Teorie množin- stručný přehled. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 2

Podobné dokumenty
Ekvivalence. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 5

Teorie množin. Čekají nás základní množinové operace kartézské součiny, relace zobrazení, operace. Teoretické základy informatiky.

Marie Duží

Matematická analýza 1

NAIVNÍ TEORIE MNOŽIN, okruh č. 5

Teoretická informatika Tomáš Foltýnek Teorie čísel Nekonečno

Kapitola Základní množinové pojmy Princip rovnosti. Dvě množiny S a T jsou si rovny (píšeme S = T ) prvek T je také prvkem S.

Úvod do logiky (presentace 2) Naivní teorie množin, relace a funkce

prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. BI-ZMA ZS 2009/2010

Naivní teorie množin. Naivní pojem množiny Funkce jako nálepkovací schéma Konečnost, nekonečnost Spočetnost, nespočetnost

3 Množiny, Relace a Funkce

Základy teorie množin

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Zobrazení. prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. Katedra matematiky BI-ZMA ZS 2009/2010

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

Množiny, relace, zobrazení

Doporučené příklady k Teorii množin, LS 2018/2019

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

Aplikovaná matematika I, NMAF071

Matematika I. Přednášky: Mgr. Radek Výrut, Zkouška:

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Teorie množin. pro fajnšmekry - TeMno. Lenka Macálková BR Solutions Orličky. Lenka (Brkos 2010) TeMno

Bakalářská matematika I

Projekty - Úvod do funkcionální analýzy

TURINGOVY STROJE. Doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky, FIT České vysoké učení technické v Praze

Základy teorie množin

Teorie množin Pavel Podbrdský

Vysoké učení technické v Brně Fakulta informačních technologií. Regulární pologrupy. Semestrální práce do předmětu Algebra, Kombinatorika, Grafy

Kategorie. Od množin ke kategorii. Pepa Svoboda

Lineární algebra Kapitola 1 - Základní matematické pojmy

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

Aplikovaná numerická matematika

1 Báze a dimenze vektorového prostoru 1

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík. Zpracováno dle učebního textu prof. Bělohlávka: Úvod do informatiky, KMI UPOL, Olomouc 2008.

PROHLEDÁVÁNÍ GRAFŮ. Doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky, FIT České vysoké učení technické v Praze

Diskrétní matematika. DiM /01, zimní semestr 2017/2018

Množiny, základní číselné množiny, množinové operace

ALGEBRA. Téma 4: Grupy, okruhy a pole

Základy teorie množin

Poznámka. Je-li f zobrazení, ve kterém potřebujeme zdůraznit proměnnou, píšeme f(x) (resp. f(y), resp. f(t)) je zobrazení místo f je zobrazení.

Kapitola 1. Úvod. 1.1 Značení. 1.2 Výroky - opakování. N... přirozená čísla (1, 2, 3,...). Q... racionální čísla ( p, kde p Z a q N) R...

Pojem binární relace patří mezi nejzákladnější matematické pojmy. Binární relace

Řešení rekurentních rovnic 2. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 11

Jazyk matematiky Matematická logika Množinové operace Zobrazení Rozšířená číslená osa

Řešení rekurentních rovnic 3. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 12

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Úvod do lineární algebry

1 Kardinální čísla. množin. Tvrzení: Necht X Cn. Pak: 1. X Cn a je to nejmenší prvek třídy X v uspořádání (Cn, ),

(,b)={x IR;x < b} (otevřenýinterval) a,b ={x IR;a x b} (uzavřenýinterval)

Historie matematiky a informatiky Cvičení 2

Aplikovaná numerická matematika - ANM

1. Matematická analýza definice (MP leden 2010)

TOPOLOGIE A TEORIE KATEGORIÍ (2017/2018) 4. PREDNÁŠKA - SOUČIN PROSTORŮ A TICHONOVOVA VĚTA.

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

Okruhy, podokruhy, obor integrity, těleso, homomorfismus. 1. Rozhodněte, zda daná množina M je podokruhem okruhu (C, +, ): f) M = { a

analytické geometrie v prostoru s počátkem 18. stol.

Automaty a gramatiky(bi-aag) Motivace. 1. Základní pojmy. 2 domácí úkoly po 6 bodech 3 testy za bodů celkem 40 bodů

Omezenost funkce. Definice. (shora, zdola) omezená na množině M D(f ) tuto vlastnost. nazývá se (shora, zdola) omezená tuto vlastnost má množina

Cvičení 5. Přednášející: Mgr. Rudolf B. Blažek, Ph.D. prof. RNDr. Roman Kotecký, DrSc.

