Упорядоченная пара. Декартово произведение двух множеств

Рассмотрим задачу: используя цифры 1, 2, 3, образуйте все возможные двузначные числа.

Запись каждого числа состоит из двух цифр, причем существенен порядок их следования (числа 12 и 21 различны).

В том случае, когда важен порядок следования элементов множества, в математике говорят об упорядоченных наборах элементах. В данном случае имеем дело с упорядоченной парой.

Упорядоченную пару, образованную из элементов а, b обозначают (а; b).

а – первая компонента пары, b – вторая компонента пары.

Определение. Пары (а; b) и (с; d) равны тогда и только тогда, когда а = с и b = d.

В школьном курсе математики мы встречались с упорядоченными парами при использовании прямоугольной системы координат, в которой каждая точка имеет координаты, представляющие собой пару чисел.

Задача. А = {1; 2}, В = {5; 6}. Составьте все возможные двузначные числа, число десятков которого принадлежит множеству А, а число единиц – множеству В.

Такими числами будут 15, 25, 16, 26.

В процессе решения этой задачи из двух данных множеств А и В образовано новое множество, элементами которого являются упорядоченные пары чисел (1; 5), (2; 5), (1; 6), (2; 6). Это новое множество называют декартовым произведением множеств А и В.

Определение. Декартовым произведением множеств А и В называется множество пар, первая компонента которых принадлежит множеству А, а вторая компонента принадлежит множеству В.

Записывают: А ´ В = {(а; b)½а Î А, bÎВ}

Пример. А = {1; 2}, В = {3; 4}. А ´ В = {(1; 3); (2; 3); (1; 4); (2; 4)}; В ´ А = {(3; 1); (3; 2); (4; 1); (4; 2)}. А ´ В ¹ В ´ А, следовательно, декартово умножение не обладает свойством коммутативности.

Аналогично рассуждая, можно показать, что для этой операции не выполняется свойство ассоциативности.

Декартово произведение множеств есть множество, поэтому, как и всякое множество, его можно задать перечислением и указанием характеристического свойства.

Элементы декартова произведения удобно записывать при помощи таблицы:

Каждый элемент множества А ´ В записывается в клетке, стоящей на пересечении соответствующей строки и столбца. Т.о. множество клеток этой таблицы представляет собой декартово произведение множеств А ´ В.

Декартово произведение множеств можно задать также