zbiór"A = {1, 2, 3, 4, 6, 12}
∈należy do"należy do"6 ∈ A
∉nie należy do"nie należy do"5 ∉ A
⊆podzbiór"jest podzbiorem"{2, 4} ⊆ B
∪suma"suma A i B"A ∪ B = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12}
∩iloczyn (część wspólna)"iloczyn A i B"A ∩ B = {2, 4, 6, 12}
\różnica"A minus B"A \ B = {1, 3}
A′dopełnienie"dopełnienie A" lub "nie A"A′ = {5, 7, 8, 9, 10, 11}
△różnica symetryczna"różnica symetryczna A i B"A △ B = {1, 3, 8, 10}
∅zbiór pusty"zbiór pusty"A ∩ {5, 7} = ∅
Uprzestrzeń"przestrzeń"wszystko, o czym mowa

Każdą odpowiedź z ostatniej kolumny da się sprawdzić na diagramie powyżej i warto raz zrobić to ręcznie: wypisz A i B, a potem odczytaj każde działanie z tych dwóch list.

Jak zapisać zbiór

Zapis przez wyliczenie wypisuje elementy w nawiasach klamrowych: A = {1, 2, 3, 4, 6, 12}. Obowiązują przy nim dwie zasady. Kolejność nie ma znaczenia, powtórzenia też nie, więc {1, 2, 3}, {3, 2, 1} i {1, 1, 2, 3} to ten sam zbiór.

Zapis za pomocą warunku opisuje elementy regułą:

A = {x ∈ ℕ | 12/x ∈ ℕ}

Czytaj to jako "zbiór liczb naturalnych x takich, że 12 podzielone przez x też jest liczbą naturalną". Pionowa kreska oznacza "takich, że"; niektóre książki używają zamiast niej dwukropka. Zapis za pomocą warunku to jedyny sposób zapisania zbioru o nieskończenie wielu elementach, takiego jak {x ∈ ℝ | x > 3}, który zapis przedziałowy skraca do (3, ∞).

Zbiory liczbowe mają własne litery: ℕ to liczby naturalne, ℤ liczby całkowite, ℚ liczby wymierne, a ℝ liczby rzeczywiste.

Łączenie dwóch zbiorów

Cztery działania wystarczają do prawie każdego zadania:

  • Suma, A ∪ B: wszystko, co jest w A lub w B, lub w obu. To słowo "lub". Nic nie jest wypisywane dwa razy, więc 2, 4, 6 i 12 pojawiają się raz, choć należą do obu zbiorów.
  • Iloczyn, A ∩ B: tylko to, co jest jednocześnie w obu zbiorach. To słowo "i".
  • Różnica, A \ B: to, co jest w A, ale nie w B. Kolejność ma znaczenie, bo B \ A = {8, 10}, a A \ B = {1, 3}. Niektóre książki zapisują ją znakiem minus.
  • Dopełnienie, A′: wszystko z przestrzeni, co nie należy do A. Bez przestrzeni dopełnienie nie jest określone i dlatego każdy diagram Venna ma dookoła prostokąt.

Różnica symetryczna, A △ B, to suma bez iloczynu: elementy, które należą do dokładnie jednego z dwóch zbiorów.

Należy do czy jest podzbiorem

Te dwa symbole myli się w tym temacie najczęściej, bo oba odpowiadają na pytanie "czy to tam jest?".

  • ∈ łączy element ze zbiorem: 2 ∈ A.
  • ⊆ łączy zbiór ze zbiorem: {2} ⊆ A.

Zapis "2 ⊆ A" jest błędny, bo 2 to liczba, a nie zbiór, a zapis "{2} ∈ A" jest błędny z odwrotnego powodu: A zawiera liczbę 2, a nie zbiór {2}.

Zbiór jest podzbiorem innego, gdy każdy jego element należy do tego drugiego. Wystarczy, że brakuje jednego elementu, i to już nieprawda: A nie jest podzbiorem B, bo 1 należy do A, ale nie do B. Zbiór pusty jest podzbiorem każdego zbioru, bo nie ma żadnego elementu, którego mogłoby brakować.

