怎麼證明線段上幾何點的數量要少於所有幾何曲線的種類數?

時間 2021-06-09 15:50:25

1樓:「已登出」

First of all,in this answer,we always assume GCH is correct

We define Power Set

(ps:means cardinality of this set)

Also we find that

So And we introduce the cardinal number

We denfine

Then we make a function

Obviously,we can get the conclusion:

Also,we should notice the fact that

And by

2樓:Wejish Zeng

原回答中出現了一些錯誤,所以在這裡修改一下。

為了接下來的證明,我們先引入冪集的概念。對於乙個集合A,它的所有子集構成的集合稱為A的冪集P(A),P(A)的基數一定大於A的基數,因為顯然A和P(A)的乙個子集間存在雙射,但如果A和P(A)之間存在雙射f,那麼取集合B,考慮a∈A使f(a)=B,那麼就會出現矛盾。這就是康托爾定理。

回到問題本身,出於方便考慮,我將「幾何點」的全體視為二維的歐幾里得空間R,即平面,但如果僅僅將曲線視為連續對映 ,這是拓撲上通常的曲線定義,那麼考慮到連續對映的定義,實際上只要確定[0,1]中的每個有理數在對映f下對應的點(x,y),再由f的連續性就能得到[0,1]全體對應的點。也就是說對映f與其在每個有理數處的值一一對應。這些有理數形成乙個可數集合,所以全體 與對映f形成乙個雙射。

而可數個取值為R的序列組成的集合的基數仍然與R相同,所以按照以上方式定義的「連續曲線」實際上仍然與「幾何點」的數目相同。所以書中說的曲線不能在通常的意義下理解。

我們現在考慮所有的函式 ,每個函式與它在平面上的影象(x,f(x))之間是一一對應的,對於任意乙個R中的子集,我們都可以選擇乙個函式,使它的值域為該子集,在這種意義下我們構造了乙個P(R)到f的單射,即f的基數大於等於P(R),而R的基數與R相同,所以全體函式的基數大於平面R的基數。如果把函式的影象也理解為更廣泛的幾何曲線的一部分的話,我們就證明了全體幾何曲線的乙個子集的基數大於平面上全體幾何點的基數,也就是「所有幾何曲線的種類數」多於「全體幾何點」。

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