• 集合论与图论 集合论部分 笔记总结


    我发现 写博客真的会上瘾

    刚好下周要考集图了,在博客上把知识点都梳理一遍好了。

    一、集合论

          1.2 命题逻辑

            命题:能够判断真假的陈述句。

            原子命题:不包含其他命题作为其组成部分的命题。

            复合命题:5种联结词将原子命题联结起来的命题

                    

          1.3 一阶谓词逻辑

    原子命题的划分:划分个体性质的原子命题

                                 划分个体之间关系原子命题

    原子命题=主语+谓语=个体+谓词

    谓词:表示个体性质或彼此之间关系的词

    量词:表示数量的词

             全称量词&存在量词

    等值式基本可以推,但有几个需要记住。

    前范束式:把提前。

    1.4集合的概念

    子集的等价:(证明中常用)

    幂集:设A为一个集合,称由A的全体子集组成的集合为A的幂集,记作P(A),P(A)={X|X包含于A}

    集族与指标集:

    1.5 集合的运算

    对称差:

    广义并:集族的广义并是指其全体元素(集合)的元素组成的集合。

     

    同理,广义交:集族的广义交就是全体元素(集合)的公共元素组成的集合,就是每个子集合的大交。

    容斥原理:

     

    1.6 集合恒等式

    基本上是转换成谓词恒等式的证明题。注意包含的证法。

    2.1 有序对和卡式积

    有序对:{{a},{a,b}}为元素a,b构成的有序对,记作<a,b>

    卡式积:

    非结合、非交换、有分配律

    2.2 二元关系

    n元关系:元素是有序n元组的集合。

    <x,y> 属于 某二元关系f,则称x与y具有f关系

    A到B的二元关系f:f包含于AXB。f是AXB的子集。

     二元关系f定义域和值域的定义:存在y/x使得<x,y>属于f的x/y集合。

    逆的定义;

    合成的定义;

     合成有结合律,对并、逆有分配律。

    二元关系f在集合A上的限制:x属于集合A的且本身属于f的二元有序对的集合。

    集合A在二元关系f中的象:二元关系f在集合A上的限制的值域。

    二元关系是单根的定义:对于任意一个属于值域的y,在二元关系f定义中仅存在一个x,使<x.y>属于f。单值类似。

    2.3关系的表示和性质

    在集合A上的二元关系f的关系矩阵;关系矩阵的乘法与合成关系;可达矩阵;

    集合A上的二元关系f的有向图;

    二元关系的性质:

                         自反性:在A上的二元关系,对任意属于A的元素x,<x,x>都属于f,否则是非自反。

                         反自反:在A上的二元关系,对任意属于A的元素x,<x,x>都不属于f,否则是非反自反

                                      非反自反=非自反

                         对称性:在A上的二元关系,对任意属于A的元素x,y,若<x,y>属于f,则<y,x>也属于f

                         反对称:在A上的二元关系,对任意属于A的元素x,y,若<x,y>属于f,则<y,x>不属于                                        f,除非x=y;

                                        可同时具有对称性和反对称性。

                         传递性:在A上的二元关系,对任意属于A的元素x,y,z,若<x,y>,<y,z>属于f,那么                                          <x,z>也属于f。

       2.4关系的幂运算和闭包

      二元关系R的闭包:本身具有(自反/对称/传递)的性质的二元关系

                                      二元关系R包含于这个二元关系

                                     对于其他的有这些性质的(自反/对称/传递)的二元关系R‘,如果R包含于R’,                                        则R的闭包也包含于R‘。即R的闭包是最小的,具有这些性质(自反/对称/                                          传递)且包含R的二元关系。

    闭包的求法:自反闭包直接并上IA

                         对称闭包并上自身的逆

                          传递闭包并上二次可达,三次可达....直到成为传递闭包为止

    证明R自反:证明IA包含于R

    证明R对称:证明R的逆=R

    证明R传递:证明R和R的复合包含于R

    r(R)=IaU R

    s(R)=R-1UR

    t(R)=R U R2 U R3....

    2.5等价关系和划分

    等价关系:R是自反的、对称的和传递的二元关系

    二元等价关系上的等价类:设R为A上的等价关系,对于任意的x属于A,在R上x(把它看成单元集                                               合)的象,称为x关于R的等价类。

    由等价关系,等价类中元素的等价类都是一样的。

    商集:等价类的集合,R是定义在A上的二元关系,R是等价的,对任意的x属于A,都对应着一个等价类,这些等价类的集合就是A关于R的商集,等于说R把A分成了许多等价类。

    划分:划分是一个集族,它包含于A的幂集,就是说它的每一个元素都是A的子集。商集就是一个划              分。

                  还需要满足,空集不是它的元素

                                      它的元素不相交

                                       大并集为A

    同块关系:同块关系是定义在A上的关于某划分A一个二元关系,若<x,y>属于同块关系,那么x,y必                   须同属于划分A的某一个元素。同块关系是一个等价关系。

    Stiring 子集数:把n元集分成K个非空子集的分法数

                             (n,0)=0;(n,1)=1;(n,2)=2^(n-1)-1 先放一个球,区分两个子集,然后n-1个球有2^(n-1)种放法,最后减去全部球都在一个子集里的方法。

