เซต
ความหมายของเซต
เซต เป็นคำไม่นิยาม
แต่เมื่อกล่าวถึงเซตจะหมายถึง
กลุ่ม พวก หมู่ ฝูง โหลง สำรับ ชุด
ของสิ่งใดสิ่งหนึ่งที่ถูกจัดไว้ด้วยกันด้วยหลักเกณฑ์ที่แน่นอน
เช่น
เซตของนักเรียนชายในโรงเรียน
เซตของจำนวนเฉพาะที่เป็นจำนวนคู่
เป็นต้น
การเขียนเซต
วิธีเขียนเซตโดยทั่วไปจะใช้อักษรตัวใหญ่
A, B, C,
แทนเซต การเขียนเซตเขียนได้
2 แบบ คือ
1) แบบแจกแจงสมาชิก (Roster from or Tubular form)
วิธีนี้จะเขียนสมาชิกทั้งหมดของเซตลงในเครื่องหมายวงเล็บปีกกา
ใช้เครื่องหมายจุลภาค " , "
คั่นระหว่างสมาชิกแต่ละตัว
ถ้าไม่สามารถเขียนสมาชิกได้ครบทุกตัวหรือเขียนแล้วจะทำให้ยาวเกินไปจะใช้เครื่องหมาย
"
" ช่วย เช่น
A = { 1, 2, 3, 4 }
B = { a, b, c, d }
C = { 1, 2,
, 20 }
D = { 1, 2, 3,
}
2) แบบกำหนดเงื่อนไข ( Builder form)
วิธีนี้จะไม่เขียนสมาชิกทุกตัวของเซตลงไป
แต่จะใช้ตัวแปร เช่น x
แทนสมาชิกแล้วบอกเงื่อนไขหรือคุณสมบัติของตัวแปร
เช่น
A = { x | x เป็นจำนวนเต็ม }
B = { xฮ| x < 5 }
เซต B หมายถึง
เซตที่มีสมาชิกเป็นจำนวนเต็มบวก
และน้อยกว่า 5
ถ้าเขียนแบบแจกแจงสมาชิกจะได้ B = {
1, 2, 3, 4 }
สมาชิกของเซต ( Element )
สมาชิกของเซต หมายถึง
แต่ละสิ่งที่รวมกันเป็นเซต หรือ
ถูกจัดไว้ในเซตใช้สัญลักษณ์
ฮ แทนคำว่า "เป็นสมาชิกของ "
ฯ แทนคำว่า "ไม่เป็นสมาชิกของ
"
เอกภพสัมพันธ์ ( Relative Universe )
เอกภพสัมพันธ์ หมายถึง
เซตที่กำหนดขึ้นมา
เพื่อเป็นขอบข่ายในการสร้างสับเซตหรือเป็นขอบเขตที่เราจะทำการศึกษา
ใช้สัญลักษณ์ U แทนเอกภพสัมพันธ์
ตัวอย่าง ให้ U
เป็นเซตของจำนวนจริง
เราสามารถสร้างเซตใหม่ซึ่งเป็นสับเซตของ
U ได้มากมาย เช่น
A = { x | x เป็นจำนวนเต็ม }
B = { x | x =a/b เมื่อ a และ b เป็นจำนวนเต็ม b น 0 }
ทั้ง A และ B ต่างเป็นสับเซตของ U
ประเภทของเซต
เซตจำกัด คือ
เซตที่จำนวนสมาชิกของเซตเท่ากับจำนวนเต็มบวกใดๆ
หรือศูนย์
หรือจำนวนสมาชิกของเซตสามารถนับได้จบสิ้น
เซตอนันต์ คือ
เซตที่ไม่ใช่เซตจำกัด
จำนวนสมาชิกของเซตมีไม่จำกัด
เซตว่าง
เรียกเซตที่ไม่มีสมาชิกว่า
เซตว่าง เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ { }
หรือ
การเท่ากันของเซต
นิยาม เซต A และ เซต B
จะเท่ากันก็ต่อเมื่อ
เซตทั้งสิงมีสมาชิกเหมือนกัน
เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ A = B ถ้า เซต
A ไม่เท่ากับเซต B เขียนแทนด้วย A นB
สับเซต (Subset)
นิยาม ให้ A และ B
เป็นเซตใดๆ A จะเป็นสับเซตของ B
ก็ต่อเมื่อสมาชิกทุกตัวของเซต A
เป็นสมาชิกของเซต B ด้วย A
เป็นสับเซตของ B เขียนแทนด้วย A ฬ B
เพาเวอร์เซต
นิยาม ให้ A เป็นเซตใดๆ
เพาเวอร์เซตของ A เขียนแทนด้วย P(A)
คือ
เซตที่ประกอบด้วยสมาชิกที่เป็นสับเซตของ
A ทุกตัว
แผนภาพของเวนน์ - ออยเลอร์
การเขียนแผนภาพแทนเซตจะช่วยให้มโนภาพเกี่ยวกับเซตแจ่มชัดขึ้น
แผนภาพที่เขียนแทนเซตนี้เรียกว่า
"แผนภาพของเวนน์ - ออยเลอร์"
ชื่อของแผนภาพนี้เป็นชื่อของนักคณิตศาสตร์
2 ท่าน เวนน์ และ ออยเลอร์
แผนภาพนี้บางครั้งจะเรียกสั้นๆ
ว่า แผนภาพของเวนน์
การเขียนแผนภาพมักจะแทนเอกภพสัมพัทธ์
(U) ด้วยรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
หรือรูปปิดใดๆ ส่วนเซต A, B, C,
ซึ่งเป็นสับเซตของ U
อาจเขียนแทนด้วยวงกลม วงรี
หรือรูปปิดใดๆ
ที่มีพื้นที่จำกัด ดังรูป
โอเปอเรชันของเซต
โอเปอเรชันของเซต
เป็นเรื่องของการทำให้เกิดเซตใหม่จากเซตเดิมที่กำหนดให้
ซึ่งมีวิธีการดังต่อไปนี้
1. ยูเนียน
นิยาม ให้ A และ B
เป็นเซตใดๆ ยูเนียนของ A และ B
เขียนแทนด้วย A ศ B หมายถึง
เซตที่มีสมาชิกอยู่ในเซต A และเซต
Bหรือทั้งเซต A และเซต B
หรืออาจจะนิยม A ศ B = { x | x ฮ A,^ x ฯB }
2. อินเตอร์เซคชัน
นิยาม ให้ A และ B
เป็นเซตใดๆ
อินเตอร์เซคชันของเซต A และ B
เขียนแทนด้วย A ว B หมายถึงเซตที่
มีสมาชิกทั้งหมดอยู่ในเซต A
และเซต B หรือ อาจให้นิยาม A วB = { x | x ฮA,^ x ฮB }
3. ผลต่าง
นิยาม ให้ A และ B
เป็นเซตใดๆ ผลต่าง ของ A กับ B
เขียนแทนด้วย A - B
หมายถึงเซตที่ประกอบด้วยสมาชิกอยู่ในเซต
A แต่ไม่อยู่ในเซต B หรืออาจนิยาม A -
B = { x | x ฮ A,^ x ฯB }
4. คอมพลีเมนต์
ถ้า A เป็นเซตใดๆ
ที่เป็นสับเซตของ U
เราจะเรียกเซตที่ประกอบด้วยสมาชิกของ
U ที่ไม่อยู่ใน A
ว่าคอมพลิเมนต์ของ A
นิยาม
คอมพลีเมนต์ของเซต A
เป็นสับเซตของเอกภพสัมพัทธ์ U
หมายถึง
เซตที่ประกอบด้วยสมาชิกที่อยู่ใน
U แต่ไม่อยู่ใน A คอมพลีเมนต์ของ A
เมื่อเทียบกับ U เขียนแทนด้วย A'
หรือ (A')' หรืออาจนิยาม
A - B = { x | x ฮU^ x ฯA }
คอมพลีเมนต์ของ
A เมื่อเทียบกับเอกภพสัมพันธ์ U
สมบัติที่สำคัญของผลต่างและคอมพลีเมนต์
A, B, C, เป็นเซตใดๆ
1. (A')' = A
2. f = U และ U' = f
3. ( A วB
) = A'ศ
B' และ (A ศB )' = A' ว B'
4. A' วB
= f และ A' ศ A = U
5. A - B = A วB'
6. ถ้า A วB = f แล้วจะได้ A - B = A
7. ถ้า AฬB = แล้วจะได้ A - B = f
8. f - A = f
9. A - f = A
10. A ว (
B - C) = (A ว B) - (A ว C)
11. A - ( B ศ C) = (A - B) ว (A - C)
12. A - ( B ว C) = (A - B) ศ (A - C)
จำนวนสมาชิกของซตจำกัด
ให้ A
เป็นเซตจำกัดจำนวนสมาชิกของเซต A
เขียนแทนด้วย n(A)
คุณสมบัติที่สำคัญบางประการ
1. n(A ศ B ) = n(A) + n(B) เมื่อ A ว B = f
2. n(A ศ B ) = n(A) + n(B) - n(A
ว B) เมื่อ A ว B = f
3. n(A ศB ศ C) = n(A) + n(B) + n(C) - n(A ว B) - n(A วC) - n(B ว C) + n(Aว B ว C)