2. Množiny, funkce. Poznámka: Prvky množiny mohou být opět množiny. Takovou množinu, pak nazýváme systém množin, značí se

Podobné dokumenty
Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Množiny, funkce

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

Množiny, relace, zobrazení

0. ÚVOD - matematické symboly, značení,

Každé formuli výrokového počtu přiřadíme hodnotu 0, půjde-li o formuli nepravdivou, a hodnotu 1, půjde-li. α neplatí. β je nutná podmínka pro α

Základy matematiky pro FEK

Množiny, základní číselné množiny, množinové operace

Matematická analýza 1

Matematika B101MA1, B101MA2

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Matematika (KMI/PMATE)

FUNKCE POJEM, VLASTNOSTI, GRAF

0.1 Funkce a její vlastnosti

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

7. Funkce jedné reálné proměnné, základní pojmy

Množiny. Množina je soubor objektů, o kterých můžeme rozhodnout, zda do množiny patří nebo ne. Tyto objekty nazýváme prvky.

Maturitní témata profilová část

Matematika I (KMI/PMATE)

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

Matematická funkce. Kartézský součin. Zobrazení. Uspořádanou dvojici prvků x, y označujeme [x, y] Uspořádané dvojice jsou si rovny, pokud platí:

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost.

REÁLNÁ FUNKCE JEDNÉ PROMĚNNÉ

0.1 Úvod do matematické analýzy

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

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

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

Základní pojmy teorie množin Vektorové prostory

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Matematika I. Katedra matematiky a deskriptivní geometrie mdg.vsb.cz

Množiny a operace s nimi

analytické geometrie v prostoru s počátkem 18. stol.

Mgr. Ladislav Zemánek Maturitní okruhy Matematika Obor reálných čísel

Pojem binární relace patří mezi nejzákladnější matematické pojmy. Binární relace

Maturitní okruhy z matematiky - školní rok 2007/2008

3. Reálná čísla. většinou racionálních čísel. V analytických úvahách, které praktickým výpočtům

1. Matematická logika

Patří-li do množiny A právě prvky a, b, c, d, budeme zapisovat A = {a, b, c, d}.

Komplexní čísla, Kombinatorika, pravděpodobnost a statistika, Posloupnosti a řady

VEKTOR. Vymyslete alespoň tři příklady vektorových a skalárních fyzikálních veličin. vektorové: 1. skalární

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...

1. Matematická logika

B i n á r n í r e l a c e. Patrik Kavecký, Radomír Hamřík

Funkce - pro třídu 1EB

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

1.3. Číselné množiny. Cíle. Průvodce studiem. Výklad

Maturitní témata z matematiky

PŘEDNÁŠKA 2 POSLOUPNOSTI

1 Báze a dimenze vektorového prostoru 1

Reálná čísla. Sjednocením množiny racionálních a iracionálních čísel vzniká množina

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

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od podzimu 2016

V: Pro nulový prvek o lineárního prostoru L platí vlastnosti:

Úvodní opakování, Kladná a záporná čísla, Dělitelnost, Osová a středová souměrnost

CZ.1.07/1.5.00/

3 Množiny, Relace a Funkce

Množiny. množinové operace jsou mírně odlišné od

ALGEBRA. Téma 4: Grupy, okruhy a pole

Základy matematiky pro FEK

Booleova algebra. 1. kapitola. Množiny a Vennovy diagramy

Matematika PRŮŘEZOVÁ TÉMATA

Bakalářská matematika I

1 LIMITA FUNKCE Definice funkce. Pravidlo f, které každému x z množiny D přiřazuje právě jedno y z množiny H se nazývá funkce proměnné x.

(0, y) 1.3. Základní pojmy a graf funkce. Nyní se již budeme zabývat pouze reálnými funkcemi reálné proměnné a proto budeme zobrazení

RELACE, OPERACE. Relace

NAIVNÍ TEORIE MNOŽIN, okruh č. 5

VÝROKOVÁ LOGIKA. Výrok srozumitelná oznamovací věta (výraz, sdělení), která může být buď jen pravdivá nebo jen nepravdivá..

