如何證明從乙個無限可數集的冪集為不可數無限集?

時間 2021-06-03 01:45:45

1樓:

根據康托定理得到可數集的冪集與可數集不等勢。

顯然存在乙個單射,從而可數集的冪集是無窮的,無窮並且不是可數的,於是是不可數的。

康托定理的證明和羅素悖論有關。

2樓:Orion

看到樓上有人在證明自然數的冪集不可數,我也來湊個熱鬧。這個證明是我在馮琦的《數理邏輯導引》裡看到的,其實這就是康托爾的對角線法,但表達方法卻比小數形式的更容易理解。

試證:自然數的集合 的冪集 不可數。

假設 是從自然數集到其冪集的任意乙個對映。用反證法證明 不可能為滿射。考慮如下集合:

有結論:自然數的子集合 不在 的值域中。

假設不然,令 ,這個 顯然是存在的。現在的問題是:這個 是否在 中?

如果 ,由於 ,所以 ,但是集合 的定義告訴我們 。

如果 ,同樣因為 ,有 ,而這樣 又滿足了 的定義從而 。

所以無論 屬不屬於 ,我們都能匯出矛盾。所以結論: 一定成立。

這樣 便不可能是滿射,從而自然數的冪集 不可數。

3樓:予一人

這個問題相當於要證明:

自然數的冪集不可數。

今將給出乙個簡單的操作性證明。[1]由於自然數集可數,我們先將所有自然數從小到大依次排成一列:

設若 是 的乙個子集,這相當於從前述排列中取數作為元素來構造 考慮將這種「取法」隨之也就是將這子集 映成乙個 上的小數 這可以按如下手續實現:

整數部分一律取零;

在 中檢索前述排列中的每乙個數,如果這個數在 中,就在這個數下方記 相反,如果這個數不在 中,就記 ;

將這記下的數按其先後次序連線起來作為 的小數部分。

為了便於理解,我們舉乙個簡單的例項。比如,若 這裡我們已經將 中的元素從小到大排列整齊。[2]我們先寫下整數部分: 然後依次檢索排列中的每乙個數是否在 中:

於是寫下

於是寫下

於是寫下

於是寫下

於是寫下

由此,我們得到

不難看出,對映 是雙射,於是 的冪集就與 上的小數集等勢,但我們知道後者是不可數集,它與實數集等勢,基數同為 [3]由此,結論得證。

可數集的子集都是可數集嗎,如何證明?

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任意乙個實數集的不可數子集的「二元整係數線性組合」是否一定能覆蓋整個實數集?

不能。如果用選擇公理就比較簡單,但是想構造乙個具體的例子還蠻有趣的。乙個具體的例子如下。記A 這裡面我們說乙個十進位制小數 0.a 1a 2.幾乎全是0,是說 m 1.容易驗證A是R的Q子空間。任意給你乙個小數 0.a 1a 2a 3.我們可以對應到乙個A中的數 0.a 10a 200a 3000....