集合是一个有限或无限的对象集合,其中顺序无关紧要,并且重复度通常也被忽略(与列表或多重集不同)。集合的成员通常被称为元素,符号 用于表示
是集合
的一个元素。对集合及其性质的研究是集合论的对象。
集合的旧称包括聚合和集合类。罗素也使用不太合适的术语流形来指代集合。
历史上,单横线被用来表示一个除了顺序之外没有任何结构的集合,从而表示集合的序型。双横线表示从集合中去除顺序,从而表示集合的基数。这种做法由集合论创始人 Georg Cantor 开始。
用于集合运算的符号包括 (表示“与”或交集)和
(表示“或”或并集)。符号
用于表示不包含任何元素的集合,称为空集。
有许多与集合论相关的不同表示法。在有限元素集合的情况下,人们经常将集合写在花括号内,例如,
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表示小于或等于三的自然数集合。类似的表示法可以用于无限集合,前提是使用省略号来表示无限性,例如,
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表示大于或等于三的自然数集合,或者
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表示所有偶数的集合。
除了上述表示法之外,还可以使用所谓的集合构建法来表达集合及其元素。集合构建法的一般格式是
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其中 表示一个元素,
表示
满足的性质
。() 也可以扩展,以指示构造一个集合,该集合是某个环境集合
的子集,例如,
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值得注意的是,() 和 () 中的“:”有时会被竖线替换,例如,
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同样值得注意的是,()、() 和 () 中的集合都可以用集合构建法重写为整数集合 的子集,即
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(8)
| |||
(9)
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分别。
其他与集合论相关的常见表示法包括 ,它用于表示从
到
的映射集合,其中
和
是任意集合。例如,
的一个元素将是从自然数
到集合
的映射。将这样的函数称为
,那么
、
等是
的元素,因此将它们称为
、
等。这现在看起来像是
元素的序列,因此序列实际上只是从
到
的函数。这种表示法在数学中是标准的,并且经常在符号动力学中用于表示序列空间。
设 、
和
为集合。那么使用
和
运算符对这些集合进行运算是可交换的
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和分配律的
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更一般地,我们有无限分配律
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其中 遍历任何索引集
。这些证明可以从并集和交集的定义中轻易得出。