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数学参考

集合论术语和基础

学习集合、运算、关系、函数、无限基数、公理基础以及实际应用,包括符号和例题。

维恩图中的并集和交集

并集包含任一集合,而交集仅保留共享区域。

注入和满射映射

箭头显示输入是否保持不同,以及是否到达每个陪域元素。

99 个术语

集合和基础。

集合

Set

符号A

含义

一组不同的对象,它们被视为单个数学对象。

使用场景

使用集合来指定集合、域、解空间、事件以及数学结构的底层对象。

计算示例

集合 A={2,4,6} 包含三个偶数。

集合和基础。

集合元素

Set element

符号x

含义

包含在集合中的单个对象。

使用场景

在对集合的成员进行陈述时,使用元素。

计算示例

数字 4 是集合 A={2,4,6} 的一个元素。

集合和基础。

成员关系。

Membership

符号x∈A

含义

声明一个对象是集合的元素的那个关系。

使用场景

使用成员符号来区分元素和子集。

计算示例

4∈{2,4,6}.

集合和基础。

非成员关系。

Non-membership

符号x∉A

含义

声明一个对象不是集合元素的那个关系。

使用场景

用于从域、事件或解集中排除值。

计算示例

5∉{2,4,6}.

集合和基础。

罗列法。

Roster notation

符号A={a,b,c}

含义

一种通过在花括号内列出其元素的来定义集合的记号。

使用场景

用于可以清晰列出的有限集合。

计算示例

元音集合可以写成 V={a,e,i,o,u}。

集合和基础。

集合构造法。

Set-builder notation

符号{x∈U:P(x)}

含义

一种定义集合的记号,该记号通过其元素的必须满足的属性来定义集合。

使用场景

当列出每个元素时,如果列出每个元素在实践中是不可能或是不切实际的。

计算示例

偶数是 {n∈ℤ:n=2k for some k∈ℤ}。

集合和基础。

空集

Empty set

符号

含义

包含零个元素的唯一集合。

使用场景

用于不可能的事件、不一致的解集或空交集的情况。

注意

空集是每个集合的子集,但它不一定是每个集合的元素。

计算示例

x²+1=0 的实数解集是 ∅。

集合和基础。

单元素集合。

Singleton set

符号{x}

含义

包含正好一个元素的集合。

使用场景

当集合有一个可能的值或解是唯一的时使用。

计算示例

方程 x-3=0 的解集是 {3}。

集合和基础。

全集

Universal set

符号U

含义

当前正在考虑的所有对象的集合。

使用场景

在使用补集或对固定宇宙进行量化之前,请说明这一点。

注意

普适集合取决于上下文;它不是所有元素的绝对集合。

计算示例

如果 U=ℤ,那么偶数的补集是奇数。

集合和基础。

集合相等。

Set equality

符号A=B

含义

两个集合相等当且仅当它们包含完全相同的元素。

使用场景

使用扩展相等,而不考虑书写列表中的元素顺序或重复。

计算示例

集合 {1,2,2,3} 和 {3,2,1} 是相等的。

集合和基础。

子集。

Subset

符号A⊆B

含义

如果 A 中的每个元素也是 B 中的元素,则集合 A 是集合 B 的子集。

使用场景

用于表达包含关系,并通过双重包含证明集合相等。

计算示例

{1,3}⊆{1,2,3}.

集合和基础。

专有子集

Proper subset

符号A⊊B

含义

一个不等于包含集合的子集。

使用场景

当包含关系是严格的时使用。

注意

有些书籍使用 ⊂ 表示真子集,而另一些书籍使用它表示任何子集;请定义约定。

计算示例

{1,3}⊊{1,2,3}.

集合和基础。

超集。

Superset

符号B⊇A

含义

包含另一个集合中所有元素的集合。

使用场景

将其用作子集关系的逆形式。

计算示例

{1,2,3}⊇{1,3}.

集合和基础。

基数

Cardinality

符号|A|

含义

集合中元素的数量的度量。

使用场景

用于比较有限大小,以及通过双射,比较无穷集合的大小。

计算示例

如果 A={a,b,c}, 那么 |A|=3.

