Upload
others
View
8
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Hajde da brojimo do∞
Andreja Ilic
Univerzitet u NišuPrirodno Matematicki Fakultet
februar 2010
Istraživacka stanica Petnica
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Skup je jedan on najosnovnijih pojmova (koncepta) u matematici.Teoriju skupova je prvi zasnovao nemacki matematicar GeorgFerdinand Ludwig Philipp Cantor (1845 - 1918) krajem 19.veka. Ona se (sada) naziva naivnom teorijom skupova, u kojojse skup ne definiše eksplicitno.
Nobody will drive us from the paradisethat Cantor has created for us.
David Hilbert (1862 - 1943)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Cantor: "By a "set" we mean any collection M into a whole ofdefinite, distinct objects m (which are called the "elements" of M)of our perception or of our thought."Intuitivno skup predstavlja kolekciju objekata (elemenata) pricemu se oni objedinjavaju nekim zajednickim svojstvom.
Osnovni odnos izmedju elemenata skupa i skupa je pripadnost(obeležava se znakom ∈){x |P(x)} - skup ciji elementi zadovoljavaju formulu (uslov) P(x)
{x |(∃y ∈ N)x = y2} = {1,4,9, . . .}
Da li ovo važi za svaki uslov P(x)?
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Cantor: "By a "set" we mean any collection M into a whole ofdefinite, distinct objects m (which are called the "elements" of M)of our perception or of our thought."Intuitivno skup predstavlja kolekciju objekata (elemenata) pricemu se oni objedinjavaju nekim zajednickim svojstvom.
Osnovni odnos izmedju elemenata skupa i skupa je pripadnost(obeležava se znakom ∈){x |P(x)} - skup ciji elementi zadovoljavaju formulu (uslov) P(x)
{x |(∃y ∈ N)x = y2} = {1,4,9, . . .}
Da li ovo važi za svaki uslov P(x)?
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
ProblemGiven any property, there is a set consisting of all objects whitch havethat property.
Bertrand Arthur William Russell’s (1872 - 1970) paradoksobjavljen 1901. godine
A = {X |X 6∈ X}Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
ProblemGiven any property, there is a set consisting of all objects whitch havethat property.
Bertrand Arthur William Russell’s (1872 - 1970) paradoksobjavljen 1901. godine
A = {X |X 6∈ X}Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Kako izbeci ovaj i slicne paradokse?
(a) Uvodjenjem pojma klase, gde skup definišemo kao specijalnuklasu koja pripada drugim klasama(b) Restrikcija ’aksiome’ podskupa
Da li je zamena (b) dovoljna za razvijanje celokupne do tadapoznate teorije skupova? Naime uspostavlja se da se mnogasvojstava ne mogu pokazati cak i neka najosnovnija (nisudovoljne da se dokaže da je unija dva skupa skup ili da sedefiniše pojam realnog broja).
Zermelo-Fraenkel set theory with the axiom of choice (ZFC)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Kako izbeci ovaj i slicne paradokse?
(a) Uvodjenjem pojma klase, gde skup definišemo kao specijalnuklasu koja pripada drugim klasama(b) Restrikcija ’aksiome’ podskupa
Da li je zamena (b) dovoljna za razvijanje celokupne do tadapoznate teorije skupova? Naime uspostavlja se da se mnogasvojstava ne mogu pokazati cak i neka najosnovnija (nisudovoljne da se dokaže da je unija dva skupa skup ili da sedefiniše pojam realnog broja).
Zermelo-Fraenkel set theory with the axiom of choice (ZFC)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Kako izbeci ovaj i slicne paradokse?
(a) Uvodjenjem pojma klase, gde skup definišemo kao specijalnuklasu koja pripada drugim klasama(b) Restrikcija ’aksiome’ podskupa
Da li je zamena (b) dovoljna za razvijanje celokupne do tadapoznate teorije skupova? Naime uspostavlja se da se mnogasvojstava ne mogu pokazati cak i neka najosnovnija (nisudovoljne da se dokaže da je unija dva skupa skup ili da sedefiniše pojam realnog broja).
Zermelo-Fraenkel set theory with the axiom of choice (ZFC)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Kako izbeci ovaj i slicne paradokse?
(a) Uvodjenjem pojma klase, gde skup definišemo kao specijalnuklasu koja pripada drugim klasama(b) Restrikcija ’aksiome’ podskupa
Da li je zamena (b) dovoljna za razvijanje celokupne do tadapoznate teorije skupova? Naime uspostavlja se da se mnogasvojstava ne mogu pokazati cak i neka najosnovnija (nisudovoljne da se dokaže da je unija dva skupa skup ili da sedefiniše pojam realnog broja).
