logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Teoria mnogo艣ci, zadanie nr 4691

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

geometria
post贸w: 865
2016-06-13 18:54:04

Jaka jest moc zbiorow?

a) A={x$\in R$: $\exists_{n}\in N$ $x^{n}\in Q$}
b) B={(x,y): x$\in R \wedge y\in R \wedge$ $\exists_{w\in Q}$ x$-y$=w}

a) Wedlug mnie dla kazdej liczby rzeczywistej x istnieje liczba naturalna, dla ktorej $x^{n}\in Q$. Jest to 0. A dla zera dowolna naturalna. Zatem A=$R$. |A|=c.

b) Zbior B jest zbiorem par ktorych roznica wspolrzednych jest wymierna. Ale jak stwierdzic jaka ma moc?


tumor
post贸w: 8070
2016-06-13 20:26:59

a) to $\pi$ do kt贸rej pot臋gi daje liczb臋 wymiern膮?

Zadanie jest nieco ciekawsze.

Rozwa偶my wielomiany stopnia n o wsp贸艂czynnikach ca艂kowitych. Wielomian stopnia n ma najwy偶ej n+1 wsp贸艂czynnik贸w, czyli takich wielomian贸w jest przeliczalnie wiele (przeliczalna suma zbior贸w przeliczalnych).
Oczywi艣cie stopni wielomian贸w te偶 jest przeliczalnie wiele, wobec tego wszystkich wielomian贸w o wsp贸艂czynnikach ca艂kowitych jest przeliczalnie wiele. Wielomian stopnia n ma najwy偶ej n pierwiastk贸w rzeczywistych, wobec tego wszystkich pierwiastk贸w wielomian贸w o wsp贸艂czynnikach ca艂kowitych jest przeliczalnie wiele.

Wida膰 ten ostatni wniosek? Liczb, kt贸re stanowi膮 pierwiastek wielomianu o ca艂kowitych wsp贸艂czynnikach jest przeliczalnie wiele.

No i wystarczy zauwa偶y膰, 偶e je艣li $x^n=\frac{p}{q}$, to
$qx^n=p$
czyli
$qx^n-p=0$
wobec tego x jest pierwiastkiem wielomianu o ca艂kowitych wsp贸艂czynnikach. Takich x jest przeliczalnie wiele.

----

Teraz uwaga na marginesie, kt贸r膮 jednak przeczytaj, je艣li kiedy艣 chcesz dzia艂a膰 w matematyce, bo dotyczy rzeczy istotnej. Ot贸偶 liczby, kt贸re nie s膮 pierwiastkami wielomian贸w o wsp贸艂czynnikach ca艂kowitych (czy, r贸wnowa偶nie, wymiernych), zwane liczbami przest臋pnymi, si臋 nie rzucaj膮 w oczy. Znasz zapewne dwie, $\pi, e$. Natomiast w rzeczywisto艣ci jest ich DU呕O, bo stanowi膮 podzbi贸r R mocy c, podczas gdy pierwiastki wielomian贸w o wsp贸艂czynnikach ca艂kowitych stanowi膮 tylko podzbi贸r mocy $\aleph_0$.
W matematyce zajmujemy si臋 tym, co 艂atwiejsze dla naszej intuicji, liczby ca艂kowite, wymierne, pierwiastki r贸偶nych stopni z liczb wymiernych, to wszystko s膮 pierwiastki wielomian贸w, wobec tego przez zdecydowan膮 wi臋kszo艣膰 偶ycia obcujesz z liczbami algebraicznymi (czyli nie z przest臋pnymi), a przest臋pna trafia si臋 rzadko. W rzeczywisto艣ci jednak jest istotnie wi臋cej liczb przest臋pnych ni偶 algebraicznych (przest臋pnych tyle co rzeczywistych, algebraicznych tyle co naturalnych).