集合和基础。

有限集

Finite set

含义

集合中的每个元素都可以与 {1,...,n} 建立双射,其中 n 是一个非负整数。

使用场景

当集合具有明确的整数大小时使用。

计算示例

星期几构成一个基数为 7 的有限集合。

集合和基础。

无限集

Infinite set

含义

一个无限集合。

使用场景

用于无界集合,例如整数、序列和直线上的点。

计算示例

整数集 ℤ 是无穷集。

集合和基础。

幂集。

Power set

符号𝒫(A)

含义

包含 A 的所有子集的集合。

使用场景

用于描述所有可能的选择、事件和二进制特征组合。

计算示例

如果 A={a,b}, 那么 𝒫(A)={∅,{a},{b},{a,b}}.

集合和基础。

集合的索引族

Indexed family of sets

符号{Aᵢ}ᵢ∈I

含义

一组由索引集合中的元素标记的集合。

使用场景

用于集合序列以及在任意索引集合上的并集或交集。

计算示例

集合 {Aₙ}ₙ∈ℕ 可以定义为 Aₙ={1,...,n}。

集合运算。

联合

Union

符号A∪B

含义

属于 A、B 或两者都的元素的集合。

使用场景

用于组合备选项、事件、类别或结果集。

计算示例

如果 A={1,2} 且 B={2,3}, 那么 A∪B={1,2,3}.

集合运算。

交集

Intersection

符号A∩B

含义

属于 A 和 B 的元素的集合。

使用场景

用于应用同时条件或查找公共成员。

计算示例

如果 A={1,2} 且 B={2,3}, 那么 A∩B={2}.

集合运算。

集合差。

Set difference

符号A∖B

含义

属于 A 但不属于 B 的元素的集合。

使用场景

用于删除排除项或比较剩余的、对一个集合独特的元素。

计算示例

如果 A={1,2,3} 且 B={2,4}, 那么 A∖B={1,3}.

集合运算。

补集

Complement

符号Aᶜ

含义

属于全集但不在 A 中的元素的集合。

使用场景

用于否定条件和互补概率事件。

计算示例

如果 U={1,2,3,4} 且 A={1,3}, 那么 Aᶜ={2,4}.

集合运算。

对称差。

Symmetric difference

符号A△B

含义

属于 A 和 B 中 *正好* 一个的元素的集合。

使用场景

用于测量集合之间的不一致性或切换成员关系。

计算示例

如果 A={1,2} 且 B={2,3}, 那么 A△B={1,3}.

集合运算。

不相交集合

Disjoint sets

符号A∩B=∅

含义

没有共同元素的集合。

使用场景

用于互斥事件和不重叠的分区。

计算示例

偶数和奇数是不相交的。

集合运算。

集合的划分。

Partition of a set

含义

一组非空、两两不相交的子集,其并集是原始集合。

使用场景

用于将每个元素分组到恰好一个类中。

计算示例

同余类模 3 将 ℤ 分割。

集合运算。

笛卡尔积

Cartesian product

符号A×B

含义

所有第一个分量在 A 中,第二个分量在 B 中的有序对的集合。

使用场景

用于构建坐标、关系、表格和积空间。

计算示例

如果 A={1,2} 且 B={x,y}, 那么 A×B={(1,x),(1,y),(2,x),(2,y)}.

集合运算。

有序对。

Ordered pair

符号(a,b)

含义

一对,其中每个分量的位置都重要。

使用场景

用于坐标以及笛卡尔积或关系的基本元素。

计算示例

一个有序对通常在它的组成部分交换时会发生变化,因此 (1,2)≠(2,1)。

集合运算。

集合的德摩根定律

De Morgan's laws for sets

符号(A∪B)ᶜ=Aᶜ∩Bᶜ

含义

交换并集和交集的规则,用于取补集。

使用场景

用于简化否定集合条件和概率事件。

计算示例

第二定律是 (A∩B)ᶜ=Aᶜ∪Bᶜ。

集合运算。

集合的分配律

Distributive laws for sets

符号A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)