Zermelo-Fraenkel set theory with the axiom of choice (ZFC)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Definicija
Neka su A i B proizvoljni neprazni skupovi. Korespodencija iz skupaA u skup B definiše sa kao proizvoljan podskupa f Dekartovogproizvoda A× B.
prva projekcija od f :
pr1(f ) = {x ∈ A|(x , y) ∈ f za neko y ∈ B}druga projekcija od f :
pr2(f ) = {y ∈ B|(x , y) ∈ f za neko x ∈ A}
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Primer 1. Neka je A = {a,b, c,d} i B = {−1,0,1}.
Korespodencija f iz A u B je
f = {(a,−1), (a,1), (c,0), (d ,1)}
Ona je graficki prikazana na sledecoj slici:
Ovde imamo da je:
pr1(f ) = {a, c,d}
pr2(f ) = {−1,0,1}
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Definicija
Neka su A i B neprazni skupovi. Za korespodenciju f ⊆ A× Bkažemo da je preslikavanje ili funkcija iz A u B ako ispunjavasledece uslove:
pr1(f ) = A (f je definisana na celom skupu)ako je (x , y1) ∈ f i (x , y2) ∈ f , tada je y1 = y2 (uslovjednoznacnosti)
Skup A nazivamo domenom, a B kodomenom preslikavanja fUmesto (x , y) ∈ f pišemo y = f (x)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Definicija
Data je funkciju f : A→ B. Za f kažemo da je injektivna (ili "1-1") akoje za sve elemente x1, x2 ∈ A ispunjen uslov
x1 6= x2 ⇒ f (x) 6= f (x)
Drugim recima nije dozvoljena situacija prikazana na slici:
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Definicija
Data je funkciju f : A→ B. Za f kažemo da je sirjektivno (ili "na") akoza svako y ∈ B postoji x ∈ A takvo da je f (x) = y.
Drugim recima f (A) = B.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Definicija
Funkcija f : A→ B koja je ujedno i injiekcija i surjekcija naziva sebijekcija.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
Definicija
Funkcija f : A→ B koja je ujedno i injiekcija i surjekcija naziva sebijekcija.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Kako definisati kardinalnost (broj elemenata) nekog skupa?Kako ispitati da li dva skupa imaju isti broj elemenata?Kada je skup konacan a kada beskonacan?
Definicija
Za dva skupa A i B kažemo da su ekvipotentna (imaju istu moc) ipišemo A ' B, ako postoji bijekcija iz skupa A u skup B.
Lema
Relacija ekvipotentnosti je relacija ekvivalencije tj. važe sledeceosobine:
A ' AA ' B ⇒ B ' AA ' B i B ' C ⇒ A ' C
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Kako definisati kardinalnost (broj elemenata) nekog skupa?Kako ispitati da li dva skupa imaju isti broj elemenata?Kada je skup konacan a kada beskonacan?
Definicija
Za dva skupa A i B kažemo da su ekvipotentna (imaju istu moc) ipišemo A ' B, ako postoji bijekcija iz skupa A u skup B.
Lema
Relacija ekvipotentnosti je relacija ekvivalencije tj. važe sledeceosobine:
A ' AA ' B ⇒ B ' AA ' B i B ' C ⇒ A ' C
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Kako definisati kardinalnost (broj elemenata) nekog skupa?Kako ispitati da li dva skupa imaju isti broj elemenata?Kada je skup konacan a kada beskonacan?
Definicija
Za dva skupa A i B kažemo da su ekvipotentna (imaju istu moc) ipišemo A ' B, ako postoji bijekcija iz skupa A u skup B.
Lema
Relacija ekvipotentnosti je relacija ekvivalencije tj. važe sledeceosobine:
A ' AA ' B ⇒ B ' AA ' B i B ' C ⇒ A ' C
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Interesantno pitanje: Neka je B pravi podskup skupa A. Da li jemoguce da skupovi A i B imaju istu kardinalnost (da su ekvipotentni)?Primer 3. Posmatrajmo skupove N i Np = {2,4,6,8, . . .} i fju:
ϕ(n) = 2 · nKako je f-ja ϕ bijekcija, imamo da su navedeni skupovi ekvipotentni.
Ludilo, ne?
