3

Алгебры множеств

[28/100%]
Показать
LaTeX
Задача 3.1

Покажите, что {∅,Ω}\{ \varnothing , \Omega \} является полем.

?
Задача 3.2

Покажите, что семейство всех подмножеств конечного множества Ω\Omega является полем.

?
Задача 3.3

Покажите, что если A⊂ΩA \subset \Omega, то {∅,Ω,A,Ω\A}\{ \emptyset , \Omega , A, \Omega \backslash A\} является полем.

?
Задача 3.4

Пусть Ω={1,2,3,4}\Omega =\{ 1,2,3,4\}. Является ли какое-либо из следующих семейств множеств полем:

F1={∅,{1,2},{3,4}},F2={∅,Ω,{1},{2,3,4},{1,2},{3,4}},F3={∅,Ω,{1},{2},{1,2},{3,4},{2,3,4},{1,3,4}}? \begin{align} & \mathcal{F}_{1}=\{ \varnothing ,\{ 1,2\} ,\{ 3,4\} \} , \\ & \mathcal{F}_{2}=\{ \varnothing , \Omega ,\{ 1\} ,\{ 2,3,4\} ,\{ 1,2\} ,\{ 3,4\} \} , \\ & \mathcal{F}_{3}=\{ \emptyset , \Omega ,\{ 1\} ,\{ 2\} ,\{ 1,2\} ,\{ 3,4\} ,\{ 2,3,4\} ,\{ 1,3,4\} \} ? \end{align}
?
Задача 3.5

Пусть Ω=(0,1)\Omega =(0,1). Является ли какое-либо из следующих семейств множеств полем:

F1={∅,(0,1),(0,12),(12,1)},F2={∅,(0,1),(0,12),[12,1),(0,23],(23,1)},F3={∅,(0,1),(0,23),[23,1)}? \begin{align} & \mathcal{F}_{1}=\left\{ \varnothing ,(0,1),\left(0, \frac{1}{2}\right),\left(\frac{1}{2}, 1\right)\right\} , \\ & \mathcal{F}_{2}=\left\{ \varnothing ,(0,1),\left(0, \frac{1}{2}\right),\left[\frac{1}{2}, 1\right),\left(0, \frac{2}{3}\right],\left(\frac{2}{3}, 1\right)\right\} , \\ & \mathcal{F}_{3}=\left\{ \varnothing ,(0,1),\left(0, \frac{2}{3}\right),\left[\frac{2}{3}, 1\right)\right\} ? \end{align}
?
Задача 3.6

Пусть Ω=[0,1]\Omega =[0,1]. Добавив как можно меньше множеств, дополните семейство множеств {∅,[0,12),{1}}\left\{ \varnothing ,\left[0, \frac{1}{2}\right),\{ 1\} \right\} до поля.

?
Задача 3.7

Пусть Ω={1,2,3}\Omega =\{ 1,2,3\}. Дополните {{2},{3}}\{ \{ 2\} ,\{ 3\} \} до поля. Добавьте как можно меньше множеств.

?
Задача 3.8

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что ∅∈F\varnothing \in \mathcal{F}.

?
Задача 3.9

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что если A,B,C∈FA, B, C \in \mathcal{F}, то A∪B∪C∈FA \cup B \cup C \in \mathcal{F}.

?
Задача 3.10

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что для каждого натурального числа nn, если A1,…,An∈FA_{1}, \ldots , A_{n} \in \mathcal{F}, то A1∪⋯∪An∈FA_{1} \cup \cdots \cup A_{n} \in \mathcal{F}.

?
Задача 3.11

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что если A,B∈FA, B \in \mathcal{F}, то A∩B∈FA \cap B \in \mathcal{F}.

?
Задача 3.12

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что для каждого натурального числа nn, если A1,…,An∈FA_{1}, \ldots , A_{n} \in \mathcal{F}, то A1∩⋯∩An∈FA_{1} \cap \cdots \cap A_{n} \in \mathcal{F}.

?
Задача 3.13

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что если A,B∈FA, B \in \mathcal{F}, то A\B∈FA \backslash B \in \mathcal{F}.

?
Задача 3.14

Если F\mathcal{F} — поле, покажите, что если A,B∈FA, B \in \mathcal{F}, то их симметрическая разность A△BA \triangle B также принадлежит F\mathcal{F}.

?
Задача 3.15

Докажите, что если F1\mathcal{F}_{1} и F2\mathcal{F}_{2} — поля подмножеств Ω\Omega, то F1∩F2\mathcal{F}_{1} \cap \mathcal{F}_{2} также является полем.