IV. Základní pojmy matematické analýzy IV.1. Rozšíření množiny reálných čísel

Teoretická informatika Tomáš Foltýnek Algebra Struktury s jednou operací

Cílem kapitoly je opakování a rozšíření středoškolských znalostí v oblasti teorie množin.

VLASTNOSTI GRAFŮ. Doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky, FIT České vysoké učení technické v Praze. BI-GRA, LS 2010/2011, Lekce 5

Logika, výroky, množiny

Lineární algebra : Lineární prostor

Základní pojmy teorie množin Vektorové prostory

Matematická indukce a správnost programů. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 13

Fuzzy množiny, Fuzzy inference system. Libor Žák

Dnešní látka Variačně formulované okrajové úlohy zúplnění prostoru funkcí. Lineární zobrazení.

Matematická analýza III.

3. přednáška 15. října 2007

2. přednáška 8. října 2007

Jednoznačné a nejednoznačné gramatiky

Základy teorie pravděpodobnosti

Aplikovaná matematika 1 NMAF071, ZS

Organizace. Zápočet: test týden semestru (pátek) bodů souhrnný test (1 pokus) Zkouška: písemná část ( 50 bodů), ústní část

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Uspořádání. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2014/15, Lekce 4

NP-ÚPLNÉ PROBLÉMY. Doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky, FIT České vysoké učení technické v Praze

0. ÚVOD - matematické symboly, značení,

KATEDRA INFORMATIKY UNIVERZITA PALACKÉHO ALGEBRA DAGMAR SKALSKÁ VÝVOJ TOHOTO UČEBNÍHO TEXTU JE SPOLUFINANCOVÁN

Požadavky k ústní části zkoušky Matematická analýza 1 ZS 2014/15

Přijímací zkouška - matematika

transformace je posunutí plus lineární transformace má svou matici vzhledem k homogenním souřadnicím [1]

ZÁKLADY ARITMETIKY A ALGEBRY I

Polynomy nad Z p Konstrukce faktorových okruhů modulo polynom. Alena Gollová, TIK Počítání modulo polynom 1/30

1 Množiny, výroky a číselné obory

Báze a dimense. Odpřednesenou látku naleznete v kapitolách a 3.6 skript Abstraktní a konkrétní lineární algebra.

RELACE, OPERACE. Relace

Matematická indukce. Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 3

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Modernizace studijního programu Matematika na PřF Univerzity Palackého v Olomouci CZ.1.07/2.2.00/28.

6. Základy výpočetní geometrie

Lineární algebra : Skalární součin a ortogonalita

15. Moduly. a platí (p + q)(x) = p(x) + q(x), 1(X) = id. Vzniká tak struktura P [x]-modulu na V.

Booleovy algebry. Irina Perfilieva. logo

Lineární algebra : Polynomy

3. Algebraické systémy

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Skalární součin. študenti MFF 15. augusta 2008

Logika XI. RNDr. Kateřina Trlifajová PhD. Katedra teoretické informatiky Fakulta informačních technologíı BI-MLO, ZS 2011/12

Transkript:

Teorie množin- stručný přehled doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky FIT České vysoké učení technické v Praze c Josef Kolar, 2011 Základy diskrétní matematiky, BI-ZDM ZS 2011/12, Lekce 2 Evropský sociální fond. Praha& EU: Investujeme do vaší budoucnosti doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 1/ 35

Cantorovo pojetí Cojetomnožina? Množina(neformálně) je neuspořádaný soubor přesně specifikovaných objektů(prvků množiny). Neformální přístup vede na paradoxy, např.: Russelův:Buď Mmnožinavšechmnožin xtakových,že x / x. Platí M M?Pokud M M,potomzdefinice Mplyne M / M, naopakzm / Mplyne M M. Únik: na začátku předpokládáme nějakou množinu U, s jejímiž prvky a částmi pracujeme. Richardův: Buď n nejmenší přirozené číslo, které nejde definovat méně než třiceti slovy českého jazyka. Problém: věty, které mluví samy o sobě. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 2/ 35