Primer 4. Skupovi [a,b] i [c,d ]gde a < b, c < d su ekvipotentni.
f (x) =d − cb − a
x +bc − ad
b − a
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Interesantno pitanje: Neka je B pravi podskup skupa A. Da li jemoguce da skupovi A i B imaju istu kardinalnost (da su ekvipotentni)?Primer 3. Posmatrajmo skupove N i Np = {2,4,6,8, . . .} i fju:
ϕ(n) = 2 · nKako je f-ja ϕ bijekcija, imamo da su navedeni skupovi ekvipotentni.
Ludilo, ne?
Primer 4. Skupovi [a,b] i [c,d ]gde a < b, c < d su ekvipotentni.
f (x) =d − cb − a
x +bc − ad
b − a
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Interesantno pitanje: Neka je B pravi podskup skupa A. Da li jemoguce da skupovi A i B imaju istu kardinalnost (da su ekvipotentni)?Primer 3. Posmatrajmo skupove N i Np = {2,4,6,8, . . .} i fju:
ϕ(n) = 2 · nKako je f-ja ϕ bijekcija, imamo da su navedeni skupovi ekvipotentni.
Ludilo, ne?
Primer 4. Skupovi [a,b] i [c,d ]gde a < b, c < d su ekvipotentni.
f (x) =d − cb − a
x +bc − ad
b − a
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Interesantno pitanje: Neka je B pravi podskup skupa A. Da li jemoguce da skupovi A i B imaju istu kardinalnost (da su ekvipotentni)?Primer 3. Posmatrajmo skupove N i Np = {2,4,6,8, . . .} i fju:
ϕ(n) = 2 · nKako je f-ja ϕ bijekcija, imamo da su navedeni skupovi ekvipotentni.
Ludilo, ne?
Primer 4. Skupovi [a,b] i [c,d ]gde a < b, c < d su ekvipotentni.
f (x) =d − cb − a
x +bc − ad
b − a
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Jedna od prelepih teoremica iako intuitivno jasna (ali cemu ovdeintuicija) dobija se kao posledica sledece
LemaAko je B podskup skupa A i ako postoji injekcija ϕ iz A i B, tada jeA ' B.
Dokaz: Pretpostavimo da je B pravi podskup od A i definišimo skup
C =⋃
k∈N0
ϕk (A \ B)
Skupovi ϕm(A \ B) i ϕn(A \ B) su disjunktni za n 6= mϕ(C) = C
⋂B
B = ϕ(C)⋂(A \ C)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Jedna od prelepih teoremica iako intuitivno jasna (ali cemu ovdeintuicija) dobija se kao posledica sledece
LemaAko je B podskup skupa A i ako postoji injekcija ϕ iz A i B, tada jeA ' B.
Dokaz: Pretpostavimo da je B pravi podskup od A i definišimo skup
C =⋃
k∈N0
ϕk (A \ B)
Skupovi ϕm(A \ B) i ϕn(A \ B) su disjunktni za n 6= mϕ(C) = C
⋂B
B = ϕ(C)⋂(A \ C)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definišimo funkciju ψ kao ψ(a) =
{ϕ(a) ako je a ∈ Ca inace
Da li je ψ bijekcija iz A u B?
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definišimo funkciju ψ kao ψ(a) =
{ϕ(a) ako je a ∈ Ca inace
Da li je ψ bijekcija iz A u B?
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
PosledicaAko su A, B i C skupovi takvi da je A ⊆ B ⊆ C takvi da je A ' C, tadaje i B ' C.
Teorema (Šreder - Bernštajnova teorema)
Ako su A u B skupovi takvi da je A ekvipotentan nekom podskupu odB i B je ekvipotentan nekom podskupu od A, tada su i skupovi A i Bekivpotenti.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Pored ovog dokaza Šreder - Bernštajnove teoreme, postoji i prelepdokaz od giganta teorije skupova Paul Cohen-a.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definicija
Za skupa A kažemo da je beskonacan ako postoji pravi podskup odA koji je ekvipotentan sa A.
Za skup koji nije beskonacan, kažemo da je konacan.
Skup N je beskonacan.
Prazan skupa i skupa {a} su konacni.
Skup realnih brojeva R je beskonacan.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definicija
Za skupa A kažemo da je beskonacan ako postoji pravi podskup odA koji je ekvipotentan sa A.
Za skup koji nije beskonacan, kažemo da je konacan.
Skup N je beskonacan.
Prazan skupa i skupa {a} su konacni.
