Neke napomene o beskonačnosti
"D" Za skup A
kažemo da je konačan
ako postoji prirodni broj (ili 0 ) n
takav da A
ima n
elemenata. (Prazan skup je konačan.) Skup je
beskonačan ako nije konačan. (Skup prirodnih brojeva
N
je beskonačan.)
(Sad još samo treba znati što su točno prirodni
brojevi,
i što točno znači brojanje elemenata nekog skupa, da bi ova
"definicija" mogla postati formalna. No time se zasad nećemo
baviti.)
7Z Postoji li A C= N
(N
je univerzalni skup) sa svojstvom
A
je konačan, Ac
je
beskonačan;
A
je beskonačan, dok je Ac
konačan;
A
i Ac
su oba konačni;
A
i Ac
su oba beskonačni?
Rj Pita se egzistencija, dakle navodimo primjere:
A={1,5}
. Komplement mu je skup svih prirodnih brojeva
osim 1 i 5 , dakle beskonačan.
A={n:n>3}
. Komplement mu je {1,2,3}
, dakle
konačan.
- Ovo ne postoji. Naime, kad bi takav
A
postojao,
N
bi kao unija dva konačna skupa (A
i
Ac
) bio konačan, što je kontradikcija.
A={n:2|n}
skup svih parnih brojeva. Komplement mu je
skup svih neparnih, i oba su beskonačni.
S Svaki konačan skup ima svojstvo da mu je
"dio manji od cjeline", tj. bilo koji njegov pravi podskup ima strogo
manje elemenata nego on sam. Beskonačni skupovi ne moraju imati to
svojstvo (zapravo ga i općenito nemaju – može se reći da
svaki beskonačan skup ima pravi podskup jednakobrojan s njim), no za to
treba prvo vidjeti kako se definira broj elemenata (odnosno
jednakobrojnost) beskonačnih skupova.
(Za znatiželjne: D za dva skupa, bili oni konačni ili
beskonačni, kažemo
da su jednakobrojni ako postoji bijekcija između njih.)
Ne, on nije jednostavno
"beskonačno", jer i među beskonačnim skupovima ima skupova s puno
više elemenata od nekih drugih. Tu ima dosta neintuitivnih stvari, i
treba proći neko vrijeme da se čovjek s njima sprijatelji.
P Evo nekih primjerā:
- skup
N
je jednakobrojan s
N0
– priča o papirićima s jednom crvenom i
jednom plavom stranom, s vježbi
card N=card Z
– ista priča, samo na
crvenim stranama stoje redom 0,1,-1,2,-2,3,....
card N=card Q
– ovo je već puno teže.
Moramo posložiti u osnovi dvodimenzionalnu tabelu racionalnih brojeva u
niz... to možemo učiniti razrezivanjem na dva kvadranta, i
poslagivanjem svakog od njih po sporednim (onim konačnim)
dijagonalama...
card N<card R
– realnih brojeva ima
strogo više nego prirodnih. Treba dokazati da ne postoji bijekcija,
odnosno pretpostavku o bijekciji dovesti do kontradikcije. To se može
tzv. Cantorovom dijagonalizacijom.
card R=card C
– zanimljiv dokaz u svakom
slučaju, jedan od onih koji su "tako očiti", a čak i Cantoru je
pobjegao...
Neki linkovi koji objašnjavaju ovo gore: