如果集合A是
集合B的
子集,并且集合B不是集合A的子集,那么集合A叫做集合B的真子集(proper subset)。如果A包含于B,且A不等于B,就说集合A是集合B的真子集。
定义
子集
一般地,对于两个集合A、B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的
元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A为集合B的子集(subset)。记作A⊆B(或B⊇A),读作“A包含于B”(或“B包含A”)。
即,对于集合A与B,∀x∈A有x∈B,则A⊆B。可知任一集合A是自身的子集,空集是任一集合的子集。
真子集定义
如果集合A⊆B,存在元素x∈B,且元素x不属于集合A,我们称集合A与集合B有真包含关系,集合A是集合B的真子集(proper subset)。记作A⫋B(或B⫌A),读作“A真包含于B”(或“B真包含A”)。
即:对于集合A与B,∀x∈A有x∈B,且∃x∈B且x∉A,则A⫋B。空集是任何非空集合的真子集。
非空真子集:如果集合A⫋B,且集合A≠∅,集合A是集合B的非空真子集(nonvoid proper subset)。
真子集与子集的区别:
举例
有关命题
命题1:若集合A有n个元素,则集合A的子集个数为2n,且有2n-1个真子集,2n-2个非空真子集。
证明:设元素编号为1, 2, ... n,每个子集对应一个长度为n的二进制数(规定数的第 i 位为1表示元素i在集合中,0表示元素i 不在集合中。如全集U={e1, e2, e3, e4, e5},则{e1,e2,e3,e4,e5} ↔ 11111,{e2,e3,e4} ↔ 01110,{e4} ↔ 00010)。即其子集为00...0(n个0) ~ 11...1(n个1)。易知一共有2n个数,因此对应2n个子集。去掉11...1(即表示原来的集合A)则有2n-1个真子集,再去掉00...0(表示空集)则有2n-2个非空真子集。
命题2:空集是任意集合的子集。
证明:给定任意集合A,要证明∅是A 的子集。这要求给出所有∅的元素是A 的元素;但是,∅没有元素。
对有经验的数学家们来说,推论 “∅没有元素,所以∅的所有元素是A 的元素”是显然的;但对初学者来说,有些麻烦。 换一种思维将有所帮助,为了证明∅不是A 的子集,必须找到一个元素,属于∅,但不属于A。因为∅没有元素,所以这是不可能的。因此∅一定是A 的子集。
这个命题说明:包含是一种偏序关系。
命题3:若 A,B,C是集合,则:
自反性: A⊆A,反对称性: A⊆ B且 B⊆ A,当且仅当A= B,传递性: 若 A⊆ B且 B⊆ C则 A⊆ C。这个命题说明:对任意集合 S,S的幂集按包含排序是一个有界格,与上述命题相结合,则它是一个布尔代数。
命题4:若 A,B,C是集合 S的子集,则:
存在一个最小元和一个最大元: ∅ ⊆ A⊆ S( ∅⊆A由命题2给出)。存在并运算: A⊆ A∪B若 A⊆ C且 B⊆ C则 A∪B⊆ C存在交运算: A∩B⊆ A若 C⊆ A且 C⊆ B则 C⊆ A∩BA⊆ B
命题5: 对任意两个集合 A和 B,下列表述等价:A⊆ B A∩ B= A A∪ B= B A− B=∅ B′ ⊆ A′。
符号
集合思想起源很早,但是集合论作为一门学科是19世纪末、20世纪初才开始发展起来的,为奠定科学集合论做出重要贡献的是著名数学家康托尔(G.Cantor,1845-1918)。他的思想曾在数学界引起很大的争议,在集合论的大论战中,有些数学家创造了集合中使用的有关符号。其中“∈”、“⊂”、“⊆ ”、符号是意大利数学家皮亚诺(G.Peano,1858-1932)首先使用的。他用“∈”表示属于关系,如a是集合A的元素,他记为a∈A如B⊂A表示集合B真包含于A或B是A的真子集。至于a不属于A的元素记号,a∉A则是后来人延伸创用的。