根据已知条件列出方程组如下:
解得x=1,y1=4,y2=2,y3=3。
例6.3 求1到1000之间(包含1和1000在内)既不能被5和6,也不能被8整除得
数有多少个。
解 设
S={x|x∈Z∧1≤x≤1000}
A={ x|x∈S∧x可被5整除}
B={ x|x∈S∧x可被6整除}
C={ x|x∈S∧x可被8整除}
用|T|表示有穷集T中得元素数,表示x1,x2,…,xn的最小公倍数,则有
|A|=
|B|=
=166 =200
表示小于等于x的最大整数,lcm(x1,x2,…,xn)
|C|=
|A∩B|=
|A∩C|=
|B∩C|=
|A∩B∩C|=
=8 =41 =25 =33
=125
将这些数字依次填入文氏图,得到图6.4.由图可知,不能被5,6和8整除的数有
1000-(200+100+33+67)=600个。
三.广义交和广义并
以上定义的并和交运算称为初级并和初级交。下面考虑推广的并和交运算,即广义并和广义交。
定义6.10 设A为集合,A的元素的元素构成的集合称为A的广义并,记为∪A。
符号化表示为
∪A={x|
z(z∈A∧x∈z)}。
例6.4 设
则
A={{a,b,c},{a,c,d},{a,e,f}} B={{a}} C={a,{c,d}} ∪A={a,b,c,d,e,f} ∪B={a} ∪C=a∪{c,d}
∪=
根据广义并定义不难证明,若A={ A1,A2,…,An},则∪A=A1∪A2∪…∪An。
类似地可以定义集合的广义交。
定义6.11 设A为非空集合,A的所有元素的公共元素构成的集合称为A的广义交,记为∩A。符号化表示为
∩A={x|
z(z∈A→x∈z)}
考虑例6.4中的集合,有
∩A={a},∩B={a},∩C=a∩{c,d}
细心的读者一定会注意到在定义6.11中特别强调了A是非空集合。对于空集以进行广义并,即∪
=
。但空集
不可以进行广义交,因为∩
可
不是集合,在集
合论中是没有意义的。
和广义并类似,若A={A1,A2,…,An},则∩A=A1∩A2∩…∩An。
在后面的叙述中,若只说并或交,则这都是指集合的初级并或初级交;如果在并或交前边冠以“广义”两个字,则指集合的广义并或广义交。
为了使得集合表达式更为简洁,我们对集合运算的优先顺序做如下规定:
称广义并,广义交,幂集,绝对补运算为一类运算,并,交,相对补,对称差运算为二类运算。
一类运算优先于二类运算。
一类运算之间由右向左顺序进行。
二类运算之间由括号决定先后顺序。
例如下面的集合公式:
∩A-∪B,∪P(A),~P(A)∪∪B,~(A∪B)
都是合理的公式。
例6.5 设
A={{a},{a,b}}
计算∪∪A,∩∩A和∩∪A∪(∪∪A-∪∩A)。 解 ∪A={a,b} ∩A={a} ∪∪A=a∪b ∩∩A=a ∩∪A=a∩b ∪∩A=a
∩∪A∪(∪∪A-∪∩A) =(a∩b)∪((a∪b)-a) =(a∩b)∪(b-a) =b
所以∪∪A=a∪b,∩∩A=a,∩∪A∪(∪∪A-∪∩A)=b。
6.3 集合恒等式
一.基本集合恒等式
下面的恒等式给出了集合运算的主要算律,其中A,B,C代表任意集合。
幂等律 A∪A=A (6.1)
A∩A=A (6.2)
结合律 (A∪B)∪C=A∪(B∪C) (6.3)
(A∩B)∩C=A∩(B∩C) (6.4)
交换律 A∪B=B∪A (6.5)
A∩B=B∩A (6.6)
分配律 A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C) (6.7)
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C) (6.8)
同一律 A∪
=A (6.9)
A∩E=A (6.10)
零律 A∪E=E (6.11)
A∩
=
(6.12)
排中律 A∪~A=E (6.13)