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近世代数理论基础1:集合

近世代数理论基础1:集合

作者: 溺于恐 | 来源:发表于2019-01-31 07:18 被阅读9次

    集合

    定义

    定义:一些元或研究对象的全体,称为集合

    单元集:一个集X仅有一个元素,X={x}

    实数集的闭单位区间I:I=\{t\in R|0\le t\le 1\}

    模m的同余类(剩余类)

    m\in Z_+​,对任意的0\le i\lt m​,定义[i]=\{km+i|k\in Z\}​

    [0],[1],\cdots,[m-1]​都是集合

    以上述集合为元,可构成另一个集合,记作Z/mZ=\{[0],[1],\cdots,[m-1]\}

    代数数

    集合K=\{\alpha\in C|\exists f(x)\in Z[x]使f(\alpha)=0\}中的元称为代数数

    代数整数

    集合R=\{\alpha\in C|\exists 首一多项式f(x)\in Z[x]使f(\alpha)=0\}中的元称为代数整数

    集合运算

    交集:A\cap B=\{a|a\in A且a\in B\}​

    并集:A\cup B=\{a|a\in A或a\in B\}

    差集:A\backslash B=\{a|a\in A且a\notin B\}​

    直积:A\times B=\{(a,b)|a\in A,a\in B\}

    运算规律

    定理:\forall A,B,C,X

    交换律:A\cup B=B\cup A

    A\cap B=B\cap A

    结合律:A\cup (B\cup C)=(A\cup B)\cup C

    A\cap (B\cap C)=(A\cap B)\cap C

    分配律:A\cap(B\cup C)=(A\cap B)\cup (A\cap C)

    A\cup (B\cap C)=(A\cup B)\cap (A\cup C)

    De\cdot Morgan公式X\backslash(A\cup B)=(X\backslash A)\cap (X\backslash B)

    X\backslash(A\cap B)=(X\backslash A)\cup (X\backslash B)​

    证明:

    先证X\backslash(A\cap B)\subset(X\backslash A)\cup (X\backslash B)​

    \forall x\in X\backslash (A\cap B),有x\in X且x\notin (A\cap B)

    x\notin A或x\notin B

    x\in X,x\notin A\Rightarrow x\in X\backslash A​

    x\in X,x\notin B\Rightarrow x\in X\backslash B

    \therefore x\in X\backslash A或x\in X\backslash B​

    即x\in (X\backslash A)\cup(X\backslash B)

    再证(X\backslash A)\cup (X\backslash B)\subset X\backslash(A\cap B)​

    \forall x\in(X\backslash A)\cup (X\backslash B),有x\in X\backslash A或x\in X\backslash B

    若x\in X\backslash A,则x\in X且x\notin A

    x\notin A\Rightarrow x\notin A\cap B​

    \therefore x\in X\backslash (A\cap B)​

    若x\in X\backslash B,同理可得x\in X\backslash (A\cap B)

    \therefore X\backslash(A\cap B)=(X\backslash A)\cup (X\backslash B)\qquad\mathcal{Q.E.D}

    相交与重叠

    定义:若两集合A与B,A\cap B=\varnothing,则称为不相交的,否则称为重叠的

    交集和并集运算推广

    集合的并和交的概念可推广到任意数目的集合族上

    给定子集簇\{A_i|i\in I\},其中I为某个指标集

    \bigcap\limits_{i\in I}A_i=\{x|\forall i\in I有x\in A_i\}

    \bigcup\limits_{i\in I} A_i=\{x|\exists i\in I使x\in A_i\}​

    集合的阶

    给定集合A,用|A|表示集合A中元的个数,称为集合A的阶(势)

    有限集与无限集

    若集合A中元的个数有限,则成为有限集,否则称为无限集

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