等势:设A和B为两个集合,如果A和B之间存在双射,则称A和B等势,记作A≈B.
有限(无限)集:若存在一个非负整数n使得A与{0,1,…,n-1}之间存在双射,则称A是有限的;若A不是有限的,则称它是无限的.
定理5.9 自然数集合N是无限的.
基数:(1)对于有限集A,若{0,1,…,n-1}与其等势,则n称为A的基数,记为|A|.
(2)自然数集N的基数记为
(3)实数集R的基数记为א.
可数(不可数)集:与自然数集等势的任意集合称为可数的.与实数集等势的任意集合称为不可数的.
定理5.10 A为可数集的充要条件是可以排列成A={a0,a1,…,an,…}的形式.
定理5.11 任一无限集,必含有可数子集.
定理5.12 任一无限集必与其一真子集等势.
定理5.13 可数集的任何无限子集是可数的.
定理5.14 从可数集A中减去一个有限集M,则A-M是可数的.
定理5.15 两两不相交的有限个可数集的并是可数的.
定理5.16 两两不相交的可数个有限集的并是可数的.
定理5.17 可数个可数集的并是可数的.
定理5.18 有理数的全体是可数集.
重点和难点
1.函数性质的判断.
2.逆函数、复合函数的性质.
3.集合基数的比较,特殊集合基数的计算.
例题解析
例5.1 判断下列函数是否为满射、单射或双射.(www.xing528.com)
(1)f:R→R,f(x)=x.
(2)f:N→N×N,f(x)=<x,x+1>.
(3)f:(-1,1)→(0,1),f(x)=|x|.
【分析】判断函数f:X→Y是满射,只要证明R(X)=Y,即对任意y∈Y,必存在x∈X使得f(x)=y;判断函数f:X→Y是单射,只要证明若x≠y,则f(x)≠f(y)或者若f(x)=f(y),则x=y;判断函数f:X→Y是双射,只要分别判断它既是单射又是满射即可.
解:
(1)满射、单射和双射.
(2)单射.
(3)满射.
例5.2 自然数集合N是无限的.
【分析】要证明一个集合是无限的,只要证明它不可能与任一个有限集都不可能建立一一对应关系即可.
证明:
设n是N中的任意元素,f是从{0,1,…,n-1}到N的任意一个函数.令k=1+max{f(0),f(1),…,f(n-1)},那么k∈N,但对每个x∈{0,1,…,n-1},有f(x)≠k.所以,f不是满射,从而f不是双射.因为n和f是任意的,所以N是无限的.
例5.3 设函数g:A→B,f:B→C,
(1)若f◦g是满射,则f是满射.
(2)若f◦g是单射,则g是单射.
(3)若f◦g是双射,则f是满射,g是单射.
解:
(1)对任意的z∈C,因f◦g是满射,则存在x∈A使f◦g(x)=z,即f(g(x))=z.由g:A→B可知g(x)∈B,于是有y=g(x)∈B,使得f(y)=z.因此f是满射.
(2)对任意的x1、x2∈A,若x1≠x2,则由f◦g是单射得f◦g(x1)≠f◦g(x2),于是f(g(x1))≠f(g(x2)),必有g(x1)≠g(x2).所以g是单射.
(3)由(1)(2)得证.
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。