กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

ส่วนเติมเต็ม (ทฤษฎีเซต)

ในทฤษฎีเซตส่วนเติมเต็มของเซตAมักเขียนแทนด้วยเอค{\displaystyle A^{c}}(หรือA ′ ) คือเซตขององค์ประกอบที่ไม่อยู่ในA

ส่วนเติมเต็ม (ทฤษฎีเซต)

วงกลมสีแดงอยู่ภายในสี่เหลี่ยมจัตุรัส บริเวณนอกวงกลมว่างเปล่า ขอบของทั้งวงกลมและสี่เหลี่ยมจัตุรัสเป็นสีดำ
ถ้าAคือบริเวณที่ระบายสีแดงในภาพนี้…
วงกลมที่ว่างเปล่าอยู่ภายในสี่เหลี่ยมจัตุรัส บริเวณภายในสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ไม่ถูกวงกลมครอบคลุมนั้นถูกเติมด้วยสีแดง ขอบของทั้งวงกลมและสี่เหลี่ยมจัตุรัสเป็นสีดำ
…ดังนั้น ส่วนเติมเต็มของAก็คือทุกสิ่งทุกอย่างที่เหลือ

ในทฤษฎีเซตส่วนเติมเต็มของเซตAมักเขียนแทนด้วยเอ{\displaystyle A^{c}}(หรือA ) [ 1 ]คือเซตขององค์ประกอบที่ไม่อยู่ในA [ 2 ]

เมื่อพิจารณา ว่าองค์ประกอบทั้งหมดในเอกภพซึ่งก็คือองค์ประกอบทั้งหมดที่กำลังพิจารณาอยู่ เป็นสมาชิกของเซตU ที่กำหนดไว้แล้ว ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ของAคือเซตขององค์ประกอบในUที่ไม่ได้อยู่ในA

ส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์ของAเทียบกับเซตBหรือเรียกอีกอย่างว่าผลต่างเซตของBและAเขียนแทน ด้วยบีเอ,{\displaystyle B\setminus A,}คือเซตขององค์ประกอบในBที่ไม่อยู่ในA

ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์

บริเวณสีแดงเป็น ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ของวงกลมสีขาว

คำนิยาม

ถ้าAเป็นเซตส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ของA (หรือเรียกง่ายๆ ว่าส่วนเติมเต็มของA ) คือเซตของสมาชิกที่ไม่อยู่ในA (ภายในเซตที่ใหญ่กว่าซึ่งกำหนดโดยปริยาย) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ให้Uเป็นเซตที่ประกอบด้วยสมาชิกทั้งหมดที่กำลังศึกษา ถ้าไม่จำเป็นต้องกล่าวถึงUไม่ว่าจะเป็นเพราะได้ระบุไว้ก่อนหน้านี้ หรือเป็นสิ่งที่ชัดเจนและเป็นเอกลักษณ์ ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ของAคือส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์ของAในU : [ 3 ] [ a ]เอ=ยูเอ={xยู:xเอ}.{\displaystyle A^{c}=U\setminus A=\{x\in U:x\notin A\}.}

ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ของAมักจะแสดงด้วยสัญลักษณ์เอ{\displaystyle A^{c}}[ 3 ]สัญลักษณ์อื่นๆได้แก่เอ¯{\displaystyle {\overline {A}}}[ 4 ]เอ,{\displaystyle A',}[ 2 ]ยูเอ, และ เอ.{\displaystyle \complement _{U}A,{\text{ และ }}\complement A.}[ 5 ]

