正整數真的和自然數一樣多麼?

時間 2021-05-06 05:12:39

1樓:「已登出」

這類問題實在是推薦得太多太多了,我都快自閉了。

但我終於決定好好解答一下。

首先擺結論,從數學上講,比較多少的標準是存在雙射,也就是又滿又單的對映,這樣子的就認為是「等勢」,就是數學上的一樣多。

但核心問題不是說擺出乙個數學定義就能解決的,要知道為什麼要這樣做。

你題目解釋裡給出的實際上翻譯成數學語言如下:

1 我找到了從正整數集到自然數集的單射,我覺得這樣就是自然數集多

2 我找到了從正整數集到自然數集的滿射,或者說,自然數集到正整數集的單射,所以我覺得就是正整數集多

我覺得很好,這樣子的確是符合直觀,所以我們如果按這種思路定義一下集合之間比較多少的原則,就會變成:

A比B多:存在B到A的單射

但是這樣就很有問題,因為這樣子就會導致集合A比集合B多,又可以B比集合A多。嚴格說來,如果這樣創造了定義,是可以的,但這是乙個不好的模型。因為我們希望比較大小能具有三歧性(也就是任給a,b,a大於b,a等於b,a小於b三者發生且僅發生乙個),這樣子就沒有三歧性,也沒辦法定義序關係。

這說明這樣子的定義沒有達到我們預期的結果。這樣子的定義就很沒有實際意義。

所以才會在反覆思考推敲之後,誕生了偉大的Cantor,給出了現今等勢的定義。這個定義同樣符合我們的直覺,就是把兩堆東西配對起來,如果不重複也不遺漏,那就是一樣多。相比之前那個定義,這個定義不僅同樣貼合直覺,而且可以得出更多的理論,有確切的價值。

所以我們才會這樣子定義,一直用到現在,甚至未來很長一段時間。

比如,同樣是存在B到A的單射,我們就認為A不小於B,相當於把嚴格大於號改成大於等於號,這樣我們期待一件事情:

如果存在A到B的單射和B到A的單射,那麼存在A到B的雙射

翻譯成類似於實數比較大小的話:

如果B大於等於A,A大於等於B,那麼A等於B

實際上這就是集合論裡的一條著名基本定理,可以證明這件事情。這就說明了我們這樣子的定義確實更加合理。

下定義,要滿足很多條件(以下是我瞎bb),比如具有可推進的空間,滿足現有需求,能夠操作,其次乙個要求就是盡可能符合直覺。你所說的方案就違反了第一條。

來自學渣的發言,請大佬賜教

2樓:大漠孤鹽

樓主設想的情形當年希爾波特也想過,於是他提出了乙個有趣的旅館問題:如果乙個旅館有無窮個房間,但是都住滿了。這時新來了乙個客人,請問能住下麼?

答案是能的,我們只要讓每乙個房間的人往後挪乙個房間,第乙個房間就空出來了。

同樣,來無窮多個客人也可以,我們讓第n個客人搬到2n號房間去,就有無窮多個房間空出來了。

由上面這個例子,我們可以看出,對於乙個無窮集合來說,只要這個集合的是可數的(如自然數,正整數,全體奇數),那麼我們可以認為他們大小相同,即等勢。

勢就是乙個集合的大小,對於有限集合來說,它就是元素個數。對於無限集合來說它們都是「無窮大」,然而這些「無窮大」之間我們也是可以比較大小的。

只要我們能找到乙個一一對映,那麼我們就認為兩個集合的勢相等,即它們是「一樣多」的。

而無窮集合中,勢最小的就是類似全體自然數這樣的可數集合。這樣的集合我們稱之為可數無限集。而其他所有不可數集(如全體無理數,全體實數)的勢都比可數無限集大。

總結一下,對於集合的勢:有限集《可數無限集《不可數集。

換句話來說,可數無限集的基數,即可數無窮,是所有無窮大裡面最小的。

(可數無窮

延伸思考:有理數集也是可數集,也是和自然數集等勢的,這個一一對映如何構造?

3樓:執悲今厄

超實數可以解決你的問題:

l*∞∧m+k*∞∧n=∞∧n,其中m<n,m.n.k.l為任意實數,並規定R=R*∞∧0

自然數數量=1+∞∧1

正整數數量=∞∧1

你的問題就相當於是:1+∞∧1是否等於∞∧1。

答案是等於。此時l.m.k.n的值分別是1.0.1.1。

你的延伸問題就相當於是問:2+∞∧1是否等於∞∧1。

答案也是等於,此時l.m.k.n的值分別是2.0.1.1。

低階量不影響高階無窮的值。

4樓:Kaguyah

說一樣多說明能找到乙個一一對應的構造,而不是找到乙個非一一對應的構造說明他們不一樣多,除非對於所有可能的構造無法形成一一對應。

5樓:

按有限集合的「多」及其相關性質來看,正整數集和自然數集無法比較多少,強行比較必然出現矛盾。

當我們說「正整數和自然數一樣多」的時候,我們採用的是集合論中「多少」的定義,即「等勢」:稱兩個集合 A 和 B 等勢,當且僅當存在A到B的一一對映。 也就是只要存在乙個對映,那就算等勢,不要求所有對映方式總是一一的。

只有當A能被對映成B的子集,且不存在A到B的一一對映的時候,我們才說B比A多(B的勢比A大)。

證明等勢靠的是構造,證明不等勢靠的是反證法。

這樣定義之後,正整數和自然數、有理數、負有理數等等都是等勢的(與正整數集等勢的集合被稱為可數無窮集)。而不等勢的最典型例子就是正整數集不與實數集等勢(即實數集是不可數無窮集)。證明都可以在網上查到。

集合論裡著名的連續統假設意思就是:如果實數集的乙個無窮子集不與實數集等勢,那麼它一定是可數無窮集。

如何用C實現乙個將整數分解成連續自然數的函式?

王超 來個易懂的,不過不夠快 注 i連續加到j所得和為 i j j i 1 2 即首尾項之和乘以個數除以2 include intmain int argc const char argv return0 余天公升 yskin 數學問題全部丟給計算機算是不對的啊。include include in...

如何反對同學這樣解釋無理數和有理數一樣多?

radonfang 在下想的乙個比較奇葩的思路,也很通俗,閣下或可一試。任何有理數都可以表示為兩個整數m和n的比值,即m n,那麼它們之間的最小間隔為m 1 n,且有理數加無理數等於另乙個無理數。那麼m 任意小於1的無理數 n必然大於m n,即可證明無理數較多。 thehand 反駁不了。按你同學的...

請問(0,1)和(1, )之間的數一樣多嗎?

StupidBoat 要說明一樣多,相當於說明這兩個區間的所有元素能建立乙個一一對映這事情簡單,考慮函式tanx定義在 pi 2,pi 2 上的一段,經過一定的平移和伸縮,肯定能讓新的函式定義在 0,1 上,又值域為R,我們再取個函式e x 1,把R映到 1,正無窮 上,這些函式都是嚴格單調的,肯定...