邏輯、集合與證明的語言

子集

集合 A 是集合 B 的子集,記作 A ⊆ B,當 A 的每個元素也是 B 的元素時成立。把 B 想成一片區域,A 是完全坐落其內的較小區域。關鍵在於二者可以重合:每個集合都是它自身的子集,而空集是任何東西的子集(這是空虛成立的,因為它沒有任何元素能不在 B 中)。

寫成蘊涵,A ⊆ B 意為「對所有 x,若 x ∈ A 則 x ∈ B」。這正是證明子集關係的標準套路的來由:取任意 x ∈ A,證 x ∈ B。它也給出集合相等的通用方法:A = B 若且唯若 A ⊆ B 與 B ⊆ A 同時成立,即著名的雙向包含論證。

當 A ⊆ B 但 A ≠ B 時,稱 A 為真子集,有時記作 A ⊊ B。關於記號的一句提醒:有些作者用 ⊂ 表示真子集,另一些則寬鬆地用它表示 ⊆,故須留意各書的約定。B 的全體子集所成的族本身是一個集合,即冪集,它總是嚴格大於 B——這一事實最終衍生出一條無盡的無窮階梯。

N ⊆ Z ⊆ Q ⊆ R,是一條真子集的鏈。而 {1, 2} 恰有四個子集:∅、{1}、{2}、{1, 2},故其冪集有 2^2 = 4 個成員。

經典的數系鏈,以及藉冪集計數子集。