Vyhneme se paradoxům Bez paradoxů- axiomatická teorie množin(např. Zermelova-Fraenkelova), pro nás není teorie množin cílem, ale nástrojem. Příklad zadání množiny: výčet A={1,2,3} vlastnost B= {n;njesudé}??cotamchybí?? Typická universa přirozenáčíslan={0,1,2,3,...},n + = {1,2,3,...} celáčíslaz={0,1, 1,2, 2,3,...} racionálníčíslaq={p/q;p Z q N + } reálná čísla R Modifikátory vymezující podmnožiny universa: Z = {n Z;n <0},Q + = {x Q;x >0},R = {x R;x <0} doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 3/ 35

Inkluze a potenční množina Inkluze( býtpodmnožinou ): A B Definice: A B df ( x) x A x B Vlastnosti: A,A A, (A B) (B C) (A C), (A=B) (A B) (B A),... Vlastnípodmnožina-A B (A B) (A B) Potenční množina P(A)- množina všech podmnožin množiny A Příklad: A={1,2,3} P(A)={,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}} Vlastnosti (A B) (P(A) P(B))?proč? doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 4/ 35

Operace s množinami Definice 1 doplněkmnožiny A(vuniversu U): A={x U; x / A} průnikmnožin AaB: A B= {x; x A x B} sjednocenímnožin AaB: A B= {x; x A x B} rozdílmnožin AaB: A B= {x; x A x B} kartézskýsoučinmnožin AaB: A B= {(a,b); a A b B} Uspořádanádvojice(a,b)alenenímnožinovýpojem-costím? doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 5/ 35

Program pro kartézský součin Postup: prokaždé a Aaprokaždé b Bpřidejdo A Bdvojici(a,b) Program v jazyce systému Mathematica(iterační verze): cartprod[a_, B_]:= Module[ {C}, (* na kumulaci vysledku *) C = {}; (* init prazdnym seznamem *) Do[ Do[ C = Prepend[C, {a, b}], a, A], (* a se bere z A *) b, B]; (* b se bere z B *) C] (* vysledna hodnota *) Nyní ale přepneme na funkcionální programování! doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 6/ 35

Kartézský součin funkcionálně Funkcionální verze programu používá následující struktury a standardní fukce: List[a,b,...]={a,b,...} -vytvoříseznamobsahujícíprvky a,b,... F unction[arg, body] - představuje funkci parametru arg s tělem body Map[f,s] -aplikujefunkci fnaprvkyseznamu s Apply[f,args]=f[args] -aplikujefunkci fnaargumenty args Join[a,b,...] -spojíseznamy a,b,... dojednoho cartp[a_, B_]:= Apply[Join, Map[Function[a, Map[Function[b,{a,b}], B]], A]] Otázka: Nebylo by jednodušší udělat Join[Map[Function[a, Map[Function[b, \{a,b\}], B]], A]]?? doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 7/ 35

Generujeme potenční množinu Jak získáme potenční množinu konečné množiny A? je-li Aprázdná,pak P(A)={ } je-li Aneprázdná,vezmemelibovolnýprvek a A apotom pro B= A {a}vytvořímepotenčnímnožinu P(B) prokaždé X P(B)(tj. X B)vytvořímepodmnožinu X {a} apřidámekp(b),jinýmislovy P(A) = P(A {a}) {X {a}; X P(A {a})} powerset[{}]:= {{}} (* vysledek pro emptyset *) powerset[x_]:= pshelper[first[x], powerset[rest[x]]] (* pomocná funkce, která provede hlavní operace *) pshelper[a_,p_]:= Union[p, Map[Function[x, Prepend[x,a]], p]] doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 8/ 35

Pro hloubavé Úloha Navrhněte vlastní algoritmy pro operace sjednocení, průniku, rozdílu množin. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 9/ 35

Vlastnosti operací Věta2 Zákony komutativnosti A B= B A Zákony asociativnosti A (B C)=(A B) C A (B C)=(A B) C Zákony distributivnosti A (B C)=(A B) (A C) A (B C)=(A B) (A C) Zákony jednotky A = A=A Zákony nuly A U= U A=U A B= B A A U= U A=A A = A= doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 10/ 35

Vlastnosti operací Věta3 Zákony doplňku Zákon involuce A A=A A=U A A=A A= (A)=A Zákony idempotence A A=A A A=A Zákony absorpce A (A B)=A A (A B)=A De Morganovy zákony A (B C)=(A B) (A C) A (B C)=(A B) (A C) vtradičnípodobě(pro A=U): B C= B C B C= B C doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 11/ 35