Skup realnih brojeva R je beskonacan.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definicija
Za skupa A kažemo da je beskonacan ako postoji pravi podskup odA koji je ekvipotentan sa A.
Za skup koji nije beskonacan, kažemo da je konacan.
Skup N je beskonacan.
Prazan skupa i skupa {a} su konacni.
Skup realnih brojeva R je beskonacan.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definicija
Za skupa A kažemo da je beskonacan ako postoji pravi podskup odA koji je ekvipotentan sa A.
Za skup koji nije beskonacan, kažemo da je konacan.
Skup N je beskonacan.
Prazan skupa i skupa {a} su konacni.
Skup realnih brojeva R je beskonacan.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema1 Nadskup beskonacnog skupa je beskonacan.2 Podskup konacnog skupa je konacan.3 Skup ekvipotentan beskonacnom skupu je beskonacan.4 Skup ekvipotentan konacnom skupu je konacan.
U delu pod 1. definišimo funkcijukao
g(n) ={
f (x) ako je x iz Ax inace
}
Posledica Skupovi Z i Q su beskonacni.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema1 Nadskup beskonacnog skupa je beskonacan.2 Podskup konacnog skupa je konacan.3 Skup ekvipotentan beskonacnom skupu je beskonacan.4 Skup ekvipotentan konacnom skupu je konacan.
U delu pod 1. definišimo funkcijukao
g(n) ={
f (x) ako je x iz Ax inace
}
Posledica Skupovi Z i Q su beskonacni.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema1 Nadskup beskonacnog skupa je beskonacan.2 Podskup konacnog skupa je konacan.3 Skup ekvipotentan beskonacnom skupu je beskonacan.4 Skup ekvipotentan konacnom skupu je konacan.
U delu pod 1. definišimo funkcijukao
g(n) ={
f (x) ako je x iz Ax inace
}
Posledica Skupovi Z i Q su beskonacni.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema
Oduzimanjem jednog elementa iz beskonacnog skupa ponovodobijamo beskonacan.
Lema
Dodavanjem jednog elementa konacnom skupu dobija se konacanskup.
Karakterizaciju konacnih skupova možemo opisati kao:
Lema
Skup A je konacan akko je prazan ili postoji k ∈ N tako da je A ' Nk .
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema
Oduzimanjem jednog elementa iz beskonacnog skupa ponovodobijamo beskonacan.
Lema
Dodavanjem jednog elementa konacnom skupu dobija se konacanskup.
Karakterizaciju konacnih skupova možemo opisati kao:
Lema
Skup A je konacan akko je prazan ili postoji k ∈ N tako da je A ' Nk .
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema
Oduzimanjem jednog elementa iz beskonacnog skupa ponovodobijamo beskonacan.
Lema
Dodavanjem jednog elementa konacnom skupu dobija se konacanskup.
Karakterizaciju konacnih skupova možemo opisati kao:
Lema
Skup A je konacan akko je prazan ili postoji k ∈ N tako da je A ' Nk .
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
David Hilbert’s hotel
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definicija
Skup A je prebrojiv ukoliko je konacan ili je ekvipotentan sa skupomN prirodnih brojeva (pri cemu skupove ekvipotentne sa N nazivamoprebrojivo beskonacnim). Skupove koji nisu prebrojivi nazivamoneprebrojivim.
Neke osobine prebrojivih skupova:
LemaPodskup prebrojivog skupa je prebrojiv.Svaki beskonacan skup sadrži prebrojiv beskonacan skup.Unija prebrojivog skupa i konacnog je prebrojiv skup.Unija dva prebrojiva skupa je prebrojiv skup.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definicija
Skup A je prebrojiv ukoliko je konacan ili je ekvipotentan sa skupomN prirodnih brojeva (pri cemu skupove ekvipotentne sa N nazivamoprebrojivo beskonacnim). Skupove koji nisu prebrojivi nazivamoneprebrojivim.
Neke osobine prebrojivih skupova:
LemaPodskup prebrojivog skupa je prebrojiv.Svaki beskonacan skup sadrži prebrojiv beskonacan skup.Unija prebrojivog skupa i konacnog je prebrojiv skup.Unija dva prebrojiva skupa je prebrojiv skup.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Lema1 Skup Z celih brojeva je prebrojiv.2 Skup Nk za k ∈ N je prebrojiv.3 Skup Q racionalnih brojeva je prebrojiv.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Da li postoji elegantnija enumearcija
Neil Calkni’s and Herbert Wilf’s listing
11 , 1
2 , 21 , 1
3 , 32 , 2
3 , 31 , . . .
Brojilac i imenilac navedenih razlomaka se mogu predstaviti uobliku
b(n)b(n + 1)
gde je (bn)n≥0 Stern’s diatomic series
(1,1,2,1,3,2,3,1,4,3,5,2, . . .)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Da li postoji elegantnija enumearcija
Neil Calkni’s and Herbert Wilf’s listing
11 , 1
2 , 21 , 1
3 , 32 , 2
3 , 31 , . . .
Brojilac i imenilac navedenih razlomaka se mogu predstaviti uobliku
b(n)b(n + 1)
gde je (bn)n≥0 Stern’s diatomic series
(1,1,2,1,3,2,3,1,4,3,5,2, . . .)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Da li postoji elegantnija enumearcija
Neil Calkni’s and Herbert Wilf’s listing
11 , 1
2 , 21 , 1
3 , 32 , 2
3 , 31 , . . .
Brojilac i imenilac navedenih razlomaka se mogu predstaviti uobliku
b(n)b(n + 1)
gde je (bn)n≥0 Stern’s diatomic series
(1,1,2,1,3,2,3,1,4,3,5,2, . . .)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Da li postoji elegantnija enumearcija
Neil Calkni’s and Herbert Wilf’s listing
11 , 1
2 , 21 , 1
3 , 32 , 2
3 , 31 , . . .
Brojilac i imenilac navedenih razlomaka se mogu predstaviti uobliku
b(n)b(n + 1)
gde je (bn)n≥0 Stern’s diatomic series
(1,1,2,1,3,2,3,1,4,3,5,2, . . .)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Da li postoji elegantnija enumearcija
Neil Calkni’s and Herbert Wilf’s listing
11 , 1
2 , 21 , 1
3 , 32 , 2
3 , 31 , . . .
Brojilac i imenilac navedenih razlomaka se mogu predstaviti uobliku
b(n)b(n + 1)
gde je (bn)n≥0 Stern’s diatomic series
(1,1,2,1,3,2,3,1,4,3,5,2, . . .)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Definišimo beskonacno binarno stablo na sledeci nacin:Koren stabla ima vrednost 1
1
Svaki unutrašnji cvor ab ima dva potomka: levi potomak ima
vrednost aa+b a desni a+b
b
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Neke od osobine opisanog binarnog stabla:
Za svaku vrednost cvora rs brojevi r i s su uzajamno prosti
Svaki razlomak rs ∈ Q+ se pojavljuje kao vrednost nekog cvora u
stablu
Vrednosti cvorova su jedinstvene u stablu
Brojilac n-tog elementa u enumeraciji je jednaka imeniocu(n + 1)-og elementa.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Neke od osobine opisanog binarnog stabla:
Za svaku vrednost cvora rs brojevi r i s su uzajamno prosti
Svaki razlomak rs ∈ Q+ se pojavljuje kao vrednost nekog cvora u
stablu
Vrednosti cvorova su jedinstvene u stablu
Brojilac n-tog elementa u enumeraciji je jednaka imeniocu(n + 1)-og elementa.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Neke od osobine opisanog binarnog stabla:
Za svaku vrednost cvora rs brojevi r i s su uzajamno prosti
Svaki razlomak rs ∈ Q+ se pojavljuje kao vrednost nekog cvora u
stablu
Vrednosti cvorova su jedinstvene u stablu
Brojilac n-tog elementa u enumeraciji je jednaka imeniocu(n + 1)-og elementa.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Neke od osobine opisanog binarnog stabla:
Za svaku vrednost cvora rs brojevi r i s su uzajamno prosti
Svaki razlomak rs ∈ Q+ se pojavljuje kao vrednost nekog cvora u
stablu
Vrednosti cvorova su jedinstvene u stablu
Brojilac n-tog elementa u enumeraciji je jednaka imeniocu(n + 1)-og elementa.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Neke od osobine opisanog binarnog stabla:
Za svaku vrednost cvora rs brojevi r i s su uzajamno prosti
Svaki razlomak rs ∈ Q+ se pojavljuje kao vrednost nekog cvora u
stablu
Vrednosti cvorova su jedinstvene u stablu
Brojilac n-tog elementa u enumeraciji je jednaka imeniocu(n + 1)-og elementa.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo sada skup R realni brojeva. Da li je on prebrojiv?