含义

描述并集和交集相互分布的规则。

使用场景

用于重写集合表达式并证明恒等式。

计算示例

此外,A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C) 成立。

集合运算。

吸收定律

Absorption laws

符号A∪(A∩B)=A

含义

恒等式,其中将集合与包含的交集或并集结合,返回原始集合。

使用场景

用于删除集合表达式的冗余部分。

计算示例

对偶定律是 A∩(A∪B)=A。

集合运算。

广义并集和交集

Generalized union and intersection

符号⋃ᵢAᵢ, ⋂ᵢAᵢ

含义

对一组索引集合进行并集或交集运算。

使用场景

用于无限个集合或变量条件的集合。

计算示例

对于 Aₙ={n,n+1,...}, 交叉集 ⋂ₙ∈ℕAₙ 是空集。

关系和序。

二元关系

Binary relation

符号R⊆A×B

含义

一组有序对,它指定 A 中的哪些元素与 B 中的哪些元素相关。

使用场景

用于建模比较、连接、数据库链接和函数图。

计算示例

由 x≤y 定义的关系 xRy 是 ℤ×ℤ 的一个子集。

关系和序。

关系域和范围

Domain and range of a relation

符号dom(R), ran(R)

含义

定义域包含关系中的第一个元素,而值域包含关系中的第二个元素。

使用场景

用于确定哪些输入和输出实际上参与关系。

计算示例

如果 R={(1,a),(2,a),(2,b)}, 那么 dom(R)={1,2} 且 ran(R)={a,b}.

关系和序。

逆关系

Inverse relation

符号R⁻¹

含义

通过反转 R 中每个有序对得到的关系。

使用场景

用于反转方向关系。

计算示例

如果 R={(1,a),(2,b)}, 那么 R⁻¹={(a,1),(b,2)}.

关系和序。

自反关系。

Reflexive relation

符号xRx

含义

A 上的一个关系,其中每个元素都与自身相关。

使用场景

当自比较必须始终成立时,例如在相等和非严格顺序中。

计算示例

关系 ≤ 是自反的,因为对于每个实数 x,都有 x≤x。

关系和序。

反自反关系

Irreflexive relation

含义

A 上的一个关系,其中没有元素与自身相关。

使用场景

用于严格比较,例如小于。

计算示例

关系 < 是不可自反的,因为 x<x 总是错误的。

关系和序。

对称关系。

Symmetric relation

符号xRy⇒yRx

含义

一种可以反转其方向的,对于每对相关元素都成立的关系。

使用场景

用于平等或共享属性等相互关系。

计算示例

在 ℤ 上,具有相同奇偶性的关系是对称的。

关系和序。

反对称关系

Antisymmetric relation

符号xRy∧yRx⇒x=y

含义

一种两个不同的元素之间不可能存在双向相关性的关系。

使用场景

将其用作偏序的公理。

注意

反对称并不意味着关系缺乏对称对;相等的元素可能以两种方式相关。

计算示例

子集关系 ⊆ 是反对称的。

关系和序。

非对称关系

Asymmetric relation

符号xRy⇒¬(yRx)

含义

一种相关对永远不能以相反方向出现的关系。

使用场景

用于严格的定向比较。

计算示例

严格的序关系 < 是非对称的。

关系和序。

传递关系

Transitive relation

符号xRy∧yRz⇒xRz

含义

一种通过中间相关元素传递的关系。

使用场景

用于排序、等价关系、可达性和蕴含链。

计算示例

可除性具有传递性:如果 a 能整除 b,并且 b 能整除 c,那么 a 能整除 c。

关系和序。

等价关系

Equivalence relation

符号

含义

一种自反的、对称的和传递的关系。

使用场景

用于将应根据所选标准视为相同的对象分组。

计算示例

同余模 n 是 ℤ 上的等价关系。

关系和序。

等价类

Equivalence class

符号[x]

含义

包含所有与给定元素等价的元素的集合。

使用场景

将其用作由等价关系诱导的分区的块之一。

计算示例

对于模 3 同余,1 的等价类是 [1]={...,−5,−2,1,4,7,...}。

关系和序。

商集。

Quotient set

符号A/∼

含义

A 在某个等价关系下的所有等价类的集合。

使用场景

用于将等效元素替换为单个抽象类。

计算示例

集合 ℤ/3ℤ 有三个类:[0]、[1] 和 [2]。

关系和序。

偏序。

Partial order

符号

含义

一种自反的、反对称的和传递的关系。

使用场景

当某些元素可以比较,而其他元素可能无法比较时使用。

计算示例

子集包含关系部分地对幂集进行排序。

关系和序。

偏序集。

Partially ordered set

符号(P,≼)

