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楼主 |
发表于 2025-8-18 23:34
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我不知道无穷, 不知道自然数等等等等,只有
吃狗屎活活吃傻的蠢可达知道,哈哈哈哈
集合\(A\)与\(B\)的直积是集合\(A\times B:=\{(a,b)\mid a\in A, \,b\in B\}\)
称 \(f\)为\(A\)到\(B\)的映射, 记作 \(f: A\to B\), 如果以下三条成立:
\((1)\quad f\subset A\times B\) 即 \(f\) 是 \(A\times B\) 的子集(\(A\)到\(B\)的关系).
\((2)\quad \forall a\in A\,\exists b\in B\,((a,b)\in f)\) 即\(A\)的元皆参与了关系\(f\).
\((3)\quad (a,b),(a,c)\in f\implies b=c.\;\)即\(b\)由\(a,\;f\)唯一确定,
记作\(b=f(a).\) 记\(A\)到\(B\)的映射全体(集合)为\(B^A.\)
称 \(f(E):=\{f(x)\mid x\in E\},\;(E\subset A)\) 为\(E\)在\(f\)下的像.
设 \(f\in B^A,\) 若\(x\ne y\implies f(x)\ne f(y)\;(\forall x,y\in A)\)
则称\(f\)为单射;若 \(f(A)=B\), 则称\(f\)为满射.
既单又满的映射叫作双射或1-1对应.此时称 \(A,B\)
对等.称彼此对等的集合具有相同的基数.故基数是对等这一
等价关系下的等价类.集\(S\)的基数记作\(|S|\).
根据选择公理,任给二集合\(A,\,B\), 恒存在其中之一到另一的单射.
若有单射 \(f: C\to D\) 则称\(|C|\le |D|\);
用 \(|A|<|B|\)表示\((|A|\le|B|)\wedge(|A|\ne|B|)\), 为方便引入表达式
\((|A|>|B|)\iff(|B|<|A|),\;(|A|\ge |B|)\iff (|B|\le |A|)\)
【Cantor-Bernstein-Schroder 定理】\(\small(|A|\le |B|)\wedge (|B|\le |A|) \implies |A|=|B|\)
换句话说,若存在单射 \(f: A\to B,\;\; g: B\to A\), 则存在双射 \(h: A\to B\)|
即存在 \(A\),\(B\) 之间的1-1对应. 这个定理的证明网上可搜到。
综上,集合的基数大小关系满足三歧性:\(|A|< |B|, |A|=|B|, |A|>|B|\)
三者有且仅有其一成立。
【康托幂集定理】任意映射 \(f:S\to\mathscr{P}(S)\) 皆非满射.
【证明】命 \(A=\{x\in S\mid x\not\in f(x)\}\in.\mathscr{P}(S)\). 若\(f\)为
\(\qquad\quad\;\)满射, 则有 \(\alpha\in S\) 使 \(f(\alpha)=A\). 据\(A\)的定义,
\(\qquad\quad\;\)若 \(\alpha\in A\) 则 \(\alpha\not\in f(\alpha)=A;\)
\(\qquad\quad\;\)若 \(\alpha\not\in A=f(\alpha),\) 则 \(\alpha \in A.\)
\(\qquad\quad\;\)得到 \((\alpha\in A)\iff (\alpha \not\in A)\) 的矛盾!
\(\qquad\quad\;\)故所论\(\alpha\)不存在, \(f^{-1}(A)=\varnothing,\;f\) 非滿射.
【注记】康托的这个定理与幂集公理一起,表明集与
\(\qquad\quad\;\)其幂集恒不对等,有无穷多不同的无穷基数. |
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