直積集合
[Wikipedia|▼Menu]
必ずしも有限でない集合 Λ で添字付けられる集合の族 {Aλ}λ∈Λ それらの直積は、写像の集合 { a : Λ → A ∣ a ( λ ) ∈ A λ , ∀ λ ∈ Λ } ⊂ Map ⁡ ( Λ , A ) ( A := ⋃ λ ∈ Λ A λ ) {\displaystyle \{a\colon \Lambda \to \mathbf {A} \mid a(\lambda )\in A_{\lambda },\,\forall \lambda \in \Lambda \}\subset \operatorname {Map} (\Lambda ,\mathbf {A} )\quad (\mathbf {A} :=\bigcup _{\lambda \in \Lambda }A_{\lambda })} と定義される[2]。これはまた aλ ? a(λ) と置けば、元の族の集合として ∏ λ ∈ Λ A λ = { ( a λ ) λ ∈ Λ ∣ a λ ∈ A λ , ∀ λ ∈ Λ } {\displaystyle \prod _{\lambda \in \Lambda }A_{\lambda }=\{(a_{\lambda })_{\lambda \in \Lambda }\mid a_{\lambda }\in A_{\lambda },\,\forall \lambda \in \Lambda \}} と書くこともできる。Λ が有限ならばこれは先に述べた有限直積と一致する[注釈 1]
標準射影
直積 ∏ Aλ に対し、各 Aλ をこの直積の直積因子と呼ぶ。各直積因子 Aμ (μ ∈ Λ) に対し、標準的に定まる全射 π μ : ∏ λ ∈ Λ A λ → A μ ; ( a λ ) λ ∈ Λ ↦ a μ {\displaystyle \pi _{\mu }\colon \prod _{\lambda \in \Lambda }A_{\lambda }\to A_{\mu };\;(a_{\lambda })_{\lambda \in \Lambda }\mapsto a_{\mu }} を第 μ-成分への射影あるいは簡単に第 μ-射影などと呼ぶ。
デカルト冪

集合 A に対し、それ自身の(任意個の)直積として得られる集合 A × A , A 2 := A × A , … {\displaystyle A\times A,\,A^{2}:=A\times A,\,\ldots }

を得る演算を A のデカルト冪 (Cartesian exponentation) と呼ぶ。非負整数 n に対して n-乗デカルト冪 (nth Cartesian power) は A n := ∏ i = 1 n A = A × A × ⋯ × A ⏞ n = { ( a 1 , a 2 , … , a n ) ∣ a i ∈ A , ∀ i = 1 , … , n } {\displaystyle A^{n}:=\prod _{i=1}^{n}A=\overbrace {A\times A\times \cdots \times A} ^{n}=\{(a_{1},a_{2},\ldots ,a_{n})\mid a_{i}\in A,\,\forall i=1,\ldots ,n\}}

で与えられる。一般の添字集合 Λ に対して A Λ := ∏ λ ∈ Λ A = { ( a λ ) λ ∈ Λ ∣ a λ ∈ A } = Map ⁡ ( Λ , A ) {\displaystyle A^{\Lambda }:=\prod _{\lambda \in \Lambda }A=\{(a_{\lambda })_{\lambda \in \Lambda }\mid a_{\lambda }\in A\}=\operatorname {Map} (\Lambda ,A)}

は Λ から A への写像全体の成す集合に他ならない[注釈 1]

集合 ? を実数全体の作る実数直線とすれば、デカルト冪の例としてデカルト座標平面(ドイツ語版) ?2 = ?×?, 三次元デカルト座標空間 ?3 = ? × ? × ?, 一般に n-次元実座標空間 ?n を挙げることができる。あるいは実数列の全体自然数の全体 ?(最小の超限順序数 ω)で添字付けられた無限デカルト冪 ?ω = ? × ? × ? である。例として A = {y ∈ ? : 1 ? y ? 4}, B = {x ∈ ? : 2 ? x ? 5}, C = {x ∈ ? : 4?x?7}} のとき、A ×(B ∩ C) = (A × B)∩(A × C), A ×(B ∪ C) = (A × B)∪(A × C), A ×(B ∖ C) = (A × B)∖(A × C) などが読み取れる。上と同じ例で (A ∪ B)×(C ∪ D) ≠ (A × C)∪(B × D) もわかる。集合 A = {x ∈ ? : 2 ? x ? 5}, B = {x ∈ ? : 3 ? x ? 7}, C = {y ∈ ? : 1 ? y ? 3}, D = {y ∈ ? : 2 ? y ? 4} に対して (A ∩ B)×(C ∩ D) = (A × C)∩(B × D) が成り立つ。
性質

Aλ = ∅ であるような λ ∈ Λ が少なくとも一つ存在すれば、∏
λ∈Λ Aλ = ∅ であることは、直ちに示される一方、その逆にあたる命題は
選択公理 (と同値)である。[3]
集合算

集合のデカルト積は交叉に関してよく振る舞う。すなわち ( A ∩ B ) × ( C ∩ D ) = ( A × C ) ∩ ( B × D ) {\displaystyle (A\cap B)\times (C\cap D)=(A\times C)\cap (B\times D)} [4]

が成り立つが、この式の交叉を合併に置き換えた式は一般には正しくない: ( A ∪ B ) × ( C ∪ D ) ≠ ( A × C ) ∪ ( B × D ) . {\displaystyle (A\cup B)\times (C\cup D)\neq (A\times C)\cup (B\times D).}

実は右辺は ( A × C ) ∪ ( B × D ) = [ ( A ∖ B ) × C ] ∪ [ ( A ∩ B ) × ( C ∪ D ) ] ∪ [ ( B ∖ A ) × D ] {\displaystyle (A\times C)\cup (B\times D)=[(A\setminus B)\times C]\cup [(A\cap B)\times (C\cup D)]\cup [(B\setminus A)\times D]}


次ページ
記事の検索
おまかせリスト
▼オプションを表示
ブックマーク登録
mixiチェック!
Twitterに投稿
オプション/リンク一覧
話題のニュース
列車運行情報
暇つぶしWikipedia

Size:54 KB
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
担当:undef