有序对与笛卡尔积
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1二元关系1. 有序对与笛卡尔积定义1.1 两个对象x , y 组成的满足如下性质的二元组(x , y ):(x , y )=(u,v ) 当且仅当x=u , y=v其中x 称为第一元素,y 称为第二元素。
定义1.2 集合A 和B 的笛卡尔积定义为{(,)|,}A B x y x A y B ⨯=∈∈特别地,若A 或者B 是空集,则A ×B 是空集。
例:注意:笛卡尔积不满足结合律和交换律。
2. 二元关系定义2.1 若A 和B 是集合, 则A ×B 的任何子集R 称为从A 到B 的二元关系,简称关系。
若(,)x y R ∈,则称有序对(x , y )满足关系R ,一般记为xRy .定义域dom(R )=值域ran(R )=集合C 在R 下的像:R [C]=例2.2 设集合R ={(a,1),(a,2), (b,2),(b,3)},则该集合可视为从{a,b}到{1,2,3}的二元关系,其定义域和值域为dom(R )={a,b}ran(R )={1,2,3}定义2.3(关系矩阵)M R 是由真值组成的0-1矩阵。
例2.4关系图:G R 是一个二部图(bipartite )。
定义2.4 若R 是从集合A 到A 的二元关系,即R A A ⊆⨯,则称R 是A 上的二元关系。
定义2.5 集合A 上的三种特殊关系:(1) 空关系:∅ 其矩阵是0方阵。
(2) 全关系:E A =A ×A 其矩阵是全1方阵。
(3) 恒等关系:{(,)|}A I x x x A =∈,其矩阵是单位矩阵。
23. 二元关系的几种运算我们考虑对于二元关系的如下运算,即并、逆、复合、方幂和限制。
定理3.1 设R ,Q 是从A 到B 的二元关系,则R Q R Q M M M =+U注意:其中的加法是真值加法,即逻辑或,即0+0=0, 1+1=1,1+0=1,0+1=1证明: 证毕定义3.2(二元关系的逆)设R 是从A 到B 的二元关系。
关系r与s的结构相同,笛卡尔积运算一、概述在数学中,关系是一种有序对的集合,而笛卡尔积是关系代数中的一个重要运算。
如果两个关系r和s的结构相同,那么它们的笛卡尔积运算将会有一些特殊的性质。
本文将探讨关系r与s的结构相同时,它们的笛卡尔积运算的特点和性质。
二、关系的定义关系是集合论的一个重要概念,它描述了不同元素之间的某种通联或者对应关系。
设A和B是两个集合,关系r从A到B是A与B的笛卡尔积A×B的子集。
若元素(a,b)∈r,则称a与b有关系r。
三、笛卡尔积的定义设A和B是两个集合,则A和B的笛卡尔积(A×B)是一个集合,它包含所有形如(a,b)的有序对,其中a∈A,b∈B。
换句话说,笛卡尔积是将A中的每个元素与B中的每个元素组成的一组有序对的集合。
四、结构相同的关系当两个关系r和s的结构相同时,意味着它们所涉及的集合A和B是相同的,并且它们的元素之间的通联或者对应也是相同的。
换言之,如果r 和s的元素具有相同的排列顺序和对应关系,那么它们的结构就是相同的。
五、结构相同关系的笛卡尔积设关系r和s的结构相同,它们的笛卡尔积可以表示为:r×s={(a,c)|(a,b)∈r,(c,d)∈s,且b=c}。
换句话说,关系r与s的笛卡尔积是由r和s中的元素按照一定的规则组合而成的新的关系,这个规则要求r和s中的元素必须具有相同的对应关系。
六、结构相同关系笛卡尔积的特点1.封闭性:结构相同的关系r和s的笛卡尔积仍然是一个关系。
2.对称性:如果r和s的结构相同,那么它们的笛卡尔积的对称性也是相同的。
3.传递性:结构相同的关系r和s的笛卡尔积具有传递性,即如果(a,b)∈r,(b,c)∈s,那么(a,c)∈r×s。
七、结论通过以上的讨论,我们可以得出结论:当两个关系r和s的结构相同时,它们的笛卡尔积运算具有一些特殊的性质,包括封闭性、对称性和传递性。
这些特点使得结构相同的关系的笛卡尔积在关系代数中具有重要的地位和应用。
大学数学集合知识点总结引言:集合论是数学的一个重要分支,它研究的是“集合”这个抽象的概念。
集合是具有给定特征的事物的总体,我们可以用集合来描述和表达各种数学问题。
在现代数学中,集合论已经成为数学的基础,几乎所有的数学领域都会涉及到集合论的概念。
因此,深入理解和掌握集合论的知识,对于学习数学是非常重要的。
