Dorota Pekasiewicz Uniwersytet Łódzki, Wydział Ekonomiczno-Socjologiczny Katedra Metod Statystycznych, Łódź, ul. Rewolucji 1905 r.

Podobne dokumenty
2.1. Postać algebraiczna liczb zespolonych Postać trygonometryczna liczb zespolonych... 26

Spis treści. O autorach 13. Wstęp 15. Przedmowa do wydania drugiego 19

Spis treści. O autorach 13. Wstęp 15. Przedmowa do wydania szóstego 19

WYKŁADY Z MATEMATYKI DLA STUDENTÓW UCZELNI EKONOMICZNYCH

Elementy logiki matematycznej

LOGIKA I TEORIA ZBIORÓW

Spis treści. Przedmowa do wydania piątego

Sylabus do programu kształcenia obowiązującego od roku akademickiego 2014/15

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA... 13

Matematyka I i II - opis przedmiotu

Matematyka dla studentów ekonomii : wykłady z ćwiczeniami/ Ryszard Antoniewicz, Andrzej Misztal. Wyd. 4 popr., 6 dodr. Warszawa, 2012.

I. Podstawowe pojęcia i oznaczenia logiczne i mnogościowe. Elementy teorii liczb rzeczywistych.

Przykłady zdań w matematyce. Jeśli a 2 + b 2 = c 2, to trójkąt o bokach długości a, b, c jest prostokątny (a, b, c oznaczają dane liczby dodatnie),

Spis treści. Rozdział I. Wstęp do matematyki Rozdział II. Ciągi i szeregi... 44

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EIB s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach. opis efektu kształcenia

Kierunek i poziom studiów: Chemia, pierwszy Sylabus modułu: Matematyka A (0310-CH-S1-001)

Imię, nazwisko i tytuł/stopień KOORDYNATORA (-ÓW) kursu/przedmiotu zatwierdzającego protokoły w systemie USOS Jarosław Kotowicz, dr

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA 2016/ /20 (skrajne daty)

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Matematyka ETId Elementy logiki

REPETYTORIUM Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ FUNKCJE JEDNEJ ZMIENNEJ

Analiza matematyczna Mathematical analysis. Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Matematyki i Nauk Informacyjnych, Zakład Procesów Stochastycznych i Matematyki Finansowej B. Ogólna charakterystyka przedmiotu

Opis przedmiotu: Matematyka I

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni 30 30

Opis poszczególnych przedmiotów (Sylabus)

0.1. Logika podstawowe pojęcia: zdania i funktory, reguły wnioskowania, zmienne zdaniowe, rachunek zdań.

Elementy logiki (4 godz.)

Kurs matematyki dla chemików

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA (skrajne daty)

Koordynator przedmiotu dr Artur Bryk, wykł., Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej B. Ogólna charakterystyka przedmiotu

Jest to zasadniczo powtórka ze szkoły średniej, być może z niektórymi rzeczami nowymi.

1. Wstęp do logiki. Matematyka jest nauką dedukcyjną. Nowe pojęcia definiujemy za pomocą pojęć pierwotnych lub pojęć uprzednio wprowadzonych.

KARTA PRZEDMIOTU WYMAGANIA WSTEPNE CELE KURSU

Ziemia obraca się wokół Księżyca, bo posiadając odpowiednią wiedzę można stwierdzić, czy są prawdziwe, czy fałszywe. Zdaniami nie są wypowiedzi:

Analiza Matematyczna Ćwiczenia

Lista 1 (elementy logiki)

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Lista 0 wstęp do matematyki

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

MATEMATYKA MATHEMATICS. Forma studiów: studia niestacjonarne. Liczba godzin/zjazd: 3W E, 3Ćw. PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE semestr 1

dr ANNA NIEWULIS CENTRUM NAUCZANIA MATEMATYKI i KSZTAŁCENIA na ODLEGŁOŚĆ pokój 310

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 45 30

SYLABUS. Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów. stopnia

KIERUNEK STUDIÓW: ELEKTROTECHNIKA

Analiza matematyczna i algebra liniowa Wprowadzenie Ciągi liczbowe

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

Matematyka. rok akademicki 2008/2009, semestr zimowy. Konwersatorium 1. Własności funkcji

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W NOWYM SĄCZU SYLABUS PRZEDMIOTU. Obowiązuje od roku akademickiego: 2010/2011

