怎樣理解可數個自然數集的積即N n是可列集?

時間 2021-05-10 09:52:45

1樓:

朋友,你都說無限不迴圈小數了,還設有n位?n位,不就是有限位了?

你可能以為取n之後就能無窮了,不是這樣的。任意多的有限還是有限,無限是無限,這兩者天壤之別,不可混淆。

2樓:hhh

這是不可數的吧。

可數就是能與自然數集一一對應的無窮。可數個自然數集的直積已經有連續統的勢了,連續統的勢是2^n。而可數個自然數集的直積相當於自然數集全體的全排列。

然而可數個集合{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}的笛卡爾積就已經能與實數集一一對應。

先證明該集合能與(0,1)對應。

0.1234567891011……可以對應1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,0……。

而0.1415926535……對應1,4,1,5,9,2,6,5,3,5。0.1對應1,0,0,0,0,0,0……而0.0023756……對應0,0,2,3,7,5,6……

有限小數則沒有位數的部分拿0代替。而無限小數則每一位拆開來對應。於是每乙個(0,1)的小數都能與可數個集合{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}的笛卡爾乘積對應。

於是可數個該集合的直積能與實數一一對應。所以可數個集合{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}的笛卡爾積是不可數的。事實上,可數個元素個數不小於2的集合的笛卡爾積就已經有連續統的勢。

可數個集合{0,1}的笛卡爾積能與全體二進位制實數一一對應。所以可數個自然數集的積是不可數的。而不是可數的。

3樓:PHOBIA

對於可數個可數集,將每個可數集從左向右排成一列,所有可數集排成多行。

證明其可數,只需證明可將元素一一用正整數標號。

以下圖方式從左上角標號即可。

至於想用排列組合得到集合的勢,是不行的。首先,我們無法說 10^無窮大是可數,因為數學中不存在這樣的定義。其次,對於集合的勢的計算我們應該從定義出發,即兩集合勢相等當且僅當存在雙射,而不能憑直觀上的元素個數來判別勢,這屬於脫離定義的幻想。

4樓:

可列個可列集的直積其實「不是」可列集

我覺得你想說的應該是:

可列個互不相交的可列集的並集

仍為可列集

......

利用對角線原理,可依次列出其中的元素:

a「1」「1」→

a「1」「2」→a「2」「1」→

a「1」「3」→a「2」「2」→a「3」「1」→...a「1」「n」→a「2」「n-1」→...→a「n」「1」→...用и0表示可列集的基數,那麼

可列個互不相交的可列集的並集的基數

仍為0)×(и0) = и0

即0)^2 = и0

這也意味著

「兩個可列集的直積仍為可列集」

進一步地,我們還可以得到

「有限個可列集的直積仍為可列集」

即0)^n = и0,其中n為任意正整數.

但是,可列個可列集的直積不為可列集.

其基數0)^(и0) > и0

而對於無限不迴圈小數,其集合的基數為

10^(и0) = 2^(и0) > и0用手機打不出\aleph_0,只好用и0代替了誰來教教我怎麼打 T_T

5樓:

乙個簡單的思考題:根號2=1.4142...

給乙個列1, 1.4, 1.41, 1.414, 1.4142...,根號2在裡面嗎?

我覺得如果只是列出1位小數,兩位小數,三位小數,... 並不能列出所有0到1的實數,只是列出了所有有理數,不知此想法是否成立。(想法不成熟,不要強信)

6樓:Lee

如果可數指的是可數無窮,那麼可數個自然數集的笛卡兒乘積是不可數的,即不可列的。原因提問者已經分析了,無限不迴圈小數的集合是不可數的。

7樓:忘憂北萱草

談到自然數,我們很自然地想到數學歸納法。接下來我就用數學歸納法證明一下這個命題。

求證:有限個可列集的積是可列集。

證明:設這幾個可列集的個數是 。

時,結論顯然。

假 時,命題成立,那麼當 時,記前 個可列集的積為 ,第 個可列集記作 。那麼 為可列集, 與自然數等勢。又因為 也為可列集,所以 、 的積與有理數等勢,得證。

綜上所述,有限個可列集的積為可列集。

那麼,為什麼無限小數不是可列集呢?

首先要明確乙個概念,有限情況下的結論不能直接推廣到無限。比如在 、 為有限集時,如果 ,那麼 。但是推廣到無限,當 時, 與 也可能等勢(自然數和整數)。

所以,在剛才的證明中,我寫的是「有限個可列集」,而不是「可數個可列集」,前者是有限的情況,後者是無限的情況。

為什麼數學歸納法不能直接用在無限的情況上呢?一般情況下,數學歸納法是證明形如「 , k" eeimg="1"/>(k為已知常數),命題函式 恆成立」的命題的。形象化一點,就是你不管寫出乙個什麼自然數 , 都是成立的。

既然這樣,那麼 一定不能到達無限,所以數學歸納法只在有限的情況下成立。

8樓:辛辛

題目沒說清楚啊,n是乙個固定的自然數還是指N-自然數集合,分兩種情況:

1.n是固定的整數,那麼N的n次方是可列集,但是無限不迴圈小數的集合指的是無限位,即對應的集合為{1-10}的oo次方,是不可列的;