本文将从集合的基本概念、集合运算、集合的关系、集合的代数结构和应用五个部分对集合论的知识点进行总结。
一、集合的基本概念(一)集合的定义在数学中,集合是由一些确定的、互不相同的对象组成的整体。
这些对象称为集合的元素,如果一个对象是某个集合的元素,就说这个对象属于这个集合。
如果不是,就说这个对象不属于这个集合。
集合的概念是数学上一个非常基础和抽象的概念,它没有具体的形状和大小,可以是有限的,也可以是无限的。
例如,{1, 2, 3, 4, 5}是一个有限集合,而全体自然数的集合N={1, 2, 3, 4, …}是一个无限集合。
(二)集合的表示方法1. 列举法:用花括号{}将所有元素列举出来,用逗号分隔。
例如,一个由元素a、b、c组成的集合可以表示为{a, b, c}。
2. 描述法:用一个条件来描述一个集合的元素的性质。
例如,全体正整数的集合可以表示为{ x | x是正整数 }。
这里“|”表示“使得”,意思是“满足某个条件”,“x | x是正整数”就表示“x是正整数”,这样集合的元素可以用条件分隔开。
(三)集合的基本符号在集合论中,我们一般用大写字母表示集合,用小写字母表示集合的元素。
例如,A={a, b, c}表示集合A由元素a、b、c组成。
另外,集合论中常用的符号有:1. 属于:如果一个元素属于某个集合,我们用符号“∈”表示。
例如,a∈A表示元素a属于集合A。
2. 不属于:如果一个元素不属于某个集合,我们用符号“∉”表示。
例如,d∉A表示元素d不属于集合A。
3. 全集:包含研究对象的集合,通常用符号“U”表示。
数据库笛卡尔积运算实例摘要:1.笛卡尔积的定义与概念2.笛卡尔积的运算方法3.笛卡尔积的应用实例4.总结正文:一、笛卡尔积的定义与概念笛卡尔积,又称直积或笛卡儿积,是指两个或多个集合之间的组合。
给定集合A 和B,它们的笛卡尔积是一个包含所有可能的有序对(a, b) 的集合,其中a 来自集合A,b 来自集合B。
用符号表示为:A × B。
例如,设有集合A = {1, 2}和集合B = {a, b},则A × B = {(1, a), (1, b), (2, a), (2, b)}。
二、笛卡尔积的运算方法笛卡尔积的运算方法相对简单,给定两个集合A 和B,它们的笛卡尔积为:A × B = {(a, b) | a∈A, b∈B}。
也就是说,对于集合A 中的每一个元素a,都要与集合B 中的每一个元素b 组合,形成一个有序对(a, b),然后将所有这些有序对放入一个新的集合中,即为A 和B 的笛卡尔积。
三、笛卡尔积的应用实例1.数据库查询:在数据库中,笛卡尔积经常用于多表连接查询。
例如,假设有一个用户表和一个订单表,我们希望查询所有用户及其对应的订单信息,可以使用笛卡尔积将两个表连接起来,然后筛选出符合条件的数据。
2.组合设计:在组合设计中,笛卡尔积常用于计算所有可能的组合。
例如,一个任务需要完成n 个步骤,每个步骤有m 种选择,则完成所有任务的所有可能方法数为m 的n 次方,即m^n。
3.机器学习:在机器学习中,笛卡尔积常用于特征工程。
例如,对于一个分类任务,我们可以将所有可能的特征组合作为输入特征,然后训练模型,从而提高模型的泛化能力。
四、总结笛卡尔积是一种重要的集合运算,它可以用于多种场景,如数据库查询、组合设计、机器学习等。
有序数对的定义与特性有序数对(Ordered Pair)在数学中具有重要的定义与特性。
本文将介绍有序数对的定义以及与其相关的特性。
1. 定义有序数对是由两个数按照固定的顺序排列而形成的组合。
通常使用圆括号将两个数括起来,如(a, b)。
有序数对中的第一个数称为第一元素,第二个数称为第二元素。
2. 特性2.1 顺序敏感有序数对与无序数对的最大区别在于顺序的敏感性。
即使两个数值相同,若顺序不同,它们也会构成不同的有序数对。
例如,(1, 2)与(2,1)是两个不同的有序数对。
2.2 笛卡尔坐标系有序数对在几何学中有重要应用,尤其是在二维空间中。
每个有序数对可以被看作是平面上的一个点,第一元素表示横坐标,第二元素表示纵坐标。
这种表示方法称为笛卡尔坐标系。
2.3 关系运算有序数对可以进行各种关系运算。
其中包括等于(=)、不等于(≠)、大于(>)、小于(<)、大于等于(≥)、小于等于(≤)等运算。
这些运算符可用于比较两个有序数对的大小关系。
2.4 序对的加法有序数对可以进行加法运算。