Zobecnění operací na více argumentů Definice 4 Nechť A 1,A 2,...,A n jsoumnožinyvestejnémuniversu U. n k=1 A k= {x U; k {1,2,...,n}:x A k } n k=1 A k= {x U; k {1,2,...,n}:x A k } A 1 A 2... A n = = {(a 1,a 2,...,a n ); a 1 A 1 a 2 A 2... a n A n } Pokud A i = Aprovšechna i,pakznačíme A A... A=A n doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 12/ 35

Jiná možnost definice zobecnění Definice 5 n k=1 A k je-li n=1,pak n k=1 A k= A 1 je-li n >1,pak n k=1 A k=( n 1 k=1 A k) A n n k=1 A k je-li n=1,pak n k=1 A k= A 1 je-li n >1,pak n k=1 A k=( n 1 k=1 A k) A n A 1 A 2... A n je-li n=2,paksejednáo normální kartézskýsoučin A1 A 2 je-li n >2,pak A1... A n 1 A n =(A 1... A n 1 ) A n Jakou roli hraje v těchto variantách asociativnost definovaných operací? Vlastnosti zobecněných operací? doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 13/ 35

Programpro A 1 A n Jakvytvořímekartézskýsoučin A 1 A 2... A n? Použijeme velmi šikovnou funkcionální konstrukci- redukci: Fold[f,a 0,{a 1,a 2,...,a n }]=f(f(...f(f(a 0,a 1 ),a 2 ),...),a n ) např. Fold[f,0,{1, 2, 3}] = f[f[f[0,1],2],3] cartpn[s_]:= Fold[cartP, {{}}, s] cartpn[{{1,2}, {a, b, c}}] Out[]= {{{{}, 1}, a}, {{{}, 1}, b}, {{{}, 1}, c}, {{{}, 2}, a}, {{{}, 2}, b}, {{{}, 2}, c}} Toalenenípřesněto,cochceme... doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 14/ 35

Programpro A 1 A n -vylepšení Je zapotřebí provést malé doladění: odstranit vnitřní podseznamy zařídit proměnný počet argumentů funkce cartpn. Funkce Flatten stáhne všechny prvky víceúrovňového seznamu do jediné úrovně. cartpn[s_]:= Map[Flatten, Fold[cartP, {{}}, s]] cartpn[{{1, 2}, {a, b, c}}] Out[]={{1, a}, {1, b}, {1, c}, {2, a}, {2, b}, {2, c}} doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 15/ 35

Zobrazení Definice 6 Nechť A,B jsoumnožiny zobrazení f(z)množiny Adomnožiny B (píšeme f: A B): f (A B)taková,že a Aexistujenejvýšejedno b B tak,že (a,b) f(obvyklýzápis f(a)=b). D(f)={a A; (a,b) f} A jedefiničníoborzobrazení f R(f)={b B; (a,b) f} B jeoborhodnotzobrazení f zobrazení f: A Bjesurjektivní(na): R(f)=B zobrazení f: A Bjeinjektivní(prosté): ( x,y A)(x y f(x) f(y)) zobrazení f: A Bjebijektivní(vzájemnějednoznačné): fje injektivní a na doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 16/ 35

Zobrazení Definice 7 proparciálnízobrazení f: A Bplatí D(f) A prototálnízobrazení f: A Bplatí D(f)=A(předpokládáme) restrikce(zúžení)zobrazení f: A Bnamnožinu M Aje f M : M Btakové,že f M (a)=f(a)prokaždé a M obrazmnožiny M Avzobrazení f: A Bje f[m]={f(a); a M} vzormnožiny N Bvzobrazení f: A Bje f 1 [N]={a A; f(a) N} Otázka: Jaké budou počty různých typů zobrazení na konečných množinách? doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 17/ 35

Jak programujeme zobrazení Jak můžeme v našem funkcionálním prostředí reprezentovat zobrazení? Intenzionálně- pomocí definice funkce Extenzionálně- jako množinu uspořádaných dvojic, tedy jako seznam dvouprvkových seznamů Předpokládáme extenzionální reprezentaci zobrazení na konečných množinách a sestavíme několik jednoduchých algoritmů. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 18/ 35

