1.2 集合と確率

集合については第1回の講義で簡単に触れた. ここでは改めて集合について考えていき,その後確率を導入していく.

要素の集まりを集合と呼び,慣習的には大文字で表す.例えばある集合\(A\)を考える. ある要素\(a\)が集合\(A\)に含まれるか,または含まれないかを記号でそれぞれ

\[\begin{align} a \in A, \hspace{5mm} a \notin A \end{align}\]

と表す.また要素を一つも持たない集合を空集合と呼び\(\phi\)と表すことにする.

1.2.1 和集合と積集合

ある2つの集合\(A,B\)を考える.この2つの集合に含まれる要素全ての集合を和集合と呼び, \[\begin{align} A \cup B \end{align}\]

と表す.また,2つの集合のどちらにも含まれる要素全ての集合を積集合と呼び,

\[\begin{align} A \cap B \end{align}\]

と表す.

次に一般に\(k\)個の集合\(A_i, i=1,\ldots,k\)を考えた時,これらの和集合・積集合をそれぞれ

\[\begin{align} \bigcup_{i=1}^{k} A_i, \hspace{5mm} \bigcap_{i=1}^{k} A_i \end{align}\]

と表す.この和集合は,少なくともどれかの集合\(A_i\)には含まれる要素全ての集合であり,積集合は全ての集合\(A_i\)に含まれている要素全ての集合となる.

1.2.2 分割

特に,集合\(A_i, i=1,\ldots,k\)のうち,どの二つの集合\(A_i, A_j, i \neq j\)に対して互い疎な時,つまり\(A_i \cap A_j = \phi\)が成り立つ時,\(\displaystyle \bigcup_{i=1}^{k} A_i\)\(A_i,i=1,\ldots,j\)分割されているという.

Exercise 1.2 (集合と分割) 次の集合に対して,分割であるような集合族と分割でない集合族をそれぞれ考えよ.

  1. \(\{ 1,2,3,4,5,6 \}\)
  2. 実数全体の集合\(\mathbb R\)