集合运算是组合集合、分析集合关系的基本操作。掌握集合运算,你就能处理复杂的集合问题!
什么是集合运算?
集合运算是对集合进行组合和变换的操作,通过运算得到新的集合。
基本集合运算
1. 并集(Union)
符号:∪
定义:A∪B={x∣x∈A 或 x∈B}
含义:包含 A 和 B 中所有元素的集合
文氏图:两个圆圈的重叠部分和未重叠部分
例子:
- A={1,2,3}, B={3,4,5}
- A∪B={1,2,3,4,5}(注意:3 只出现一次)
2. 交集(Intersection)
符号:∩
定义:A∩B={x∣x∈A 且 x∈B}
含义:包含同时属于 A 和 B 的元素的集合
文氏图:两个圆圈的重叠部分
例子:
- A={1,2,3}, B={3,4,5}
- A∩B={3}(只有 3 同时属于两个集合)
3. 补集(Complement)
符号:Ac 或 A
定义:Ac={x∣x∈/A}(在全集 U 中)
含义:包含不属于 A 的所有元素的集合
文氏图:全集 U 中圆圈 A 外面的部分
注意:补集是相对于全集 U 而言的。
例子:
- 全集 U={1,2,3,4,5}, A={1,2,3}
- Ac={4,5}(属于 U 但不属于 A 的元素)
4. 差集(Difference)
符号:A−B 或 A∖B
定义:A−B={x∣x∈A 且 x∈/B}
含义:包含属于 A 但不属于 B 的元素的集合
文氏图:A 的圆圈中不在 B 圆圈内的部分
例子:
- A={1,2,3,4}, B={3,4,5}
- A−B={1,2}(属于 A 但不属于 B 的元素)
注意:A−B=B−A(差集不满足交换律)
集合运算的性质
交换律
- A∪B=B∪A
- A∩B=B∩A
结合律
- (A∪B)∪C=A∪(B∪C)
- (A∩B)∩C=A∩(B∩C)
分配律
- A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
- A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
德·摩根定律
- (A∪B)c=Ac∩Bc
- (A∩B)c=Ac∪Bc
记忆:补集的并集等于交集的补集,补集的交集等于并集的补集
吸收律
- A∪(A∩B)=A
- A∩(A∪B)=A
恒等律
- A∪∅=A
- A∩U=A(U 是全集)
- A∪U=U
- A∩∅=∅
补集的性质