Нематематика. Для начинающих продюсеров

Между двумя множествами можно устанавливать соответствие, когда всем или некоторым элементам первого множества ставятся в соответствие какие-то элементы второго множества. При этом одному элементу первого множества, вообще говоря, может соответствовать один или несколько элементов второго, или не соответствовать ни один из элементов.

Взаимно-однозначное соответствие между множествами устанавливается в том случае, если каждому элементу первого множества устанавливается в соответствие один и только один элемент второго и наоборот. Если между между двумя конечными множествами установлено взаимно-однозначное соответствие, то это означает, что они состоят из одинакового количества элементов.

2.3. Алгебра множеств

Определив для множеств операции сложения, вычитания и умножения мы можем применять их к любому числу множеств и благодаря этому получаем новый математический объект, состоящий из всех множеств, рассматриваемых нами применительно к определенной ситуации, и действий, которые мы над ними можем совершать. Этот новый объект математики называют алгеброй, подобно алгебре чисел существует также алгебра множеств. Мы не будем останавливаться на точном математическом определении этого объекта, скажем только, что в алгебре необходимо, чтобы введенные применительно к множествам операции обладали некоторыми, совсем не сложными свойствами.

Свойство коммутативности означает, что если к первому множеству добавить второе, то результат будет такой же, как если бы ко второму множеству добавили первое. Аналогично, это свойство выполняется и для произведения двух множеств.

Свойство ассоциативности проявляется в том, что если к первому множеству добавить второе и к сумме добавить третье множество, то мы в итоге получим то же самое, как если бы мы ко второму множеству добавили третье и только потом к сумме добавили первое множество. Фактически это означает, что можно менять порядок действий со множествами. Свойство ассоциативности действует и для произведения трех множеств. Поэтому сумму и произведение множеств можно записывать без скобок.

Свойство дистрибутивности для действий со множествами проявляется в том, что если первое множество умножить на сумму второго и третьего множеств, то в итоге мы получим то же самое, как если бы первое множество мы умножили по очереди на второе и на третье и затем два полученных произведения сложили между собой. Свойство дистрибутивности означает, что производя операции сложения и умножения между множествами можно раскрывать скобки.

Для операций над множествами выполняются не все свойства, которые характерны для чисел. Например, если множество умножить на самого себя, то получим то же самое множество. Если к некоторому множеству прибавить его же, то мы получим вовсе не удвоенное, а всего лишь исходное множество. С числами результаты подобных действий выглядели бы иначе.

2.4. Нечеткие множества

Нечеткое множество является расширением понятия множества. Если для обычного множества элементы могут принадлежать или не принадлежать ему, то для нечеткого элементы могут принадлежать ему лишь в некоторой степени, скажем на 20% или на 70% – в любой мере от 0 до 100 процентов, или от 0 до 1, кому как удобнее. Нечеткие множества Понятие нечеткого множества было введено Лотфи Заде в 1965 году в его статье «Fuzzy Sets».

Основные понятия

Множество – Set

Пустое множество – Empty Set

Алгебра множеств – Algebra of Sets

Нечеткое множество – Fuzzy Set

Контрольные вопросы

1. Что называют множеством?

2. Какие множества равны между собой?

3. Какие существуют операции над множествами?

4. Что такое алгебра множеств?

Задание для выполнения

Нечеткие множества в реальном мире. Найдите объект или явление в сфере вашей деятельности, которое можно описать при помощи понятия нечеткого множества. Нарисуйте его и расскажите что у вас получилось. Найдите два пересекающихся между собой нечетких множества. Опишите элементы, которые попадают в пересечение. Как можно оценить, насколько хорошо описывает реальную ситуацию модель нечетких множеств?

ЧИСЛА

Глава 3. Числа

В этой главе обсуждаются числа и их различные виды. Некоторое внимание уделено понятиям точки и прямой, которые являются привычной геометрической интерпретацией для множества действительных чисел и часто используются для того, чтобы разобраться в самых разных ситуациях. Понятие счетности множества тесно связано с понятием мощности множества, которое применяется, чтобы сравнивать между собой различные множества, возможно даже бесконечные. Самое важное в этой главе для практических применений – это подход к измерению различных объектов и их свойств. Как будет видно, не всегда для этого нам нужны числа, иногда они могут оказаться совсем бесполезными.

3.1. Виды чисел

Числа представляют собой одно из основных понятий математики и используются для количественной характеристики объектов, их сравнения и нумерации. Натуральные числа появились при подсчете объектов. Целые числа возникли расширением понятия натурального числа путем добавления отрицательных чисел и нуля. Рациональные числа включают целые и дробные величины и могут быть выражены бесконечной периодической десятичной дробью. Рациональные числа являются решением каких-либо линейных уравнений. Иррациональные числа это действительные числа, которые не являются рациональными, то есть все остальные числа на числовой прямой. Иррациональные числа могут быть выражены бесконечной непериодической десятичной дробью. Действительные числа (или вещественные) это рациональные и иррациональные числа. Множество натуральных чисел является подмножеством целых чисел, которые, в свою очередь, являются подмножеством рациональных чисел, которые являются подмножеством действительных чисел. Среди иррациональных чисел встречаются такие, которые являются корнями алгебраических уравнений с рациональными коэффициентами. А те, которые не являются, называются трансцендентными числами. Кроме действительных чисел есть еще мнимые. Квадрат мнимой единицы равен минус единице, чего, казалось бы, быть не может. Действительные числа являются подмножеством комплексных чисел. Для комплексных чисел выполняются многие свойства обычных чисел, но не все. Например, невозможно сказать какое из двух комплексных чисел больше или меньше.

3.2. Числовая прямая

Множество действительных чисел принято изображать геометрически точками на числовой прямой. Обычно обозначают точки, соответствующие нулю и единице, чтобы можно было отыскать любую другую точку в заданной таким образом системе координат. Между точками на числовой прямой и действительными числами существует взаимно-однозначное соответствие. Отрезком числовой прямой называют множество точек, расположенных между двумя заданными точками, включая сами эти точки. Интервалом на числовой прямой называется множество точек, расположенных между двумя заданными точками, не включая сами эти точки. Бесконечные интервалы имеют одну или две бесконечные границы (плюс или минус бесконечность). Если ко всем точкам прямой добавить плюс и минус бесконечность, то мы получим расширенное множество действительных чисел. Окрестностью точки называется небольшой интервал, который окружает заданную точку в обе стороны на небольшое расстояние. Отрезки, интервалы и окрестности точек бывают полезны для изучения определенных свойств чисел и функций.