Imię, nazwisko i tytuł/stopień KOORDYNATORA (-ÓW) kursu/przedmiotu zatwierdzającego protokoły w systemie USOS Mirosław Szejbak, dr

Roger Bacon Def. Def. Def Funktory zdaniotwórcze

Wykład 1. Informatyka Stosowana. 1 października Informatyka Stosowana Wykład 1 1 października / 26

ANALIZA SYLABUS. A. Informacje ogólne

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Treści programowe. Matematyka. Efekty kształcenia. Literatura. Terminy wykładów i ćwiczeń. Warunki zaliczenia. tnij.org/ktrabka

PROGRAM ZAJĘĆ WYRÓWNAWCZYCH Z MATEMATYKI NA KIERUNKU MATEMATYKA

WYŻSZA SZKOŁA MENEDŻERSKA W WARSZAWIE WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA W CIECHANOWIE KARTA PRZEDMIOTU - SYLABUS

Analiza matematyczna Mathematical analysis. Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Zalecana znajomość matematyki odpowiadająca maturze na poziomie podstawowym

TO SĄ ZAGADNIENIA O CHARAKTERZE RACZEJ TEORETYCZNYM PRZYKŁADOWE ZADANIA MACIE PAŃSTWO W MATERIAŁACH ĆWICZENIOWYCH. CIĄGI

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu ELEKTROTECHNIKA (Nazwa kierunku studiów)

1.1. Rachunek zdań: alternatywa, koniunkcja, implikacja i równoważność zdań oraz ich zaprzeczenia.

Zał. nr 4 do ZW 33/2012 WYDZIAŁ MATEMATYKI WYDZIAŁ BUDOWNICTWA LĄDOWEGO I WODNEGO KARTA PRZEDMIOTU

Analiza matematyczna i algebra liniowa

Treści programowe. Matematyka 1. Efekty kształcenia. Literatura. Warunki zaliczenia. Ogólne własności funkcji. Definicja 1. Funkcje elementarne.

Rok akademicki: 2018/2019 Kod: GGiG s Punkty ECTS: 9. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Kryteria oceniania z matematyki zakres podstawowy Klasa I

LOGIKA MATEMATYCZNA, ZBIORY, LICZBY RZECZYWISTE

EGZAMIN LICENCJACKI NA KIERUNKU MATEMATYKA ROK AKADEMICKI 2016/2017

Z-ID-102 Analiza matematyczna I

Sylabus - Matematyka

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Zalecana znajomość matematyki odpowiadająca maturze na poziomie podstawowym

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Kierunek Chemia. Semestr 1 Godziny 3 3 Punkty ECTS 11 w c l p S BRAK

Kierunek i poziom studiów: Informatyka, pierwszy Sylabus modułu: Analiza Matematyczna Nazwa wariantu modułu (opcjonalnie):

MATEMATYKA SYLABUS. A. Informacje ogólne

Projekt Informatyka przepustką do kariery współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2. Opis zajęć dydaktycznych i pracy studenta

Wykład 1. Informatyka Stosowana. 3 października Informatyka Stosowana Wykład 1 3 października / 26

Np. Olsztyn leży nad Łyną - zdanie prawdziwe, wartość logiczna 1 4 jest większe od 5 - zdanie fałszywe, wartość logiczna 0

ZAKRESY NATERIAŁU Z-1:

Wstęp do analizy matematycznej

Rachunek różniczkowy w zadaniach

Analiza matematyczna. Wzornictwo Przemysłowe I stopień Ogólnoakademicki studia stacjonarne wszystkie specjalności Katedra Matematyki dr Monika Skóra

Analiza matematyczna

Spis treści. Wstęp Konstrukcja modelu matematycznego... 1

WYDZIAŁ ***** KARTA PRZEDMIOTU

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

Logika, teoria zbiorów i wartość bezwzględna

Elementy logiki i teorii mnogości

W planie dydaktycznym założono 172 godziny w ciągu roku. Treści podstawy programowej. Propozycje środków dydaktycznych. Temat (rozumiany jako lekcja)

Analiza matematyczna. Mechanika i Budowa Maszyn I stopień ogólnoakademicki studia stacjonarne wszystkie Katedra Matematyki dr Beata Maciejewska

Nr postępowania: ZP/366/055/U/13 ZAKRESY NATERIAŁU

Transkrypt:

