HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Θεωρία Συνόλων. Προηγούµενη φορά. «ανήκει» 10 Θεωρία συνόλων

Σχετικά έγγραφα
HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Θεωρία Συνόλων. Το δυναµοσύνολο ενός συνόλου. Προηγούµενη φορά. 10 Θεωρία συνόλων. ιακριτά Μαθηµατικά, Εαρινό εξάµηνο 2016

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Παράδειγµα. Από τα συµπεράσµατα στις υποθέσεις Αποδείξεις - Θεωρία συνόλων. Από τις υποθέσεις στα συµπεράσµατα...

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

Θεώρηµα: Z ( Απόδειξη: Περ. #1: Περ. #2: *1, *2: αποδεικνύονται εύκολα, διερευνώντας τις περιπτώσεις ο k να είναι άρτιος ή περιττός

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

ιακριτά Μαθηµατικά Ορέστης Τελέλης Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Σύνολα 1 / 36

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Παράδειγµα άµεσης απόδειξης. Μέθοδοι αποδείξεως για προτάσεις της µορφής εάν-τότε Αποδείξεις

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Σχέσεις. Σχέσεις ισοδυναµίας. 15 Σχέσεις

Γνωριµία. ιακριτά Μαθηµατικά. Βιβλία Μαθήµατος. Επικοινωνία. ιδάσκων: Ορέστης Τελέλης. Ωρες γραφείου (502, Γρ.

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Συναρτήσεις. Συνάρτηση. Συνάρτηση: Τυπικός ορισµός Συναρτήσεις

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

Αποφασισιµότητα. HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Βασικές µέθοδοι απόδειξης. 07 -Αποδείξεις. ιακριτά Μαθηµατικά, Εαρινό εξάµηνο 2017

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Νόµοι ισοδυναµίας. Κατηγορηµατικός Λογισµός. ιακριτά Μαθηµατικά, Εαρινό εξάµηνο Παρασκευή, 24/02/2017

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Ένα παράδειγµα... Έχουµε δει. Κατηγορηµατικός Λογισµός. ιακριτά Μαθηµατικά, Εαρινό εξάµηνο Πέµπτη, 23/02/2017

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

Μερικές διατάξεις. HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Μερικές διατάξεις, παράδειγµα. ιαγράµµατα Hasse: Αναπαράσταση σχέσεων µερικής διάταξης

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 3: Προτασιακή Λογική / Θεωρία Συνόλων

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Μαθηµατική επαγωγή. 11 Επαγωγή

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 1: Μαθηματικό Υπόβαθρο

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

ιµελής σχέση HY118- ιακριτά Μαθηµατικά n-µελείς σχέσεις Σχέσεις 13 - Σχέσεις

Παράδειγμα άμεσης απόδειξης. HY118-Διακριτά Μαθηματικά. Μέθοδοι αποδείξεως για προτάσεις της μορφής εάν-τότε

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HY118-Διακριτά Μαθηματικά. Προτασιακός Λογισμός. Προηγούμενη φορά. Βάσεις της Μαθηματικής Λογικής. 02 Προτασιακός Λογισμός

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Σχέσεις. Την προηγούµενη φορά. Αντισυµµετρικότητα. 13 Σχέσεις

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

ΗΥ118 Διακριτά Μαθηματικά Εαρινό Εξάμηνο η Σειρά Ασκήσεων Λύσεις

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Σχέσεις. ιµελής σχέση. 12 Εισαγωγή στις Σχέσεις. ιακριτά Μαθηµατικά, Εαρινό εξάµηνο 2017.

Γιατί πιθανότητες; Γιατί πιθανότητες; Θεωρία πιθανοτήτων. Θεωρία Πιθανοτήτων. ΗΥ118, Διακριτά Μαθηματικά Άνοιξη 2017.

