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离散数学第六章 集合 自然数与自然数集
学一:认识作者,了解作品背景作者简介:欧阳修(1007—1072),字永叔,自号醉翁,晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人,因吉州原属庐陵郡,因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠,世
称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家,与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
6.1 集合的基本概念 6.2 集合的基本运算 6.3 全集和集合的补 6.4 自然数与自然数集 6.5 包含与排斥原理
11 醉翁亭记
1.反复朗读并背诵课文,培养文言语感。
2.结合注释疏通文义,了解文本内容,掌握文本写作思路。
3.把握文章的艺术特色,理解虚词在文中的作用。
4.体会作者的思想感情,理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬,于庆历六年写下《岳阳楼记》,寄托自己“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的政治理想。实际上,这次改革,受
当n=0时,已经证明了结论成立。 对n作归纳假设,假设对任意自然数m, 有n∊m, 或者n=m,或者m∊n三者之一成立。 现在考察对于n+=n+1的情况。
n+=n∪{n},对于任意自然数m, 若n∊m, 则由对m用归纳法可以证明 n+∊m或者n+=m之一成立(见前页)。 若n=m,则m∊{m}={n},即m∊n∪{n}=n+。 若m∊n,则m∊n∪{n}=n+。
,使得0=m+。 4.n和m均是自然数,如果n+=m+,那么n=m。 5.如S是N的子集,有性质
(1) 0∊S, (2) 如果n∊S,那么n+∊S , 则有 S=N。
数学归纳法——皮亚诺公设的第5条
设n是一个自然数, P(n)表示一个与n有关的公式或命题,
令 S={n∊N│P(n)为真} 。
若证明了 P(0)为真,也即0∊S (归纳基础); 若P(n)为真,则P(n+) 也为真,
4 ={Ø ,{Ø },{Ø ,{Ø }},{Ø ,{Ø },{Ø ,{Ø }}}}
┅┅┅┅
自然数的定义
0=Ø 1={0}=0+ 2={0,1}=1+ 3={0,1,2}=2+ 4={0,1,2,3}=3+ ┅┅┅┅
定义2 对于一个集合S, 如果它是空集Ø(亦即0 ), 或者有一个自然数n ,使得S=n+ , 则称S为一个自然数。
例2 (p69)证明:对于任意自然数m和n,都有 m∊n或者m=n或者n∊m之一成立。
当n=0时,已经证明了结论成立。
对n作归纳假设,假设对任意自然数m, 有n∊m, 或者n=m,或者m∊n三者之一成立。
现在考察对于n+=n+1的情况。
n∊m
n=m
m∊n
n+∊m
n+=m
m∊n+
例2 (p69)证明:对于任意自然数m和n,都有 m∊n或者m=n或者n∊m之一成立。
之”是总起词语,故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏,在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子,教师可做适当的讲解引导。目标导学三:结合注释
例2 (p69)证明:对于任意自然数m和n,都有 m∊n或者m=n或者n∊m之一成立。
证明:对n用归纳法。 当n=0时, n=Ø. 显然, 对于任意的自然数m, 只有两种情况: m=Ø, 或者 Ø ∊m (对于非0自然数) 即有 m=n, 或者n∊m之一成立.
可以对m运用数学归纳法证明(详见教材)
即若n∊S,则n+∊S ( 归纳步骤)。
则由皮亚诺公设第5条, 得S=N。
第二归纳法
若 n=0时命题成立, 假定当n 小于等于k 时命题成立,可以证明
n等于k+1 时命题也成立。 则对于一切自然数命题成立。 这种归纳方法又叫第二归纳法。
性质
①设n1,n2和n3是三个任意的自然数,若 n1∊n2,n2∊n3,则n1∊n3 。
②设n1和n2是两个任意的自然数,则下述三个 式中有一个成立: n1∊n2, n1=n2, n2∊n1
③设S是自然数集的任意非空子集,则存在 n0∊S ,使得n0∩S=Ø。
例1 (传递性)
设n是一个自然数,求证:
若n1和n2为两个集合,且n1∊n2,n2∊n,则n1∊n。
设
S={n∊N│若有n1,n2, 且n1∊n2,n2∊n,则n1∊n},
证明:对m用归纳法。
若m=n+,则 n∊m成立, 此时有n+=m 。
归纳假设对任意的m,
若n∊m,则n+=m,或者n+∊m之一成立。
考察m+=m∪{m},
若n ∊m+={m}∪m,
n ∊{m}∪m
n =m
n ∊m
n+ =m∊m n+ ∊m+
例 求证:对于任意自然数m和n, 若n∊m, 则n+∊m或者n+=m之一成立.