含义

集合及其指定的偏序。

使用场景

将其用作序理论和依赖性分析研究的对象。

计算示例

12 的因子构成一个在可除性下的偏序集。

关系和序。

全序

Total order

符号

含义

一种偏序,其中每对元素都是可比的。

使用场景

用于排序和线性排名。

计算示例

常用序 ≤ 是 ℝ 上的一个全序。

关系和序。

哈斯图

Hasse diagram

含义

一个有限偏序集合的简化图,它显示了覆盖关系,并省略了传递边。

使用场景

用于可视化层次结构、可除性、子集包含和依赖关系。

计算示例

对于数字 6 的约数,哈斯图显示 1 在 2 和 3 的下方,而 6 在 2 和 3 的上方。

关系和序。

良序

Well-order

含义

一种完全序,其中每个非空子集都有一个最小元素。

使用场景

用于归纳、递归定义和序数理论。

计算示例

ℕ 上的常用序是一种良序。

关系和序。

最小值和最大值。

Minimal and maximal elements

含义

偏序集中,没有严格小于或严格大于的比较元素。

使用场景

当部分序可能具有多个局部边界元素时使用。

计算示例

一个有限的偏序集合可以有多个极大元素。

关系和序。

最小元素和最大元素。

Least and greatest elements

符号⊥, ⊤

含义

偏序集中,每个元素之上的或之下的元素。

使用场景

用于全局边界和晶格端点。

注意

最小值并不总是指最小,最大值也不总是指最大。

计算示例

如果存在最小元素,则该元素是唯一的。

关系和序。

上界和下界

Upper and lower bounds

含义

位于排序集合中,在所选子集中,高于或低于每个元素的元素。

使用场景

用于定义上确界、下确界、有界集合和优化限制。

计算示例

数字 10 是 {1,4,7} 的上界。

关系和序。

上确界和下确界。

Supremum and infimum

符号sup(S), inf(S)

含义

子集的上确界和下确界,如果它们存在。

使用场景

用于分析、优化和完备晶格理论。

计算示例

对于 S=(0,1), sup(S)=1 且 inf(S)=0,即使两者都不属于 S。

函数和映射

函数

Function

符号f:A→B

含义

一种将 A 中的每个元素映射到 B 中的恰好一个元素的二元关系。

使用场景

使用函数来建模确定性映射、变换和计算。

计算示例

规则 f(n)=n² 定义了一个从 ℤ 到 ℕ 的函数。

函数和映射

函数的定义域

Domain of a function

符号dom(f)

含义

函数的允许输入值的集合。

使用场景

说明这一点,因为相同的公式可以定义在不同定义域上不同的函数。

计算示例

对于 f:ℝ→ℝ 且 f(x)=x²,定义域是 ℝ。

函数和映射

陪域

Codomain

符号B

含义

函数 f:A→B 的目标集合。

使用场景

用于定义满射,并区分预期的输出和实际达到的输出。

计算示例

对于 f:ℝ→ℝ 且 f(x)=x²,陪域是 ℝ。

函数和映射

函数的定义域。

Range of a function

符号f(A)

含义

函数实际达到的输出值的集合。

使用场景

用于测试满射,并确定可行输出。

注意

值域可能小于陪域。

计算示例

对于 f:ℝ→ℝ 且 f(x)=x²,值域是 [0,∞)。

函数和映射

子集的像

Image of a subset

符号f(S)

含义

从域的子集 S 的元素获得的函数值的集合。

使用场景

用于跟踪映射如何转换选定的区域或集合。

计算示例

对于 f(x)=x² 且 S={−2,1,3}, f(S)={1,4,9}.

