|

楼主 |
发表于 2020-8-7 01:29
|
显示全部楼层
主贴给出的构造需要一些解说: 具有最小上界性的阿基米德有序域
在有实数理论以前,实数已经是数学家们的家常便饭.人们把实数系
当作天经地义的数学平台.从那时对实数的使用来看,虽然用词没有
那么精准,人们对实数系的共识是:
自然数系含于整数系,整数系含于有理数系,有理数系含于实数系,
而实数系是具有最小上界性的阿基米德有序域\(\mathbb{R}\).也就是说,实数系
由称作实数的数学对象组成.它具有两种基本运算\(+,\,\times\;(a\times b\)简记
为\(ab).\,\mathbb{R}\,\)对这两种运算封闭(任何这两种运算的结果唯一,且还是
实数,还在\(\,\mathbb{R}\,\)中.
它们的代数性质是:对任意\(\,a,b,c\in\mathbb{R},\)
\(a+b=b+a,\qquad\qquad\qquad\quad ab=ba;\qquad\;\;\)(交换律)
\(a+(b+c)=(a+b)+c,\qquad a(bc)=(ac)b;\;\underset{\,}{\;}\)(结合律)
存在\(\,0,\,1\in\mathbb{R}\;(0\ne 1)\) 使
\(0+a = a,\underset{\,}{\qquad}\qquad\qquad\qquad 1a = a\qquad\qquad\)(幺元)
存在\(\,a'{\small\in\mathbb{R}}\,\)使\(\,a + a' = 0.\,\)记\(\,a'\)为\(\,-a\qquad\qquad\;\;\;\)(加法逆)
对\(a ≠ 0,\)存在\(\,a^*\in\mathbb{R}\)使\(\,a a^* = 1,\)记\(\,a^*\)为\(a^{-1}\)或\(\,\frac{1}{a}\,\)(乘法逆)
\(\mathbb{R}\)中的元素存在序关系\(\ge\)(用\(\,>\)表示\(\,\ge\)但\(\ne,\,\)用\(\,b < a\,\)表示\(\,a>b),\)满足
\(\quad a>b,\;b>a,\;a=b\,\)有且仅有一种情况发生 (三歧性)
\(\quad a\ge a,\)
\(\quad a\ge b,\,b\ge a\implies a=b,\)
\(\quad a\ge b,\,b\ge c\implies a\ge c,\)
\(\quad a\ge b\implies a+c\ge b\ge c,\)
\(\quad a\ge 0,\;b\ge 0\implies ab\ge 0.\)
\(\mathbb{R}\,\)的阿基米德性:对任何\(a > 0,\)存在正整数\(\,n\,\)使得\(\,na > 1\).
\(M\in\mathbb{R}\,\)叫作\(\,E\subset\mathbb{R}\,\)的上界,如果对每个\(\,x\in\mathbb{R}\,\)有\(x\le M\).对称地定
义下界概念。称\(\,E\,\)是上有界的,如果\(\,E\,\)有上界。对称地定义下有界
集合。既有上界又有下界的集合叫有界集。若\(\,\lambda\in\mathbb{R}\,\)是\(\,E\,\)的上界,
且\(\,\lambda'< \lambda\implies \lambda'\,\)不是\(\,E\,\)的上界,则称\(\,\lambda\,\)为\(E\,\)的最小上界或上确界,
记作\(\,\lambda=\sup E.\;\)对称地定义最大下界即下确界\(\,\inf E.\)
\(\mathbb{R}\)的最小上界性:\(\mathbb{R}\,\)的非空上有界的子集必有最小上界.
以上这些共识叫作实数公理。
易见除了最小上界性,有理数系\(\,\mathbb{Q}\,\)满足全部实数公理.即\(\mathbb{Q}\)是具有
阿基米德性的有序域。
实数理论是从\(\mathbb{Q}\)的存在性出发,根据集合的生成法则,证明满足
实数公理的数系存在的理论。 |
|