Tematický plán Obor: Informační technologie. Vyučující: Ing. Joanna Paździorová

Matematika I (KMI/5MAT1)

Funkce základní pojmy a vlastnosti

1. 1 P Ř I R O Z E N Á Č Í S L A

Kapitola 1: Reálné funkce 1/20

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

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

Vzdělávací oblast: Matematika a její aplikace Vzdělávací obor: Matematický kroužek pro nadané žáky ročník 9.

Funkce základní pojmy a vlastnosti

B) výchovné a vzdělávací strategie jsou totožné se strategiemi vyučovacího předmětu Matematika.

Funkce pro studijní obory

KOMPLEXNÍ ČÍSLA A FUNKCE MNOŽINA KOMPLEXNÍCH ČÍSEL C. Alternativní popis komplexních čísel

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Aplikovaná matematika I, NMAF071

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Funkce, funkční závislosti Lineární funkce

1 Základní pojmy. 1.1 Množiny

Funkce pro učební obory

Úvodní informace. 17. února 2018

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od podzimu 2014

Matematická analýza III.

Matematika NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY ZADÁNÍ NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

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

Drsná matematika III 1. přednáška Funkce více proměnných: křivky, směrové derivace, diferenciál

Booleovy algebry. Irina Perfilieva. logo

Učební plán 4. letého studia předmětu matematiky. Učební plán 6. letého studia předmětu matematiky

7. Funkce jedné reálné proměnné, základní pojmy

Matematika - 6. ročník Očekávané výstupy z RVP Učivo Přesahy a vazby desetinná čísla. - zobrazení na číselné ose

Matematika III. 27. září Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava. Matematika III

MATEMATIKA 5. TŘÍDA. C) Tabulky, grafy, diagramy 1 - Tabulky, doplnění řady čísel podle závislosti 2 - Grafy, jízní řády 3 - Magické čtverce

y = 1/(x 3) - 1 x D(f) = R D(f) = R\{3} D(f) = R H(f) = ( ; 2 H(f) = R\{ 1} H(f) = R +

Náhodné jevy. Teorie pravděpodobnosti. Náhodné jevy. Operace s náhodnými jevy

Transkript:

MNOŽIN, ZÁKLDNÍ POJMY Pojem množiny patří v matematice ke stěžejním. Nelze jej zavést ve formě definice pomocí primitivních pojmů; považuje se totiž rovněž za pojem primitivní. Představa o pojmu množina se vytváří intuitivně na základě příkladů a interpretací. V tomto smyslu je množina souhrn konečného nebo nekonečného počtu konkrétních nebo abstraktních objektů, které se nazývají její prvky. Množina je svými prvky jednoznačně určena. V technických aplikacích se jako prvky množin vyskytují například čísla, funkce, vektory, matice apod. Poznámka: Prvky množiny mohou být opět množiny. Takovou množinu, pak nazýváme systém množin, značí se S. Přitom se vylučuje případ množiny, která by obsahovala jako prvek samu sebe a případ množiny všech množin. K označování množin se zpravidla používají velká písmena latinské abecedy,, M apod. a k označování jejich prvků malá písmena a, b, x apod. Je-li x prvkem množiny M, zapisuje se x M; říká se též, že x patří do množiny M. V opačném případě, kdy x nepatří do množiny M, se zapisuje x M. Symbol se nazývá incidence (příslušnost) prvku k množině. Množinu můžeme zadat nejčastěji dvěma různými způsoby - výčtem prvků a charakteristickou vlastností (tj. takovou vlastností, kterou mají právě jen prvky zadávané množiny). Zápis M = {a, b, c, } vyjadřuje, že do množiny M patří prvky uvedené ve složené závorce. Výčet prvků je buď ukončený (v případě konečného počtu prvků) nebo neukončený (v případě nekonečného počtu prvků, přičemž musí být zcela zřejmé, jak ve výčtu prvků pokračovat). Zápis M = {x; V(x)}, vyjadřuje, že do množiny M patří všechny prvky x, pro něž platí výrok V (neboli splňující vlastnost V ). V případě, že výrok V je složený obsahující konjunkci, píše se namísto "a" též čárka. M = {1, 3, 5, 7}, P = {x; x je liché, 1 x 7}; množiny M a P zřejmě obsahují tytéž prvky. 1