Teorema (Kantor)
Skup R realnih brojeva je neprebrojiv.
Dokaz: Posmatrajmo interval M = (0,1].
Pretpostavimo da je skup M prebrojiv, tj. M = {x1, x2, . . .}.Predstavimo svaki od xn na jedinstven nacin u obliku beskonacnogdecimalnog zapisa bez beskonanog niza nula
xn = 0.an1an2an3 . . .
gde je ank iz skupa {0,1, . . . ,9}.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo sada skup R realni brojeva. Da li je on prebrojiv?
Teorema (Kantor)
Skup R realnih brojeva je neprebrojiv.
Dokaz: Posmatrajmo interval M = (0,1].
Pretpostavimo da je skup M prebrojiv, tj. M = {x1, x2, . . .}.Predstavimo svaki od xn na jedinstven nacin u obliku beskonacnogdecimalnog zapisa bez beskonanog niza nula
xn = 0.an1an2an3 . . .
gde je ank iz skupa {0,1, . . . ,9}.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo sada skup R realni brojeva. Da li je on prebrojiv?
Teorema (Kantor)
Skup R realnih brojeva je neprebrojiv.
Dokaz: Posmatrajmo interval M = (0,1].
Pretpostavimo da je skup M prebrojiv, tj. M = {x1, x2, . . .}.Predstavimo svaki od xn na jedinstven nacin u obliku beskonacnogdecimalnog zapisa bez beskonanog niza nula
xn = 0.an1an2an3 . . .
gde je ank iz skupa {0,1, . . . ,9}.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo sada skup R realni brojeva. Da li je on prebrojiv?
Teorema (Kantor)
Skup R realnih brojeva je neprebrojiv.
Dokaz: Posmatrajmo interval M = (0,1].
Pretpostavimo da je skup M prebrojiv, tj. M = {x1, x2, . . .}.Predstavimo svaki od xn na jedinstven nacin u obliku beskonacnogdecimalnog zapisa bez beskonanog niza nula
xn = 0.an1an2an3 . . .
gde je ank iz skupa {0,1, . . . ,9}.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo realni broj b = 0.b1b2b3 . . ., definisan kao:
bn 6= ann
Kantorov dijagonalni postupak
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo realni broj b = 0.b1b2b3 . . ., definisan kao:
bn 6= ann
Kantorov dijagonalni postupak
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Posmatrajmo realni broj b = 0.b1b2b3 . . ., definisan kao:
bn 6= ann
Kantorov dijagonalni postupak
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Šta je sa skupom I iracionalni brojeva?
Da li su skupovi (0,1), (0,1], [0,1) i [0,1] ekvipotentni?
f : (0,1]→ (0,1)
g(n) =
32 − x ako je 1
2 < x ≤ 134 − x ako je 1
4 < x ≤ 12
38 − x ako je 1
8 < x ≤ 14
......
Proizvoljna dva intervala (pozitivne dužine) imaju su ekvipotentni(centralna projekcia prikazana na slici)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Šta je sa skupom I iracionalni brojeva?
Da li su skupovi (0,1), (0,1], [0,1) i [0,1] ekvipotentni?
f : (0,1]→ (0,1)
g(n) =
32 − x ako je 1
2 < x ≤ 134 − x ako je 1
4 < x ≤ 12
38 − x ako je 1
8 < x ≤ 14
......
Proizvoljna dva intervala (pozitivne dužine) imaju su ekvipotentni(centralna projekcia prikazana na slici)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Šta je sa skupom I iracionalni brojeva?
Da li su skupovi (0,1), (0,1], [0,1) i [0,1] ekvipotentni?
f : (0,1]→ (0,1)
g(n) =
32 − x ako je 1
2 < x ≤ 134 − x ako je 1
4 < x ≤ 12
38 − x ako je 1
8 < x ≤ 14
......
Proizvoljna dva intervala (pozitivne dužine) imaju su ekvipotentni(centralna projekcia prikazana na slici)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Šta je sa skupom I iracionalni brojeva?
Da li su skupovi (0,1), (0,1], [0,1) i [0,1] ekvipotentni?
f : (0,1]→ (0,1)
g(n) =
32 − x ako je 1
2 < x ≤ 134 − x ako je 1
4 < x ≤ 12
38 − x ako je 1
8 < x ≤ 14
......
Proizvoljna dva intervala (pozitivne dužine) imaju su ekvipotentni(centralna projekcia prikazana na slici)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Teorema
Skup R2 uredjnih parova realnih brojeva je ekvipotentan skupu R.
