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空集

空集

空集是指不含任何元素集合。空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。空集不是无;它是内部没有元素的集合。

可以将集合想像成一个装有元素的袋子,而空集的袋子是空的,但袋子本身确实是存在的。

基本介绍

中文:空集外文名:empty set基本释义:不含任何元素的集合符号:Ø归属学科数学所属:集合论Latex表示:\varnothing

定义

空集是指不含任何元素的集合。空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。

表示方法

用符号Ø或者{ }表示。
注意:{Ø}是有一个Ø元素的集合,而不是空集。
在LaTeX中空集表示代码 \emptyset 。
0是一个数,不是集合。
{0}是一个集合,集合只有0这个元素。
Ø是一个集合,但是不含任何元素。
{Ø}是一个非空集合,集合只有空集这个元素。

空集举例

当两圆相离时,它们的公共点所组成的集合就是空集;
当一元二次方程的根的判别式值△<0时,它的实数根所组成的集合也是空集。

性质

任意集合 A,空集是 A 的子集:∀A:Ø ⊆ A;
对任意集合 A,空集和 A 的并集为 A:∀A:A ∪ Ø = A;
对任意非空集合 A,空集是 A的真子集:∀A,,,若A≠Ø,则Ø 真包含于 A。
对任意集合 A,空集和 A 的交集为空集:∀A,A ∩ Ø = Ø;
对任意集合 A,空集和 A 的笛卡尔积为空集:∀A,A × Ø = Ø;
空集的唯一子集是空集本身:∀A,若 A ⊆ Ø ⊆ A,则 A= Ø;∀A,若A= Ø,则A ⊆ Ø ⊆ A。
空集的元素个数(即它的势)为零;
特别的,空集是有限的:| Ø | = 0;
对于全集,空集的补集为全集:CUØ=U。
集合论中,若两个集合有相同的元素,则它们相等。那幺,所有的空集都是相等的,即空集是唯一的。
考虑到空集是实数线(或任意拓扑空间)的子集,空集既是开集、又是闭集。空集的边界点集合是空集,是它的子集,因此空集是闭集。空集的内点集合也是空集,是它的子集,因此空集是开集。另外,因为所有的有限集合是紧緻的,所以空集是紧緻集合,。
空集的闭包是空集。

公理集合论

在诸如策梅罗-弗兰克尔集合论的公理集合论中,空集的存在性是由空集公理确定的。空集的唯一性由外延公理得出。
使用分离公理,任何陈述集合存在性的公理将隐含空集公理。例如:若 A 是集合,则分离公理允许构造集合
,它就可以被定义为空集。

空集和零

根据定义,空集有 0 个元素,或者称其势为 0。然而,这两者的关係可能更进一步:在标準的自然数的集合论定义中,0 被定义为空集。实数0与空集是两个不同的概念,不能把0或{0}与Ø混为一谈。

範畴论

若A为集合,则恰好存在从{ }到A的函式f,即空函式。结果,空集是集合和函式的範畴的唯一初始对象
空集只能通过一种方式转变为拓扑空间,即通过定义空集为开集;这个空拓扑空间是有连续映射的拓扑空间的範畴的唯一初始对象。
空集是任何非空集合的真子集。Ø只有一个子集,没有真子集。{Ø}有两个子集,一个是Ø一个是它本身
定义:不含任何元素的集合称为空集。
空集是任何集合的子集,但把空集说成是任何集合的真子集就不确切。
关于补集,补集的概念是相对而言的,集合A在不同的全集中的补集是不同的,所以在描述补集概念时,一定要注明。集合A中子集B的补集或余集记为CAB ,简单的说集合A的补集是没有意义的。
属于符号“∈ ”、不属于符号“∉”,它们只能用在元素与集合符号之间;包含于(被包含)符号“⊆ ”、包含符号“⊇”,它们只能用在两个集合符号之间。
如,{0}是含有一个元素的集合,Ø是不含任何元素的集合,因此,有Ø⊆{0},不能写成Ø={0} 或Ø∈{0}。

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