Главная страница » Что такое пустое множество в математике

Что такое пустое множество в математике

  • автор:

Что такое множество в математике?

Понятие множества в математике — одно из фундаментальных понятий. Без его хотя бы поверхностного изучения не стоит начинать и изучение более сложных разделов математики. Теорию множеств на доступном уровне преподают уже в средней школе. Предлагаю Вам их еще раз пройти вместе со мной.

Что такое множество?

Строго говоря, дать определение «множества» нельзя. С точки зрения науки логики такие определения в любом случае противоречивы. Подойдем с другой стороны и будем считать, что мы УЖЕ работаем с множеством произвольной природы, обозначим его X, которое состоит из элементов x (буквы не принципиальны).

x — элемент множества X

В данном случае нам неинтересна природа множеств, нам важен только вопрос включения/не включения отдельного элемента в это множество, т.е. максимально абстрактное представление. Попытаться определить, что такое множество можно следующим образом. Пусть X — известное нам множество, тогда мы можем определить множество Y, состоящее из таких элементов x, принадлежащих X, которые удовлетворяют некоторому свойству.

Да, получается, что мы не можем дать определение множеству, если до этого не согласимся, что имеем с ним дело в другом месте. Классический парадокс Мюнхгаузена.

Приведем простой пример. Я думаю не подвергается сомнению, что существуют натуральные числа: 1,2,3 и т.д., другими словами, имеется множество натуральных чисел (обозначают N). Выделим из него, например, четные числа, обозначим их N2, N4 и т.д.. Теперь мы можем утверждать, что множество четных чисел S (буква не принципиальна) состоит из чиселN2, N4 и т.д, удовлетворяющих свойству четности и принадлежащих N.

n mod 2 — операция, вычисляющая остаток от деления на 2. Например, 5 mod 2 = 1, 4 mod 2 = 0.

Таким образом, мы только что задали множество четных чисел, выделив его из множества натуральных чисел. В теории множеств говорят, что мы выделили подмножество (часть) S в множестве N. Обозначается вот так:

Читается так: S является подмножеством N, что эквивалентно тому, что для любого элемента s его принадлежность множеству S определяет принадлежность к множеству N (или принадлежность к множеству N следует из принадлежности к множеству S).

Знак включения между S и N строгий. Он означает, что множества N и S не равны. Действительно в нашем примере во множестве N есть еще и множество нечетных чисел. Нестрогий знак обозначается так:

Здесь мы определили. что множество S является подмножеством самого себя и содержит те же элементы. Такое свойство называется рефлексивностью.

Понятие пустого множества

На самом деле пустое множество — множество, не содержащее ни одного элемента — одно из самых важных понятий всей теории. Обозначается оно следующим образом:

Чем же примечательно пустое множество? Во-первых, это единственное множество которое является подмножествами любых множеств. Во-вторых, пустое множество является подмножеством себя, но не является своим элементом (вспомните определение). В-третьих, в топологии пустое множество одновременно является открытым и замкнутым (крючок на будущее, пока без пояснения).

Парочка небольших примеров на закрепление:

На этом закончим. В этой статье мы рассмотрели как определяется множество, что такое подмножество и пустое множество, каковы их свойства (но пока не все). Рассмотрели несколько примеров для понимания.

В следующем материале мы рассмотрим основные операции над множествами.

Пустое множество

Пусто́е мно́жество (в математике) — множество, не содержащее ни одного элемента. Из аксиомы объёмности следует, что есть только одно множество, обладающее таким свойством. Пустое множество является своим (тривиальным) подмножеством, но не является своим элементом.

Пустое множество является конечным множеством и имеет наименьшую мощность среди всех множеств. Пустое множество — единственное множество, для которого класс множеств, равномощных ему, состоит из единственного элемента (самого́ пустого множества). Также, пустое множество — единственное множество, имеющее ровно 1 подмножество (само себя), и единственное множество, равномощное любому своему подмножеству.

Пустое множество тривиальным образом является разрешимым (а значит, перечислимым и арифметическим), транзитивным (англ.) и вполне упорядоченным множеством (для любого отношения порядка). Пустое множество является наименьшим порядковым числом и наименьшим кардинальным числом. В топологии, пустое множество является одновременно замкнутым и открытым множеством.

\in

-цепочка, начинающаяся с произвольного множества, каждый последующий член которой является элементом предыдущего, всегда через конечное число шагов завершается пустым множеством (см. аксиому регулярности). Таким образом, пустое множество является «строительным кирпичиком», из которого строятся все остальные множества.

В некоторых формулировках теории множеств существование пустого множества постулируется (см. аксиому пустого множества), в других — доказывается.

Содержание

Обозначения пустого множества

Обычно пустое множество обозначают одним из следующих символов: </p><div class='code-block code-block-5' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<!-- 2kakzarabotat -->
<script src=

\varnothing» width=»» height=»» />,

</p>
<p>\emptyset» width=»» height=»» /> и <img decoding=

\Lambda» width=»» height=»» />.

В Юникоде имеется специальный символ «пустое множество» (U+2205, ∅ ).

Символы </p>
<p>\varnothing» width=»» height=»» /> и <img decoding=

\emptyset» width=»» height=»» /> введены в употребление группой Бурбаки (в частности, Андре Вейлем) в 1939 году.

Символ </p>
<p>\varnothing» width=»» height=»» /> идентичен букве Ø в Датско-норвежском алфавите [1] .</p>
<h3>Свойства пустого множества</h3>
<ul>
<li>Ни одно множество не является элементом пустого множества. Иначе говоря, <img decoding=