函数和映射

子集的逆像。

Preimage of a subset

符号f⁻¹(T)

含义

函数值位于所选目标子集 T 中的域元素的集合。

使用场景

用于将条件和事件反向传递到函数中。

计算示例

对于 f(x)=x²,{4} 的原像是 {−2,2}。

函数和映射

注入函数

Injective function

符号f(x₁)=f(x₂)⇒x₁=x₂

含义

一个永不将两个不同的输入映射到相同输出的函数。

使用场景

当输入必须在映射后保持可区分时使用。

计算示例

定义为 f(n)=2n 的函数 f:ℤ→ℤ 是单射的。

函数和映射

全射函数。

Surjective function

符号f(A)=B

含义

一个其值域等于其陪域的函数。

使用场景

当每个声明的目标必须至少由一个输入到达时使用。

计算示例

定义为 f(x)=x² 的函数 f:ℝ→[0,∞) 是全射的。

函数和映射

双射函数

Bijective function

符号A↔B

含义

既是单射又是满射的函数。

使用场景

用于按元素对两个集合进行配对、比较基数和定义反函数。

计算示例

定义为 f(n)=n+1 的函数 f:ℤ→ℤ 是双射的。

函数和映射

逆函数

Inverse function

符号f⁻¹:B→A

含义

一个通过将每个输出映射回其唯一输入来反转双射的函数。

使用场景

用于撤销可逆映射。

注意

对于子集,即使不存在反函数,也可以定义逆像记号 f⁻¹(T)。

计算示例

如果 f(x)=2x+1 on ℝ,那么 f⁻¹(y)=(y−1)/2.

函数和映射

函数复合

Function composition

符号g∘f

含义

通过首先应用 f,然后应用 g 形成的函数。

使用场景

用于从更简单的步骤构建复杂的转换。

计算示例

如果 f(x)=x+1 且 g(x)=2x,那么 (g∘f)(x)=2x+2.

函数和映射

恒等函数

Identity function

符号id_A

含义

将集合中的每个元素映射到自身的函数。

使用场景

将其用作函数复合的零元。

计算示例

对于每个函数 f:A→B, f∘id_A=f 且 id_B∘f=f。

函数和映射

函数的限制。

Restriction of a function

符号f|_S

含义

通过将 f 的定义域限制到子集 S 而获得的函数。

使用场景

用于研究局部行为或使函数在较小的域上成为单射。

计算示例

将平方函数限制到 [0,∞) 上的函数是单射的。

函数和映射

指示函数

Indicator function

符号1_A(x)

含义

一个将 A 中的元素映射到 1,将 A 之外的元素映射到 0 的函数。

使用场景

用于在概率、积分和数据处理中,通过代数方式编码成员关系。

计算示例

对于 A={2,4}, 1_A(2)=1 且 1_A(3)=0.

无限集合和基数

基数相同的集合

Equinumerous sets

符号|A|=|B|

含义

通过双射连接的集合,意味着它们具有相同的基数。

使用场景

使用双射来比较大小,尤其是在处理无限集合时,而无需直接计数。

计算示例

自然数 ℕ 和偶自然数通过 f(n)=2n 是等基数的。

无限集合和基数

可数集

Countable set

含义

一个有限集合或一个可以注入到自然数集合中的集合。

使用场景

用于可以按序列列出的集合,可能包含间隙。

计算示例

ℕ 的任何子集都是可数的。

无限集合和基数

countably infinite 集合

Countably infinite set

符号|A|=ℵ₀

含义

一个可以与自然数建立双射的无限集合。

使用场景

用于区分序列大小的无穷大和更大的基数。

计算示例

整数集 ℤ 和有理数集 ℚ 是可数无穷集。

无限集合和基数

不可数集合

Uncountable set

含义

无法与自然数集合的任何子集建立双射的集合。

使用场景

用于更大的无穷,例如实数和函数空间。

计算示例

区间 [0,1] 是不可数的。

无限集合和基数

阿列夫零

Aleph-null

符号ℵ₀

含义

自然数的基数以及每个可数无穷集的基数。

使用场景

将其用作最小的无限基数。

计算示例

|ℕ|=|ℤ|=|ℚ|=ℵ₀.

