Een verzameling is een collectie van objecten, die elementen heten. Verzamelingen worden vaak genoteerd met hoofdletters, elementen vaak met kleine letters. De elementen van verzamelingen kunnen zelf ook verzamelingen zijn.
Als a een element is van A, noteren we a∈A. Anders a∈/A.
De cardinaliteit van een verzameling A is het aantal elementen van A, notatie ∣A∣. Zo geldt bijvoorbeeld ∣{2,4,6,8}∣=4.
De lege verzameling, notatie ∅, is de verzameling die geen elementen bevat: ∅={}.
Notatie
Een verzameling A kan op verschillende manieren genoteerd worden (dit is telkens dezelfde verzameling):
- Opsomming: A={2,4,6,8,10,12,14,16,18,20}
- Puntjes: A={2,4,6,...,20}
- Bewering: A={2x:x∈Z∧1≤x≤10}
Van verzamelingen maken de volgorde en dubbele elementen niet uit. Zo is 1,2,3=1,3,2=1,2,1,3,1.
Deelverzamelingen
Een verzameling A is een deelverzameling van verzameling B als alle elementen van A ook elementen zijn van B, notatie A⊆B.
Stelling
Als A⊆B en B⊆C, dan A⊆C.
Twee verzamelingen A en B zijn gelijk, notatie A=B, als A en B precies dezelfde elementen hebben, oftewel A⊆B en B⊆A.
De verzameling A is een strikte deelverzameling van B als A⊆B en A=B. Dit noteer je als A⊂B.
Machtsverzameling
De machtsverzameling van A, notatie P(A), is de verzameling van alle deelverzamelingen van A. Dus P(A)={B:B⊆A}.
Voorbeeld
De machtsverzameling van A={1,2} is gelijk aan:
P(A)={∅,{1},{2},{1,2}}
Er geldt: ∣P(A)∣=2∣A∣.
Operaties
Op twee verzamelingen A en B kun je operaties uitvoeren.
Vereniging
De vereniging van A en B, notatie A∪B, bevat alle elementen die in A of in B zitten (inclusief).
A∪B={x:x∈A∨x∈B}
Doorsnede
De doorsnede van A en B, notatie A∩B, bevat alle elementen die in A en in B zitten.
A∩B={x:x∈A∧x∈B}
Verzamelingen A en B heten disjunct als A∩B=∅.
Verschil
Het verschil van A en B, notatie A\B, bevat alle elementen die wel in A zitten, maar niet in B.
A\B={x:x∈A∧x∈/B}
Er geldt: A∩B⊆A∪B.
Complement
De universele verzameling, notatie U, is de verzameling waar alle verzamelingen (van interesse) deelverzameling van zijn.
Het complement van A, notatie A, bevat alle elementen die wel in U zitten, maar niet in A.
A={x:x∈U∧x∈/A}
Er geldt: A=A en A∩B=A\B.
Voorbeeld
Voorbeeld
Gegeven zijn verzamelingen A={2,5,7,8}, B={1,3,5,7} en U={1,2,...,10}. Nu geldt:
A∪B={1,2,3,5,7,8}
A∩B={5,7}
A\B={2,8}
A={1,3,4,6,9,10}
Carthesisch product
Een geordend paar van x en y, notatie (x,y), is een "gesorteerde verzameling". Er geldt namelijk: (a,b)=(c,d)⟺(a=c∧b=d).
Het carthesisch product van verzamelingen A en B, notatie A×B, is de verzameling met alle geordende paren van A en B:
A×B={(a,b):a∈A∧b∈B}
Voorbeeld
Gegeven zijn de verzamelingen A={x,y} en B={1,2,3}.
A×B={(x,1),(x,2),(x,3),(y,1),(y,2),(y,3)}
Er geldt: ∣A×B∣=∣A∣⋅∣B∣.
Geïndiceerde verzamelingen
De vereniging van verzamelingen A1,A2,...,An wordt genoteerd als notatie A1∪A2∪...∪An, of:
i=1⋃nAi={x:x∈Ai voor een i waarvoor 1≤i≤n}
De doorsnede van verzamelingen A1,A2,...,An wordt genoteerd als notatie A1∩A2∩...∩An, of:
i=1⋂nAi={x:x∈Ai voor elke i waarvoor 1≤i≤n}
Voorbeeld
Gegeven zijn de verzamelingen B1={1,2},B2={2,3},...,B9={9,10}. Dan geldt:
i=1⋃9Bi=B1∪B2∪...∪B9={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}
i=1⋂9Bi=B1∩B2∩...∩B9=∅
Indexverzameling
We nemen een indexverzameling I en we nemen aan dat Sα een verzameling is voor elke α∈I, notatie {Sα}α∈I.
Nu is de vereniging ⋃α∈IS<em>α={x:x∈S</em>α voor een α∈I}.
En de doorsnede is ⋂α∈IS<em>α={x:x∈S</em>α voor iedere α∈I}.
Voorbeeld
Voor n∈N\{0}, gegeven is de verzameling An=[−n1,n1]. Dan
n∈N\{0}⋃An=A1∪A2∪...∪An=[−1,1]∪[−21,21]∪...∪[−n1,n1]=[−1,1]
n∈N\{0}⋂An=A1∩A2∩...∩An=[−1,1]∩[−21,21]∩...∩[−n1,n1]={0}
Partities
Laat S een verzameling met deelverzamelingen van A zijn, ofwel S⊆P(A). Dan is S paarsgewijs disjunct precies als x∩y=∅ voor alle x,y∈S met x=y.
Voorbeeld
Gegeven zijn A={1,2,...,7}, B={1,6}, C={2,5}, D={4,7}. Omdat B,C,D⊆A, geldt dat S={B,C,D}⊆P(A).
Omdat B∩C=∅, B∩D=∅ en C∩D=∅, geldt dat S paarsgewijs disjunct is.
Een partitie van een verzameling A is een verzameling S met deelverzamelingen van A waarvoor geldt:
- ∅∈/S
- Voor elke x,y∈S met x=y geldt x∩y=∅ (S is paarsgewijs disjunct)
- ⋃x∈Sx=A
Voorbeeld
Gegeven is A={1,2,3,4,5,6}.
De verzameling S1={{1,3,6},{2,4},{5}} is een partitie van A.
De verzameling S2={{1,2,3},{4},∅,{5,6}} is geen partitie van A, omdat het niet voldoet aan eis (1).
De verzameling S3={{1,2},{3,4,5},{5,6}} is geen partitie van A, omdat het niet voldoet aan eis (2).
De verzameling S4={{1,4},{3,5},{2}} is geen partitie van A, omdat het niet voldoet aan eis (3).
De verzameling S5={{1,4},{2,5},{3},{6}} is een partitie van A.