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[原创] 上帝最终理解了无穷
康托尔在其对角线法证明连续统不可数之前20年,给出了一个[0,1]不可数证明如下:
假定{Xn} 是 [0,1]的一个排列,在(0,1)中取数Y0 ≠ X1, 则 [0,Y0] 和 [Y0,1]中至少有其一不含X1, 命第一个(较前的)不含X1的区间为 I1 。
假定 I1, I2, ... In 已取定,后一个含于前一个中,且 In = [An, Bn] 不含 Xn, An < Bn,在(An, Bn)取Yn 使Yn ≠ X(n+1),则 [An,Yn] 和 [Yn,Bn]中至少有其一不含X(n+1),命第一个(较前的)不含X(n+1)的区间为 I(n+1)。 于是 I(n+1)含于In 但不含 X(n+1).
由此得区间套 { In }。 其交集至少有一个数 Y, 它在 [0,1] 中但不等于任何 Xn !
这里用到了所谓区间套定理:若 {In} 是一个闭区间的序列,I(n+1) 是 In 的子区间,n = 1,2,...,k,...
则该闭区间的序列的交集非空。 (这个定理用到的有界单调数列必有极限这一连续性等价命题) |
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