題目:
自然數(shù),整數(shù),有理數(shù)為什么兩兩之間能構(gòu)成雙射?如題,不是有理數(shù)包含整數(shù)包含自然數(shù)么?另,為什么無(wú)理數(shù)又不能和他們構(gòu)成雙射?(這是聽一個(gè)數(shù)學(xué)老師說的)
解答:
不知道你現(xiàn)在上大學(xué)還是中學(xué).自然數(shù)集、整數(shù)集和有理數(shù)集的勢(shì)(如果沒聽說過可以理解為元素的個(gè)數(shù))都是阿列夫0,是勢(shì)最小的無(wú)窮集(可數(shù)集).無(wú)理數(shù)集和實(shí)數(shù)集等勢(shì),都是不可數(shù)集,勢(shì)為阿列夫1,按照連續(xù)統(tǒng)假設(shè)應(yīng)該是第二小的無(wú)窮集,滿足關(guān)系:阿列夫1=2^(阿列夫0).不知道這樣解釋您是否滿意,因?yàn)椴恢滥悻F(xiàn)在的學(xué)歷.如果還想知道更深入點(diǎn)可以追問~ 再問: 我是中學(xué)生 這個(gè)懂得很朦朧 就算他們?cè)貍€(gè)數(shù)相等,怎么建立雙射呢? 另,您說的東西在哪個(gè)階段可以學(xué)到? 再答: 并不是元素個(gè)數(shù)相等才構(gòu)成雙射,而是能夠構(gòu)成雙射才元素個(gè)數(shù)相等。您是中學(xué)生的話,為了理解起來(lái)容易,我就舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的栗子吧~比如說正整數(shù)集(用Z+表示)元素的個(gè)數(shù)和正偶數(shù)集(用E+表示)元素的個(gè)數(shù)哪個(gè)多呢?一般初學(xué)者都會(huì)認(rèn)為|Z+|>|E+|,“||”表示元素的個(gè)數(shù),因?yàn)橹庇X告訴我們正偶數(shù)和正奇數(shù)一樣多,而他們的總個(gè)數(shù)才是正整數(shù)的個(gè)數(shù)。真子集元素個(gè)數(shù)小于母集元素個(gè)數(shù)事實(shí)上只是對(duì)于有限集才是成立的。而對(duì)于無(wú)限集,我們就要用11映射的方法來(lái)比較哪個(gè)無(wú)限集的元素多,當(dāng)然能夠雙射的兩個(gè)集合元素個(gè)數(shù)就一樣多。由于對(duì)任意元素n屬于Z+,我們都可以在E+里找到這樣一個(gè)元素m=2n與之對(duì)應(yīng);反過來(lái)同樣的,對(duì)任意元素m屬于E+,我們都可以在Z+里找到這樣一個(gè)元素n=m/2與之對(duì)應(yīng)。所以Z+與E+建立了11映射,也就是說|Z+|=|E+|。寫的直觀點(diǎn)就是(1~2), (2~4), 。。。, (n~2n), 。。。同理,正奇數(shù)集O+也可以與Z+建立11映射,只須滿足關(guān)系(n~2n-1)就行了。所以|Z+|=|E+|=|O+|,然而E+和O+都是Z+的真子集,用普通的自然數(shù)(1個(gè)、2個(gè)等等)是不可能表示他們的個(gè)數(shù)的,所以我們定義了一個(gè)新的符號(hào)來(lái)表示它們的元素個(gè)數(shù),那就是“阿列夫0”,符號(hào)不好打,我們就用X0來(lái)表示吧。那么自然數(shù)集N的個(gè)數(shù)是多少呢?直觀上看N比Z+多了一個(gè)元素0,我們只需要把構(gòu)建這樣一個(gè)映射(n~n+1)就行了,其中n是N的任意元素(0、1、2。。。)。其實(shí)我上面給你舉的栗子是為了直觀一點(diǎn),事實(shí)上可數(shù)的無(wú)限集都是等勢(shì)的,建立11映射只需要一個(gè)一個(gè)對(duì)應(yīng)的排出來(lái)就行了。所以呢,用這種方法可以證明自然數(shù)集N、整數(shù)集Z、有理數(shù)集Q都是等勢(shì)的,它們的勢(shì)都是X0。超字?jǐn)?shù)了。。剩下的在附件里~
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