Množina je konečná, patří-li do ní konečný počet prvků; v opačném případě je nekonečná. Existuje právě jedna množina do níž nepatří žádný prvek, značí se, a nazývá se prázdná množina. M = {x; x je bod dané přímky}, P = { p; p je notebook vyrobený v 17. století}; = {a; a je automobil značky Škoda Favorit}; množiny M je nekonečná, P je prázdná a je konečná. K interpretaci (grafickému znázornění) množin se užívá tzv. Vennových diagramů. Množina se tímto způsobem znázorňuje jako část roviny ohraničená uzavřenou "křivkou" (tzv. Jordanovou křivkou). Prvky množiny jsou všechny body ležící "uvnitř" a na této křivce; pokud body ležící na křivce do množiny nepatří, je křivka vyznačena čárkovaně. Na obr. 2.1 je znázorněna množina, x, y. y x Obrázek 2.1 Vennův diagram množiny Množina je podmnožinou množiny, jestliže platí x x, tj, je-li každý prvek množiny též prvkem množiny ; značí se, symbol je (neostrá) inkluze. Množiny, jsou si rovny, jestliže platí a ; značí se =, v opačném případě. Množina je vlastní podmnožinou množiny, jestliže platí a ; značí se (viz obr.2.2). Symbol je tzv. ostrá inkluze. (a) = {a; a je rovnoramenný trojúhelník}, = {b; b je trojúhelník, který má dva vnitřní úhly shodné}. Platí a ; tedy =. (b) = {a; a je čtverec}, = {b; b je rovnoběžník}. Platí a, tedy. Pro každou množinu platí, že, tj. prázdná množina je její podmnožinou. Tvoří-li množinu n prvků, pak počet všech jejích podmnožin se rovná 2 n. 2

Obrázek 2.2 je vlastní podmnožina Některé základní vlastnosti rovnosti a inkluze množin: Pro libovolné množiny,, C platí: 1. =, (reflexivnost). 2. ( = = C) = C, ( C) C (tranzitivnost). 3.. OPERCE S MNOŽINMI K tradičním operacím s množinami patří sjednocení, průnik, rozdíl a doplněk. Z praktických důvodů je rozumné provádět úvahy v rámci množiny, tzv. univerzální množiny U, pro níž jsou všechny uvažované množiny jejími podmnožinami (obr. 2.3). Studujeme-li množiny sportovců, je praktické volit za univerzální množinu U, například, množinu všech sportovců, případně všech lidí (nepraktické je asi volit, například, množinu všech objektů ve vesmíru). U C D Obrázek 2.3 Univerzální množina U Sjednocení množin, je množina C = {c; c nebo c }, tj. množina prvků, které patří alespoň do jedné z množin, ; značí se C = (obr. 2.4). 3

Průnik množin, je množina D = {d; d a d }, tj. množina prvků, které patří současně do obou množin, ; značí se D = (obr. 2.5). Množiny, jsou disjunktní, jestliže platí =, Obrázek 2.4 Sjednocení množin, (šrafováno svisle) Obrázek 2.5 Průnik množin, (šrafováno vodorovně) Rozdíl množin, je množina E = {e; e a e }, tj. množina prvků, které patří do množiny a současně nepatří do množiny ; značí se E = - (obr. 2.6). Doplněk množiny je množina U, kde U je univerzální množina; značí se (obr. 2.7). Pro množiny = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} a univerzální množinu U = {1, 2, 3, } (množina všech přirozených čísel) je = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}, = {3, 4, 5, 6}, - = {1, 2}, - = {7, 8, 9, 10}, = {7, 8, 9, 10, }, = {1, 2} {11, 12, 13, }. Obrázek 2.6 Rozdíl množin, (šrafován vodorovně) 4