证明:对m用归纳法。 若m=n+,则 n∊m成立, 此时有n+=m 。 归纳假设对任意的m, 若n∊m,则n+=m,或者n+∊m之一成立。 考察m+=m∪{m}, 若n ∊m+={m}∪m,则n=m,或者n∊m。 于是有n+=m+, 或者n+=m,或者n+∊m之一成立。 从而分别有n+=m+ , 或者n+=m∊m+,或者n+∊m ∊m+ 之一成立, 即有n+=m+或者n+∊ m+之一成立。 所以归纳得证结论成立。
集合的归纳定义(递归定义)
基础条款—— 指出某些事物属于集合,给集 合以基本元素,使所定义的集合非空。
归纳条款——指出由集合的已有元素构造新 元素的方法。
最小性条款——断言一个事物除非能有限次 应用基础条款和归纳条款构成外,那么这个 事物不是集合的成员。
注: 最小性条款形式可能不同,结果可能是等价的, 全部服务于一个目的,既指明所定义的集合是满 足基础条款与归纳条款的最小集合。
例 设B={a,b}, 则 B+={a,b}∪{{a,b}} = {a,b,{a,b}}
自然数 (冯·诺伊曼 John von Neumann, 1903年12月28日生于匈牙利,1957年2月8日卒于美国)
0=Ø 1={Ø } 2={Ø ,{Ø }} 3={Ø ,{Ø },{Ø ,{Ø }}}
1={0} 2={0,1}=1+ 3={0,1,2}=2+ 4={0,1,2,3}=3+ ┅┅┅┅
到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外,还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州,也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间,欧阳修在滁州留下了不逊
于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧!【教学提示】结合前文教学,有利于学生把握本文写作背景,进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导
所以归纳得证S=N。
1908年Zermelo(蔡梅罗)定义的自然数
0=Ø 1={Ø } 2={{Ø }} 3={{{Ø }}} 4 ={{{{Ø }}}} ┅┅
显然,
0∊1∊2∊3∊4∊ ┅ ┅
但“∊”不满足传递性,未能准确刻画出自然
数本身所固有的良好性质。
例 求证:对于任意自然数m和n, 若n∊m, 则n+∊m或者n+=m之一成立.
N满足① ②
例4 (补) 求证:T=S, 这里 T={3n|n ∊N}.
证明: 先证T⊆S 。记P(n)表示3n属于S。 当n=1时,3*1=3属于S,故P(1)显然成立。 归纳假设P(k)成立,则 3*(k+1)=3*k+3也属于S。 即有P(k+1)成立。由归纳法, T⊆S得证。
再证明S⊆T。 由基础条款,0、3属于S, 显然,0、3都是3的倍数,故0、3都属于T。
即对n+ 满足: 对于任意自然数m, 有m∊n+, 或者m=n+, 或者n+∊m三者之一成立。
例3 (p70)设有数目相等的两堆棋子,两人轮流从任
一堆里取出任意颗棋子,但不能不取,也不 能同时在两堆里取。规定谁最后取完,谁胜 利。求证可以保证让后取者必胜。
例3 (p70) 求证可以保证让后取者必胜。
关于“醉翁”与“六一居士”:初谪滁山,自号醉翁。既老而衰且病,将退休于颍水之上,则又更号六一居士。客有问曰:“六一何谓也?”居士曰:“吾家藏书一万卷,集录三代以来金石遗文一千卷,有
琴一张,有棋一局,而常置酒一壶。”客曰:“是为五一尔,奈何?”居士曰:“以吾一翁,老于此五物之间,岂不为六一乎?”写作背景:宋仁宗庆历五年(1045年),参知政事范仲淹等人遭谗离职,欧阳
例4 (p70) 用归纳定义集合S={n∊N│3整除n}
设S是一个集合,它满足以下三条: ① 3∊S, 且0∊S; ② 如果x∊S,y∊S,那么x+y∊S; ③ S中的元素均是有限次地运用①和②得到的。
注:第③条也可改为: A是一个任意集合, 若3∊A,且0∊A,且若x,y∊A,则x+y∊A, 那么S⊆A。
第六章 集合
6.1 集合的基本概念 6.2 集合的基本运算 6.3 全集和集合的补 6.4 自然数与自然数集 6.5 包含与排斥原理
后继: A+ =A∪{A}
定义1 A是一个给定的集合,存在一个集合叫做 A的后继,记为A+ 。
例 设A={a}, 则 A+= {a}∪{{a}} = {a, {a}}
假定x与y都属于S,而且都属于T, 则 x+y也属于S,同时也是3的倍数,即属于T。
即有归纳条款得到的新元素也属于T,故S⊆T得证。