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取一线段L=[0,1],并无限的进行下面的操作:
第一步:去掉[0,1]中的1/2点,则剩下两个区间[0,1/2)和(1/2,1]
第二步,去除1/4,3/4两个点,则剩下四个区间:[0,1/4),(1/4,2/4),(2/4,3/4),(3/4,1]。
第三步:去除1/8,3/8,5/8,7/8四个点,则剩下八个区间:[0,1/8),(1/8,2/8),(2/8,3/8),(3/8,4/8),(4/8,5/8),(5/8,6/8),(6/8,7/8),(7/8,1]。
第四步:……
第五步:……
……
可以看出,随着操作次数的增加,从线段L上去除的点越来越多,直至无穷。我们将从线段L上去除的所有点列入一个集合S中,即S={1/2,1/4,3/4,1/8,3/8,5/8,7/8,1/16,3/16……},可以看出来,集合S中的所有点皆可表示为P/2^n(2的n次方分之p),其中P={1,2,3……n},n={1,2,3……n},所有点都是两个整数之比,所以所有点全都是有理数点。
那么问题是:S的基数是多少呢?
可以看出来,第一次操作,集合S中的无素的数量为1个:{1/2},即2^1-1,第二次操作,集合S中元素的数量为3个:{1/2,1/4,3/4},即2^2-1,第三次操作,集合S中元素的数量为7个,即2^3-1……
所以,操作n次(有限次)后,集合S中元素的数量为2^n-1
所以,操作无限次后,集合S中的元素的数量为2^N-1.(N为全体自然数集合)
由于N的基数为阿列夫0,而2^N的基数为阿列夫1,而集合S的基数为2^N-1,所以S的基数为阿列夫1.
但如前所述,集合S中的所有元素皆为有理数,于是便会有如下的问题了:
有理数集合的基数能是阿列夫1吗?
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