U U- Obrázek 2.7 Doplněk množiny (šrafován svisle) Základní vlastnosti operací s množinami: Pro libovolné množiny,, C platí: 1. = ; = ; =. 2. = ; = ; =. 3. = ; = (komutativita). 4. ( ) C= ( C); ( ) C= ( C) (asociativita). 5. ( C) = ( ) ( C); ( C) = ( ) ( C) (distributivita). 6. ( ) = ; ( ) = (de Morganovy zákony). Další důležitou operací s množinami je kartézský součin založený na pojmu uspořádané dvojice. Uspořádaná dvojice prvků a, b je výraz (a, b), ve kterém záleží na pořadí prvků a, b; jinými slovy, pro a b jsou (a, b), (b, a) různé uspořádané dvojice. Kartézský součin množin, je množina = {(a, b); a, b }, tj. množina všech uspořádaných dvojic, z nichž první člen dvojice patří do a druhý do. V geometrické interpretaci dvojic jako bodů roviny se v dalším užívá označení [a, b]. Pro = {a, b, c}, = {1, 2} je = {(a, 1), (a, 2), (b, 1), (b, 2), (c, 1), (c, 2)}. 5

FUNKCE V běžném životě se setkáváme se vztahem závislosti. Například cena zboží závisí na jeho množství, objem kvádru závisí na velikosti jeho hran, průměrná teplota závisí na ročním období apod. Existuje řada typů závislostí, z nichž nejvýznamnější je závislost funkční. Matematickým modelem funkční závislosti je pojem funkce. Funkce (též zobrazení ) f množiny X do množiny Y je předpis, který každému prvku x X přiřazuje jediný prvek y Y; zapisuje se y = f (x), případně souhrnně f: X Y nebo f: X do Y. Předpis f lze zadat různým způsobem, například slovní formulací, vzorcem, tabulkou apod. Množina X je definiční obor funkce f a značí se D(f ), množina {y; y Y a existuje x X tak, že y = f (x)} je obor hodnot funkce f a značí se H(f ). Není-li D(f ) zadán, pak se za něj považuje množina takových x, pro něž má předpis f smysl. (a) Předpis, který výrobku přiřazuje jeho výrobce, je funkce; jde o funkční vztah mezi množinou všech výrobků a množinou všech výrobců. (b) Předpis, který výšce člověka přiřazuje hmotnost, není funkce (neboť osobám o téže výšce mohou být přiřazeny různé hmotnosti), jde o tzv. závislost statistickou. (c) Předpis y = f (x) = 3x, kde x, y jsou reálná čísla, je funkce; D(f ) = H(f ) je množina reálných čísel. Jde o případ reálné funkce jedné reálné proměnné. (d) Předpis V = f (x, y, z) = xyz, kde x, y, z jsou kladná reálná čísla, je funkce. Může vyjadřovat například objem kvádru, kde x, y, z jsou velikosti jeho hran. Jde o příklad tzv. reálné funkce tří reálných proměnných. (e) Předpis, který každému reálnému číslu x přiřazuje reálné číslo y splňující rovnici y 2 x 2 = 1 není funkce (neboť například x = 0 jsou přiřazeny dvě hodnoty y, 1 a 1). Cílové znalosti 1. Rozhodnout, které prvky patří či nepatří do množiny. 2. Rozhodnout o konečnosti, případně nekonečnosti množiny. 3. Rozhodnout, zda daná množina je podmnožinou jiné. 4. Najít sjednocení, průnik, rozdíl a doplněk. 5. Rozeznat, zda daný předpis je funkce či nikoliv. 6