2.n指N,但其實沒有這種說法,你可能指的是N的oo次方,這種情況下,N的oo次方的勢大於等於[0,1]中所有實數(即{1-10}的oo次方),因此是不可列的

9樓:Eacun

翻了翻數分書,書上只提到了有限個集合上的笛卡爾積,所以N^N存不存在不太清楚。

至於第二個問題。無理數的一種定義是,小於它的所有有理數集的極限。也就是說無理數集的基數和有理數集的冪集的基數相同。所以絕不可能是可列集。

分割一下

看了別的答案,第乙個問題有答案了N^N是不可數的。

N的冪集的基數可以用牛頓二項式表示。也就是2^N。這是個無理數

(注:2^N是個不嚴謹的式子。指數代表自然數集合的基數,而這個式子沒有嚴格的乘法定義,為了理解方便用這個形式表示。)

你可以任取乙個有n個元素的有限集合看看。這個n元素集合的冪集的基數是不是2^n。

那麼2^N可以表示可列集的冪集的基數。所以是不可數的。所以,如果N^N存在的話,一定是不可數的。

再分割一下

還有,題主最好不要用小數形式來思考有理數和無理數。

有理數又稱為比例數,就是兩個自然數只比。而無理數是數軸上除有理數之外的空隙。是有理數的極限。

無論是有限迴圈小數還是無限不迴圈小數都只是表象。不能用做嚴格的定義的

10樓:夏夏

我們先看看任意笛卡爾積是什麼。

集合的集合P,我們一般叫做集族,以下我們都認為P非空,而且P中任何集合非空。P的乙個指標集J是乙個集合,它滿足:存在乙個滿射函式f:

J→P 這樣,集族中任意乙個集合A,存在J中的元a,使得f(a)=A ,以後我們就簡寫Aa,代表f(a)了。這裡要理解,滿射的目的是不漏掉P中的任何乙個元,但不一定要單射。J的選擇可以不同,但它一定存在。

比如取J就是P,f是乙個單位對映就行了。

乙個集族的笛卡爾積就是這個集族中所有集合的笛卡爾積。記為∏Aa 連積號∏的下標是a∈J 顯然,同乙個集族P,取不同的J,積也不同。

∏Aa是什麼的集合呢?它就是所有形如g:J→∪Aa 且g(a)∈Aa這樣的函式的集合。這裡∪Aa是P中集合的並,x屬於它當且僅當x屬於P中的某個Aa。

比如N^N,實際上它指P=,J=N時,P的元素的笛卡爾積。它是所所有f:N→N的函式的集合。這裡Aa都是N,所以f已經滿足f(a)∈Aa

又比如笛卡爾積N^n,是所有形如f:→N的函式的集合。這是我們常說的有限積

至於笛卡爾積是可數的還是不可數的,關鍵看J。J是有限就是有限積,J是可數,就是可數積。

注意,可數集是指有限集或者可數無限集。但你可以證明,乙個非空集合A可數,充要條件是存在函式f:N→A,f是滿射。

而乙個非空集合A有限,充要條件是存在n∈N,及f:→A是一一對應。

只有有限個可數集的笛卡爾積,即Aa都是可數集且J是有限集,才是可數的。可數無限個可數集的積不一定可數。比如X=,X^N 就不可數,因為你可以證明若有函式f:

N→X^N ,f一定不是滿射。在f確定的情況下,你可以找到X^N的乙個元素,它沒有原像。這個用反證法就行。

至於有限個可數集的積可數,你可以先證明兩個積可數,再歸納法到有限個,具體不寫了。

其中運用到:N^2也是可數無限集它與N一一對應,笛卡爾積A1A2…An與(A1A2…An-1)An是一一對應的。一定要記住,證明兩個積可數,只要找到N^2到那個積的滿射就好了,因為這樣就說明有N到積的滿射,積就可數。

如何理解每個單個的自然數是有限的,而自然數集合是無限的?

continuous 這其實基於對自然數的定義,如果缺少定義,很難真正理解.首先,按照集合論序數定義.算了,可以簡單的理解為 自然數定義就是集合,其中每乙個集合都是有限的 通過集合論無限性公理我們有每乙個自然數都是集合.題主所說的大小關係其實是集合之間的包含關係.於是若自然數r大於 即包含 所有自然...

如何理解自然數是無限的,但每個自然數是有限的?

在ZFC之中,任意的自然數包括作為整體的自然數集都是序數,也是基數。這些數都是集合,注意,每乙個數都是集合 例如零是空集 有限集的定義是存在乙個自然數與其等勢,即存在雙射這個自然數就是集合元素的個數。不是有限集的集合稱之為無限集合。那麼剩下的就很自然了,不存在自然數與自然數集等勢,因此自然數集是無限...

所有自然數之和是 1 12 應怎樣理解?

黃雨 發現有很多問題其實是重複的,那我的回答豈不是只能複製?1 首先我可以明確告訴你,全體自然數的和是 這是錯誤的,是乙個誤解。2 然後我可以告訴你,尤拉 數學家的名字 是如何算出這個結果的,以及後來的黎曼 數學家名字 是如何系統化研究的。3 最後我看了很多人的回答,確實過於深奧,非數學專業或者說不...