集合建构式符号

怎样以成员的属性来描述集合。

集合  

集合(简称:集)是由一个或多个确定的东西(通常是数字)所构成的整体。

例子:{5, 7, 11} 是个集合。

我们也可以用描述成员的方法来 "建立" 一个集合。

这是一个集合建构式符号的简单例子:

集合建构式符号

就是:"所有 x 的集合,使得 x 大于 0"

换句话说,任何大于 0 的值

注意:

数的种类

通常也会显示 x 是什么种类的数:

集合建构式符号

所以意思是:

"所有实数的成员 x 的集合,
使得 x 大于或等于 3"

换句话说, "所有 3或以上的实数"

也有其它显示方法:

实数直线上是这样的:[3, 无穷大)

区间符号来表达是这样的: [3, +∞)

数的种类

我们在上面介绍了实数 (实数的特别符号)。以下是常见的数种类

自然数 整数 有理数 实数 虚数 复数
自然数 整数 有理数 实数 虚数 复数

 

例子:{ k 的成员 实数 | k > 5 }

"所有整数的成员 k 的集合,使得 k 大于 5"

换句话说,所有大于 5的整数

也可以写成 {6, 7, 8, ... },所以:

{ k 的成员 实数s | k > 5 } = {6, 7, 8, ... }

为什么要用集合建构式符号?

一个简单的集,例如 从 2 到 6 的整数 可以写成:

{2, 3, 4, 5, 6}

但怎样列出这个区间里的实数呢?

{2, 2.1, 2.01, 2.001, 2.0001, …… ???

所以我们写下怎样建立这个数列

{ x 的成员 实数 | x ≥ 2 并且 x ≤ 6 }
在所有实数里限制只包括 2 到 6。

我们也可以在其它地方应用集合建构式符号:

{ x 的成员 实数 | x = x2 } = {0, 1}
所有实数 x,使得 x = x2
0 和 1 是唯一符合 x = x2 的实数

又一个例子

例子:x ≤ 2 或 x > 3

集合建构式符号像这样:

{ x 的成员 实数 | x ≤ 2 or x >3 }

在实数直线上像这样:

两个区间

用区间符号是这样:

(-∞, 2]  U  (3, +∞)

我们用 "U" 来代表并集(两个集合的并合)。

 

定义域的定义

集合建构式符号是用来定义定义域的好方法。

定义域和值域图

简单地说,定义域是函数的所有输入值

函数一定要在所有输入值上成立,所以我们要定义正确的定义域!

例子:1/x 的定义域

在 x=0,1/x 是未定义的(因为 1/0 是除以零)。

所以定义域不能包括 x=0:

1/x 的定义域是除了 0以外的所有实数

可以写成

Dom(1/x) = {x 的成员 实数 | x ≠ 0}

例子:g(x)=1/(x-1) 的定义域

在 x=1,1/(x-1) 是未定义的,所以要把 1 从定义域里剔除:

1/(x-1) 的定义域是除了 1 外的所有实数

用集合建构式符号来表达是:

Dom( g(x) ) = { x的成员实数 | x ≠ 1}

例子:√x 的定义域

是 0 及以上的实数,因为不能将负数开方(除非用虚数,但我们这里不用)。

可以写成

Dom(√x) = {x 的成员 实数 | x ≥ 0}

例子:f(x) = x/(x2 - 1) 的定义域

要避免除以零:x2 - 1 ≠ 0

分解3因子:x2 - 1 = (x-1)(x+1)

(x-1)(x+1) = 0 若 x = 1x = -1,这是我们要避免的!

因此:

Dom( f(x) ) = {x 的成员 实数 | x ≠ 1, x ≠ -1}