笛卡尔积

笛卡尔(Descartes)乘积又叫直积。假设集合A={a,b},集合B={0,1,2},则两个集合的笛卡尔积为{(a,0),(a,1),(a,2),(b,0),(b,1), (b,2)}。可以扩展到多个集合的情况。类似的例子有,如果A表示某学校学生的集合,B表示该学校所有课程的集合,则A与B的笛卡尔积表示所有可能的选课情况。
在日常生活中,有许多事物是成对出现的,而且这种成对出现的事物,具有一定的顺序。例如,上,下;左,右;34张华高于李明中国地处亚洲;平面上点的坐标等。一般地说,两个具有固定次序的客体组成一个序偶,它常常表达两个客体之间的关系。记作〈xy〉。上述各例可分别表示为〈上,下〉;〈左,右〉;〈34〉;〈张华,李明〉;〈中国,亚洲〉;〈ab〉等。
  序偶可以看作是具有两个元素的集合。但它与一般集合不同的是序偶具有确定的次序。在集合中{ab}={ba},但对序偶〈abba〉。
  设xy为任意对象,称集合{{x},{x,y}}为二元有序组,或序偶(ordered pairs),简记为<x,y> 。称x<x,y>的第一分量,称y为第二分量。
定义
  3-4.1 对任意序偶<ab> , <c, d > ,<ab> = <c, d > 当且仅当a=cb = d
  递归定义n元序组 <a1 , an>
  <a1a2> ={{a1}{a1 , a2}}
  <a1 , a2 , a3 > = { {a1}{a1 , a2},{a1 , a2 , a3}}
  = < <a1 , a2 > , a3 >
  <a1我的离婚计算器在线an> = <<a1an-1>, an>
  两个n元序组相等
  < a1an >= < b1bn >Û(a1=b1) …∧ (an=bn)
  定义3-4.2 对任意集合 A1A2 , …,An
  (1A1×A2,称为集合A1A2的笛卡尔积(Cartesian product),定义为
  A1 ×A2={x | $u $v(x = <u,v>u ÎA1vÎA2)}={<u,v> | u ÎA1vÎA2} 唧唧复唧唧
  (2)递归地定义 A1 × A2× × An
  A1 × A2×… × An= (A1× A2 × …× An-1)×An
  例题1 A={α,β}B={123},求A×BA×AB×B以及(A×BÇB×A)。
  解 A×B={α1〉,〈α2〉,〈α3〉,〈β1〉,〈β2〉,<β,3}
  B×A={1α〉,〈1β〉,〈2α〉,〈2β〉,〈3α〉,〈3β}
  A×A={αα〉,〈αβ〉,〈βα〉,〈β含气量β}
  B×B={11〉,〈12〉,〈13〉,〈21〉,〈22〉,〈23〉,〈31〉,〈32〉,〈33}
  (A×BÇB×A
  由例题1可以看到(A×BÇB×A
  我们约定若A=ÆB=Æ,则A×B=Æ
  由笛卡尔定义可知:
  (A×B×C={〈〈ab〉,c|(〈abA×BcC}
  ={abc|aAbBcC}
  A×(B×内经讲义C={a,〈bc〉〉|aA(〈bcB×C}
  由于〈a,〈bc〉〉不是三元组,所以
  (A×B×C A×(B×C
  定理3-4.1 A, B, C为任意集合,*表示 ÈÇ运算,那么有如下结论:
  笛卡尔积对于并、交差运算可左分配。即:
  A×(B*C)=(A×B)*(A×C)
  笛卡尔积对于并、交差运算可右分配。即:
  (B*C) ×A=(B×A)*(C×A)
  ¤ *表示 È时,结论(1)的证明思路:(讨论叙述法)
  先证明A×(B È C)Í(A×B) È (A×C) <x,y>A×(BÈC)出发,推出<x,y>(A ×B) È (A×C)
  再证明(A×B) È (A×C) Í A×(B È C)
  从<x,y>(A×B) È (A×C)出发,推出<x,y>A×(BÈC)
  当*表示 È时,结论(2)的证明思路:(谓词演算法) P-103页。¤
  定理3-4.2 A, B, C为任意集合,若C F,那么有如下结论:
  AÍBÛ(A×C ÍB×C) Û (C×AÍC×B) ¤
  定理前半部分证明思路 :(谓词演算法)
  先证明AÍB Þ (A×CÍB×C)
  以AÍB 为条件,从<x,y>A×C出发,推出<x,y>B×C
  得出(A×CÍB×C)结论。
  再证明(A×C ÍB×C) Þ AÍB
  以CF为条件,从xA出发,对于yC,利用Þ附加式,推出xB
  得出(AÍB)结论。 P-103页。 ¤
定理
  3-4.3 A, B, C, D为任意四个非空集合,那么有如下结论:
  A×B Í C×D充分必要条件AÍ CBÍ D
  ¤证明思路:(谓词演算法) 给汶川小朋友的一封信
  先证明充分性: A×B Í C×D Þ AÍ CBÍ D
  对于任意的xAyB,从<x,y>A×B出发,利用条件A×BÍ C×D <x,y>C×D,推出xC yD
  再证明必要性: AÍ CBÍ D ÞA×BÍ C×D
  对于任意的xAyB,从<x,y>A×B出发,推出<x,y>C×D
直积
  笛卡尔(Cartesian Product)乘积又叫直积。设AB是任意两个集合,在集合A中任意取一个元素x,在集合B中任意取一个元素y,组成一个有序对(xy),把这样的有序对作为新的元素,他们的全体组成的集合称为集合A和集合B的直积,记为A×王惠五B,即A×B={xy|xAyB}

本文发布于:2024-09-21 22:15:18,感谢您对本站的认可!

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