Skupovi ~ Uvod
"S" Zna~caj skupova za suvremenu matematiku je ogroman. Skupovi
su prvi put u matemati~ckoj povijesti pru~zili zadovoljavaju~ti jezik
na kojem se mo~ze pri~cati sva matematika. Naime, odavno je bilo jasno
da je jedan od glavnih poslova matematike konceptualna generalizacija,
odnosno svo~denje svega o ~cemu se pri~ca na ~sto manji broj osnovnih
pojmova (a time i bespogovorno prihva~tenih pretpostavki o njima). No
rijetko tko je mogao do prije otprilike jednog stolje~ta zamisliti
~citavu matematiku svedenu na samo jedan koncept, ideju skupa i
njegovih elemenata.
P Brojevi (prirodni, cijeli, racionalni, realni, kompleksni),
funkcije i relacije s precizno definiranim domenama, geometrijski
objekti, vjerojatnosni prostori, Turingovi strojevi,
pa i same logi~cke teorije mogu se shvatiti kao skupovi s precizno
definiranim elementima. Sve se njihove formalne definicije daju
raspisati do one osnovne fraze "skup ~ciji su elementi...".
"S" Kao posljedica toga, prirodno je o~cekivati da prou~cavanje
skupova (ili bar nekih osnovnih stvari o njima) mo~ze pridonijeti boljem
razumijevanju raznih matemati~ckih idej~a, pa ~temo se tako i mi u
po~cetku na~seg bavljenja EMom dotaknuti skupova. Ne~temo napraviti
gotovo ni~sta jako napredno iz teorije skupova, ve~t samo ono ~sto ~te
nam trebati da bismo kasnije lak~se radili s brojevima i ostalim
stvarima koje ~te nas zanimati.
"D" Na~zalost, upravo zbog silne univerzalnosti koju skupovi
daju matematici, nemogu~te je je u okviru matematike dati strogu
definiciju pojma "skup" (ba~s kao ~sto je nemogu~te, slu~ze~ti se samo
ljudskim umom, u potpunosti shvatiti ljudski um). No mo~zemo poku~sati
dati intuitivnu definiciju. Ovdje bi ona bila: objekt S
sastavljen od drugih objekata (koji se zovu njegovi elementi),
kojem je apstrahirano (ne zanima nas) sve osim
~cinjenice, za svaki pojedini objekt x
, je li
x
element od S
(ovdje pi~semo x@S
)
ili nije (naravno, tad pi~semo !(x@S)
).
Na Sli~cnu vrstu apstrakcije
smo ve~t vidjeli kod "definicije" suda, jer to
je "re~cenica" od koje je apstrahirano sve osim ~cinjenice je li
istinita (pi~semo T
), ili nije
(!T
).
O Imena za skupove
pi~su se unutar viti~castih zagrad~a
({ }
). Ime za skup mo~ze biti:
- imena za sve njegove elemente, odvojena zarezima
(P
{1,4,8,9}
)
- ime neke varijable, odvojeno s
;
(ili :
ako je ta varijabla ve~t ograni~cena na neki skup)
od nekog svojstva koje imaju svi elementi tog skupa i to~cno oni
(P {x ; x@A V x@B}
, {x@A : !(x@B)}
)
- imena za nekoliko istaknutih njegovih elemenata iz kojih se mogu
deducirati svi ostali, razdvojena zarezima, nakon kojih slijedi
...
(ili ....
ako je skup beskona~can)
(P {1,3,5,7,9,11,....}
, {1,3,5,7,...,37}
)
- opis svih elemenata skupa rije~cima, pod navodnicima
(P
{"svi prosti prirodni brojevi"}
)
(1) je najsigurniji na~cin zadavanja skupa, ali, naravno, primjenjiv je
samo na kona~cne skupove. (2;) je naj~ce~s~ti na~cin zadavanja
beskona~cnih skupova, ali je mogu~te do~ti do ~cudnih paradoks~a
koriste~ti ga (npr. Russellov paradoks dobiva se za
R:={x ; !(x@x)}
). (2:) je bolji od (2;), jer eliminira gore
navedenu mogu~tnost paradoksa, ali za njega ve~t moramo imati neki skup
A
iz kojeg ~temo vaditi mogu~te vrijednosti za varijablu.
(3...) je vrlo neprecizan na~cin, jer razli~citi ljudi razli~cito
interpretiraju "nastavi niz"-pravila, a (3....) ~cesto jo~s
neprecizniji. (4) ovisi o tome koliko su precizne Va~se rije~ci~:.
P Primjeri skupova:
S={1,2,3}
Skup ~ciji su elementi brojevi 1 , 2 i 3 ,
i ni~sta osim njih
N={1,2,3,4,....}
Skup (svih) prirodnih brojeva
(Na ponekad se 0 tako~der smatra prirodnim brojem. Ovdje to
nije slu~caj.)
Z={0,1,-1,2,-2,....}
Skup (svih) cijelih brojeva
{n@N:2|n}={2k;k@N}
Skup parnih
prirodnih brojeva