{ } { / αρτιος 10} ΣΥΝΟΛΑ. N, σύνολο των φυσικών αριθμών, { 1, 2, 3, }

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Σχέσεις. Κλάσεις ισοδυναµίας. Σχέσεις ισοδυναµίας. 15 -Σχέσεις

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

Τι είναι σύνολο; Ο ορισμός αυτός είναι σύμφωνος με τη διαισθητική μας κατανόηση για το τι είναι σύνολο

Εισαγωγικά Παραδείγματα: Παρατηρήσεις:

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

1 Οι πραγµατικοί αριθµοί

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Μαθηματικό Υπόβαθρο

LÔseic Ask sewn sta Jemèlia twn Majhmatik n I

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

Σχόλιο. Παρατηρήσεις. Παρατηρήσεις. p q p. , p1 p2

Κεφάλαιο 7 Βάσεις και ιάσταση

ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης,. Σούλιου Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

ΘΕΩΡΙΑ ΣΥΝΟΛΩΝ. x Σ και. x Σ και διαβάζουµε «το x δεν ανήκει στο Σ». ΕΙΣΑΓΩΓΗ :

(a + b) + c = a + (b + c), (ab)c = a(bc) a + b = b + a, ab = ba. a(b + c) = ab + ac

ΗΥ118: Διακριτά Μαθηματικά Εαρινό εξάμηνο 2019 Λύσεις ασκήσεων προόδου

ιαδικαστικά θέµατα HY118- ιακριτά Μαθηµατικά Συνάρτηση: Τυπικός ορισµός Ορολογία 17 - Η αρχή του περιστερώνα

Ασκήσεις για το µάθηµα «Ανάλυση Ι και Εφαρµογές»

Διακριτά Μαθηματικά Ι

Γραµµική Αλγεβρα Ι. Ενότητα: Εισαγωγικές Εννοιες. Ευάγγελος Ράπτης. Τµήµα Μαθηµατικών

Μαθηµατική Επαγωγή. Ορέστης Τελέλης. Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς

Σύνολα. Ορισμός Συνόλου. Υποσύνολα και Κενό Σύνολο. Στοιχεία ενός συνόλου:

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

Το σύνολο Z των Ακεραίων : Z = {... 2, 1, 0, 1, 2, 3,... } Να σηµειώσουµε ότι οι φυσικοί αριθµοί είναι και ακέραιοι.

HY118-Διακριτά Μαθηματικά

Α. ΣΥΝΟΛΑ-ΥΠΟΣΥΝΟΛΑ-ΙΣΑ ΣΥΝΟΛΑ

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

A. ΤΟ ΛΕΞΙΛΟΓΙΟ ΤΗΣ ΛΟΓΙΚΗΣ

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

Κεφάλαιο 1. Εισαγωγικές Εννοιες. 1.1 Σύνολα

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ. a β a β.

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά


ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

P (A B) = P (A) + P (B) P (A B).

Διακριτά Μαθηματικά. Λογική, Αποδείξεις, Σύνολα, Συναρτήσεις

3 Αναδροµή και Επαγωγή

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 9

Μαθηµατική επαγωγή. HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. 2 η αρχή της επαγωγής Ισχυρή επαγωγή Χαρακτηρίζεται από ένα άλλο κανόνα:

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά

, για κάθε n N. και P είναι αριθμήσιμα.

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Θεωρία γράφων / γραφήµατα. Τι έχουµε δει µέχρι τώρα. Υπογράφηµα Γράφοι

Εισαγωγή στις Βάσεις Δεδομζνων II

Προκαταρκτικές Εννοιες: Σύνολα και Αριθµοί

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β Γυμνασίου


ΗΥ118: Διακριτά Μαθηματικά Εαρινό εξάμηνο 2016 Λύσεις ασκήσεων προόδου

Transcript:

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά Πέµπτη, 09/03/2017 Θεωρία Συνόλων Αντώνης Α. Αργυρός e-mail: argyros@csd.uoc.gr Το υλικό των διαφανειών έχει βασιστεί σε διαφάνειες του Kees van Deemter, από το University of Aberdeen 3/9/2017 1 1 3/9/2017 2 Προηγούµενη φορά Σύνολα Πολυσύνολα Ισότητα συνόλων ιαγράµµατα Venn x S Κενό σύνολο, µοναδικότητα Σχέση υποσυνόλου «ανήκει» x S ( το στοιχείο xανήκει στο σύνολο S ), είναι η πρόταση που λέει ότι το αντικείµενο x είναι ένα στοιχείο/µέλος του συνόλου S. π.χ. 3 N, α {x x γράµµα του αλφάβητου} : Από το ελληνικό «στίν» Συµβολισµός: x S : ορ. (x S) Πως θα ορίζαµε την ισότητα συνόλων µε βάση τον κατηγορηµατικό λογισµό; 3/9/2017 3 3 3/9/2017 4 4 1

Ισότητα συνόλων Σχέσεις υποσυνόλου και υπερσυνόλου Η ισότητα συνόλων ορίζεται µε βάση το : ύο σύνολα είναι ίσα αν και µόνο αν έχουν τα ίδια στοιχεία. S=T : ορ. x (x S x T) S T ( Το Sείναι υποσύνολοτου T ) σηµαίνει ότι κάθε στοιχείο του Sείναι επίσης και στοιχείο του T. S T : ορ. x (x S x T) 3/9/2017 5 5 3/9/2017 6 6 Σχέσεις υποσυνόλου και υπερσυνόλου Τι λέτε για τα παρακάτω; S S ; ΝΑΙ S ; ΝΑΙ Σχέσεις υποσυνόλου και υπερσυνόλου Τι λέτε για τα παρακάτω; S S ;ΟΧΙ S ; ΌΧΙ πάντα! Π.χ., {, α, β} αλλά {α, β} 3/9/2017 7 7 3/9/2017 8 8 2

Σχέσεις υποσυνόλου και υπερσυνόλου Αυτό µας βοηθά να κατανοήσουµε περισσότερο τον τελεστή «εάν τότε» Η πρόταση x (P(x) Q(x)) σηµαίνει ότι «τα στοιχείαπου έχουν την ιδιότητα Pείναι υποσύνολο των στοιχείων που έχουν την ιδιότητα Q» Αν κανένα στοιχείο στο π.ο. της x δεν έχει την ιδιότητα P, τότε η πρόταση x (P(x) Q(x)) είναι αληθής Αν όλα τα στοιχεία έχουν την ιδιότητα Q, τότε η πρόταση x (P(x) Q(x)) είναι και πάλι αληθής Η µόνη περίπτωση να είναι ψευδής η πρόταση είναι να υπάρχει ένα στοιχείο µε την ιδιότητα Pπου να µην έχει την ιδιότητα Q Σχέσεις υποσυνόλου και υπερσυνόλου Περισσότεροι συµβολισµοί: S T ( Το S είναι υπερσύνολο του T ) : ορ. T S. Σηµειώστε ότι S=T S T S T. : ορ. (S T), δηλ. x(x S x T) S T 3/9/2017 9 9 3/9/2017 10 10 Γνήσια υποσύνολα και υπερσύνολα S T ( Το Sείναι γνήσιο υποσύνολο του T ) σηµαίνει ότι S T S T Παράδειγµα:{1,2} {1,2,3} Ισχύει ότι {1,2,3} {1,2,3},... αλλά όχι ότι {1,2,3} {1,2,3} Τα σύνολα είναι αντικείµενα επίσης! Τα στοιχεία ενός συνόλου µπορούν να είναι από µόνα τους σύνολα. Π.χ. S={{1,2}, {1,3}} Προσοχή: {1,2} {{1,2}} 3/9/2017 11 11 3/9/2017 12 12 3

Πληθικός αριθµός S ( ο πληθικός αριθµόςτου S ) είναι το πλήθος των στοιχείων του S. π.χ., =0, {1,2,3} = 3, {a,b} = 2, {{1,2,3},{4,5}} = 2 Εάν S N, τότε λέµε ότι το Sείναι πεπερασµένο. Αλλιώς, λέµε ότι το S είναι άπειρο. Το δυναµοσύνολο ενός συνόλου Το δυναµοσύνολο P(S) ενός συνόλου Sείναι το σύνολο όλων των δυνατών υποσυνόλων του S. P(S) : {x x S}. Π.χ. P({a,b}) = {, {a}, {b}, {a,b}}. Μερικές φορές το P(S) το συµβολίζουµε µε 2 S. Σηµειώστε ότι (σίγουρα για πεπερασµένα σύνολα S), P(S) = 2 S. Προκύπτει ότι S: P(S) > S, e.g. P(N) > N. Υπάρχουν άπειρα σύνολα µε διαφορετικά µεγέθη! 3/9/2017 13 13 3/9/2017 14 14 Πράξεις µεταξύ συνόλων Ένωση Τοµή ιαφορά Συµµετρική διαφορά Συµπλήρωµα συνόλου Ένωση συνόλων Για δύο σύνολα A, B, η ένωσή τους ( nion) A B είναι το σύνολο που περιέχει τα στοιχεία που ανήκουν στο A, ή ( ) ανήκουν στο B (ή, φυσικά, και στα δύο). Τυπικά, A,B: A B = {x x A x B}. Πχ. {2,3,5} {3,5,7} ={2,3,5,7} Η ένωση A B δύο συνόλων Α, Β αποτελεί υπερσύνολο και του A και του B : A, B: (A B A) (A B B) 3/9/2017 15 15 3/9/2017 16 16 4

Παράδειγµα ένωσης συνόλων {2,3,5} {3,5,7} ={2,3,5,7} Ένωση συνόλων Πως µπορούµε να αποδείξουµε ότι η ένωση A B δύο συνόλων Α, Β αποτελεί το µικρότερο δυνατό υπερσύνολο και του A και του B; Έστω ότι υπάρχει σύνολο Μ, υπερσύνολο του Α και του Β που έχει λιγότερα στοιχεία από το A B Αυτό σηµαίνει πως Α Μ και Β Μ και ταυτόχρονα υπάρχει x A B τέτοιο ώστε x Μ. Αφού x A B, τότε x Aή x B. Και αφού Α Μ και Β Μ, x M. Αντίφαση Άρα, δεν υπάρχει υπερσύνολο του Α και του Β µε λιγότερα στοιχεία από το A B 3/9/2017 17 17 3/9/2017 18 18 Γενικευµένη ένωση συνόλων υαδικός τελεστής ένωσης: A B n-οστή ένωση: A A 2 A n : (( ((A 1 A 2 ) ) A n ) (η οµαδοποίηση & η σειρά δεν παίζουν ρόλο) n Συµβολισµός: Ai i= 1 ή: A A X 3/9/2017 19 19 Τοµή συνόλων Για σύνολα A, B, η τοµή τους A B περιλαµβάνει όλα τα στοιχεία που ανήκουν ταυτόχρονα στο A και ( ) στο B. Τυπικά, A,B: A B={x x A x B}. Ητοµή A B δύο συνόλων Α, Β είναι ένα υποσύνολοκαι του A και του B (το µέγιστο τέτοιο υποσύνολο): A, B: (A B A) (A B B) 3/9/2017 20 20 5

Παράδειγµα τοµής συνόλων {a,b,c} {2,3} = {2,4,6} {3,4,5} = {4} 3/9/2017 21 21 Γενικευµένη τοµή συνόλων υαδικός τελεστής τοµής: A B n-οστή τοµή: A 1 A 2 A n (( ((A 1 A 2 ) ) A n ) (η οµαδοποίηση & η σειρά δεν παίζουν ρόλο) n Συµβολισµός: A ή: A X A i= 1 i 3/9/2017 22 22 Ξένα σύνολα ύο σύνολα A, Bλέγονται ξένααν και µόνο αν η τοµή τους είναι το κενό σύνολο. (A B= ) Π.χ. {a,b,c} {2,3} = Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού Πόσα στοιχεία βρίσκονται στην ένωση A Bδύο συνόλων Α και Β; Μπορείτε να σκεφτείτε µία γενική σχέση; (Εκφράστε το µε βάση τα A, B και ό,τι άλλο χρειαστείτε.) 3/9/2017 23 23 3/9/2017 24 24 6

Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού Πόσα στοιχεία βρίσκονται στην ένωση A Bδύο συνόλων Α και Β; Μπορείτε να σκεφτείτε µία γενική σχέση; A B = A + B A B Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού: Παράδειγµα Παράδειγµα: Έστω ότι σε ένα σύνολο ανθρώπων, 50 άτοµα έχουν µηχανάκι, 180 άτοµα έχουν ποδήλατο και 30 άτοµα έχουν και µηχανάκι και ποδήλατο. Πόσοι άνθρωποι έχουν δίτροχο µεταφορικό µέσο; 3/9/2017 25 25 3/9/2017 26 26 Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού: Παράδειγµα Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού Α Μηχανάκι (50) Μηχανάκι + Ποδήλατο (30) Ποδήλατο (180) Β Έστω = Α Β, όπου, Α = {s sέχει µηχανάκι} Β = {s s έχει ποδήλατο} Μερικοί µπορεί να έχουν και τα δύο! = Α Β = Α + Β Α Β (στο παράδειγµά µας, = 50+180-30 = 200) 3/9/2017 27 27 3/9/2017 28 28 7

Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού Στην περίπτωση τριών συνόλων Α 1 Α 2 Α 3 = Α 1 + Α 2 + Α 3 - Α 1 Α 2 - Α 1 Α 3 - Α 2 Α 3 + Α 1 Α 2 Α 3 Θα δούµε αργότερα πως γενικεύεται για την ένωση nσυνόλων. Αρχή του εγκλεισµού-αποκλεισµού για ξένα σύνολα Αν Α, Β ξένα σύνολα, τότε: A B = A + B 3/9/2017 29 29 3/9/2017 30 30 ιαφορά συνόλων Για σύνολα A, B, η διαφορά του A από το B, συµβολίζεται µε A B, και αποτελείται από όλα τα στοιχεία του Aπου δεν ανήκουν στο B. Τυπικά: A B : {x x A x B} ιαφορά συνόλων - Venn Diagram Το σύνολο A Bείναι ότι αποµένει από το Α όταν από αυτό εξαιρέσουµε όλα τα στοιχεία του Β Σύνολο A B Σύνολο A Σύνολο B 3/9/2017 31 31 3/9/2017 32 32 8

Παραδείγµατα διαφοράς συνόλων {1,2,3,4,5,6} {2,3,5,7,9,11} = {1,4,6} Z N = {x xακέραιος αλλά όχι φυσικός} = {, 1, 0, 1, 2, } {1, 2 } = {, 3, 2, 1, 0} Συµµετρική διαφορά συνόλων Για σύνολα A, B, η συµµετρική διαφορά τους, συµβολίζεται µε A B, και αποτελείται από όλα τα στοιχεία της ένωσής τους, αν εξαιρεθούν τα στοιχεία της τοµής τους. Τυπικά: A B : (A B) (A B) 3/9/2017 33 33 3/9/2017 34 34 Συµπληρώµατα συνόλων Ο δειγµατικός χώροςµπορεί να θεωρηθεί ως σύνολο, έστω U. Για κάθε σύνολο A U, το συµπλήρωµα του A, A, ως προς το U, είναι το U A. Π.χ., Εάν U=N, Αµοιβαία ξένα σύνολα Έστω n σύνολα Α i, 1=1, 2,, n Τα σύνολα Α i ονοµάζονται αµοιβαία ξένα αν και µόνο αν i j, (Αi Αj = ) {3,5} = {1,2, 4,6,7,...} 3/9/2017 35 35 3/9/2017 36 36 9

ιαµέριση ενός συνόλου Α Έστω nµη κενά σύνολα Α i, i=1, 2,, n. Τα σύνολα Α i αποτελούν µία διαµέρισητου συνόλου Ααν και µόνο αν: n = (1) A Ai i= 1 (2) Ta Α i είναι αµοιβαία ξένα σύνολα Α Α 4 Α 1 Α 2 Α3 Ταυτότητες A = A = A U A U = U A = A A = A = A A A B = B A ( A ) = A A B = B A A (B C)=(A B) C A (B C)=(A B) C 3/9/2017 37 37 3/9/2017 38 38 Αντικ.: µε, µε, µε F, U µε T A = A = A U A U = U, A = A A = A = A A ( A ) = A A B = B A, A B = B A A (B C)=(A B) C, A (B C)=(A B) C Νόµος DeMorgan για σύνολα Ακριβώς ανάλογος µε (και αποδείξιµος από) τον νόµο DeMorgan για προτάσεις. A B = A B = A B A B 3/9/2017 39 39 3/9/2017 40 40 10

Παράδειγµα χρήσης αρχής εγκλεισµούαποκλεισµού, διαφοράς συνόλων και De Morgan Πόσοι ακέραιοι από το 1 έως το 1000 δεν είναι πολλαπλάσια ούτε του 10, ούτε του 4, ούτε του 15; Παράδειγµα Πόσοι ακέραιοι από το 1 έως το 1000 δεν είναι πολλαπλάσια πολλαπλάσιαούτε του 10, ούτε του 4, ούτε του 15; Έστω Σ= {οι ακέραιοι από το 1 έως το 1000} Έστω Α= {τα πολλαπλάσια του 10} Έστω Β= {τα πολλαπλάσια του 4} Έστω Γ= {τα πολλαπλάσια του 15} Τι θέλουµε να υπολογίσουµε; 3/9/2017 41 41 3/9/2017 42 42 Παράδειγµα Θέλουµε να υπολογίσουµε την ποσότητα: Όµως Α Β Γ Α Β Γ = Α Β Γ = Σ ( Α Β Γ) Α Β Γ = Σ ( Α Β Γ ) = Σ Α Β Γ γιατί ισχύει η τελευταία ισότητα; Εποµένως, Α Β Γ = Σ Α Β Γ Παράδειγµα = Σ ( Α + Β + Γ Α Β Α Γ Β Γ + Α Β Γ ) = Σ ( Α + Β + Γ ) + ( Α Β + Α Γ + Β Γ ) Α Β Γ Α Β = πολλαπλάσια του 20 Α Γ = πολλαπλάσια του 30 Β Γ = πολλαπλάσια του 60 Α Β Γ = πολλαπλάσια του 60 3/9/2017 43 43 3/9/2017 44 44 11

Αρα, Α Β Γ = Παράδειγµα Σ ( Α + Β + Γ ) + ( Α Β + Α Γ + Β Γ ) Α Β Γ 1000-( 1000/10 + 1000/4 + 1000/15 ) + ( 1000/20 + 1000/30 + 1000/60 )- 1000/60 =1000-(100+250+66)+(50+33+16)-16=667. Απόδειξη ισότητας συνόλων Για να αποδείξουµε προτάσεις της µορφής E 1 = E 2 (όπου τα E 1, E 2 είναι εκφράσεις συνόλων), υπάρχουν τέσσερις βασικές τεχνικές: 1. Χρήση του πίνακα µελών 2. ιαγράµµατα Venn 3. Απόδειξη ότι E 1 E 2 και E 2 E 1. 4. Χρήση ταυτοτήτων 3/9/2017 45 45 3/9/2017 46 46 Μέθοδος 1: Πίνακες µελών Κατ αναλογία µε τους πίνακες αληθείας στον προτασιακό λογισµό Στήλες για διαφορετικές εκφράσεις µε σύνολα. Γραµµές για όλους τους συνδυασµούς συµµετοχής στα σύνολα που απαρτίζουν τις εκφράσεις Χρήση 1 για τα µέλη, 0 για τα µη-µέλη. Απόδειξη ισότητας µε σύγκριση στηλών. Παράδειγµα Αποδείξτε ότι (A B) B = A B. A B A B (A B) B A B 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 3/9/2017 47 47 3/9/2017 48 48 12

Κι άλλο παράδειγµα Αποδείξτε ότι (A B) C = (A C) (B C). A B C A B (A B) C A C B C (A C) (B C) 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 συνέχεια Αποδείξτε ότι (A B) C = (A C) (B C). A B C A B (A B) C A C B C (A C) (B C) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 3/9/2017 49 49 3/9/2017 50 50 Μέθοδος 2: ιαγράµµατα Venn Μέθοδος 2: ιαγράµµατα Venn Αποδείξτε ότι (A B) B = A B Α Β Αποδείξτε ότι (A B) B = A B Α Β A B = (A B) B 3/9/2017 51 51 3/9/2017 52 52 13

Μέθοδος 3: υποσύνολα Παράδειγµα: είξτε ότι A (B C)=(A B) (A C). Μέρος 1ο: είχνω ότι A (B C) (A B) (A C). Υποθέτω x (A (B C)), & δείχνω ότι x ((A B) (A C)). Γνωρίζουµε ότι x A, και είτε x B είτε x C. Περ. 1: x B. Τότε x A B, εποµένως x (A B) (A C). Περ. 2: x C. Τότε x A C, εποµένως x (A B) (A C). Άρα, x (A B) (A C). Άρα, A (B C) (A B) (A C). Μέθοδος 3: υποσύνολα Παράδειγµα: είξτε ότι A (B C)=(A B) (A C). Μέρος 2ο: είχνω ότι (A B) (A C) A (B C). Υποθέτω x ((A B) (A C)) & δείχνω ότι x (A (B C)). Γνωρίζουµε ότι x (A B), ή x (A C). Περ. 1: x (A B). Τότε x A και x (B C), εποµένως x (A (B C)). Περ. 2: x (A C). Τότε x Aκαι x (B C), εποµένως x (A (B C)). Άρα, x (A (B C)). Άρα, (A B) (A C) A (B C). Άρα, A (B C)=(A B) (A C). 3/9/2017 53 53 3/9/2017 54 54 Μέθοδος 4: χρήση ταυτοτήτων Μέθοδος 4: χρήση ταυτοτήτων Aπ ευθείας µε ταυτότητες ισότητας συνόλων Είτε µε «µετάφραση» σε προτασιακή λογική, π.χ., δείξτε ότι A (B C) (A B) (A C). Ποιά αντίστοιχη πρόταση θα πρέπει να αποδείξουµε στον προτασιακό λογισµό; Είτε απ ευθείας µε ταυτότητες συνόλων Είτε µε «µετάφραση» σε προτασιακή λογική, π.χ., δείξτε ότι A (B C) (A B) (A C). Αρκεί να δείξουµε ότι η πρόταση A (B C) (A B) (A C) αποτελεί ταυτολογία 3/9/2017 55 55 3/9/2017 56 56 14

Μέθοδος 4: χρήση ταυτοτήτων Πράγµατι: A (B C) (A B) (A C) (A (B C)) ((A B) (A C) ) (A (B C)) (A (B C)) T ιατεταγµένες n-άδες Για n N, µία διατεταγµένη n-αδαή µία ακολουθία µήκους nγράφεται ως (a 1, a 2,, a n ). Το πρώτοστοιχείο της είναι το a 1, κλπ. Mπορούµε να έχουµε αντίγραφα στοιχείων H σειρά των στοιχείων έχει σηµασία! (1, 2) (2, 1) (2, 1, 1). 3/9/2017 57 57 3/9/2017 58 58 Οι διατεταγµένες n-άδες έχουν πολλές εφαρµογές. Για παράδειγµα, Μαθηµατικές δοµές συχνά περιγράφονται µε µία συγκεκριµένη διάταξη που επιτρέπει να ξέρουµε πιο στοιχείο παίζει πιο ρόλο. π.χ., το (N,<) είναι µία συγκεκριµένη δοµή που χρησιµοποιεί το < για να δηµιουργήσει µία διάταξη στο N. Οι σχέσεις εκφράζονται µέσω n-αδων. Π.χ.: < = { (0,1), (1,2), (0,2), ) } Το πρώτο και το δεύτερο όρισµα µιας σχέσης µπορεί να προέρχεται από διαφορετικά σύνολα, π.χ. Προτιµάει_να_βλέπει = {(Κώστας,ειδήσεις), (Νίκος, ποδόσφαιρο), (Μαρία, ταινίες)} 1ο: στοιχεία από το σύνολο των ανθρώπων 2ο: στοιχεία από το σύνολο των προγραµµάτων της TV 3/9/2017 59 59 3/9/2017 60 60 15

Καρτεσιανό γινόµενο συνόλων Για σύνολα A, B, το Καρτεσιανό τους γινόµενο είναι το A B : {(a, b) a A b B }. René Descartes (1596-1650) π.χ. {a,b} {1,2} = {(a,1),(a,2),(b,1),(b,2)} Ο ορισµός επεκτείνεται για πολλά σύνολα: A 1 A 2 A n ={(a 1,a 2,...,a n ) a 1 A 1 a 2 A 2 a n A n } Καρτεσιανό γινόµενο συνόλων Για σύνολα A, B Σηµειώστε ότι, A B = A B A,B: A B=B A 3/9/2017 61 61 3/9/2017 62 62 Καρτεσιανό γινόµενο συνόλων {Κώστας, Μαρία, Νίκος} {Νέα,Ταινίες}= { (Κώστας, Νέα), (Μαρία, Νέα), (Νίκος, Νέα), (Κώστας, Ταινίες), (Μαρία, Ταινίες), (Νίκος, Ταινίες) } ( 3/9/2017 63 63 3/9/2017 64 64 16

Αναπαριστώντας σύνολα µε Bit Strings Για ένα δειγµατικό χώρο U µε διάταξη x 1, x 2,, αναπαράσταση ενός πεπερασµένου συνόλου S Uσαν το πεπερασµένο bit string B=b 1 b 2 b n όπου i: x i S (1 i n b i =1). Π.χ. U=N, S={2,3,5,7,11}, B=01101010001. Σε αυτή την αναπαράσταση, οι βασικές πράξεις συνόλων υλοποιούνται κατευθείαν µε τις bitwise πράξεις OR, AND, NOT 3/9/2017 65 65 Αναπαριστώντας σύνολα µε Bit Strings Π.χ., {2,3,5,7,11} {1,3,4,9} 01101010001 10110000100 = 11111010101 δηλ. το {1,2,3,4,5,7,9,11} 3/9/2017 66 66 Αξιωµατική θεωρία συνόλων Ένα βασικό αξίωµα: οσµένου ενός κατηγορήµατος P, κατασκεύασε ένα σύνολοπου να περιλαµβάνει όλα τα στοιχεία x για τα οποία η xp(x) να είναι αληθής πρόταση. Ωστόσο, η προκύπτουσα θεωρία είναι λογικά ασυνεπής! Αυτό σηµαίνει ότι υπάρχουν κάποιες προτάσεις p για τις οποίες να µπορούµε να δείξουµε ότι και η p και η pπροκύπτουν λογικά ώς αποτέλεσµα της θεωρίας µας!... ηλαδή ότι ξεκινώντας από τα αξιώµατα οδηγούµαστε σε αντίφαση! Μια τέτοια θεωρία είναι θεµελιωδώς µη ενδιαφέρουσα, γιατί οποιαδήποτε πρόταση σε αυτή µπορεί (τετριµµένα) να αποδειχθεί Παράδειγµα: Ο κουρέας ξυρίζεται µόνος του ή όχι; Έστω ότι σε µία πόλη ο κουρέας ξυρίζει όλους εκείνους τους άντρες (και µόνο αυτούς) που δεν ξυρίζονται µόνοι τους. Ερώτηση: Ο κουρέας αυτός ξυρίζεται µόνος του ή όχι; Έστωότι ξυρίζεται µόνος του. Άρα δεν ξυρίζεται µόνος του. Έστωότι δεν ξυρίζεται µόνος του. Άρα ξυρίζεται µόνος του.!!! 3/9/2017 67 67 3/9/2017 68 68 17

Η παράκαµψη του παράδοξου Για να αποφύγουµε την ασυνέπεια, η θεωρία συνόλων πρέπει µε κάποιο τρόπο να τροποποιηθεί... Για περισσότερες πληροφορίες, διαβάστε για το παράδοξο του Russel: https://en.wikipedia.org/wiki/russell's_paradox ) Bertrand Russell 1872-1970 3/9/2017 69 69 3/9/2017 70 70 18