                             (n,k)=k*(n-1,k)+(n-1,k-1);放最后一个球的时候有两种情况,K个子集都有球了,所以有K种放法;只有K-1个子集有球,最后一个球占一个子集。

    一个集合A上有多少种等价关系=A上有多少种划分(分成一个非空子集、两个、三个...一直到|A|个。

    加细:两个划分之间的比较。

    2.6序关系

    偏序关系:定义在集合A上的二元关系R,若R是自反的,反对称的,传递的,则R为A上的偏序关系。

    偏序集:R是A上的偏序关系,则二元有序对<A,R>为偏序集。

    可比:x,y属于A,只要x,y同属于R种某一个二元有序对,则X,Y可比。

    严格小于:当<x,y>属于偏序关系R,且x!=y,那么x严格小于y

    覆盖:x严格小于y,且不存在一个z,使得x严格小于z,z严格小于y。

    哈斯图:用顶点表示A种元素,仅当y覆盖x时,将y画在x上方并连线。

    全序关系:如果一个偏序关系R,A中任意的元素x,y均可比,则R就升级为全序关系,偏序集<A,R>就升级为全序集。

    拟序关系:定义在集合A上的二元关系R,若R是反自反、(反对称)、传递的,在R为A上的拟序关系。(反自反性和传递性可推出反对称性)。<A,R>为拟序关系。

    拟全序关系:如果一个拟序关系R,A中任意元素x,y均可比(x!=y)或者x=y时,或者可以用三歧性来表示(<x,y><y,x>,x=y三式有且只有一个成立),此时逆序关系就升级为拟全序关系,<A,R>升级为拟全序集。

    最大元最小元:B包含于A,y属于B,若y是B的最大元,那么对于任意属于B的元素x,都有<x,y>属于某偏序关系R。(他比别的都大)若y是B的最小元,那么<y,x>属于R。

    极大元极小元:若y是B的极大元,对于任意属于B且<y,x>属于R的元素x,x=y,这样就放松了对y的限制,y不需要与任意x均可比了。(没有比他大的)

    上界下界:y是B的上界,那么对任意x属于B,<x,y>属于偏序关系R。

    最小上界最大下界:上界的最小元和下界的最大元

    链:B包含于A,B如果是A中的链,任意的x,y属于B,x与y均可比;

           如果B是A中的反链,任意不想等的x,y属于B,x与y均不可比;

    A中最长链(长度为n),一定存在极大元。对A来说,A存在n个划分块,使得每个划分块都是反链。

    |A|=mn+1,那么A中要么存在m+1的反链,要么存在n+1的链。

    良序:对全序关系或者拟全序关系,如果对于A中任意一个非空子集B,B均有最小元,那么这个全序关系或者拟全序关系就升级为良序关系。

    3. 函数

    函数是单值的二元关系。

    偏函数:定义在AXB上的函数F,即F属于AXB,且F是单值的,则F是A到B的偏函数。

    全函数:F的定义域=A;共有|B|^|A|个,对于任意一个x属于A,都有|B|种选择;

    函数的性质:单射,若x1!=x1,则f(x1)!=f(x2);或者f(x1)=f(x2)可推出x1=x2;

                         满射,对于任意的y属于B,都能找到x属于A,使得f(x)=y

    满射个数的计算:n个不同的球放到m个不同的盒子里m!(n,m)

    特征函数;

    自然映射:R为A上的等价关系,对于任意的x属于A,f(x)=x在A/R中的等价类

    c=fog,若c是双射的,则f是满射,g是单射

    4.1自然数的定义

    封闭:A在F下是封闭的,等价于F(A)属于A,F的映射不超出A

    Peano系统五条公设:

            对于一个三元组<M,F,e>,M是集合,F是M到M的封闭函数,e是首元素,如果这个三元组是皮亚诺系统,则需要满足:

                          e属于M

                          M在F下封闭

                          e不属于F(A)

                           F是单射

                          极小性公理:如果有一个集合A,A包含于M,且e属于A,且A在F下封闭,那么A=M

    后继:A是集合,A的后继是AU{A}

    归纳集:空集属于A,对任意属于A的元素(集合),A的后继也属于A。

    自然数:自然数是属于每个归纳集的集合,即空集及其一切后继

    自然数集:每个归纳集的交集,仍然是归纳集

    任何自然数的元素均为它的子集。

    任何自然数都不是自己的元素。

    4.2自然数的性质

    传递集:集合的元素的元素还是集合的元素

    证明传递集的办法:

    A是传递集等价于P(A)是传递集

    每个自然数都是传递集

    自然数集N是传递集

    5.1 集合的等式、有穷集和无穷集

    等势:两个集合等势等价于A B间存在双射

    康托定理:N与R不等势,A与P(A)不等势

    有穷集:与某个自然数n等势的集合或是不能与自身真子集建立双射的集合

    5.2 基数的比较和运算

    有穷基数和无穷基数;

    基数的类;

    优势&劣势:B比A优势,存在A到B的单射

    基数的比较:直接构造单射

    SB定理:如果A与B互相存在单射,则A与B等势,并且基数相等

    可数集(可列集):基数小于啊列夫0;

    A是无穷集,P(A)不是可数集

                                      

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