假设集合A={a,b},集合b={ 0,1,2},则两个集合的笛卡儿积为{{a,0},a,1},a,2},b,0},b,1},b,2 }。 如果可以扩展到多个集合。 一个相似的例子是,如果a表示一所学校的学生集合,b表示该学校所有课程的集合,则a和b的笛卡儿积表示所有可能的选择情况。 [编辑本段]笛卡儿积的运算性质,因为决定了秩序对中x,y的位置,也决定了AB的表示法,不能写为BA。
笛卡儿积也可以由多个集合合成,A1A2…An。
笛卡儿积的运算性质.一般不能交换。
将笛卡儿积、集合a、b合成为集合AB并规定
ab={Xayb}
之所以能够在任意集合a上定义笛卡儿积,是为了对任意两个集合a和b构成以a中的元素为第一元素、以b中的元素为第二元素的有序对。 由这样的秩序对构成的所有集合都是集合a和b的笛卡儿积。 集合A=B时,笛卡儿积记为aa。 [编辑本段]导出过程中给出的域D1、D2、…、Dn,这些域中D1、D2、…、Dn的笛卡尔乘积为:
D1d2…dn={(D1,D2,…,dn ) dii=1,2,…,n}
所有域的所有值组合都不能重复
示例显示了三个域。
D1=SUPERVISOR={ kldbm,刘逸}
D2=SPECIALITY={计算机专业、信息专业}
D3=POSTGRADUATE={sxdmy,xldkf,wwdxy}
于是,D1、D2、D3的笛卡儿积为d。
D=D1D2D3=
{(kldbm,计算机专业,sxdmy ),(KLDBM,计算机专业,xldkf ),
(kldbm、计算机专业、wwdxy )、) kldbm、信息专业、sxdmy )、
(kldbm、信息专业、xldkf )、) kldbm、信息专业、wwdxy )、
(刘逸,计算机专业,sxdmy ),)刘逸,计算机专业,xldkf )、
(刘逸,计算机专业,wwdxy ),)刘逸,信息专业,sxdmy )、
(刘逸,信息专业,xldkf ),)刘逸,信息专业,wwdxy ) }
这样,将D1、D2、D3这3个集合各自的要素相对应地进行组合,形成巨大的集合群。
本例中的d有2X2X3个元素。 一个集合有1000个元素,如果有这样的3个集合,他们的笛卡儿积产生的新集合就是10亿个元素。 如果某个集合是无限集合,则新集合具有无限个要素。 [本段的编辑]序偶和笛卡儿积在日常生活中,很多东西是成对出现的,而且这成对出现的,有一定的顺序。 例如,上、下左、右; 3〈4; 神勇的白猫比kwddy高; 中国位于亚洲; 平面上的点的坐标等。 通常,具有两个固定顺序的对象构成一个序号,其通常表示两个对象之间的关系。 记为〈x,y〉。 上述各例可以分别表示为<上、下>; 〈左、右〉; 〈3、4〉; “神勇的白猫,kwddy〉”; 〈中国、亚洲〉; 〈a,b〉等。
序号可以看作是具有两个要素的集合。 但是,与一般的集合不同,顺序是固定的。 在集合中,{a,b}={b,a},但相对于序号为〈a,b〉〈b,a〉。
以x,y为任意对象,集合{{x},{x,y}}称为二元有序组或序数(ordered pairs ),简单记为。 将x称为其他第一成分,将y称为第二成分。
定义3-4.1对于任意序号,
递归定义n元顺序组
={{a1},{a1,A2}
={ {a1,a2},{a1,a2,A3}
=,a3
=,an
两个n元序组相等
a1,…an=b1,…bn(a1=B1 ((() ) an=bn () ) ) ) )。
定义3-4.2对于任意集合A1、A2、…、An,
) A1A2被称为集合A1、A2的笛卡儿乘积,其定义如下
a1a2={ x|$ u $ v (x=ua1va2 (}={|ua1va2 } )
)2)递归定义A1 A2 … An
a1a2…an=(a1a2…an-1 ) an
例题A={,},b={ 1,2,3 }时,求出AB、AA、BB以及(AB ) ) ba )。
AB={〈,1〉、〈,2〉、〈,3〉、〈,1〉、〈,2〉、
BA={〈1,〉、〈1,〉、〈2,〉、〈2,〉、〈3,〉、〈3,〉}
AA={〈,〉,〈,〉,〈,〉,〈,〉}
bb={〈1,1〉、〈1,2〉、〈1,3〉、〈2,1〉、〈2,2〉、〈2,3,3〉、〈3,2〉、〈3,2〉、〈3,3,3
(AB ) ) ba )=
从例题1可以看出,(AB ) ba
如果a=或b=,我们保证AB=。
自由
笛卡尔定义可知:(A×B)×C={〈〈a,b〉,c〉|(〈a,b〉∈A×B)∧(c∈C)}
={〈a,b,c〉|(a∈A)∧(b∈B)∧(c∈C)}
A×(B×C)={〈a,〈b,c〉〉|(a∈A)∧(〈b,c〉∈B×C)}
由于〈a,〈b,c〉〉不是三元组,所以
(A×B)×C ≠A×(B×C)
定理3-4.1 设A, B, C为任意集合,*表示 È,Ç或 – 运算,那么有如下结论:
笛卡尔积对于并、交差运算可左分配。即:
A×(B*C)=(A×B)*(A×C)
笛卡尔积对于并、交差运算可右分配。即:
(B*C) ×A=(B×A)*(C×A)
¤ 当*表示 È时,结论(1)的证明思路:(讨论叙述法)
先证明A×(B È C)Í(A×B) È (A×C) 从∈A×(BÈC)出发,推出∈(A ×B) È (A×C)
再证明(A×B) È (A×C) Í A×(B È C)
从∈(A×B) È (A×C)出发,推出∈A×(BÈC)
当*表示 È时,结论(2)的证明思路:(谓词演算法) 见P-103页。¤
定理3-4.2 设A, B, C为任意集合,若C ≠ F,那么有如下结论:
AÍBÛ(A×C ÍB×C) Û (C×AÍC×B) ¤
定理前半部分证明思路 :(谓词演算法)
先证明AÍB Þ (A×CÍB×C)
以AÍB 为条件,从∈A×C出发,推出∈B×C
得出(A×CÍB×C)结论。
再证明(A×C ÍB×C) Þ AÍB
以C≠F为条件,从x∈A出发,对于y∈C,利用Þ附加式,推出x∈B
得出(AÍB)结论。 见P-103页。 ¤
定理3-4.3 设A, B, C, D为任意四个非空集合,那么有如下结论:
A×B Í C×D的充分必要条件是AÍ C,BÍ D
¤证明思路:(谓词演算法)
先证明充分性: A×B Í C×D Þ AÍ C,BÍ D
对于任意的x∈A、y∈B,从∈A×B出发,利用条件A×BÍ C×D, ∈C×D,推出x∈C, y∈D。
再证明必要性: AÍ C,BÍ D ÞA×BÍ C×D
对于任意的x∈A、y∈B,从∈A×B出发,推出∈C×D。
笛卡尔(Descartes)乘积又叫直积。设A、B是任意两个集合,在集合A中任意取一个元素x,在集合B中任意取一个元素y,组成一个有序对(x,y),把这样的有序对作为新的元素,他们的全体组成的集合称为集合A和集合B的直积,记为A×B,即A×B={(x,y)|x∈A且y∈B}。