高中数学必修一第一章——集合
集合可以说是高中为数不多的比较基础的内容,也是其他数学知识的重要基础。
了解集合,我们先来看它的定义:
集合,简称集,是数学中一个基本概念,也是集合论的主要研究对象。集合论的基本理论创立于19世纪,关于集合的最简单的说法就是在朴素集合论(最原始的集合论)中的定义,即集合是“确定的一堆东西”,集合里的“东西”则称为元素。现代的集合一般被定义为:由一个或多个确定的元素所构成的整体。
乍一看似乎很难。那我们就来探究一下什么是集合(从直觉上的认知到思维上的优化)。
先直观想一下,集合就是把一些东西塞一块,这些东西组成起来就叫集合。
举个例子,有人闲的没事干,让一只狗拿着人民币找猫买鼠标,还没买给猫脸上泼水, (╬◣д◢) 大怒道:你这鼠标(西瓜)保熟吗!?
我们把上述例子中的物品组合到一起,狗,猫,水,鼠标,人民币这些东西放在一起,然后随便给他们起个名字,叫作A。那这个A就是集合。
数学上,我们这么去表示这个A:
A={狗,猫,水,鼠标,人民币}.
或者你也可以不给集合起名字,直接把它写作{狗,猫,水,鼠标,人民币}.
这个表示集合的方法就叫列举法。
(集合中的元素不需要任何共同特征,你把任何八竿子打不着的东西放在一起都可以组成集合,不能被传统的思维影响了。)
但是如果有一个人给你出一个难题:我要你表示一个集合,这个集合包括了所有的整数。(这人真剑啊)
你想拒绝他?不,你不能拒绝他,这是强制的。(●—●)
但我可不愿意花无穷的时间(何况我也没有)去用列举法写出这个集合(相信你也愿意这么做),于是聪明(懒惰)的你想出了另一种方法:既然这个人都告诉我这个集合包括所有整数了,那我就把这个集合描述为所有整数呗。( ̄▽ ̄)~*
于是,描述法诞生了,用它去表示这个集合是这样的。
{x|x为整数}.
这个表示就简短了很多(但他好像并不适用第一个例子),你也可以给它起个名字(像上面一样,就叫B吧),这里的x也可以换为其他的东西(当然习惯上还是用x)。
那数学书上呢会告诉你,全体正整数组成的集合记作N+或者N*。
全体整数组成的集合(接下来我们都叫他们Xx集,这里是整数集)记作Z。
有理数集是Q,实数集是R。
以后我们还会学到一些其他常用集合的名称,现在记住他们就够了。
那么有的时候我们要对集合做一些判断(比如小学时老师总让你判断哪两个式子计算结果相等)
两个集合相等好像也很好判断,根据数学家们的直觉(认真思考),他们说到:只要两个集合里的元素都一样就行了
看似好像没问题,但我有个问题(剑):如果都是整数集Z,但我一个放了两个3,一个放了一个3,那它两还相等吗。
仔细一想,他两在直觉上不相等啊,但从刚刚的定义和描述法出发,他两又应该相等,这该怎么办?
不知哪位天才一拍脑袋(ノ°▽°)ノ(我也不知道到底哪位,不会是你吧),说到:那咱就把定义改一下吧。
大家一脸鄙夷 (;¬_¬) :你说改就改?你算哪根葱,瞎改出来悖论更多怎么办?
但这位天才(你?)的建议却给众人啪啪打脸:给集合添加一个性质,叫互异性,不准有一样的元素,怎么样?
大家心里一琢磨(;OдO),确实是个好建议,于是集合就拥有了一个性质:互异性。
那两个集合相等也很好判断了:它们的元素完全相同,两个集合就相等。
那集合之间也要分分类(比如正数和负数,有理数和无理数),但集合本来就是一个极为抽象的东西,它就是表示几个东西组合起来,元素个数也都是整数,还能怎么分类呢。
但人们无聊的时候什么事都能干出来,你的好朋友小明(和你一样聪明)仔细观察我们前面例子中的A和B两个集合,突然往后跌了一跤:噫,好了,我知道了(范进上身╮(╯﹏╰)╭)发现:A集合元素是有限的,B是无限的。
于是,集合就分为了有限集和无限集,还有一个奇葩的异类,叫空集,表示什么元素都没有,记作∅.
来个简单总结吧。
集合:一些不同的元素组成一个集合。
元素:集合中的东西。
表示方法:列举法,描述法。
集合分类:有限集,无限集,空集。
特殊的集合表示:N+,N,Z,Q,R*......
判断集合相等:两集合所含元素一样。
以上就是集合最基础的部分了,对应苏教版1.1。

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