משלים (מתמטיקה)

בתורת הקבוצות, משלים של קבוצה G הוא קבוצה אחרת, אשר מכילה את כל האיברים שאינם נמצאים ב-G. זאת ביחס לקבוצה U כלשהי שהיא "הקבוצה האוניברסלית" - קבוצה שבהקשר הנוכחי של הדיון, כל קבוצה שעליה נדבר היא תת קבוצה של U.

על-פי הגדרה זו, האיחוד של קבוצת G והמשלים של G הוא הקבוצה U, ואילו החיתוך ביניהן הוא קבוצה ריקה.

הגדרה פורמלית

דיאגרמת ון של המשלים של G בקבוצת U הוא השטח המסומן בצבע אפור.

תהא $\!\,U$ קבוצה, ותהא $\!\,G\subseteq U$ קבוצה חלקית שלה. אז המשלים של $\!\,G$ ב$\!\,U$ יוגדר כך: $\!\,G^{C}=U-G$. סימון מקובל נוסף למשלים הוא $\!\,G'$.

דוגמה

תהא קבוצה N המכילה את כל המספרים השלמים והחיוביים.
תהא קבוצה A המכילה רק את המספרים הזוגיים החיוביים (2,4,6...)
הקבוצה B תהיה המשלים של A ביחס ל-N אם היא תכיל רק מספרים המוכלים ב-N אך לא ב-A, כלומר את המספרים החיוביים האי זוגיים (1,3,5...)

ניתן לראות כי החיתוך של A עם B נותן קבוצה ריקה, בעוד שאיחודן יוצר את הקבוצה N.

תכונות בסיסיות

$\!\,A''=A$, כלומר המשלים של המשלים של קבוצה הינו הקבוצה עצמה.

$\!\,A\cap A'=\emptyset$, כלומר, חיתוך קבוצה והמשלים שלה שווה לקבוצה הריקה.

$\!\,A\cup A'=U$, כלומר, איחוד קבוצה והמשלים שלה שווה לקבוצה האוניברסלית.

$\!\,U'=\emptyset$, כלומר המשלים של הקבוצה האוניברסלית הוא הקבוצה הריקה.

$\!\,\emptyset '=U$, כלומר המשלים של הקבוצה הריקה הינו הקבוצה האוניברסלית.

כללי דה מורגן

כללי דה מורגן קושרים את הפעולות "איחוד", "חיתוך", "משלים". בכתיב פורמלי הם מוצגים כך:

$(A\cap B)'=A'\cup B'$

$(A\cup B)'=A'\cap B'$