Dorota Pekasiewicz Uniwersytet Łódzki, Wydział Ekonomiczno-Socjologiczny Katedra Metod Statystycznych, 90-214 Łódź, ul. Rewolucji 1905 r. nr 41 RECENZENT Stanisław Wanat REDAKTOR INICJUJĄCY Monika Borowczyk REDAKTOR WYDAWNICTWA UŁ Katarzyna Gorzkowska SKŁAD I ŁAMANIE Munda Maciej Torz PROJEKT OKŁADKI Katarzyna Turkowska Zdjęcie wykorzystane na okładce: Depositphotos.com/exopixel Copyright by Dorota Pekasiewicz, Łódź 2018 Copyright for this edition by Uniwersytet Łódzki, Łódź 2018 Wydane przez Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego Wydanie I. W.08154.17.0.M Ark. wyd. 10,0; ark. druk. 20,0 ISBN 978-83-8088-993-4 e-isbn 978-83-8088-994-1 Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego 90-131 Łódź, ul. Lindleya 8 www.wydawnictwo.uni.lodz.pl e-mail: ksiegarnia@uni.lodz.pl tel. (42) 665 58 63

Spis treści Przedmowa 9 Rozdział 1. Zagadnienia wstępne 11 1.1. Elementy logiki 11 1.2. Elementy teorii mnogości 14 1.3. Relacje 21 1.4. Symbole uogólnione 22 Rozdział 2. Funkcja jednej zmiennej i jej własności 25 2.1. Pojęcie funkcji jednej zmiennej 25 2.2. Ciąg liczbowy i jego własności 26 2.3. Przegląd funkcji elementarnych 37 2.4. Podstawowe własności funkcji jednej zmiennej 44 2.4.1. Monotoniczność i różnowartościowość funkcji 44 2.4.2. Ograniczoność funkcji 46 2.4.3. Okresowość funkcji 47 2.4.4. Parzystość, nieparzystość funkcji 48 2.5. Złożenie funkcji 49 2.6. Funkcja odwrotna 50 2.7. Granica i ciągłość funkcji jednej zmiennej 53 2.7.1. Definicja granicy w punkcie 53 2.7.2. Granice w nieskończoności 57 2.7.3. Własności granic 58 2.8. Ciągłość funkcji 60 2.9. Asymptoty funkcji 63 2.10. Zadania 69 2.11. Pytania testowe 73 2.12. Odpowiedzi do zadań 76 2.13. Odpowiedzi do pytań testowych 79 Rozdział 3. Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej 81 3.1. Pochodna funkcji jednej zmiennej 81 3.1.1. Pochodna funkcji w punkcie 81 3.1.2. Pochodna jako funkcja 84 3.2. Pochodne funkcji wyższych rzędów 89 3.3. Różniczki funkcji 91 Spis treści 5

3.4. Zastosowanie pochodnych do badania własności funkcji 93 3.4.1. Symbole nieoznaczone i reguła de L Hospitala 93 3.4.2. Ekstrema lokalne i monotoniczność funkcji 96 3.4.3. Wklęsłość, wypukłość funkcji i punkty przegięcia 103 3.5. Badanie przebiegu zmienności funkcji 107 3.6. Zastosowanie ekonomiczne rachunku różniczkowego funkcji jednej zmiennej 114 3.6.1. Funkcje popytu i podaży. Krzywe Törnquista 114 3.6.2. Funkcje kosztów, przychodu i zysku 117 3.6.3. Elastyczność funkcji 118 3.6.4. Funkcja trendu i stopa wzrostu 119 3.7. Zadania 121 3.8. Pytania testowe 127 3.9. Odpowiedzi do zadań 130 3.10. Odpowiedzi do pytań testowych 144 Rozdział 4. Szeregi liczbowe 145 4.1. Definicja szeregu liczbowego i sumy szeregu 145 4.2. Rodzaje szeregów liczbowych 146 4.3. Wyznaczanie sum wybranych szeregów 147 4.4. Warunek konieczny zbieżności szeregu 151 4.5. Kryteria zbieżności szeregów liczbowych o wyrazach nieujemnych 153 4.6. Badanie zbieżności szeregów naprzemiennych 159 4.7. Zadania 161 4.8. Pytania testowe 164 4.9. Odpowiedzi do zadań 167 4.10. Odpowiedzi do pytań testowych 169 Rozdział 5. Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej 171 5.1. Pojęcie całki nieoznaczonej i jej własności 171 5.2. Podstawowe metody całkowania 174 5.3. Całka oznaczona Riemanna i jej własności 178 5.4. Całki niewłaściwe I i II rodzaju 186 5.5. Całka jako funkcja górnej granicy całkowania 191 5.6. Funkcja beta i gamma 193 5.7. Przykłady zastosowania rachunku całkowego w ekonomii 196 5.8. Zadania 198 5.9. Pytania testowe 202 5.10. Odpowiedzi do zadań 205 5.11. Odpowiedzi do pytań testowych 207 6 Spis treści

Rozdział 6. Macierze 209 6.1. Pojęcie macierzy i rodzaje macierzy 209 6.2. Działania na macierzach 213 6.3. Charakterystyki liczbowe macierzy 217 6.4. Macierz transponowana i odwrotna. Metody wyznaczania 225 6.5. Pierwiastki charakterystyczne. Określoność macierzy 231 6.6. Zadania 233 6.7. Pytania testowe 237 6.8. Odpowiedzi do zadań 240 6.9. Odpowiedzi do pytań testowych 243 Rozdział 7. Układy równań liniowych 245 7.1. Definicja układu równań liniowych i jego postaci 245 7.2. Klasyfikacja układów równań 246 7.3. Twierdzenie Kroneckera-Cappellego i jego zastosowanie 249 7.4. Układy równań Cramera 251 7.5. Nieoznaczone układy równań 254 7.6. Zadania 258 7.7. Pytania testowe 260 7.8. Odpowiedzi do zadań 263 7.9. Odpowiedzi do pytań testowych 265 Rozdział 8. Funkcje wielu zmiennych 267 8.1. Pojęcie funkcji wielu zmiennych 267 8.2. Granica i ciągłość funkcji wielu zmiennych 270 8.3. Pochodne cząstkowe funkcji wielu zmiennych 274 8.4. Pochodna kierunkowa funkcji wielu zmiennych 280 8.5. Różniczki zupełne funkcji wielu zmiennych 282 8.6. Zastosowanie pochodnych cząstkowych do badania funkcji wielu zmiennych 285 8.6.1. Ekstrema lokalne funkcji wielu zmiennych 285 8.6.2. Wklęsłość i wypukłość funkcji wielu zmiennych 288 8.6.3. Ekstrema warunkowe funkcji wielu zmiennych 290 8.6.4. Najmniejsza i największa wartość funkcji 293 8.7. Zastosowanie ekonomiczne funkcji wielu zmiennych 297 8.8. Zadania 302 8.9. Pytania testowe 307 8.10. Odpowiedzi do zadań 310 8.11. Odpowiedzi do pytań testowych 317 Literatura 319 Spis treści 7

Przedmowa Metody ilościowe odgrywają istotną rolę w różnego rodzaju badaniach ekonomicznych, społecznych, przyrodniczych czy medycznych. Pozwalają skutecznie rozwiązać wiele problemów i podejmować najbardziej optymalne decyzje, a także wpływają na rozwój różnych dziedzin nauki. Metody Ilościowe w Ekonomii, Finansach i Zarządzaniu to cykl publikacji zawierający treści programowe z matematyki oraz statystyki obowiązujące studentów kierunków ekonomicznych, jak również przydatne osobom prowadzącym prace naukowe i badawcze. Cykl ten rozpoczyna Matematyka, w której przedstawione są najważniejsze pojęcia z zakresu analizy matematycznej i algebry, które mogą być wykorzystywane w badaniach ekonomicznych. Książka składa się z ośmiu rozdziałów. W rozdziale pierwszym przedstawione są zagadnienia wstępne elementy logiki i teorii mnogości. Kolejne rozdziały poświęcone są funkcjom jednej zmiennej, w szczególności ciągom liczbowym, rachunkowi różniczkowemu i całkowemu funkcji jednej zmiennej oraz szeregom liczbowym. W rozdziale szóstym i siódmym ujęto najważniejsze zagadnienia dotyczące rachunku macierzowego i metod rozwiązywania układów równań liniowych. Ostatni rozdział zawiera wiadomości związane z funkcjami wielu zmiennych, ze szczególnym uwzględnieniem funkcji dwóch zmiennych. Oprócz rozważań teoretycznych książka zawiera przykłady o charakterze matematycznym, mające na celu przybliżenie opisywanych problemów i wskazanie metod ich rozwiązania, a także przykłady prezentujące zastosowanie ekonomiczne rozważanych pojęć. W każdym rozdziale, oprócz pierwszego, znajdują się zadania do samodzielnego rozwiązania i pytania testowe, do których podane są odpowiedzi. Wydaje się, że taki układ publikacji będzie pomocny studentom w uczeniu się matematyki na różnych kierunkach studiów, o zróżnicowanym stopniu zaawansowania wymagań matematycznych. Autorka

