子集

子集()亦称部分集合,为某集合中部分元素的集合;这时某集合则被称作这个子集的超集母集。子集与超集的关系被称为“包含”。

如果集合A的任意一个元素都是集合B的元素(\forall x\left( {x \in A \rightarrow x \in B}\right),亦可写作\forall x \in A\left( {x \in B}\right)),则集合A称为集合B的子集,记为A \subseteq B或B \supseteq A,读作“集合A包含于集合B”或“集合B包含集合A”。

即:\forall x \in A,有x \in B,则A \subseteq B。

若A和B为集合,且A的所有元素都是B的元素,则可表示為:

  • A是B的子集(或称A包含于 B);A\subseteq B
  • B是A的超集母集(或称B包含 A);B\supseteq A

任何集合B皆是自身的子集(B\subseteq B)。而B的子集中不等于B的集合,称为真子集,若AB的真子集,写作A\subsetneqq B。

定义
假设有AB两个集合,如果A中的每个元素都在B中,则:

:*AB子集,记作A \subseteq B
:也可以说
:B是A*的超集,记作B \supseteq A

如果A是B的子集,但A不等于B(即B中至少存在一个元素不在A中),则:

:*A是B的真子集,记作A \subsetneqq B
:也可以说
:B是A*的真超集,记作B \supsetneqq A

符号
ISO 80000-2标准中定义了两种符号搭配:

  • 如果用\subseteq表示子集关系(包含关系),那么用\subset表示真子集关系(真包含关系)。
  • 如果用\subset表示子集关系(包含关系),那么用\subsetneqq表示真子集关系(真包含关系)。

举例

  • 集合\left \{ 1,2 \right \}是集合\left \{ 1,2,3 \right \}的真子集。
  • 自然数集合是有理数集合的真子集。
  • 集合\{x:x是大于2000的素数\}是集合\{x:x是大于1000的奇数\}的真子集。
  • 任意集合是其自身的子集,但不是真子集。
  • 空集,写作\varnothing,是任意集合X的子集。空集总是其他集合的真子集,除了其自身。

性质
命题1:空集是任意集合的子集。

这个命题说明:包含是一种偏序关系。

命题2:若A,B,C是集合,则:

:自反性:
::*A\subseteq A

:反对称性:
::*若A\subseteq B且B\subseteq A,则A=B

:传递性:
::*若A\subseteq B且B\subseteq C,则A\subseteq C

这个命题说明:对任意集合S,S的幂集按包含排序是一个有界格,与上述命题相结合,则它是一个布尔代数。

命题3:若A,B,C是集合S的子集,则:

:存在一个最小元和一个最大元:
::*\varnothing\subseteq A\subseteq S(\varnothing\subseteq A由命題1給出)

:存在并运算:
::*A\subseteq A\cup B
::*若A\subseteq C且B\subseteq C,则A\cup B\subseteq C

:存在交运算:
::*A\cap B\subseteq A
::*若C\subseteq A且C\subseteq B,则C\subseteq A\cap B

命题4:对任意两个集合A和B,下列表述等价:

:*A\subseteq B
:*A\cap B=A
:*A\cup B=B
:*A-B=\varnothing
:*B'\subseteq A'

这个命题说明:表述"A\subseteq B",和其他使用并集,交集和补集的表述是等价的,即包含关系在公理体系中是多余的。

參考文獻
参见

  • 冪集:某集合的全部子集组成的集合。

Mul?ime#Submul?imi

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