Test a hodnota zobrazení FunkceisMapzjistí,zdaprokaždé a D(f)existujenejvýšejedna dvojice(a,b) f,avkladnémpřípaděvrátíjakovýsledekdefiniční obor D(f)zobrazení f.vopačnémpřípaděvracíprázdnýseznam. Funkce funval vrací hodnotu zobrazení f pro argument a. ismap[f_] := ismaptest[f /. {a_, _} -> a]; (* prvni slozky *) ismaptest[l_] := If[Length[DeleteDuplicates[L]] == Length[L], L, {}] funval[{}, a_] := {}; funval[f_, a_] := If[ f[[1,1]] == a, f[[1,2]], funval[rest[f], a] ] doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 19/ 35

Pro hloubavé Úloha Vytvořte funkce isinjective[f] testující injektivnost zobrazení f, která v kladném případěvracíoborhodnot R(f)zobrazení f,jinaknil. mapset[f,m], která vytvoří obraz množiny M v zobrazení f invmapset[f,n], která vytvoří vzor množiny N v zobrazení f doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 20/ 35

Složení zobrazení Definice 8 Zobrazení f: A B a g: C D jsoushodná,právěkdyž (A=C) (B= D) ( a A)f(a)=g(a) Složení(f g) zobrazení f: A B a g: B C: (f g)(a)=g(f(a)) pro a A Poznámka:Obrácenákonvenceprosložení f a g je g f.vlastnosti složení zobrazení: (f g) h=f (g h) (f id B )=f, id A f= f OBRAZEK doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 21/ 35

Mocnina zobrazení Definice 9 Prozobrazení f: A A a n N sedefinuje n-támocninazobrazení f takto: f 0 = id A -identickézobrazení(identita)na A f 1 = f(zbytečnýpřípad) f n+1 = f n fpro n 1(resp. n 0) doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 22/ 35

Inverzní zobrazení Definice 10 Pro f: A Bnazvemezobrazení g: B Ainverznímkzobrazení f, jestliže f g= id A a g f= id B. Pokud takové zobrazení g existuje, tak řekneme, že f je invertibilní a jeho inverznízobrazeníznačíme f 1. Vlastnosti: je-li f: A Binvertibilní,pak f 1 (b)=a f(a)=b f 1 jetakéinvertibilníaplatí(f 1 ) 1 = f jsou-li f: A Ba g: B Cinvertibilní,paki(f g)jeinvertibilní aplatí (f g) 1 = g 1 f 1 f: A B jeinvertibilní,právěkdyž f jebijekce doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 23/ 35

Algoritmus složení zobrazení Vytvoříme několik funkcí realizujících operace se zobrazeními. Funkce compmap[f,g] realizuje složením zobrazení g a f. Funkce isrev[f] testuje reverzibilitu zobrazení a v kladném případě vrátíoborhodnot R(f). FunkceinvMap[f]vracíinverznízobrazení f 1 kzobrazení f. compmap[f_, g_] := Map[Function[x, {x, mapval[g, mapval[f, x]]}], ismap[f]] isrev[f_] := isrevtest[f /. {_, b_} -> b]; (* substituce *) isrevtest[l_] := If[Length[DeleteDuplicates[L]] == Length[L], L, {}] invmap[f_] := Map[Reverse,f] doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 24/ 35

Vlastnosti zobrazení Věta 11 Nechť f: A B a g: B C jsouzobrazení.potom jsou-li fa gprostázobrazení,takje f gprosté jsou-li fa gzobrazenína,takje f gna jsou-li fa gbijekce,takje f gbijekce. Věta 12 Nechť f: A BjezobrazeníaA,Bmajíkonečněmnohoprvků.Potom má-li Bvíceprvkůnež A,pak fnemůžebýtna má-li Avíceprvkůnež B,pak fnemůžebýtprosté pokud AaBnemajístejněprvků,pak fnemůžebýtbijekce je-li fbijekce,takmají AaBstejnýpočetprvků mají-li AaBstejnýpočetprvků,pakje fprostépravětehdy,kdyžje fna. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 25/ 35

Mohutnost množin Jak srovnávat množiny podle velikosti? Definice 13 Říkáme, že množiny A, B mají stejnou mohutnost(značeno A = B ),právěkdyžexistujebijekce Ana B. Mohutnost množiny A je menší nebo rovna mohutnosti množiny B, značeno A B, jestliže existuje prosté zobrazení A do B. Mohutnost A je striktně(ostře) menší než mohutnost B, značeno A < B,jestliže A B,aleneplatí A = B. značení A B vyjadřujepřípad,kdyneplatí A = B. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 26/ 35

