為什麼由0和1形成的無窮序列的集合是不可數的

2021-03-11 07:44:41 字數 4978 閱讀 3903

1樓:神遊飛天

0和bai1形成的無窮序列的集合是du這樣子的:a=}

集dao合a與自然數集n的冪內集是等勢的,可按如下規容則建立他們之間的雙射:

將序列x0x1x2...對應於使xi=1的所有i∈n的集合,比如:000...對應於空集,

1111...對應於自然數集,101010...對應於奇數集,10100000...對應於,

010101...對應於偶數集,10000...對應於, 010000...對應於。

n的冪集為阿列夫1,所以0和1形成的無窮序列的集合也是阿列夫1,是不可數的。

2樓:爭霸天下不還家

實數集。

bai ----------------- 「還有沒有和du實數集不同型別的」:zhi區間[0,1]。 「集a可數的充要條件是

daoa中所有元素可以排內成一無窮序列」:對容。 「實數中的所有元素可以在數軸上排成一無窮序列」:數軸上依序排開沒問題,排成乙個序列就不可能了。

3樓:匿名使用者

因為它與實數集等抄勢。

實數集就是不

襲可數的,0和1形成的無窮數列相當於二進位制的實數。先證明它與區間(0,1)二進位制實數等勢,於是把該序列寫成0.******(如110011……對應0.

110011……),可見該數列與(0,1)的二進位制小數是一一對應。而(0,1)不可數,所以0和1形成的無窮數列是不可數的。

什麼叫有限集合、可列集和可列有限集。看了以下定義,我還不是很懂,請求解釋,謝謝。可以舉例說說明嗎?

4樓:匿名使用者

自然數集、 有理數集、 代數數集都是可列集。實數集、複數集、直線點集、 平面點集都是不可列集(或不可數集)。有限集都可以說是自然數的真子集,當然可列,但沒有可列有限集這個詞。

(1)有限集就是能與(n為任意自然數)建立雙射的集合。簡單的來概括就是乙個乙個的數總能全部數完的集合。比如(1,2,3,4……,100)就是有限集。

(2)不是有限集的集合就是無限集。

(3)可數集就是無限但是能與自然數集建立雙射的集合,又稱可列集。可數集是最小的無窮集。

(4)不可數集就是無限且又不能與自然數建立雙射的集合。

一,有限集與無限集

(1)說通俗點(但不夠科學)就是集合中元素的個數。用數字,1,2,……表示。如集合有三個元素,基數是3。

基數(cardinal number)也叫勢(cardinality)。集合的基數是任何乙個具體數字時,就叫做有限集合。

(2)而當乙個集合的基數超過自然數的範圍,就是說比任何乙個自然數都要大時。就是無限集合。

比如全體自然數是第乙個無限集合。它的基數叫做阿列夫零,阿列夫(aleph),是希伯來文本母表的第乙個字母。

二,可列與不可列的問題

(1)並不是所有無限集合都和全體自然數,也就是基數為(aleph)零的無限數能構成一一對應。比如,實數。當然全體實數也是無限的,但它卻和自然數之間構造不出一一對應關係。

所以,在全體實數這個無窮之上,還有更大的無窮。

也就是說,(aleph零)<2^(aleph零),我們叫,2^(aleph零)=(aleph壹)。甚至這個問題可以接著往下數。所有這些都叫做超限數。

全體自然數是可以列舉出來的。所以,這種集合我們叫它可列。

(2)全體實數是無法列出來的,甚至用乙個無限集也無法把它間接列出來。全體有理數雖然本身無法全部列舉,可是我們卻可以用全體自然數和它之間建立乙個一一對映關係。

比如,把全體有理數,表示成,……q(0),q(1),q(2),……,所以它也可列。這是可以嚴格證明的,但全體實數無法給出這種證明。所以,它就是不可列的。

擴充套件資料:

有限集合是由有限個元素組成的集合,也稱有窮集合。例如,由北京、天津、上海三個直轄市組成的集合,由所有小於10000的質數所組成的集合都是有限集合。只含乙個元素的集合是一種特殊的有限集合,叫做單元素集合,至少含有乙個元素的集合叫做非空集合,

不含任何元素的集合叫做空集,空集只有乙個,一般用希臘字母φ(或{})來表示。例如,如果乙個集合是以某班的某次數學測驗不及格的學生為元素,而事實上全班學生在該次數學測驗中成績都及格,那麼這個集合就是乙個空集φ。

在集合論中,約定空集φ為有限集合, 空集是一切集合的子集。

有限集合還有兩種定義方式。

(1)乙個是說與自然數串的乙個線段對等的集合,以及空集合,都叫做有限集合;不是有限集合的集合叫做無限集合。

(2)另乙個定義是:不可與其自身的真子集對等的非空集合,以及空集,都叫做有限集合,不是有限集合的集合叫做無限集合。

如果乙個集合與正整數集合之間存在一一對應,則這個集合稱為可列集(或可數集); 也就是說, 存在乙個從該集合到正整數集合的雙射(也稱可逆對映)。

(1)自然數集、有理數集、代數數集都是可列集。

(2)實數集、複數集、直線點集、 平面點集都是不可列集(或不可數集)。

可列集是最小的無限集; 它的冪集是不可數集--和實數集存在一一對應(也稱同勢)。 所謂冪集, 就是原集合中所有的子集(包括全集和空集)構成的集族。

證明:有理數集q是可列集

證: 由於區間(−∞,+∞)可以表示為可列個區間(n,n+1](n∈z)的並,我們只須證明區間(0,1]中的有理數是可列集即可。

由於區間(0,1]中的有理數可惟一地表示為既約分數q/p,其中p∈n+,q∈n+,q≤p,並且p,q互質。我們按下列方式排列這些有理數:

分母p=1的既約分數只有乙個: x11=1;

分母p=2的既約分數也只有乙個:x21 =1/2;

分母p=3的既約分數有兩個: x31=1/3, x32 =2/3;

分母p=4的既約分數也只有兩個:x41=1/4,x42=3/4;

一般地,分母p=n的既約分數至多不超過n-1個,可將它們記為xn1,xn2,... ,xnk(n),其中k(n)≤n。

於是區間(0,1]中的有理數全體可以排成

x11,x21,x31,x32,x41,x42,... ,xn1,xn2,... ,xnk(n),... 。

這就證明了有理數q是可列集。

可以證明,可列集有下列重要性質:

1、 有限個可列集的並是可列集。

2、 可列個可列集的並是可列集。

3、 任何可列集的的無窮子集是可列集。

4、 任何無窮集都包含乙個可列的真子集。

5、 乙個無窮集並上乙個可列集還與其自身等勢 。

6、 可列集的冪集與實數集等勢。

5樓:匿名使用者

有限集和無限集不是這樣分的。問題有點複雜,先給你答案。

自然數集、 有理數集、 代數數集都是可列集。

實數集、複數集、直線點集、 平面點集都是不可列集(或不可數集)。

有限集都可以說是自然數的真子集,當然可列,但沒有可列有限集這個詞。不這到叫。

下面是分析。

區分集合的有限和無限,是根據集合的基數。

說通俗點(但不夠科學)就是集合中元素的個數。用數字,1,2,……表示。

如集合有三個元素,基數是3。基數(cardinal number)也叫勢(cardinality)。

集合的基數是任何乙個具體數字時,就叫做有限集合。

而當乙個集合的基數超過自然數的範圍,就是說比任何乙個自然數都要大時。就是無限集合。

比如全體自然數是第乙個無限集合。它的基數叫做阿列夫零,阿列夫(aleph),是希伯來文本母表的第乙個字母。很難寫,就不給你寫了。我用(aleph)表示。

無限集合和有限集合有乙個本質的區別是,

每個有限集合都大於它的真子集。像比大。

而無限集合在有時候「等於」它的某些真子集。

用集合的語言就是對映,即它和它的乙個子集能形成一一對應關係。

比如,全體自然數對應於,明顯,後者是前者的真子集。

但確實,你說出任何乙個自然數,都有乙個它的平方和它對應,而且也是自然數。

所以,阿列夫零(aleph)0有個性質,那就是,(aleph)零=(aleph)零+1。其實,你隨便加多少都一樣。

同樣你也能看到,全體整數也和自然數對應。它們有同樣的基數(aleph)零。也就是(aleph)零+(aleph)零=(aleph)零。

用專業的話叫做等勢。通俗點講就是,我去掉它的一半,它還有原來相等。這就是它的無限性。

無限下的運算不能按常規下的來,但它的運算法則,也可以說清楚。

其實,全體自然數,整數,以及自然數中那種1,4,9,……等數列的基數都相等,就是(aleph)零,連全體有理數的基數也是(aleph)零。證明這些的關鍵是,能在這兩種集合之間的構造出乙個一一對應關係的對映。

下面再解決可列與不可列的問題。

但並不是所有無限集合都和全體自然數,也就是基數為(aleph)零的無限數能構成一一對應。比如,實數。當然全體實數也是無限的,但它卻和自然數之間構造不出一一對應關係。

所以,在全體實數這個無窮之上,還有更大的無窮。其實,根據無限的定義,就可以知道,有比(aleph)零大的無窮。比如,2的(aleph)零次方(專業的叫法是它的冪集,不寫它了)。

也就是說,(aleph零)<2^(aleph零),我們叫,2^(aleph零)=(aleph壹)。

甚至這個問題可以接著往下數。所有這些都叫做超限數。

但我們知道,全體自然數是可以列舉出來的。所以,這種集合我們叫它可列。

但我們同時知道,全體實數是無法列出來的,甚至用乙個無限集也無法把它間接列出來。

全體有理數雖然本身無法全部列舉,可是我們卻可以用全體自然數和它之間建立乙個一一對映關係。比如,把全體有理數,表示成,……q(0),q(1),q(2),……,所以它也可列。這是可以嚴格證明的,但全體實數無法給出這種證明。

所以,它就是不可列的。

我不給你說清楚的界線,是因為目前還有些問題沒有解決。

比如,全體實數的基數是我們知道的第乙個不可列無窮基數,我們叫它為c。

但它在上面(aleph)系列中對應於誰現在還沒有解決。集合論的創始人康托爾本人,認為,實數的基數c=(aleph壹)。

但在阿列夫數之間有沒有什麼超限數?比如說,有沒有乙個數比阿列夫零大、比阿列夫1小?康妥確信不存在這種數。他的猜測成為著名的廣義連續統假設。

這是二十世紀最著名的數學問題之一。

這是乙個今天還在發展著的前沿。

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