ROZDZIAŁ 1 Zagadnienia wstępne 1.1. Elementy logiki Podstawowymi pojęciami logiki są: zdanie, forma zdaniowa, funkcja zdaniowa i kwantyfikatory. Zdaniem nazywamy każde wyrażenie, któremu można przypisać jedną z ocen: prawdę lub fałsz. Prawda i fałsz to wartości logiczne zdania. Zdania oznaczamy zwykle małymi literami, np. p, q, zaś wartość logiczną zdania symbolem 1, gdy jest ono prawdziwe oraz symbolem 0, gdy jest fałszywe. Wśród zdań wyróżniamy zdania proste i złożone. Zdania złożone składają się ze zdań prostych połączonych funktorami zdaniotwórczymi (spójnikami zdaniowymi). Do najczęściej stosowanych funktorów zdaniotwórczych należą: negacja (~), alternatywa ( ), koniunkcja ( ), implikacja ( ), równoważność ( ). Negacją zdania p nazywamy zdanie nieprawda, że p i oznaczamy ~p. Alternatywą nazywamy zdanie p lub q i oznaczamy p q, zaś koniunkcją zdanie p i q, które oznaczamy p q. Implikacją nazywamy zdanie jeżeli p, to q i zapisujemy p q, natomiast równoważnością zdanie p wtedy i tylko wtedy, gdy q i zapisujemy p q. 1.1. Elementy logiki 11

Przykładem zdania prostego fałszywego (o wartości logicznej 0) 3 jest liczba 8 jest niewymierna, natomiast zdanie proste prawdziwe (o wartości logicznej 1) to romb jest trapezem. Wartości logiczne zdań złożonych, w zależności od wartości logicznych zdań prostych wchodzących w skład rozpatrywanego zdania przedstawione są w tab. 1. Tablica 1. Wartości logiczne negacji, alternatywy, koniunkcji, implikacji i równoważności p q ~ p p q p q p q p q 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 Zdanie typu liczba pierwsza jest podzielna przez 1 i przez samą siebie jest koniunkcją i jest zdaniem złożonym prawdziwym. Zdanie prawdziwe nazywamy tautologią. Do ważniejszych tautologii należą zdania: 1) p ~ (~ p ) (prawo podwójnego przeczenia), 2) ~ (p q ) (~ p ~ q) (prawo de Morgana), 3) ~ (p q ) (~ p ~ q) (prawo de Morgana), 4) (p q) (~q ~ p) (prawo transpozycji), 5) (p q) (~ p q) (prawo implikacji), 6) [(p q) p] q (reguła odrywania), 7) ~ (p q) [p (~ q)], (zaprzeczenie implikacji), 8) (p q) [(p q ) (q p)]. Przykłady innych tautologii można znaleźć m.in. w podręczniku: Abtowa, Piasecki, Różański, Świtalski (2000). Sprawdzenie prawdziwości zdań związane jest z rozważeniem wszystkich możliwych wariantów wartości logicznych zdań p i q. Przykład 1.1. Prawdziwość praw de Morgana jest uzasadniona następująco: 12 Zagadnienia wstępne

~(p q ) (~ p ~ q) p q p q ~ (p q) ~ p ~ q ~ p ~ q ~ (p q ) (~ p ~ q) 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 ~ (p q ) (~ p ~ q) p q p q ~ (p q) ~ p ~q ~ p ~ q ~ (p q) (~ p ~ q) 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 Ostatnie kolumny w tablicach świadczą o prawdziwości rozważanych zdań bez względu na wartości logiczne zdań p i q, zatem są tautologiami. Wyrażenie, któremu nie można przypisać wartości logicznej nazywamy formą zdaniową. Formą zdaniową jest funkcja zdaniowa, czyli wyrażenie zawierające zmienne. Funkcja zdaniowa staje się zdaniem, jeśli za zmienne podstawimy konkretne wielkości z jej zakresu zmienności (dziedziny). Przykład 1.2. Wyrażenie x 2 1 = 3, gdzie x R, jest funkcją zdaniową, której dziedziną jest zbiór liczb rzeczywistych R. Dla x { 2, 2} ma ono wartość logiczną 1, a dla x { 2, 2} wartość logiczną 0. Przykład 1.3. Wyrażenie x 2 1 = 3, gdzie x N, jest funkcją zdaniową, której dziedziną jest zbiór liczb naturalnych N. Dla x = 2 ma ono wartość logiczną 1, a dla x N \ {2} wartość logiczną 0. 1.1. Elementy logiki 13