Srovnávání mohutností Věta 14 Platí A = A a A A, jestliže B A,pak B A, jestliže A B a B C,pak A C, jestliže A B a B = C,pak A C, podobnějestliže A = B a B C,pak A C, jestliže A = B a B = C,pak A = C, (Cantor-Bernstein-Schroeder) jestliže A B a B A, pak A = B. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 27/ 35

Konečné a nekonečné množiny Definice 15 Množina A se nazývá konečná, jestliže A= (pakpíšeme A =0), neboexistujetakové m N,že A = {1,2,...,m} (pakpíšeme A =m). Jinak se množina nazývá nekonečná. Množina A se nazývá spočetná, jestliže má stejnou mohutnost jako množina N. Množina A se nazývá nespočetná, jestliže je nekonečná, ale není spočetná. Věta 16 N je nejmenší nekonečná množina, přesně N A pro každou nekonečnou množinu A. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 28/ 35

Vlastnosti konečných množin Věta 17 Je-li Akonečná,pakjeikaždájejípodmnožina Bkonečnáaplatí B A. Je-linavíc Bpodmnožinavlastní,pak B < A. Jsou-li A,Bkonečnémnožiny,pakjeiA Bkonečnáaplatí A B A + B. Jsou-linavíc A,Bdisjunktní,pak A B = A + B. Jsou-li A,Bkonečnémnožiny,pakje A Bkonečnáaplatí A B = A B. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 29/ 35

Počítání s konečnými mohutnosti Věta 18 Nechťjsoumnožiny A i pro i=1,2,...,n konečné.potomplatí: n i=1 A ijekonečnámnožinaa n A i i=1 n A i. i=1 Jsou-linavíc A i navzájemdisjunktní,takje n A i = i=1 n A i. i=1 A 1 A n jekonečnámnožinaa A 1 A n = A 1 A n. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 30/ 35

Princip inkluse a exkluse Princip inkluse a exkluse Věta 19 Jsou-li A, B konečné množiny, pak A B = A + B A B Jsou-li A,B,Ckonečnémnožiny,pak A B C = A + B + C A B A C B C + A B C obecnéznění... doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 31/ 35

Mohutnost nekonečných množin Velikost nekonečných množin má(také) jiné vlastnosti než známe z množin konečných. Věta 20 Je-li A nekonečná množina, tak má vlastní podmnožinu se stejnou mohutností. Nechť A,Bjsoumnožiny, Bjenekonečnáa A B.Pak A B = B. Nechť A i pro i=1,...,mnebo i Njsoumnožiny,kde A 1 je nekonečná,anechť A i A 1 provšechna i,pak n i=1 A i = A 1. Nechť A,Bjsoumnožiny, Bjenekonečnáa A B,pak A B = B. Nechť A i pro i=1,...,mnebo i Njsoumnožiny,kde A 1 je nekonečná,anechť A i A 1 provšechna i.potomje A 1 A 2 = A 1. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 32/ 35

Spočetné a nespočetné množiny Některé základní spočetné množiny Věta 21 množina Z je spočetná množinan Njespočetná množinaz Zjespočetná Důkaz: f(n)=2npro n 0af(n)= 2n 1jebijekceZnaN další dva případy přes diagonální procházení kvadrantu Jak je to s dalšími číselnými množinami? množina racionálních čísel Q je spočetná množina reálných čísel z intervalu(0, 1) je nespočetná množina reálných čísel R je nespočetná doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 33/ 35

Spočetné a nespočetné množiny Věta 22 Jestližeje Akonečnámnožina,pak P(A) =2 A. (Cantor)Prokaždoumnožinu Aplatí A < P(A). Notace 23 Nechť A,Bjsoumnožiny.Symbolem B A značímemnožinuvšech zobrazenízado B. Věta 24 Nechť A,Bjsoukonečnémnožiny.Pak B A = B A. Nechť Ajemnožina.Pak P(A) = {0,1} A. doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 34/ 35

Pro hloubavé Úlohy Předpokládáme, že množiny A a B jsou konečné: Je-li A B, jak budemem generovat všechna prostá zobrazení f: A Bakolikjichje? Je-li A B, jak budeme generovat všechna surjektivní zobrazení f: A Bakolikjichje? doc. Josef Kolář (FIT ČVUT) Teorie množin- stručný přehled ZDM, ZS 2011/12, Lekce 2 35/ 35