?
Задача 3.16

Найдите два поля, объединение которых не является полем.

?
Задача 3.17

Является ли F={A⊂Ω:A\mathcal{F}=\{ A \subset \Omega : A — конечное множество}\} полем всегда?

?
Задача 3.18

Пусть I0=∅I_{0}=\varnothing и In={1,…,n}I_{n}=\{ 1, \ldots , n\} при n⩾1n \geqslant 1. Является ли F={In}n=0∞∪{N\In}n=0∞\mathcal{F}=\left\{ I_{n}\right\}_{n=0}^{\infty } \cup \left\{ \mathbb {N} \backslash I_{n}\right\}_{n=0}^{\infty } полем?

?
Задача 3.19

Пусть Ω\Omega — (возможно, бесконечное) множество. Покажите, что семейство F\mathcal{F}, состоящее из всех конечных подмножеств Ω\Omega и всех подмножеств Ω\Omega с конечным дополнением, является полем.

?
Задача 3.20

Мы говорим, что A⊂ZA \subset \mathbb {Z} является периодическим множеством, если существуют положительное целое число ii и множество I⊂{1,…,i}I \subset \{ 1, \ldots , i\} такие, что

A=⋃l=−∞+∞(I+li)(3.1) A=\bigcup _{l=-\infty }^{+\infty }(I+l i) \tag {3.1}

где I+li={n+li:n∈I}I+l i=\{ n+l i: n \in I\}. Покажите, что

F={A⊂Z:A — периодическое множество } \mathcal{F}=\{ A \subset \mathbb {Z}: A \text{ — периодическое множество }\}

является полем на Z\mathbb {Z}.

?
Задача 3.21

Каковы атомы в полях

F1={∅,{1},{2},{1,2},{3,4},{2,3,4},{1,3,4},{1,2,3,4}}F2={∅,(0,1),(0,23),[23,1)}? \begin{align} & \mathcal{F}_{1}=\{ \emptyset ,\{ 1\} ,\{ 2\} ,\{ 1,2\} ,\{ 3,4\} ,\{ 2,3,4\} ,\{ 1,3,4\} ,\{ 1,2,3,4\} \} \\ & \mathcal{F}_{2}=\left\{ \emptyset ,(0,1),\left(0, \frac{2}{3}\right),\left[\frac{2}{3}, 1\right)\right\} ? \end{align}
?
Задача 3.22

Каковы атомы в поле всех подмножеств конечного множества Ω\Omega?

?
Задача 3.23

Покажите, что различные атомы обязательно не пересекаются.

?
Задача 3.24

Покажите, что если F\mathcal{F} — конечное поле, то каждое непустое событие A∈FA \in \mathcal{F} содержит атом.

?
Задача 3.25

Покажите, что если F\mathcal{F} — конечное поле, то каждое событие AA из F\mathcal{F} является объединением конечного числа атомов.

Покажите, что это представление единственно; то есть множество атомов {A1,…,Ak}\left\{ A_{1}, \ldots , A_{k}\right\}, такое что A=A1∪⋯∪AkA=A_{1} \cup \cdots \cup A_{k}, единственно для каждого события AA из F\mathcal{F}.

?
Задача 3.26

Покажите, что каждое конечное поле имеет 2n2^{n} элементов для некоторого n∈Nn \in \mathbb {N}.

?
Задача 3.27

Какое из следующих семейств множеств является полем:

F1={∅,{a},{b},{a,c},{a,b,c}}F2={∅,[0,1],(14,1],[0,14],[0,14),{14},[14,1],[0,1]\{14}},F3={∅,{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{2,3,4},{1,2,3}}? \begin{align} & \mathcal{F}_{1}=\{ \emptyset ,\{ a\} ,\{ b\} ,\{ a, c\} ,\{ a, b, c\} \} \\ & \mathcal{F}_{2}=\left\{ \emptyset ,[0,1],\left(\frac{1}{4}, 1\right],\left[0, \frac{1}{4}\right],\left[0, \frac{1}{4}\right),\left\{ \frac{1}{4}\right\} ,\left[\frac{1}{4}, 1\right],[0,1] \backslash \left\{ \frac{1}{4}\right\} \right\} , \\ & \mathcal{F}_{3}=\{ \emptyset ,\{ 1\} ,\{ 2\} ,\{ 3\} ,\{ 1,2\} ,\{ 2,3\} ,\{ 2,3,4\} ,\{ 1,2,3\} \} ? \end{align}
?
Задача 3.28

Покажите, что поле периодических множеств из задачи 3.20 не имеет атомов.

?