Is it "Es seien" or "Es sei"?

Question

Which one is grammatically correct?

a)

Es sei A eine Menge, n eine natürliche Zahl und q eine rationale Zahl. Dann gilt ...

b)

Es seien A eine Menge, n eine natürliche Zahl und q eine rationale Zahl. Dann gilt ...

Such formulations could occur in mathematics.

Answer 1

One symbol

If you have only one symbol per category, you use the singular form:

Es sei A eine Menge, n eine natürliche Zahl und q eine rationale Zahl.

The sentence could be re-written as follows:

Es sei A eine Menge, und es sei n eine natürliche Zahl, und es sei q eine rationale Zahl.

More than one symbol

If you have more than one symbol per category, you use the plural form:

Es seien A, B und C Mengen, n und m natürliche Zahlen und q und s rationale Zahlen.

This sentence could be re-written as follows:

Es seien A, B und C Mengen, und es seien n und m natürliche Zahlen und es seien q und s rationale Zahlen.

Mixture

If you have a mixture, you can do it as follows:

Es sei A eine Menge und n eine natürliche Zahl, und es seien q und r rationale Zahlen.

This sentence could be re-written as follows:

Es sei A eine Menge, und es sei n eine natürliche Zahl, und es seien q und r rationale Zahlen.

Answer 2

In this particular case, both forms are possible, but in general, the rules for the agreement of a verb form with a sequence of subjects are somewhat vague. See for instance Singular/Plural bei Aufzählungen.