若有两个有序数对 (a, b) 和 (c, d),则它们的和定义为 (a+c, b+d)。
这种运算保持了顺序的特性,即第一元素与第一元素相加,第二元素与第二元素相加。
2.5 序对的乘法有序数对也可以进行乘法运算。
若有两个有序数对 (a, b) 和 (c, d),则它们的乘积定义为 (ac, bd)。
这种运算同样保持了顺序的特性。
3. 应用有序数对广泛应用于各个数学分支和实际问题中。
3.1 几何学在几何学中,有序数对被用于表示平面上的点,进而构建线段、多边形等图形,以及计算它们的性质和关系。
3.2 集合论在集合论中,有序数对可用于定义笛卡尔积。
对两个集合 A 和 B,它们的笛卡尔积是由形如 (a, b) 的有序数对组成的集合,其中 a 来自于集合 A,b 来自于集合 B。
3.3 代数学在代数学中,有序数对有时被用于表示向量。
3.2.3 有序对与笛卡儿积
定义3.14
由两个元素x和y按一定的顺序排列成的二元组叫做一个有序对,也称序偶,记作<x, y>,其中x是它的第一元素,y是它的第二元素。
例如,平面直角坐标系中点的坐标就是有序对,<1, 3>, <3, 1>, <2, 0>等代表平面中不
同的点。
由定义可知,有序对具有如下性质:
(1)当x ≠ y时,<x, y> ≠ <y, x>,即与顺序有关。
(2)给定两个有序对<x, y>和<u, v>,<x, y> = <u, v>的充分必要条件是x=u且y=v。
(3)有序对<x, y>与集合{x, y}不同,后者中的元素是无次序的。
如当x ≠ y时,{x, y} = {y, x}。
3.2.3 有序对与笛卡儿积
定义3.16
设A,B为集合,用A中元素为第一元素,B中元素为第二元素构成有序对,所有这样的有序对组成的集合叫做A和B的笛卡儿积,记作A ⨯ B。
笛卡儿积的符号化表示为:
A ⨯
B = {<x, y>|x ∈ A∧y ∈ B}
3.2.3 有序对与笛卡儿积
(1)对任意集合A,有∅⨯ A = A ⨯∅ = ∅
(2)当A ≠ B∧A ≠∅ ∧B ≠∅时,有A ⨯ B ≠ B ⨯ A,即笛卡儿积运算不适合交换律。
(3)当A, B, C都不是空集时,有(A ⨯ B) ⨯ C ≠ A ⨯(B ⨯ C),即笛卡儿积运算不满足结合律。
(4)笛卡儿积运算对和运算满足分配律。
即对任意的集合A, B, C有,
A ⨯(B∪C) = (A ⨯ B)∪(A ⨯ C)
(B∪C) ⨯ A = (B ⨯ A)∪(C ⨯ A)
A ⨯(B∩C) = (A ⨯ B)∩(A ⨯ C)
(B∩C) ⨯ A = (B ⨯ A)∩(C ⨯ A)
作为集合的一种二元运算,笛卡儿积运算具有如下性质:
3.2.3 有序对与笛卡儿积
定理
3.9
设A, B, C为集合,C ≠∅ ,则
(1)A ⊆ B的充分必要条件是A ⨯ C ⊆ B ⨯ C。
(2)A ⊆ B的充分必要条件是C ⨯ A ⊆ C ⨯ B。
必要条件:对于任意的<x,y>,
<x,y> ∈ A ⨯ C ⇔ x ∈ A∧y ∈ C ⇒ x ∈ B∧y ∈ C ⇔ <x,y> ∈ B x C
所以A x C ⊆ B x C。
充分条件:因为C ≠∅ ,所以存在y ∈ C,对于任意的x,
x ∈ A ⇒ x ∈ A∧y ∈ C ⇔ <x,y> ∈ A ⨯ C ⇒ <x,y> ∈ B ⨯ C
⇔ x ∈ B∧y ∈ C ⇒ x ∈ B
所以A ⊆ B。
证:仅证明(1),可类似地证明(2)。
3.2.3 有序对与笛卡儿积
定理3.10
设A, B, C, D为非空集合,则A ⨯ B ⊆ C ⨯ D的充分必要条件是A ⊆ C且B ⊆ D。
证:必要条件:对于任意的x,y,
x ∈ A∧y ∈ B ⇒ <x,y> ∈ A ⨯ B ⇒ <x,y> ∈ C ⨯ D ⇔ x ∈ C∧y ∈ D
所以A ⊆ C且B ⊆ D。
充分条件:对于任意的<x, y>,
<x, y> ∈ A ⨯ B ⇔ x ∈ A∧y ∈ B ⇒ x ∈ C∧y ∈ D ⇔ <x, y> ∈ C ⨯ D
所以A ⨯ B ⊆ C ⨯ D。
小结
集合运算分类:并、交、差(相对补)、补(绝对补)和对称差运算的性质:常用的集合恒等式或集合的运算定律
证明集合恒等式的方法
恒等演算法:集合恒等式
谓词演算法:逻辑等价式
不满足交换律
对⋃和⋂运算满足分配律
不满足结合律
若|A|=m,|B|=n,则|A⨯B|=|B⨯A|=m⨯n
笛卡儿积运
算的性质。