无限集合和基数

连续统的基数

Cardinality of the continuum

符号𝔠

含义

实数的基数,等于 ℕ 的幂集的基数。

使用场景

用于区间大小、实值序列和连续几何集合。

计算示例

|ℝ|=|𝒫(ℕ)|=𝔠=2^ℵ₀.

无限集合和基数

康托尔的对角线论证

Cantor's diagonal argument

含义

一种构造对象的方法,该对象在它的第 n 个分量上与第 n 个列出的对象不同。

使用场景

用于证明提出的列表是不完整的,尤其是在实数或无限序列的情况下。

计算示例

对角线论证证明二进制序列不能由 ℕ 列出。

无限集合和基数

康托尔定理

Cantor's theorem

符号|A|<|𝒫(A)|

含义

任何集合的幂集的基数严格大于原始集合的基数。

使用场景

用于证明不存在最大的基数,并生成更大的无穷大。

计算示例

任何从集合 A 到其幂集 𝒫(A) 的函数都不能是全射。

无限集合和基数

基数算术

Cardinal arithmetic

符号κ+λ, κλ, κ^λ

含义

通过不相交并集、笛卡尔积和函数集合在基数上定义的算术运算。

使用场景

用于比较组合的无穷集合的大小。

计算示例

对于无限可数集合,ℵ₀+ℵ₀=ℵ₀ 且 ℵ₀·ℵ₀=ℵ₀。

无限集合和基数

Dedekind 无穷集合

Dedekind-infinite set

含义

与其自身的真子集具有相同基数的集合。

使用场景

在标准集合论中,将其用作无穷大的结构特征。

计算示例

n↦n+1 是从 ℕ 到真子集 ℕ∖{0} 的双射。

公理和基础

朴素集合论。

Naive set theory

含义

一种将集合视为由可理解属性描述的任意集合的非正式方法。

使用场景

用于普通数学,当基本悖论不涉及时。

注意

无限制的按属性进行收集会导致悖论,因此形式化的基础使用公理。

计算示例

基本的并集和交集计算通常只需要朴素集合论。

公理和基础

罗素悖论。

Russell's paradox

符号R={x:x∉x}

含义

通过询问“所有不是自身成员的集合的集合是否是自身成员”而产生的矛盾。

使用场景

用于理解为什么无限制的集合公理无效。

计算示例

如果 R∈R,则 R∉R;如果 R∉R,则 R∈R。

公理和基础

公理集合论

Axiomatic set theory

含义

一种形式理论,它只允许通过指定的公理来定义集合和构造。

使用场景

用于为数学提供一个一致的基础,并避免已知的悖论。

计算示例

ZF 和 ZFC 是集合论的标准公理系统。

公理和基础

扩展性公理

Axiom of extensionality

含义

两个集合相等当且仅当它们具有相同的元素。

使用场景

用于使成员关系完全确定集合的身份。

计算示例

要证明 A=B,只需证明对于每个 x,如果 x∈A 并且 x∈B 即可。

公理和基础

构造公理

Axiom of pairing

含义

对于任何对象 a 和 b,存在一个集合 {a,b}。

使用场景

用于构造对和单元素集合。

计算示例

如果 a=b,则得到单元素集合 {a}。

公理和基础

并集公理

Axiom of union

符号⋃A

含义

对于任何集合的集合 A,存在一个包含其成员集合的元素的集合。

使用场景

用于扁平化嵌套集合的一层,并构造并集。

计算示例

对于集合 A={{1,2},{2,3}},应用并集公理得到 ⋃A={1,2,3}。

公理和基础

幂集公理

Axiom of power set

含义

对于任何集合 A,存在一个包含 A 的所有子集的集合。

使用场景

用于构造函数空间、拓扑和更大的基数。

计算示例

该公理保证了 𝒫(A) 的存在。

公理和基础

无穷公理

Axiom of infinity

含义

一个公理,它断言存在一个具有归纳性的集合,该集合支持自然数的构造。

使用场景

用于确保集合论至少包含一个无穷集合。

计算示例

自然数可以在一个归纳集合中构造。

公理和基础

分离公理模式

Axiom schema of separation

含义

一种允许从已存在的集合中选择满足特定属性的元素的模式。

使用场景

用于定义子集,但不允许对所有满足某个属性的元素进行无限制的集合。

计算示例