Liczenie z diagramem Venna

Liczbę elementów zbioru zapisuje się między pionowymi kreskami: |A| = 6. Żeby policzyć elementy sumy, dodaj liczebności obu zbiorów i odejmij część wspólną, policzoną dwa razy:

|A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|

Dla zbiorów powyżej to 6 + 6 minus 4, czyli 8, tyle samo, ile daje policzenie sumy bezpośrednio. To zasada włączeń i wyłączeń i właśnie tak odpowiada się na pytania ankietowe w rodzaju "ilu uczniów uczy się francuskiego lub hiszpańskiego".

Odpowiedź to 18 + 12 minus 5, czyli 25. Jeśli wychodzi ci 30, to 5 uczniów, którzy grają w oba sporty, zostało policzonych dwa razy.

Zbiory i logika to to samo

Suma to "lub", iloczyn to "i", a dopełnienie to "nie". To nie jest luźna analogia: element należy do A ∩ B dokładnie wtedy, gdy zdanie "należy do A i należy do B" jest prawdziwe. Strona o matematyce dyskretnej buduje tabele prawdy dla tych słów, a ten sam diagram Venna zacienia jedno i drugie.

Częste pytania

Co oznacza ∈?
∈ oznacza "należy do". 3 ∈ A mówi, że 3 jest jednym z elementów zbioru A. Przekreślony symbol ∉ oznacza "nie należy do", więc 5 ∉ A mówi, że 5 nie jest w A. Symbol to stylizowana grecka litera epsilon, od słowa element.
Jaka jest różnica między ∈ a ⊆?
∈ łączy element ze zbiorem, a ⊆ zbiór ze zbiorem. Jeśli A = {1, 2, 3}, to zarówno 2 ∈ A, jak i {2} ⊆ A są prawdziwe, ale 2 ⊆ A jest błędne, bo 2 to liczba, a nie zbiór. Czytaj ⊆ jako "jest podzbiorem": każdy element zbioru po lewej należy też do zbioru po prawej.
Co to jest zapis zbioru za pomocą warunku?
Sposób opisania zbioru regułą zamiast listą. {x | x > 3} czyta się "zbiór wszystkich x takich, że x jest większe od 3". Pionowa kreska, a w niektórych książkach dwukropek, oznacza "takich, że". To jedyny praktyczny sposób zapisania zbioru, który ma nieskończenie wiele elementów.
Jaka jest różnica między sumą a iloczynem zbiorów?
Suma A ∪ B zawiera wszystko, co jest w A lub w B, lub w obu. Iloczyn A ∩ B, czyli część wspólna, zawiera tylko to, co jest jednocześnie w A i w B. Na diagramie Venna suma to oba koła razem, a iloczyn to soczewka, w której koła na siebie zachodzą, więc iloczyn zawsze leży wewnątrz sumy.
Jak zapisać dopełnienie zbioru?
Większość książek pisze A′ (A prim), Aᶜ albo A z kreską nad literą. Wszystkie trzy zapisy znaczą to samo: każdy element przestrzeni U, który nie należy do A. Dopełnienie zależy od U, więc zanim je wypiszesz, zawsze sprawdź, jaka jest przestrzeń.
Co oznacza ∅?
∅ to zbiór pusty, czyli zbiór bez żadnych elementów. Można go też zapisać jako {}. Jest podzbiorem każdego zbioru, bo nie ma żadnego elementu, którego mogłoby brakować w innym zbiorze. Uwaga: {∅} nie jest pusty. To zbiór z jednym elementem, a tym elementem jest zbiór pusty.
Jaka jest różnica między ⊂ a ⊆?
⊆ oznacza "jest podzbiorem" i dopuszcza równość obu zbiorów. ⊂ zwykle oznacza podzbiór właściwy, czyli mniejszy od drugiego zbioru. Książki nie są tu zgodne: niektóre używają ⊂ dla każdego podzbioru, a ⊊ piszą wtedy, gdy chodzi o podzbiór właściwy. Gdy ma to znaczenie, sprawdź, jaką konwencję przyjmuje twój kurs.

Powiązane pojęcia

Ilustracja języków programowania w Coddy

Ucz się matematyki z Coddy

ZACZNIJ