三、笛卡尔积(Cartesian Product)¶

设有两个集合 \(A\) 和 \(B\),它们的笛卡尔积记作:

\[A \times B\]

它表示的是所有有序对 \((a, b)\) 的集合,其中 \(a \in A\),\(b \in B\),也就是说:

\[A \times B = \{ (a, b) \mid a \in A,\ b \in B \}\]

举个例子:

设 \(A = \{1, 2\}\),\(B = \{x, y\}\), 那么:

\[A \times B = \{ (1, x), (1, y), (2, x), (2, y) \}\]

注意:

有序对 \((a, b)\) 和 \((b, a)\) 是不同的(除非 \(a = b\))

\(A \times B \neq B \times A\) 一般成立(除非两个集合完全相同,且所有元素等价)

多集合的笛卡尔积¶

对于多个集合 \(A_1, A_2, \dots, A_n\),其笛卡尔积定义为:

\[A_1 \times A_2 \times \cdots \times A_n = \{ (a_1, a_2, \dots, a_n) \mid a_i \in A_i,\ \forall i = 1, 2, \dots, n \}\]

常见简写¶

如果所有集合都一样,比如 \(A \times A \times \cdots \times A\)(共 \(n\) 次),可以简记为:

\[A^n\]

表示 \(A\) 的 \(n\) 重笛卡尔积,例如:

\[\mathbb{R}^2 = \mathbb{R} \times \mathbb{R}\]

表示二维实数平面,每个元素是 \((x, y)\),其中 \(x, y \in \mathbb{R}\)。

需要我给你出几个练习题或者配图说明吗?笛卡尔积配图特别适合理解。