笛卡尔积,交,并,自然连接简单解释一下 (不是计算机专业的)

2025-03-18 16:55:40
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回答1:

集合论中,设A,B是两个集合,由所有属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合,叫做集合A与集合B的交集(intersection),记作A∩B。
一、交集。
集合论中,设A,B是两个集合,由所有属于集合A且属于集合B的元素所组成的集合,叫做集合A与集合B的交集(intersection)。即:A∩B= {x|x∈A∧x∈B}。
记作A∩B,读作“A与B的交集”。
Unicode中,符号∩为$2229。
注意当符号∩写在其他符号之前,而不是之间的时候,需要写得大一号。

集合 {1,2,3} 和 {2,3,4} 的交集为 {2,3}。即{1,2,3}∩{2,3,4}={2,3}。
数字9不属于质数集合 {2,3,5,7,11, ...} 和奇数集合 {1,3,5,7,9,11, ...}的交集。即9∉{x|x是质数}∩{x|x是奇数}。
若两个集合A和B的交集为空,则说他们没有公共元素,写作:A∩B = ∅;。例如集合 {1,2} 和 {3,4} 不相交,写作 {1,2} ∩ {3,4} = ∅。
任何集合与空集的交集都是空集,即A∩∅=∅。
更一般的,交集运算可以对多个集合同时进行。例如,集合A,B,C和D的交集为A∩B∩C∩D=A∩[B∩(C ∩D)]。交集运算满足结合律,即A∩(B∩C)=(A∩B) ∩C。
最抽象的概念是任意非空集合的集合的交集。若M是一个非空集合,其元素本身也是集合,则 x 属于 M 的交集,当且仅当对任意 M 的元素 A,x 属于 A。这一概念与前述的思想相同,例如,A∩B∩C 是集合 {A,B,C} 的交集(M 何时为空的情况有时候是能够搞清楚的,请见空交集)。
这一概念的符号有时候也会变化。集合论理论家们有时用 "∩M",有时用 "∩A∈MA"。后一种写法可以一般化为 "∩i∈IAi",表示集合 {Ai|i ∈ I} 的交集。这里 I 非空,Ai 是一个 i 属于 I 的集合。
二、并集。
若A和B是集合,则A和B并集是有所有A的元素和所有B的元素,而没有其他元素的集合。A和B的并集通常写作 "A∪B",读作“A并B”,用符号语言表示,即:A∪B={x|x∈A,或x∈B}
形式上,x是A∪B的元素,当且仅当x是A的元素,或x是B的元素。
集合 {1, 2, 3} 和 {2, 3, 4} 的并集是 {1, 2, 3, 4}。数字 9 不属于质数集合 {2, 3, 5, 7, 11, …} 和偶数集合{2, 4, 6, 8, 10, …} 的并集,因为 9 既不是素数,也不是偶数。
更通常的,多个集合的并集可以这样定义:例如,A, B 和 C 的并集含有所有 A 的元素,所有 B 的元素和所有 C 的元素,而没有其他元素。
形式上,x 是 A∪B ∪C 的元素,当且仅当 x ∈A 或 x ∈B 或 x ∈C。
二元并集(两个集合的并集)是一种结合运算,即A∪(B∪C) = (A∪B) ∪C。事实上,A∪B∪C也等于这两个集合,因此圆括号在仅进行并集运算的时候可以省略。相似的,并集运算满足交换律,即集合的顺序任意。
空集是并集运算的单位元。 即 ∅ ∪A=A。对任意集合A,可将空集当作零个集合的并集。
结合交集和补集运算,并集运算使任意幂集成为布尔代数。 例如,并集和交集相互满足分配律,而且这三种运算满足德·摩根律。 若将并集运算换成对称差运算,可以获得相应的布尔环。
最普遍的概念是:任意集合的并集。若 M 是一个集合的集合,则 x 是 M 的并集的元素,当且仅当存在 M 的元素 A,x 是 A 的元素。即:

无论集合 M 本身为何,M 的并集是一个集合,这就是公理集合论中的并集公理。
例如:A ∪ B ∪ C 是集合 {A,B,C} 的并集。同时,若 M 是空集, M 的并集也是空集。有限并集的概念可以推广到无限并集。
希望我能帮助你解疑释惑。