ตัวอย่าง

  • สมมติว่าเอกภพคือเซตของจำนวนเต็มถ้าAคือเซตของจำนวนคี่ เซตส่วนเติมเต็มของAคือเซตของจำนวนคู่ ถ้าBคือเซตของจำนวนทวีคูณของ 3 เซตส่วนเติมเต็มของBคือเซตของจำนวนที่สอดคล้องกับ 1 หรือ 2 มอดูล 3 (หรือพูดให้เข้าใจง่ายกว่าคือ จำนวนเต็มที่ไม่ใช่ทวีคูณของ 3)
  • สมมติว่าจักรวาลคือ สำรับ ไพ่มาตรฐาน 52 ใบถ้าเซตAคือชุดไพ่โพดำ เซตเสริมของAคือการรวมกันของชุดไพ่ดอกจิก ดอกข้าวหลามตัด และดอกหัวใจ ถ้าเซตBคือการรวมกันของชุดไพ่ดอกจิกและดอกข้าวหลามตัด เซตเสริมของBคือการรวมกันของชุดไพ่ดอกหัวใจและโพดำ
  • เมื่อเอกภพคือเอกภพของเซตที่อธิบายไว้ในทฤษฎีเซต แบบเป็นทางการ ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ของเซตโดยทั่วไปจะไม่ใช่เซต แต่เป็นคลาสที่เหมาะสมสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดู ที่ เซตสากล

คุณสมบัติ

ให้AและBเป็นเซตสองเซตในเอกภพUเอกลักษณ์ต่อไปนี้แสดงถึงคุณสมบัติที่สำคัญของส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์:

กฎของเดอ มอร์แกน : [ 3 ]

  • (เอบี)=เอบี.{\displaystyle \left(A\cup B\right)^{c}=A^{c}\cap B^{c}.}
  • (เอบี)=เอบี.{\displaystyle \left(A\cap B\right)^{c}=A^{c}\cup B^{c}.}

กฎการเติมเต็ม: [ 3 ]

  • เอเอ=ยู.{\displaystyle A\cup A^{c}=U.}
  • เอเอ=.{\displaystyle A\cap A^{c}=\emptyset .}
  • =ยู.{\displaystyle \emptyset ^{c}=U.}
  • ยู=.{\displaystyle U^{c}=\emptyset .}
  • ถ้า เอบี, แล้ว บีเอ.ถ้า A ∈ B แล้ว Bⁿ ∈ Aⁿ
    (ซึ่งเป็นผลมาจากความเท่าเทียมกันของประโยคเงื่อนไขกับประโยคแย้ง )

กฎ การผกผันหรือกฎส่วนเติมเต็มสองเท่า:

  • (เอ)=เอ.{\displaystyle \left(A^{c}\right)^{c}=A.}

ความสัมพันธ์ระหว่างส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์และส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์:

  • เอบี=เอบี.{\displaystyle A\setminus B=A\cap B^{c}.}
  • (เอบี)=เอบี=เอ(บีเอ).{\displaystyle (A\setminus B)^{c}=A^{c}\cup B=A^{c}\cup (B\cap A).}

ความสัมพันธ์ที่มีผลต่างคงที่:

  • เอบี=บีเอ.{\displaystyle A^{c}\setminus B^{c}=B\setminus A.}

กฎส่วนเติมเต็มสองข้อแรกข้างต้นแสดงให้เห็นว่า ถ้าA เป็น เซตย่อยแท้ที่ไม่ว่างของUแล้ว{ A , A }จะเป็นพาร์ติชันของU

ส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์

คำนิยาม

ถ้าAและBเป็นเซตส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์ของAในB [ 3 ]หรือเรียกอีกอย่างว่าผลต่างเซตของBและA [ 6 ]คือเซตขององค์ประกอบในBแต่ไม่อยู่ในA

ส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์ของAในB :บีเอ=บีเอ{\displaystyle B\cap A^{c}=B\setminus A}

ส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์ของAในBจะถูกแสดงด้วยสัญลักษณ์บีเอ{\displaystyle B\setminus A}ตามมาตรฐาน ISO 31-11บางครั้งก็เขียนว่าบีเอ,{\displaystyle BA,}แต่สัญลักษณ์นี้อาจกำกวมได้ เพราะในบางบริบท (ตัวอย่างเช่นการดำเนินการเซตของมินคอฟสกีในการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน ) อาจตีความได้ว่าเป็นเซตขององค์ประกอบทั้งหมดเอ,{\displaystyle ba,}โดยที่bมาจากBและaมาจากA

อย่างเป็นทางการ: บีเอ={xบี:xเอ}.{\displaystyle B\setminus A=\{x\in B:x\notin A\}.}

