Mengenoperationen

Mengenoperationen sind Methoden zum Kombinieren oder Vergleichen von Mengen. Hier betrachten wir die Vereinigung, den Schnitt, disjunkte Mengen, die Differenz, das Komplement und wie diese mit Venn-Diagrammen veranschaulicht werden können.

 

Vereinigung

Die Vereinigung zweier Mengen \( \large A\) und \( \large B\) ist die Menge aller Elemente, die in \( \large A\), in \( \large B\) oder in beiden enthalten sind. Sie wird geschrieben als:

 

$$ \large A \cup B = \{x \mid x \in A \;\vee\; x \in B\} $$

 

Beispiel: Wenn \( \large A = \{1,2,3\}\) und \( \large B = \{3,4,5\}\), dann ist \( \large A \cup B = \{1,2,3,4,5\}\).

 

 

Vereinigung

 

 

Schnittmenge

Die Schnittmenge zweier Mengen sind die Elemente, die sie gemeinsam haben. Sie wird geschrieben als:

 

$$ \large A \cap B = \{x \mid x \in A \;\wedge\; x \in B\} $$

 

Beispiel: Wenn \( \large A = \{1,2,3\}\) und \( \large B = \{3,4,5\}\), dann ist \( \large A \cap B = \{3\}\).

 

 

Schnittmenge

 

 

Disjunkte Mengen

Zwei Mengen sind disjunkt, wenn sie keine gemeinsamen Elemente haben. Das heißt, ihre Schnittmenge ist leer:

 

$$ \large A \cap B = \emptyset $$

 

Beispiel: \( \large A = \{1,2,3\}, B = \{4,5,6\}\).

 

 

Disjunkte Mengen

 

 

Differenz

Die Differenz zweier Mengen \( \large A\) und \( \large B\), geschrieben als \( \large A - B\) oder \( \large A \setminus B\), sind die Elemente, die in \( \large A\), aber nicht in \( \large B\) enthalten sind:

 

$$ \large A - B = \{x \mid x \in A \;\wedge\; x \notin B\} $$

 

Beispiel: Wenn \( \large A = \{1,2,3\}, B = \{3,4,5\}\), dann ist \( \large A - B = \{1,2\}\).

 

 

Differenz

 

 

Komplement

Wenn wir ein Universum \( \large U\) haben, das alle möglichen Elemente enthält, können wir das Komplement einer Menge \( \large A\) als alle Elemente in \( \large U\) definieren, die nicht in \( \large A\) enthalten sind. Es wird geschrieben als:

 

$$ \large A^{c} = \{x \in U \mid x \notin A\} $$

 

Beispiel: Wenn \( \large U = \{1,2,3,4,5\}\) und \( \large A = \{1,2\}\), dann ist \( \large A^{c} = \{3,4,5\}\).

 

 

Komplement

 

 

Venn-Diagramme

Venn-Diagramme werden oft verwendet, um Mengenoperationen grafisch darzustellen.

Kreise stellen Mengen dar, und überlappende Bereiche zeigen, wie Vereinigung, Schnittmenge, Differenz und Komplement funktionieren.

 

 

Venn-Diagramme

 

 

 

 

Formeln

Logische Symbole

$$ \begin{array}{rl} \forall & = \; \text{for all} \\[12pt] \exists & = \; \text{there exists} \\[12pt] \wedge & = \; \text{and} \\[12pt] \vee & = \; \text{or} \\[12pt] \neg & = \; \text{not} \\[12pt] \Rightarrow & = \; \text{if ... then} \\[12pt] \Leftrightarrow & = \; \text{if and only if} \end{array} $$

Notation

$$ \begin{array}{rl} a \in A & = \; \text{element $a$ is in the set $A$} \\[12pt] a \notin A & = \; \text{element $a$ is not in the set $A$} \\[12pt] A = B & = \; \text{$A$ is equal to $B$} \\[12pt] A \subseteq B & = \; \text{$A$ is a subset of $B$} \\[12pt] A \subset B & = \; \text{$A$ is a proper subset of $B$} \\[12pt] A \supseteq B & = \; \text{$A$ is a superset of $B$} \\[12pt] A \supset B & = \; \text{$A$ is a proper superset of $B$} \\[12pt] A \cup B & = \; \text{union of $A$ and $B$} \\[12pt] A \cap B & = \; \text{intersection of $A$ and $B$} \\[12pt] A \setminus B & = \; \text{difference of $A$ and $B$} \\[12pt] A^c & = \; \text{complement of $A$} \\[12pt] |A| & = \; \text{cardinality of $A$} \\[12pt] \varnothing & = \; \text{empty set} \end{array} $$