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1、第四节 不可数集合,第一章 集合及其基数,1 不可数集的存在性(区间0,1是不可数集),证明:假设0,1是可数集,则 0,1 可以写成一个无穷 序列的形式,定义:与0,1区间对等的集合称为连续势集,其势记为,显然:,例:1)R(0,1)0,1 0,1)R+(ab),2 连续势集的定义,2)无理数集为连续势集(无理数要比有理数多得多,同理超越数要比代数数多得多),例 试作闭区间0,1与开区间(0,1)之间的一一对应,解,3 连续势集的性质(卡氏积),(1)有限个、可数个连续势的卡氏积仍为连续势集,特例就是定理4,定理4,证明,1874年Cantor考虑 R 与Rn的对应关系,并企图证明这两个集合
2、不可能构成一一对应,过了三年,他证明了一一对应关系是存在的,从而说明 Rn具有连续基数,他当初写信给Dedekind说:“我看到了它,但我简直不能相信它”.,推论,连续势集的性质(并集),连续势集的(有限个,可数个,连续势个)并仍为连续势集,定理3,证明,4 无最大势定理,从而说明无限也是分很多层次,且不存在最大的集合.,A,A的子集全体,尽管 Cantor 在1883年就证明了这个定理,但直到1899年 Cantor 才发现,这个定理本身与他给出的集合的定义有矛盾,即所谓的 Cantor 的最大基数悖论.,因此Cantor在1899年给 Dedekind 的一封信中曾指出,人们要想不陷于矛盾
3、的话,就不能谈论由一切集合所组成的集合.,集合悖论,Hilbert在1900年第二届国际数学家大会上将它列为二十三个难题的第一个问题。,注记:从前面我们已经看到:,Cantor认为在 之间不存在别的基数,即不存在这样的集合A,使得但Cantor证明不了,这就是著名的Cantor连续统假设。,连续统假设,在Zermelo-Frankel公理集合论体系下,参见:数学与哲学张景中,数理逻辑概貌莫绍揆,ZF公理集合论体系下的连续统假设,1940年Godel证明了连续统假设的相容性(即不能证明它不真);,1962年Stanford大学的证明了它的独立性(即不能用其他公理证明它真);,5 基数的运算,证明,矛盾,4,从而,得到矛盾所以An中至少有一个为连续势集,例3 对平面上的任意两个非有理点,一定存在一条折线不过有理点,连接两非有理点,并作中垂线,任取中垂线上一点z,连接xz,zy得到一条连接x,y的折线,这样的折线有连续势条,而平面上的有理点只有可数个,故一定存在一条折线不过有理点。,证明,设E为平面上的一切子集所成的集合,则,