ตัวอย่าง

  • {1,2,3}{2,3,4}={1}.{\displaystyle \{1,2,3\}\setminus \{2,3,4\}=\{1\}.}
  • {2,3,4}{1,2,3}={4}.{\displaystyle \{2,3,4\}\setminus \{1,2,3\}=\{4\}.}
  • ถ้าอาร์{\displaystyle \mathbb {R} }คือเซตของจำนวนจริงและคิว{\displaystyle \mathbb {Q} }ถ้า เป็นเซตของจำนวนตรรกยะแล้วอาร์คิว{\displaystyle \mathbb {R} \setminus \mathbb {Q} }คือเซตของจำนวนอตรรกยะ

คุณสมบัติ

ให้A , BและCเป็นเซตสามเซตในเอกภพU เอกลักษณ์ต่อไปนี้แสดงถึงคุณสมบัติที่โดดเด่นของส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์:

  • ซี(เอบี)=(ซีเอ)(ซีบี).{\displaystyle C\setminus (A\cap B)=(C\setminus A)\cup (C\setminus B).}
  • ซี(เอบี)=(ซีเอ)(ซีบี).{\displaystyle C\setminus (A\cup B)=(C\setminus A)\cap (C\setminus B).}
  • ซี(บีเอ)=(ซีเอ)(ซีบี),{\displaystyle C\setminus (B\setminus A)=(C\cap A)\cup (C\setminus B),}
    โดยมีกรณีพิเศษที่สำคัญซี(ซีเอ)=(ซีเอ){\displaystyle C\setminus (C\setminus A)=(C\cap A)}แสดงให้เห็นว่าจุดตัดสามารถแสดงได้โดยใช้เพียงการดำเนินการส่วนเติมเต็มเชิงสัมพัทธ์เท่านั้น
  • (บีเอ)ซี=(บีซี)เอ=บี(ซีเอ).{\displaystyle (B\setminus A)\cap C=(B\cap C)\setminus A=B\cap (C\setminus A).}
  • (บีเอ)ซี=(บีซี)(เอซี).{\displaystyle (B\setminus A)\cup C=(B\cup C)\setminus (A\setminus C).}
  • เอเอ=.{\displaystyle A\setminus A=\emptyset .}
  • เอ=.{\displaystyle \emptyset \setminus A=\emptyset .}
  • เอ=เอ.{\displaystyle A\setminus \emptyset =A.}
  • เอยู=.{\displaystyle A\setminus U=\emptyset .}
  • ถ้าเอบี{\displaystyle A\subset B}, แล้วซีเอซีบี{\displaystyle C\setminus A\supset C\setminus B}.
  • เอบีซี{\displaystyle A\supseteq B\setminus C}เทียบเท่ากับซีบีเอ{\displaystyle C\supseteq B\setminus A}.

ความสัมพันธ์ที่เสริมกัน

ความสัมพันธ์ แบบไบนารีอาร์{\displaystyle R}ถูกกำหนดให้เป็นเซตย่อยของผลคูณของเซตX×วาย.{\displaystyle X\times Y.}ความสัมพันธ์ที่เติมเต็มอาร์¯{\displaystyle {\bar {R}}}คือเซตส่วนเติมเต็มของอาร์{\displaystyle R}ในX×วาย.{\displaystyle X\times Y.}ส่วนเติมเต็มของความสัมพันธ์อาร์{\displaystyle R}สามารถเขียนได้ อาร์¯ = (X×วาย)อาร์.{\displaystyle {\bar {R}}\ =\ (X\times Y)\setminus R.} ที่นี่,อาร์{\displaystyle R}โดยทั่วไปมักถูกมองว่าเป็นเมทริกซ์เชิงตรรกะที่มีแถวแทนองค์ประกอบของX,{\displaystyle X,}และองค์ประกอบคอลัมน์ของวาย.{\displaystyle Y.}ความจริงของเออาร์{\displaystyle aRb}ตรงกับหมายเลข 1 ในแถวเอ,{\displaystyle a,}คอลัมน์.{\displaystyle b.}สร้างความสัมพันธ์ที่เสริมกันกับอาร์{\displaystyle R}จากนั้นจะสอดคล้องกับการสลับเลข 1 ทั้งหมดเป็น 0 และเลข 0 ทั้งหมดเป็น 1 สำหรับเมทริกซ์ตรรกะของส่วนเติมเต็ม

