如何證明S為無窮集合當且僅當存在S的乙個真子集A使得A到S有乙個一一對應的函式

時間 2021-06-02 10:52:41

1樓:ocau

先證明:存在S的真子集A使得A到S有雙射 S為無窮集。

用反證法,即證明:S為有限集 對S的任意真子集A,不存在A到S的雙射。

這個可以看我的另乙個回答。

任何有限集都不能與其真子集建立一一對應關係怎麼證明?

再證明:S為無窮集 存在S的真子集A使得A到S有雙射。

這個需要先證明乙個引理:ω是最小的無窮集,即對任意無窮集,存在ω到該無窮集的單射。

我們先假設引理成立,那麼對無窮集S,有ω到S的單射f。

構造S到其真子集 S - 的雙射如下:

輸入x ∈ S,如果x ∈ f的值域, 則輸出f( (f(x)) ),否則直接輸出x

這個雙射的證明就留給你了,按部就班即可。

下面證引理:對任意無窮集A,存在ω到A的單射。

這個需要選擇公理,是有一些技術性的。我們設F是A的非空子集族上的選擇函式。

遞迴定義ω到A的冪集的函式h:

h(0) =

h(n) = h(n) ∪

即我們從空集開始:h(0) =

然後從A中選乙個元素組成集合:h(1) =

再從A中選乙個不屬於h(1)的元素和h(1)的元素放一起:

h(2) = h(1) ∪ = )}

以此類推

再構造ω到A的函式g:

g(n) = F(A - h(n))

這個g(n)正是與h(n)合併從而得到h(n)的那個元素。因為h遞迴的每一步新加的元素都與之前的不同,從而保證了g的單射性。g正是我們需要的ω到A的單射。

2樓:粟中一電子

A:S為無窮集,B:存在...一一函式

A推B:這是測度論的乙個定理。

B推A:反證假設B推A假,即存在...推S有限;設S個數為n,S的真子集s也有限個數為m<n,且s到S存在乙個一一對應函式,則S的個數為m<n,這與S個數n矛盾,故假設錯誤,A真,即S為無窮集。

3樓:遙遠地方劍星

這個很容易啊。

首先證明必要性:S為無窮集合 存在S的乙個真子集A使得A到S有雙射。

既然S為無窮集合,那麼S的勢至少為可數無窮多也就是 ,從而可以找到S的乙個子集M,使得M的勢為 。設 ,則S的真子集 即為滿足要求的真子集。

因為可以建立雙射 , ,

然後證明充分性:存在S的乙個真子集A使得A到S有雙射 S為無窮集合。

反證法即可。假設S為有限集,而A又是真子集,那麼必然滿足 ,從而不可能在A與S間建立雙射。證畢。

4樓:KYUUSYOU SAMA

必要性用反證就行了

充分性可以先證明可數時,任取無限可數集合A={xi}(i為自然數)中乙個元素x0,然後任取x1屬於B=A/{x0},使得x1與A中x0對應,再任取x2屬於B/{x1},讓x2與B中x1對應,這樣可以一直操作下去使得A/{x0}與A一一對應,即可數能夠證明,不可數在其中取一組可數集合由上操作就行

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