II. Množiny a funkce_cvičení 1. Rozhodněte zda uvedeným popisem je dána množina. a) Soubor všech řešení rovnice x + y = 1. b) Soubor všech občanů starších než 30 roků. c) Soubor všech slušných lidí. d) Soubor všech reálných čísel menších než 10. 2. Rozhodněte, zda zadané prvky patří do příslušné množiny. a) = {a; a je souhláska české abecedy}, prvky...a, m, e, z. b) = {a; a < 1 nebo a > 3}, prvky...-1, 2, 3, 4. c) M = {(x, y); x + y = 0}, prvky... (0, 0), (2, 1), (-1, 1). d) = {2, 4, 6,...}, prvky... 0, -3, 8, 9, 20. 3. Rozhodněte zda je daná množina konečná, případně nekonečná, případně prázdná. a) X = {x; x 2 = 4}. b) X = {x; x je kladné a x je záporné}. c) = {(x, y); x + y 1 = 0}. d) 1 1 = 1,,,. 2 3 4. Nechť M = {r, s, t}. Rozhodněte, který ze zápisů je správný. a) r M, b) r M, c) {} r M, d) { r} M, e) { r s} M,. 5. Rozhodněte o rovnosti, případně inkluzi množin. a) D = {d; d je dělitel čísla 20}, E = {1, 2, 4, 5, 10, 20}. 7

b) X = {x; x 2 x 2 = 0}, Y = { 1, 2, 3}. c) = { a ; a < 1}, = { b ; b < 2}. d) = {a; a je číslice v čísle 21 235}, = {1, 3, 5, 6}. 6. Najděte všechny podmnožiny množiny = {x, y, z}. 7. Pro zadaný Vennův diagram rozhodněte o platnosti následujících tvrzení. a), b), c) C D, d) C, e) D, f) C D. C D 8. Interpretujte pomocí Vennova diagramu platnost ( C) C. 9. Pro zadaný Vennův diagram rozhodněte o platnosti následujících tvrzení. a) C U, b) E F, c) D U, U d) ', e) F E C, D C f) D C = D, g) D E F C, h) C = D, F E i) C ( ) '. 10. Pro množiny U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} (univerzální množina), = {1, 2, 3, 4}, = {2, 4, 6, 8}, C = {3, 4, 5, 6} najděte: a) ', b) ', c) ( C)', 8

d) ( )', e) ( C)'. 11. Vyšrafujte množinu bodů roviny: a) = {[ x, y] ; x 0, y 0}, b) = {[ x, y] ; x 0, x 2, y 0, y 3}, c) = {[ x y] ; x 0, y 0, y 1 x} d) [ x y],, {, ; 0 y 1 x } 2 2 2 { x, y ; x + 4} =, = y. e) [ ] 12. Najděte kartézský součin, pro = {1, 3}, = {a, b, c}. Jaký je vztah mezi a? 13. Najděte kartézský součin, pro = {+, -}, = {, @}. 14. Podle statistického výzkumu u náhodně vybraných 1000 rodin bylo zjištěno, že 350 vlastní video, 200 automobil a 100 vlastní obojí současně. Určete: a) Kolik rodin nevlastní ani video ani automobil? b) Kolik rodin vlastní pouze video? c) Kolik rodin vlastní pouze automobil? 15. nketa mezi 400 podnikateli ukázala, že 180 sleduje deník Hospodářské noviny, 170 časopis Ekonom, 110 časopis Finance, 70 Hospodářské noviny a Ekonom, 30 Hospodářské noviny a Finance, 40 Ekonom a Finance, 10 sleduje všechny tři. Určete: a) Kolik podnikatelů sleduje pouze Ekonom? b) Kolik podnikatelů sleduje Hospodářské noviny a Ekonom, ale nikoliv Finance? c) Kolik podnikatelů sleduje Ekonom a Finance, ale nikoliv Hospodářské noviny? d) Kolik podnikatelů sleduje pouze Finance? e) Kolik podnikatelů nesleduje žádný z nich? 16. Rozhodněte, zda zadaný předpis f je funkce. Když ano, určete D (f ), H (f ). a) Předpis, který muži přiřazuje manželku. b) Předpis, který automobilu přiřazuje poznávací značku. 9

c) Předpis, který přiřazuje hodnotám proměnné x hodnoty proměnné y, zadaný tabulkou: d) y = f (x) = 3x - 1. e) z = f (x, y) = ln (x + y). x 0 1 1 2 3 4 4 y 2 3-1 0 1 2 1 10