ความสัมพันธ์ เสริมและพีชคณิตของเซตรวมถึงการประกอบความสัมพันธ์และความ สัมพันธ์ผกผัน ล้วน เป็น ปฏิบัติการพื้นฐานของแคลคูลัสแห่งความสัมพันธ์

สัญกรณ์ LaTeX

ใน ภาษาการจัดพิมพ์ LaTeXคำสั่ง\setminus[ 7 ]มักใช้สำหรับการแสดงผลสัญลักษณ์ความแตกต่างเซต ซึ่งคล้ายกับ สัญลักษณ์ แบ็กสแลชเมื่อแสดงผล\setminusคำสั่งจะมีลักษณะเหมือนกับ\backslashยกเว้นว่าจะมีช่องว่างด้านหน้าและด้านหลังสแลชมากกว่าเล็กน้อย คล้ายกับลำดับ LaTeX มี \mathbin{\backslash}รูปแบบที่แตกต่าง\smallsetminusกันอยู่ในแพ็กเกจ amssymb แต่สัญลักษณ์นี้ไม่ได้รวมไว้แยกต่างหากใน Unicode สัญลักษณ์{\displaystyle \complement }(ตรงข้ามกับซี{\displaystyle C}) ถูกสร้างขึ้นโดย\complement. (ซึ่งตรงกับสัญลักษณ์ Unicode U+2201 COMPLEMENT .)

ดูเพิ่มเติม

เชิงอรรถ

  1. ชุดที่พิจารณาส่วนเติมเต็มจึงถูกกล่าวถึงโดยปริยายในส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ และถูกกล่าวถึงอย่างชัดเจนในส่วนเติมเต็มสัมพัทธ์ [ 3 ]

หมายเหตุ

  1. "ส่วนเติมเต็มและผลต่างเซต" . web.mnstate.edu . สืบค้นเมื่อ2020-09-04 .
  2. 1 2 "คำจำกัดความของเซตส่วนเติมเต็ม (พจนานุกรมคณิตศาสตร์ภาพประกอบ)" . www.mathsisfun.com . สืบค้นเมื่อ2020-09-04 .
  3. 1 2 3 4 5 6ฮัลมอส 1960 , หน้า. 17 . 
  4. สโต ล 1979หน้า 19 
  5. บูร์บากิ 1970 , หน้า. อี II.6 . 
  6. เดฟลิน 1979หน้า 6
  7. เก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 มีนาคม 2022 ที่Wayback Machineรายการสัญลักษณ์ LaTeX ฉบับสมบูรณ์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Complement_(set_theory)&oldid=1355557106#Relative_complement "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ส่วนเติมเต็ม (ทฤษฎีเซต)

ในทฤษฎีเซตส่วนเติมเต็มของเซตAมักเขียนแทนด้วยเอค{\displaystyle A^{c}}(หรือA ′ ) คือเซตขององค์ประกอบที่ไม่อยู่ในA

ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์

บริเวณสีแดงเป็น ส่วน เติมเต็มสัมบูรณ์ ของวงกลมสีขาว

คำนิยาม

ถ้า A เป็นเซต ส่วนเติมเต็มสัมบูรณ์ ของ A (หรือเรียกง่ายๆ ว่า ส่วนเติมเต็ม ของ A ) คือเซตของสมาชิกที่ไม่อยู่ใน A (ภายในเซตที่ใหญ่กว่าซึ่งกำหนดโดยปริยาย) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ให้ U เป็นเซตที่ประกอบด้วยสมาชิกทั้งหมดที่กำลังศึกษา ถ้าไม่จำเป็นต้องกล่าวถึง U...

ตัวอย่าง

สมมติว่าเอกภพคือเซตของ จำนวนเต็ม ถ้า A คือเซตของจำนวนคี่ เซตส่วนเติมเต็มของ A คือเซตของจำนวนคู่ ถ้า B คือเซตของ จำนวนทวีคูณ ของ 3 เซตส่วนเติมเต็มของ B คือเซตของจำนวน ที่สอดคล้อง กับ 1 หรือ 2 มอดูล 3 (หรือพูดให้เข้าใจง่ายกว่าคือ จำนวนเต็มที่ไม่ใช่ทวีคูณของ 3)...