Dokazacemo da su skupovi {(x , y)|0 < x , y ≤ 1} i (0,1]ekvipotentni.
Realne brojeve x i y napisati na jedinstven nacin u beskonacnomdecimalnom zapisu grupisanom po nenula ciframa.
x = 0.3 01 2 007 08 . . .
y = 0.0009 2 05 1 0008 . . .
z = 0.3 0.009 01 2 2 05 007 1 08 0008 . . .
Ovo je dosta neocekivani rezultat, zbog suprotnosti o intuitivnomshvatanju dimenzije.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Teorema
Skup R2 uredjnih parova realnih brojeva je ekvipotentan skupu R.
Dokazacemo da su skupovi {(x , y)|0 < x , y ≤ 1} i (0,1]ekvipotentni.
Realne brojeve x i y napisati na jedinstven nacin u beskonacnomdecimalnom zapisu grupisanom po nenula ciframa.
x = 0.3 01 2 007 08 . . .
y = 0.0009 2 05 1 0008 . . .
z = 0.3 0.009 01 2 2 05 007 1 08 0008 . . .
Ovo je dosta neocekivani rezultat, zbog suprotnosti o intuitivnomshvatanju dimenzije.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Teorema
Skup R2 uredjnih parova realnih brojeva je ekvipotentan skupu R.
Dokazacemo da su skupovi {(x , y)|0 < x , y ≤ 1} i (0,1]ekvipotentni.
Realne brojeve x i y napisati na jedinstven nacin u beskonacnomdecimalnom zapisu grupisanom po nenula ciframa.
x = 0.3 01 2 007 08 . . .
y = 0.0009 2 05 1 0008 . . .
z = 0.3 0.009 01 2 2 05 007 1 08 0008 . . .
Ovo je dosta neocekivani rezultat, zbog suprotnosti o intuitivnomshvatanju dimenzije.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Teorema
Skup R2 uredjnih parova realnih brojeva je ekvipotentan skupu R.
Dokazacemo da su skupovi {(x , y)|0 < x , y ≤ 1} i (0,1]ekvipotentni.
Realne brojeve x i y napisati na jedinstven nacin u beskonacnomdecimalnom zapisu grupisanom po nenula ciframa.
x = 0.3 01 2 007 08 . . .
y = 0.0009 2 05 1 0008 . . .
z = 0.3 0.009 01 2 2 05 007 1 08 0008 . . .
Ovo je dosta neocekivani rezultat, zbog suprotnosti o intuitivnomshvatanju dimenzije.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
EkvipotentnostKonacni i beskonacni skupoviPrebrojivi i neprebrojivi skupovi
Teorema
Skup R2 uredjnih parova realnih brojeva je ekvipotentan skupu R.
Dokazacemo da su skupovi {(x , y)|0 < x , y ≤ 1} i (0,1]ekvipotentni.
Realne brojeve x i y napisati na jedinstven nacin u beskonacnomdecimalnom zapisu grupisanom po nenula ciframa.
x = 0.3 01 2 007 08 . . .
y = 0.0009 2 05 1 0008 . . .
z = 0.3 0.009 01 2 2 05 007 1 08 0008 . . .
Ovo je dosta neocekivani rezultat, zbog suprotnosti o intuitivnomshvatanju dimenzije.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Kao što znamo, za merenje velicine (broja elemenata) konacnihskupova koristimo prirodne brojeve. Ranije smo nagovestili da postojimogucnost da u nekom smislu merimo velicinu i beskonacnihskupova. To cinimo korišcenjem kardinalnih brojeva koje uvodimonarednom definicijom.
Definicija
Neka je svakom skupu A pridružen objekat, oznacen sa |A|, tako dasu zadovoljeni sledeci uslovi:
|A| = 0 ako i samo ako je A = ∅Ako je A ' Nk za neko k ∈ N, tada je |A| = kAko su A i B proizvoljni ekvipotentni skupovi, tada je |A| = |B|.
|A| nazivamo kardinalnim brojem ili kardinalnošcu skupa A.Kardinalne brojeve konacnih skupova nazivamo konacnimkardinalnim brojevima, dok kardinalne brojeve beskonacnihskupova nazivamo transfinitnim kardinalnim brojevima.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Kao što znamo, za merenje velicine (broja elemenata) konacnihskupova koristimo prirodne brojeve. Ranije smo nagovestili da postojimogucnost da u nekom smislu merimo velicinu i beskonacnihskupova. To cinimo korišcenjem kardinalnih brojeva koje uvodimonarednom definicijom.