Analogiczna sytuacja wyst膮pi w przypadku funkcji ci膮g艂ych i r贸偶niczkowalnych. Zajmujesz si臋 oczywi艣cie funkcjami ci膮g艂ymi i r贸偶niczkowalnymi prawie wsz臋dzie. Jakie艣 wielomiany, sinusy, wyk艂adnicze, logarytmy. Podczas gdy istnieje (prze艣liczne) twierdzenie (Banacha) m贸wi膮ce, 偶e zbi贸r funkcji r贸偶niczkowalnych CHO膯 W JEDNYM PUNKCIE jest zbiorem I kategorii (co intuicyjnie te偶 oznacza, 偶e takich funkcji jest ma艂o). Rozumiemy zatem, 偶e w pewien spos贸b rozumiana \"wi臋kszo艣膰\" funkcji ci膮g艂ych (rozumiesz ci膮g艂o艣膰 funkcji?) to funkcje, kt贸re sk艂adaj膮 si臋 z samych za艂ama艅, nie maj膮 nawet JEDNEGO punktu, w kt贸rym by艂yby r贸偶niczkowalne.
Jeszcze inny przyk艂ad z topologii: funkcje rzeczywiste ci膮g艂e s膮 wyznaczone jednoznacznie przez swoje warto艣ci na argumentach wymiernych. Wobec tego funkcji ci膮g艂ych jest \"mniej\" ni偶 nieci膮g艂ych.
Innymi s艂owy - sp臋dzasz 偶ycie zajmuj膮c si臋 funkcjami r贸偶niczkowalnymi, kt贸rych jest ma艂o nawet w艣r贸d ci膮g艂ych, a ci膮g艂ych jest ma艂o w艣r贸d wszystkich. Maj膮 one ciekawe w艂asno艣ci, s膮 艂atwe w badaniu, ale niech to nie myli intuicji. Zar贸wno liczby, kt贸re znasz, stanowi膮 mniejszo艣膰, jak i funkcje, kt贸re znasz, stanowi膮 zdecydowan膮 mniejszo艣膰. Wi臋kszo艣膰 ma inne w艂asno艣ci i inaczej si臋 zachowuje, tylko rzadko si臋 o nich m贸wi.

Kapuje?


------

b) ograniczy膰 z do艂u i z g贸ry przez inne zbiory, kt贸re maj膮 t臋 sam膮 moc, no i u偶y膰 Cantora-Bernsteina.

Naj艂atwiej: Ile jest wszystkich par (x,y)? A ile par (x,x), gdzie r贸偶nica wsp贸艂rz臋dnych jest $0\in $Q?


geometria
post贸w: 865
2016-06-13 22:09:00

b) Jezeli $A\subseteq B$, to |A|$\le$|B| (implikacja odwrotna juz nie jest prawdziwa)

Z gory: $B\subseteq R^{2}$, czyli |B|$\le$|$R^{2}$|=c.
Z dolu: tutaj nie mam pomyslu.

Roznica wspolrzednych jest rowna 0, jezeli wspolrzedne sa takie same. Takich par (x,x) jest tyle ile liczb rzeczywistych
(bo b$\in R$). Zatem |B|=c.


tumor
post贸w: 8070
2016-06-13 22:28:29

No to widzisz. Zbi贸r B ma co najmniej tyle element贸w, ile par (x,x) (bo ka偶da taka para nale偶y do B), a co najwy偶ej tyle ile $R^2$, bo ka偶dy element B nale偶y do $R^2$. Skoro w obu przypadkach mamy c, to na mocy Cantora-Bernsteina zbi贸r B ma moc c.


geometria
post贸w: 865
2016-06-14 07:00:01

c) C={(x,y,z)$\in R^{3}$: 0$\le x<1 \wedge$0$\le y<1 \wedge$0$\le z<1 $}
Kazda wspolrzedna nalezy do przedzialu [0,1). Przedzial [0,1)$\sim R$. Zatem |C|=c.

Inaczej:
Zbior C jest ograniczony z gory przez $R^{3}$.
A z dolu?


tumor
post贸w: 8070
2016-06-14 07:21:45

z do艂u przez tr贸jki
$(x,0,0)$ gdzie $x\in [0,1)$
tr贸jek jest tyle ile r贸偶nych x.




geometria
post贸w: 865
2016-06-14 19:33:48

a) Ale jak 0$\in N$, to wtedy |A|=c. Jak nie, to tak jak w powyzszej uwadze.


tumor
post贸w: 8070
2016-06-14 19:49:57

zgadza si臋.

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj