Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is Bewerkingen met verzamelingen?

Ook bekend als: verzameling · machtsverzameling

Definitie 1.16 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 1 · Hoofdstuk 1 — Logica, verzamelingen en afbeeldingen

We nemen het begrip verzameling en de lidmaatschapsrelatie xEx \in E als primitief aan. Voor verzamelingen A,BA, B binnen een omvattende verzameling EE:

  • inclusie: ABA \subseteq B wanneer x, xA    xB\forall x,\ x \in A \implies x \in B; gelijkheid A=BA = B wanneer ABA \subseteq B en BAB \subseteq A;
  • de vereniging ABA \cup B, de doorsnede ABA \cap B, het verschil AB={xA:xB}A \setminus B = \{x \in A : x \notin B\}, het complement A=EA\overline{A} = E \setminus A;
  • de lege verzameling \emptyset, bevat in elke verzameling;
  • de machtsverzameling P(E)\mathcal{P}(E): de verzameling van alle deelverzamelingen van EE;
  • het product E×FE \times F: de verzameling van geordende paren (x,y)(x, y) met xEx \in E, yFy \in F.

Voorbeelden

Voorbeeld 1.17 (Wennen aan de machtsverzameling)

Voor E={a,b}E = \{a, b\} is

P(E)={, {a}, {b}, {a,b}},\mathcal P(E) = \bigl\{\, \emptyset,\ \{a\},\ \{b\},\ \{a, b\} \,\bigr\},

vier elementen — en let op de typediscipline: aEa \in E, maar {a}P(E)\{a\} \in \mathcal P(E); de uitspraken aP(E)a \in \mathcal P(E) en {a}P(E)\{a\} \subseteq \mathcal P(E) zijn zoals ze er staan allebei onwaar (de tweede zou vergen dat aa een deelverzameling van EE is). Iteratie vanuit het niets: P()={}\mathcal P(\emptyset) = \{\emptyset\} heeft één element, P(P())={,{}}\mathcal P(\mathcal P(\emptyset)) = \{\emptyset, \{\emptyset\}\} er twee, de volgende vier — verzamelingen van verzamelingen zijn gewone verzamelingen, en Hoofdstuk 2 zal het verdubbelingspatroon bevestigen: P(E)=2E\abs{\mathcal P(E)} = 2^{\abs E}. De niveaus (xx, {x}\{x\}, {{x}}\{\{x\}\}) uit elkaar houden is het halve werk bij oefeningen als Oefeningen 1.11 en 1.12.

Voorbeeld 1.27 (Punt (2) is scherp)

In Propositie 1.26 (2) kunnen de conclusies niet versterkt worden: dat gfg \circ f bijectief is, dwingt ff niet surjectief of gg injectief te zijn. Neem E=G={1}E = G = \{1\}, F={1,2}F = \{1, 2\}, met f(1)=1f(1) = 1 en g(1)=g(2)=1g(1) = g(2) = 1: dan is gf=idEg \circ f = \mathrm{id}_E bijectief, terwijl ff het element 22 mist en gg beide elementen op elkaar plakt. De moraal is een nauwkeurige boekhoudregel: informatie over de samenstelling stroomt voor injectiviteit naar de binnenste afbeelding en voor surjectiviteit naar de buitenste, nooit andersom. (Oefening 1.9 bouwt hetzelfde verschijnsel op oneindige verzamelingen, waar het de motor is achter eenzijdige inversen.)

Voorbeeld 1.32

Op Z\Z is de congruentie modulo nn (xy(modn)x \equiv y \pmod n wanneer nn het getal xyx - y deelt) een equivalentierelatie; haar klassen zijn de nn verzamelingen van gehele getallen met een gegeven rest bij deling door nn. Dit voorbeeld wordt de ring Z/nZ\Z/n\Z in Hoofdstuk 7.

Lees in het hoofdstuk →