Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

методичка из инета по мн-вам

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.06.2023
Размер:
1 Mб
Скачать

3.1. Доказательство свойств операций над множествами

Докажем дистрибутивный закон пересечения относительно объединения. A (B C) ( A B) ( A C) .

Доказательство законов основывается на определении равных

множеств:

A B A B и

B A. То

есть, для

доказательства

дистрибутивности

пересечения

множеств

относительно объединения, требуется доказать включение левой части равенства в правую и правой в левую.

I. A (B C) ( A B) ( A C)

A (B C) ( A B) ( A C)

II.( A B) ( A C) A (B C)

I. Докажем первое включение.

Пусть

x

1.x

x

 

 

 

 

x A

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

x B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x C

 

 

 

 

x A

x A

 

 

 

 

 

 

 

 

x A (B C)

 

2. x B

 

x (B C)

 

 

 

 

 

 

 

 

x C

 

 

 

 

x A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

x B

 

 

 

 

 

x C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

B x A B x ( A B) ( A C)

C

 

 

 

 

 

x A

2.x B x A C x ( A B) ( A C)x C

x A

3.x B x A B и x A C x ( A B) ( A C)x C

21

Т. е. любой элемент х, принадлежащий A (B C),

принадлежит и множеству (A B) (A C), а это означает, что

A (B C) (A B) (A C).

II. Докажем второе включение.

Пусть y ( A

 

y A

y

1.

 

 

y B

 

 

 

y A

y

2.

 

 

y C

 

 

y A

3.y B y

y C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y A B

 

 

 

y A

 

 

 

1.

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y A C

 

 

y B

 

 

 

 

y A B

 

 

y A

 

 

2.

B) ( A C) 2.

 

 

 

 

 

y A C

 

 

y C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y A B

 

 

 

y A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

y A C

 

 

y B

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y C

 

 

 

 

 

 

Aи y B C y A (B C)

 

 

 

 

Aи y B C y A (B C)

 

 

 

 

Aи y B C y A (B C)

Таким образом,

любой элемент

y,

 

принадлежащий

(A B) (A C)

, принадлежит и множеству

A (B C)

, а

 

 

 

 

 

это означает, что

(A B) (A C) A (B C)

.

 

 

 

 

 

 

 

Из доказанных

двух включений (I

и II)

следует, что

A (B C) ( A B) ( A C) .

 

 

 

 

 

3.2. Иллюстрация свойств операций над множествами

Можно проиллюстрировать свойства операций над множествами с помощью кругов Эйлера. Для этого выбирают конкретное отношение между множествами. Устанавливают порядок действий в левой и правой частях равенства. И последовательно закрашиваются

22

области, соответствующие результатам действий. Если закрашенная область, соответствующая результату последнего действия в левой части равенства совпадает с закрашенной областью, соответствующей результату последнего действия в правой части равенства, то можно говорить, что рассматриваемый закон выполняется для конкретного

отношения между множествами.

 

 

 

Проиллюстрируем на кругах Эйлера этот же

 

дистрибутивный закон

пересечения

относительно А

В

объединения A (B C) (A B) (A C)

 

для следующего отношения между множествами А, В

 

и С.

 

 

 

 

С

1. Укажем последовательность действий в левой и правой частях

2

1

3

5

4

 

равенства: А (В С) = (А В) (А С)

 

2. Закрасим на кругах Эйлера области, соответствующие результатам операций над множествами:

А

В

А

В

1)

 

3)

 

 

С

 

С

А

В

А

В

2)

 

4)

 

 

С

 

С

А В

5)

С

23

Так как закрашенные области на кругах Эйлера, являющиеся результатами действий 2) и 5) совпадают, то можно говорить о том, что для рассматриваемого отношения между множествами А, В и С свойство дистрибутивности пересечения относительно объединения выполняется.

 

 

 

УПРАЖНЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Изобразите элементы множеств на числовой прямой.

 

 

 

A {x, x N, x 4}

A10

- множество действительных

 

1

 

 

 

A2

{ 3, 1,

1, 3}

решений неравенства: (х-2)(х+5)<0

A {x, x Z ,

3 x 5}

A

-

множество

 

действительных

11

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

{x, x Z, x 3}

решений неравенства: х2+х+3>0

 

4

 

 

A

-

множество

 

действительных

 

{x, x R, x 0}

 

A

12

 

5

 

 

решений неравенства:

2x

2

x 7 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

{x, x R, x 2}

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

-

множество

 

действительных

 

 

13

 

A

{x, x R, 5 x 4}

 

решений неравенства:

x

 

6x 9 0

 

7

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

- множество целых

A

-

множество

целых

решений

8

14

корней уравнения:

неравенства: |2x-3|<5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-4)(х+3)(2х-5)=0

A

-

множество

 

действительных

 

 

 

15

 

A

 

 

решений неравенства: |x2+5x+1|>3

- множество

A

 

множество

 

 

действительных

9

 

 

 

16 -

 

 

 

действительных корней

 

 

 

 

 

 

 

6x 187 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

уравнения:

 

решений неравенства:

 

x

2

 

12x 89

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-3)(х3+8)((2х+3)=0

A

-

множество

целых

решений

 

 

 

17

 

 

 

неравенства:

x 2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Укажите характеристическое свойство множеств

А= {1, 3, 5, 7, 9}

B= {м, а, р, т}

C= {12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78, 84, 90, 96}

D= {+, -, :, ·}

3

Задайте множества перечислением элементов

1)

A1={x, x N, x<7}

2)

A2={x, x Z, -3 x<4}

24

3)A3={x, x Z, \x\<4}

4)A4={x, x N,\x\<4}

5)A5 – множество нечетных однозначных натуральных чисел.

6)A6 – множество однозначных целых чисел, кратных 3.

7)A7 – множество двузначных натуральных чисел, кратных 11.

8)A8={x, x N, 3 x<7}

9)A9={x, x R, (x+4) (x2-2)2=0}

10)A10={x, x N0, x<5}

11)A11={x, x N, x 5}

12)A12 – множество нечетных натуральных чисел, меньших 15.

13)A13 – множество отрицательных целых чисел, больших -6.

14)A14={x, x Z, -8 x<-2}

15)A15={x, x R, (x3+1) (x2-16)=0}

4

Задайте множества указанием характеристического свойства.

1.

B1={0, 1, 2, 3, 4}

11.

B11={-2, -4, -6, -8}

2.

B2={1, 3, 5, 7, 9}

12.

B12={3, 4, 5, 6, 7}

3.

B3={3, 6, 9, 12}

13.

B13={-7, -6, -5, -4, -3, -2}

4.

B4={0, 2, 4, 6, 8}

14.

B14={2, 3, 5, 7}

5.

B5={-1, -2, -3, -4}

15.

B15={100, 200, 300, 400, 500}

6.

B6={-1, -3, -5, -7, -9}

16.

B16={-11, -22, -33, -44, -55}

7.

B7={10, 20, 30, 40, 50}

17.

B17={6, 12, 18, 24, 30}

8.

B8={22, 44, 66, 88}

18.

B18={1, 2, 3, 4, 6, 12}

9.

B9={-3, -6, -9}

19.

B19={-1, -2, -3, -6, -9, -18}

10. B10={2, 4, 8, 16, 32}

20.

B20={1, 4, 7, 10}

5

Среди указанных множеств выберите конечные и задайте их

 

перечислением элементов.

А – множество целых решений уравнения 2х+3=0

В – множество целых чисел, меньших 3

С – множество натуральных чисел, меньших 4

D – множество квадратов, со стороной 5 см

Е – множество действительных решений уравнения: x2 5x2 2 4

25

 

6

 

Выясните, в каких отношениях находятся множества А и В.

 

 

 

Проиллюстрируйте эти отношения, используя круги Эйлера.

а) А = {а, в, г},

 

 

 

 

В

 

множество

решений

В

 

множество

букв

слова

 

неравенства

 

 

 

«сапог»

 

 

 

 

 

10-х-1,5-101-2х>0

 

б) A {x, x Z,

x 4} ,

 

е)

А

множество

решений

B {x, x R,

x 3,5}

 

 

 

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 5x 8 x 1

в) А – множество окружностей,

В

 

множество

решений

 

 

радиус которых равен 2 см

 

уравнения 5х+1-5х-1=24

В

множество окружностей,

 

 

 

 

 

 

 

радиус которых равен 6 см

ж)

 

А

множество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

А

множество уравнений,

 

тригонометрических

 

 

функций

 

 

 

имеющих

 

 

 

один

 

 

 

 

 

 

 

В – множество четных функций

 

 

действительный корень

 

 

 

 

 

 

 

В

 

множество

квадратных

з)

С

 

множество

 

 

уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равнобедренных треугольников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

А

множество

решений

 

D – множество правильных

треугольников

 

 

 

 

 

 

32х-1+32х-2-32х-

 

 

 

уравнения

 

Е

 

множество

 

 

4=315

 

 

 

 

тупоугольных треугольников

 

7

 

 

Проанализируйте с точки зрения теории множеств задачи:

 

 

 

 

 

 

а) На клумбе расцвели 15 красных и 12 розовых астр, а белых

столько, сколько красных и розовых вместе. Сколько белых астр

расцвело на клумбе?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) В школьной столовой было 6 столов,

поставили ещё 4 новых

стола, а 2 старых убрали. Сколько столов стало в столовой?

 

 

 

в) В колхозе было 8 тракторов. Купили ещё 2 новых трактора, а 1

трактор передали школе для обучения старшеклассников. Сколько

тракторов стало в колхозе?

 

 

 

 

 

 

 

В каком отношении находятся множества, о которых идёт речь в

задачах?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

8

Задайте

множества

A B;

A B;

 

окружностей, радиус которых равен окружностей, радиус которых равен 5 см.

A \ B ,

если

А -

множество

3

см. В

-

множество

9Задайте множества X \ Y; Y \ X ; X Y; X Y; X Y , если

Х– множество решений неравенства х2(х+3)(х-4)<0, а

Y – множество решений неравенства

1 x

4

.

10

Сформулируйте

 

M N, M N, M \ N

действительных корня,

характеристические свойства множеств , где М – множество уравнений, имеющих два N – множество квадратных уравнений.

11

Х – множество числовых выражений, имеющих смысл на

 

множестве N. Y – множество числовых выражений, имеющих смысл

на

множестве

Z.

Сформулируйте

характеристическое

свойство

следующих множеств:

X Y; X Y;

X \ Y; Y \ X

.

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

A B,

A C, B C

 

A B, A C, B C

 

 

Задайте множества

,

,

 

 

 

 

 

 

 

A \ B, A \ C, B \ A

B C, (A C) (A \ B) ,

 

 

А∆В, А∆С, В∆С,

 

 

, A

 

 

А\(В∆С),

В (А∆С),

С∆(А В),

(С В) (С∆А),

(А С) (С∆А),

(А В) (С∆В),

 

 

B \ A, B \ C,

C \ A, C \ B

,

 

 

(A \ B) (C \ B),

,

 

 

 

 

 

 

 

A B C, A B C

,

A B, A C, B C, B A, C A,

C B

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( A C) \ ( A B), ( A B) (C A), (B C) A, ( A B) (B C)

 

а) А – множество целых чисел, кратных 5

B{x, x Z , x 5}

C{x, x R, X 4}

б) A – множество отрицательных целых чисел, кратных 5

27

B x, x R, 3 1 x 4,53

C x, x Z , 7 x 1

A {x, x R, 0 x 7}

в) B {x, x Z , 4 x 1}

C {x, x N, x 5}

г)

д)

е)

A {x, x N, x 4}

B{x, x Z , 10 x 4}

C{x, x R, x 4,3}

A {x, x R, 3 x 5}

B{x, x Z, x 2}

C{x, x N, x 2,5 x 4 x 5 0}

A {x, x Z , x 5}

B{x, x R,0 x 9}

C{x, x R, x2 2 x3 8 0}

13

А

множество

окружностей

плоскости,

радиус

которых

 

равен 3.

В – множество окружностей

Задайте множества: А∆В,

A B,

 

плоскости, радиус которых равен 5.

A B, A \ B.

14 Х – множество решений неравенства x2 x 3 x 4 0 Y – множество решений неравенства 1x 4

Задайте множества: X \ Y, Y \ X , X Y, X Y, X Y .

15 М – множество уравнений, имеющих два действительных корня N – множество квадратных уравнений

28

Сформулируйте

 

характеристическое

свойство

 

множеств:

M N, M N, M \ N .

 

 

 

 

 

 

 

 

16 А = {(x,y), x R, y R, y x+1 }

 

 

 

 

 

 

В = {(x,y), x R, y R, y x2-2 }

 

 

 

 

 

 

 

С = {(x,y), x R, 0 x<3, y R}

 

 

 

 

 

 

 

Найдите A B,

A C, B C , А∆В,

А∆С, В∆С, A B, A C, B C ,

A B \ C,

B C \ A, C \ A B .

 

 

 

 

 

 

Для каждого случая сделайте чертёж.

 

 

 

 

 

17

А – множество многоугольников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В – множество прямоугольных треугольников

 

 

 

С – множество равнобедренных треугольников

 

 

 

D – множество ромбов

 

 

 

 

 

 

 

 

Е – множество прямоугольников

 

 

 

 

 

 

F – множество параллелограммов

 

 

 

 

 

Постройте

круги

Эйлера

для

данных

множеств.

Укажите

характеристическое свойство элементов множеств а)

E' B C,

б)

 

 

C \ B D E,

в)

D \ E B,

г)

E F '

и отметьте штриховой линией

 

 

 

 

 

 

области, изображающие эти множества.

 

 

 

 

18

 

A B;

A B;

A \ B

 

 

 

 

Задайте множества

, А∆В если

 

 

 

 

 

 

а) А – множество решений уравнений

x

2

y y

2

x

 

 

 

 

 

 

 

 

В – множество решений уравнений

y

2

x 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) А – множество решений уравнений

xy

x

 

16

y

 

3

 

 

 

В – множество решений уравнений xy xy 92

в) А – множество решений уравнений 2x 3y 5 В – множество решений уравнений 2x 3y 1

29

19

Проиллюстрируйте ассоциативные законы объединения и

 

пересечения для следующих случаев отношений между множествами:

рис.7

рис.8

рис.9

рис.10

20

Проиллюстрируйте

 

относительно пересечения

множествами:

дистрибутивный закон объединения для следующих случаев отношений между

рис.11

рис.12

рис.13.

рис.14

21

а)

A

 

Изобразите на кругах Эйлера отношения между множествами.

{x, x R, x 5}

,

B {x, x R, 10 x 10}

,

C {x, x Z, 3 x 4}

 

 

 

б)

в)

г)

д)

А – множество прямоугольных треугольников В – множество остроугольных треугольников С – множество равносторонних треугольников

А – область определения функции

y

x

2

2x 5

 

 

 

 

 

 

 

В – множество решений неравенства

3x x

2

4 5 3x

 

 

 

 

 

 

 

С - множество решений неравенства

log1/ 3

(

x

7) 0

 

 

 

 

3

 

А – множество окружностей плоскости В – множество прямоугольников плоскости С – множество ромбов плоскости

А – множество прямых плоскости, параллельных прямой y = x

В – множество прямых плоскости, параллельных прямой y = 2 − x С – множество прямых плоскости, параллельных прямой x = 2.

30