W zapisie funkcji zdaniowych wykorzystuje się symbole zwane kwantyfikatorami. Wyróżniamy: kwantyfikator ogólny (duży): dla każdego, kwantyfikator szczegółowy (mały): istnieje. Kwantyfikatory umożliwiają skrócenie zapisu funkcji zdaniowych. Na przykład funkcję zdaniową liczba naturalna n jest liczbą parzystą można zapisać za pomocą kwantyfikatorów w postaci: n 2 k. Kwantyfikatory znajdują zastosowanie w zapisach definicji i twierdzeń matematycznych. Rachunek kwantyfikatorów charakteryzuje się następującymi własnościami: x X x X 2) ~ ~ x X x X 3) x X x X x X 4) x X x X x X k N 1) ~ p x ~ p x (prawo de Morgana), 5) p x p x (prawo de Morgana), p x q x p x q x, p x q x p x q x, p x q x p x q x, x X x X x X 6) x X x X x X 7) p x q x p x q x, p x q x p x q x, x X x X x X gdzie p i q są funkcjami zdaniowymi zmiennej x o zakresie zmienności X. 1.2. Elementy teorii mnogości Teoria mnogości jest działem matematyki zajmującym się badaniem własności zbiorów. 14 Zagadnienia wstępne

Zbiór jest pojęciem pierwotnym, niedefiniowanym. Zbiory oznaczamy dużymi literami (np. A, B, C, ), zaś elementy należące do zbiorów małymi literami: a, b, Zbiory przedstawiamy, wypisując ich elementy, np. {2, 4, 6, 8} albo podając funkcję zdaniową, którą muszą spełniać ich elementy, np. {x R: x 2 1 < 0}. Pewnym zbiorom przypisane są standardowe oznaczenia: N zbiór liczb naturalnych, czyli zbiór {0, 1, 2,...}, N + zbiór liczb naturalnych dodatnich, czyli zbiór {1, 2,...}, C zbiór liczb całkowitych, W zbiór liczb wymiernych, NW zbiór liczb niewymiernych, R zbiór liczb rzeczywistych, R + zbiór liczb rzeczywistych dodatnich, R zbiór liczb rzeczywistych ujemnych. Określenie zbiór liczb naturalnych dotyczyć może zbioru {1, 2,...} (por. Piszczała, 2000). Liczbę elementów zbioru A nazywamy liczebnością lub licznością zbioru i oznaczamy n(a). Zbiory o tej samej liczebności nazywamy równolicznymi lub zbiorami o tej samej mocy. Zbiory skończone (o skończonej liczbie elementów) lub równoliczne ze zbiorem liczb naturalnych (nieskończone, których elementy da się uporządkować) nazywamy przeliczalnymi. Zbiory niebędące przeliczalnymi nazywane są nieprzeliczalnymi. Zbiorami nieprzeliczalnymi są m.in. zbiór liczb rzeczywistych, zbiór liczb niewymiernych. Zbiór liczbowy może być ograniczony lub nieograniczony. Zbiorami ograniczonymi są przedziały liczbowe postaci: (a, b) = {x R: a < x < b}, a, b = {x R: a x b}, (a, b = {x R: a < x b}, a, b) = {x R: a x < b}, zaś przedziały (a, ) = {x R: x > a}, a, ) = {x R: x a}, (, b) = {x R: x < b}, (, b = {x R: x b} są zbiorami nieograniczonymi (a, b to ustalone liczby rzeczywiste). Dla ograniczonego zbioru liczbowego A określamy kres dolny i kres górny zbioru. Kresem dolnym (infimum) ograniczonego zbioru A nazywamy największą liczbę ograniczającą ten zbiór z dołu i oznaczamy infa. 1.2. Elementy teorii mnogości 15