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聯集

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并集
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集合論數學的其他分支中,一群集合聯集(Union)[1],是以這群集合的所有元素來構成的集合。

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A和B的聯集

有限聯集

聯集是由公理化集合論分類公理來確保其唯一存在的特定集合

也就是直觀上:

「對所有 等價於

舉例:

集合的聯集是。數不屬於質數集合偶數集合的聯集,因為既不是質數,也不是偶數。

更通常的,多個集合的聯集可以這樣定義: 例如,的聯集含有所有的元素,所有的元素和所有的元素,而沒有其他元素。形式上:

的元素,若且唯若屬於屬於屬於
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代數性質

二元聯集(兩個集合的聯集)是一種結合運算,即

。事實上,也等於這兩個集合,因此圓括號在僅進行聯集運算的時候可以省略。

相似的,聯集運算滿足交換律,即集合的順序任意。

空集是聯集運算的單位元素。即,對任意集合。可以將空集當作個集合的聯集。

結合交集補集運算,聯集運算使任意冪集成為布林代數。例如,聯集和交集相互滿足分配律,而且這三種運算滿足德·摩根律。若將聯集運算換成對稱差運算,可以獲得相應的布林環

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無限聯集

公理化集合論聯集公理,有唯一的集合 滿足:

也就是直觀上「對所有 和所有 等價於有某個 的下屬集合 ,使得」。以上的 可以直觀的視為一個集族,而把 看成對 內的集合取聯集,例如:

但這個公理並沒有對 下屬集合的數量做出任何限制,所以這個 被俗稱為任意聯集無限聯集

,會稱 覆蓋(cover),也就是直觀上可以用 裡的所有集合疊起來蓋住

無限聯集有多種表示方法:

可模仿求和符號記為

但大多數人會假設指標集 的存在,換句話說

指標集 自然數系 的情況下,更可以仿無窮級數來表示,也就是說:

也可以更粗略直觀的將 寫作

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無限聯集的性質

定理(0) — 

更多資訊 (1) ...
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比較性質

定理(1) — 

更多資訊 , (u) ...
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覆蓋性質

定理(2) — 

正好就是其冪集的聯集」,這個定理直觀上可理解成,因為冪集 是以 子集為元素,所以 的聯集理當是

更多資訊 , (u) ...

定理(3) — 

直觀上,這個定理說「一群集合的聯集包含於 ,則它們個個都包含於

更多資訊 (1) ...

定理(4) — 

直觀上,這個定理說「集族 的聯集為 ,則對 的每點 ,都可從 裡找到一個 的鄰域 ,且這個鄰域不會比 大 」

更多資訊 , (u) ...
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運算性質

定理(5) — 

更多資訊 (1) ...

直觀上這個定理說,交集在「無限聯集滿足分配律」,一般會不正式的寫為

定理(6) — 
,若對自然數 做以下的符號定義:

那有

這個定理一般會被不正式的寫為

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參考

參考文獻

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