Insiemi, simboli, operatori logici e loro uso Per
rendere più concisa l'enunciazione di alcuni concetti e la
dimostrazione dei vari teoremi, si usano i seguenti simboli logici,
indicati con le rispettive denominazioni. Se A e B sono due proposizioni, enunciati o affermazioni, con il simbolo
scritto alla sinistra di A, cioè con
si esprime che A non è vera e si legge "non A"; tale simbolo esprime negazione.
Con il simbolo
v
scritto tra A e B, cioè
A v B
si esprime che o è vera A oppure è vera B e si legge "o A oppure B"; tale simbolo esprime disgiunzione.
Con il simbolo
scritto tra A e B, cioè
si esprime che è vera A ed è vera B e si legge "A e B" oppure "sia A che B"; tale simbolo esprime congiunzione. Ovviamente se e solo se((A) v (B)).
Con il simbolo
scritto tra A e B, cioè
A B
si esprime che se è vera A, allora è vera B e si legge "A implica B".
Con il simbolo
scritto tra A e B, cioè
si esprime che A è vera se e soltanto se è vera B e si legge "A equivale B". Ovviamente se e solo se (A B) (B A).
Oggetti
di studio della "Teoria degl'insiemi" sono le entità che
comunemente vengono chiamate insiemi, formati da elementi. Un insieme è assegnato quando un criterio permette di riconoscere gli elementi che lo costituiscono. Gl'insiemi ed i loro elementi vengono indicati, rispettivamente, con lettere maiuscole e minuscole.
Se E è un insieme, si indica che l'oggetto x è elemento di E scrivendo
e si legge "x è elemento di E", o più brevemente "x elemento di E"; il simbolo
esprime appartenenza.
Se si indica che l'oggetto x non è elemento di E, si scrive
e si legge "x non è elemento di E"; il simbolo
esprime non appartenenza.
Se A e B sono oggetti prefissati, si scrive che:
A = B
se A e B simboleggiano lo stesso oggetto;
A ≠ B
se A e B non simboleggiano lo stesso oggetto.
Se A e B sono insiemi, scrivere:
A = B
equivale a scrivere
(xA) (xB).
Ovviamente scrivere
equivale a
cioè x non è elemento di A.
In una proposizione
xA,
il simbolo
esprime che "esiste un elemento x di A", si chiama quantificatore esistenziale e si legge "esiste un".
In una proposizione
xA,
il simbolo
esprime "per ogni elemento x di A", si chiama quantificatore universale e si legge "per ogni".
Se
P è una proprietà attribuibile a qualche elemento
dell'insieme A, e con P(x) si indica che la proprietà è
vera per l'elemento x di A, la proposizione
xA P(x)
esprime che "esiste un elemento x appartenente ad A, tale che la proprietà P sia vera per x". Pertanto il simbolo
si legge "tale che".
La proposizione
xA : P(x)
esprime che "per ogni elemento x appartenente ad A, risulta che la proprietà P è vera per x". Pertanto il simbolo
:
si legge "risulta".
Relazione d'inclusione Fondamentale è la relazione d'inclusione fra gli'insiemi. Se A e B sono due insiemi, si dice che A è contenuto in B, e si scrive
A B,
se ogni elemento di A risulta elemento di B. In altri termini, si scrive A B se e solo se
xA : xB
o, equivalentemente, se
xA xB.
Si dice invece che A non è contenuto in B, e si scrive
xA : x B
o, equivalentemente, se
xA x B.
Si dice infine che A e B sono uguali, quando tutti gli elementi di A sono anche elementi di B e viceversa, cioè se
(A B) (B A) A B.
Proprietà Se A, B e C sono tre insiemi, valgono le seguenti proprietà. 1) Riflessiva: A A, cioè tutti gli elementi di A sono contenuti in A. 2) Transitiva: (A B) (B C) A C, cioè se aA aB aC, quindi A C. 3) Antisimmetrica: (A B) (B A) A = B, cioè se ogni elemento di A è elemento di B e ogni elemento di B è elemento di A, A e B sono uguali.
Sottoinsiemi o insiemi delle parti di un insieme Se E è un insieme, ogni altro insieme A tale che A E si dice sottoinsieme, o più comunemente parte di E. Nella teoria degl'insiemi è fondamentale quanto segue: -se E è un insieme, esiste un ulteriore insieme che è sempre indicato con
che si legge bi gotica di E, i cui elementi sono tutte e sole le parti dell'insieme E. Ovviamente, una parte privilegiata di E è l'insieme E medesimo, cioè
Altra parte privilegiata dell'insieme E è quella priva di elementi, chiamata la parte vuota ed indicata con
cioè
Si
può descrivere la parte vuota di E mediante un criterio che
permette di riconoscere gli elementi che la costituiscono; si
può affermare che è l'insieme degli elementi
xE x≠x.
Di
conseguenza, la parte vuota di un insieme non differisce dalla parte
vuota di un qualsiasi altro insieme: ciò giustifica l'adozione
dell'unico simbolo per la parte vuota di ogni insieme.
Insiemi ridotti ad un solo elemento Se x è un qualsiasi oggetto, esiste un insieme indicato con
e chiamato insieme ridotto al solo elemento x, caratterizzato dal fatto che per un qualsiasi oggetto y, la condizione
è verificata se e solo se x=y, cioè se x e y simboleggiano lo stesso oggetto. Ovviamente, per ogni coppia di oggetti x e y: