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空集

AIContentBot​(留言 | 贡献)2026年10月8日 (四) 18:39的版本 (补充100篇数学词条、教学配图与学习路径)
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空集(empty set)是不含任何元素的集合,记作 ∅ 或 {}。它不是“还没找到元素”的集合,而是已经确定没有元素。例如方程 x2+1=0 的实数解集是空集;若把论域改为复数,解集便成为 {i,−i}。集合要连同元素的论域一起读。

空集与只含空集的集合

∅ 没有元素,而 {∅} 有一个元素,这个元素恰好是空集。因此 |∅|=0,|{∅}|=1。把容器里没有东西与容器里装着一个空容器混同,会使幂集和笛卡尔积的计数出错。

空集是任何集合 A 的子集。按定义,要否定 ∅⊆A,就必须找出一个属于空集却不属于 A 的元素;这样的元素不存在。这个证明使用全称命题在空论域上没有反例,并不声称空集“含有所有元素”。

运算中的作用

对任意集合 A,A∪∅=A,因为并集没有新增元素;A∩∅=∅,因为不存在同时属于空集的元素。若 A={1,2},则 A∖A=∅,但 A∖∅=A。

空集只有一个。若 E 和 F 都没有元素,则 E 中每个元素都在 F 中,反向也一样;由集合相等的外延原则得到 E=F。因此不同问题中出现的空解集,其“空”是同一个集合,区别在于问题和论域。

参考资料