给定 A 和属性 P,分离形成 {x∈A:P(x)}。

公理和基础

替换公理模式

Axiom schema of replacement

含义

一种声明,在可定义函数规则的作用下,集合的像也是一个集合的模式。

使用场景

用于无穷构造和由大序数索引的图像。

计算示例

一个可定义的规则 F 将一个集合 A 映射到集合 {F(x): x∈A}。

公理和基础

基础公理

Axiom of foundation

含义

任何非空集合都包含一个与该集合不相交的元素,从而防止无限下降的成员链。

使用场景

用于排除普通集合,例如 x∈x 和循环成员链。

计算示例

公理体系排除具有 a∈b 和 b∈a 的双集合循环。

公理和基础

选择公理

Axiom of choice

含义

对于每个非空集合的集合,存在一个函数,该函数从每个集合中选择一个元素。

使用场景

用于诸如良序定理、佐恩引理和向量空间基的存在性等结果。

计算示例

该公理提供了一种选择函数,即使在没有明确的选择规则的情况下。

公理和基础

ZF 集合论

ZF set theory

符号ZF

含义

不包含选择公理的策梅洛-弗兰克尔集合论。

使用场景

在选择公理的状态与否分开的情况下,将其用作标准的正式基础。

计算示例

ZF 包含扩张性、配对、并集、幂集、无穷性、分离、替换和基础性。

公理和基础

ZFC 集合论

ZFC set theory

符号ZFC

含义

ZF 集合论以及选择公理。

使用场景

将其用作主流数学最常见的框架。

计算示例

大多数普通的数学结果都可以用 ZFC 进行形式化。

公理和基础

传递集合

Transitive set

含义

集合中的每个元素也是该集合的子集。

使用场景

用于序理论、集合层次结构和集合论模型。

计算示例

集合 {∅,{∅}} 是传递的。

公理和基础

序数。

Ordinal number

符号α,β,ω

含义

表示一个良序集合的序类型的规范集合。

使用场景

用于描述位置、无穷递推和超越有限序的阶段。

计算示例

第一个无限序数是 ω,它排在所有有限序数之后。

公理和基础

基数

Cardinal number

符号κ,λ

含义

具有相同基数的集合的规范代表。

使用场景

用于比较集合大小,而不考虑顺序或内部结构。

计算示例

有限基数 3 表示每个包含三个元素的集合。

应用程序

样本空间和事件。

Sample space and event

符号Ω, E⊆Ω

含义

在概率中,样本空间是所有可能结果的集合,而事件是其子集之一。

使用场景

使用集合运算来组合事件和补集,以表达失败。

计算示例

对于一个骰子,Ω={1,2,3,4,5,6},偶数事件是 E={2,4,6}。

应用程序

解集。

Solution set

含义

满足方程、不等式或约束条件的集合。

使用场景

用于统一地表达零、一、几个或无限多个解。

计算示例

x²=4 的实数解集是 {−2,2}。

应用程序

载集

Carrier set

含义

定义代数或逻辑结构的底层元素的集合。

使用场景

用于将原始元素与添加到其中的操作和关系分开。

计算示例

一个群 (G,*) 具有载集 G 和运算 *。

应用程序

数据库集合操作

Database set operations

含义

诸如 UNION、INTERSECT 和 EXCEPT 的操作,它们使用集合语义组合兼容的查询结果。

使用场景

用于合并、比较或减去结果行。

注意

数据库表可以包含重复值和空值,因此 SQL 语义与纯集合论不完全相同。

计算示例

UNION 会删除重复的行,除非使用 UNION ALL。

应用程序

集合数据结构。

Set data structure

含义

一种编程集合,它存储唯一值,并且通常支持快速成员测试。

使用场景

用于去重、跟踪已访问状态和成员查找。

计算示例

集合可以将列表 [3,1,3,2] 简化为唯一的元素 {1,2,3}。

应用程序

类型解释为一个集合

Type interpreted as a set

含义

一种将类型视为允许值的集合的观点。

使用场景

用于推理验证、并集、交集、子类型和穷尽情况。

计算示例

布尔类型可以由集合 {true, false} 来建模。