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[科普中國(guó)]-解集

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定義

以一個(gè)方程(組)或不等式(組)的所有解為元素的集合叫做該方程(組)或不等式(組)的解集。解集作為數(shù)學(xué)中的重要工具,在數(shù)學(xué)中有著十分廣泛的應(yīng)用。很多題的結(jié)論均需用解集表示。

例:

x^2-1≥0的解集就是X={x|x≤-1,x≥1};

x^2-1≤0的解集就是X={x|-1≤x≤1};

x^2-3x-4=0的解集是X={-1,4}。1

性質(zhì)方程(組)或不等式(組)的所有解均在其解集中,解集中的所有元素均為方程(組)或不等式(組)的解。無(wú)解的方程(組)或不等式(組)的解集為空集。

線(xiàn)性代數(shù)里向量(或矩陣)方程的解集是向量(或矩陣),這類(lèi)元素構(gòu)成集合,就不能稱(chēng)為區(qū)間或區(qū)域了。

函數(shù)方程(微分方程和積分方程)的解集是函數(shù),解集里的元素都是函數(shù)。

對(duì)于二元不等式(組)的解集就是一個(gè)平面區(qū)域。1

解集的表示法解集的表示法也即集合的表示法,就是給出一個(gè)集合和組成這個(gè)集合的元素的表示方法。表示集合的方法有三種。

列舉法列舉法,又叫外延法。把集合的元素一一列舉出來(lái),寫(xiě)在大括號(hào)“{ }”內(nèi),并用逗號(hào)“,”把它們彼此分開(kāi)。例如,小于10的素?cái)?shù)集合A可表示為A={2,3,5,7}。又如3的自然數(shù)冪所組成的集合B可表示為B={3,9,27,…,3n,…}。在用列舉法表示一個(gè)無(wú)限集或元素很多的集的時(shí)候常用省略號(hào)。這時(shí),要注意表示的明確性,要能從已經(jīng)列舉的元素中知道被省略的元素是什么。在用列舉法表示集合時(shí),元素的次序無(wú)關(guān)緊要,但不允許重復(fù)。2

描述法描述法,又稱(chēng)特征性質(zhì)法或內(nèi)涵法。利用概括原則指出確定集合元素的特征性質(zhì)P(x),從而給出集合的方法稱(chēng)為描述法。具有性質(zhì)P(x)的所有元素 x 組成的集合A記為A={x|P(x)}或{x:P(x)}。其中P{x}表示集合中元素的特征性質(zhì)。所謂集合元素的特征性質(zhì)是指:集合的每個(gè)元素的共有的性質(zhì),并且不屬于這個(gè)集合的元素都不具有這個(gè)性質(zhì)。2

圖示法圖示法,如維恩圖法。用圓、橢圓、矩形或其他封閉曲線(xiàn)圍成的區(qū)域表示集合。如右圖所示,矩形表示全集I,曲線(xiàn)包圍的區(qū)域表示集合A,B,C等。這種方法嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)稱(chēng)示意法,有一定的局限性,但它的直觀(guān)性能幫助人們思考。

特殊集合的習(xí)慣表示法,如常以字母N,Z,Q,R,C分別表示自然數(shù)集、整數(shù)集、有理數(shù)集、實(shí)數(shù)集、復(fù)數(shù)集等。在數(shù)學(xué)的各分支中,也有用約定的特殊符號(hào)(或特殊圖形)來(lái)表示特定集合的。2