Definicija
Neka je svakom skupu A pridružen objekat, oznacen sa |A|, tako dasu zadovoljeni sledeci uslovi:
|A| = 0 ako i samo ako je A = ∅Ako je A ' Nk za neko k ∈ N, tada je |A| = kAko su A i B proizvoljni ekvipotentni skupovi, tada je |A| = |B|.
|A| nazivamo kardinalnim brojem ili kardinalnošcu skupa A.Kardinalne brojeve konacnih skupova nazivamo konacnimkardinalnim brojevima, dok kardinalne brojeve beskonacnihskupova nazivamo transfinitnim kardinalnim brojevima.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Kardinalni broj skupa A zapravo jeste klasa svih ekvipotentnihskupova sa A.Kardinalni broj skupa N prirodnih brojeva oznacava se sa N0(cita se alef nula - prvo slovo hebrejske azbuke)Kardnilani broj skupa R realnih brojeva oznacava se sa C (cita sekontinum). Za svaki skup koji je ekvipotentan sa R kažemo daima moc kontinuma.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Kardinalni broj skupa A zapravo jeste klasa svih ekvipotentnihskupova sa A.Kardinalni broj skupa N prirodnih brojeva oznacava se sa N0(cita se alef nula - prvo slovo hebrejske azbuke)Kardnilani broj skupa R realnih brojeva oznacava se sa C (cita sekontinum). Za svaki skup koji je ekvipotentan sa R kažemo daima moc kontinuma.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Kardinalni broj skupa A zapravo jeste klasa svih ekvipotentnihskupova sa A.Kardinalni broj skupa N prirodnih brojeva oznacava se sa N0(cita se alef nula - prvo slovo hebrejske azbuke)Kardnilani broj skupa R realnih brojeva oznacava se sa C (cita sekontinum). Za svaki skup koji je ekvipotentan sa R kažemo daima moc kontinuma.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Neka su A i B skupovi. Tada kažemo da je kardinalni broj |A|skupa A manji ili jednak kardinalnom broju |B| skupa B, štopišemo |A| ≤ |B|, ako je skup A ekvipotentan nekom podskupuod B, tj. ako postoji injekcija iz A u B.
Ako je |A| ≤ |B| i |A| 6= |B|, tada pišemo |A| < |B|, i kažemo da jekardinalni broj |A| strogo manji od kardinalnog broja |B|.
Teorema
Neka su A, B i C proizvoljni skupovi. Tada važi sledece:1 |A| = |A|2 |A| ≤ |B| i |B| ≤ |A| tada je |A| = |B|3 |A| ≤ |B| i |B| ≤ |C| tada je |A| ≤ |C|
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Stavka 2. prethodne teoreme nije nimalo ocigledna.
Dokazana je 1883. godine (Šreder-Bernštrajnova teorema)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Stavka 2. prethodne teoreme nije nimalo ocigledna.
Dokazana je 1883. godine (Šreder-Bernštrajnova teorema)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema (Kantor)
Za proizvoljan skup A važi da je |A| < |P(A)|.
Tvrdjenje |A| ≤ |P(A)| je ocigledno
Pretpostavimo da je |A| = |P(A)|, tj. da postoji bijekcija f iz A u|P(A)|.
Posmatrajmo skup:
X = {x ∈ A|x 6∈ f (x)}
Kako je f bijekcija, tada mora da postoji a ∈ A takav da jef (a) = X . Konstradikciju dobijamo iz
a ∈ X ⇐⇒ a 6∈ X
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema (Kantor)
Za proizvoljan skup A važi da je |A| < |P(A)|.
Tvrdjenje |A| ≤ |P(A)| je ocigledno
Pretpostavimo da je |A| = |P(A)|, tj. da postoji bijekcija f iz A u|P(A)|.
Posmatrajmo skup:
X = {x ∈ A|x 6∈ f (x)}
Kako je f bijekcija, tada mora da postoji a ∈ A takav da jef (a) = X . Konstradikciju dobijamo iz
a ∈ X ⇐⇒ a 6∈ X
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema (Kantor)
Za proizvoljan skup A važi da je |A| < |P(A)|.
Tvrdjenje |A| ≤ |P(A)| je ocigledno
Pretpostavimo da je |A| = |P(A)|, tj. da postoji bijekcija f iz A u|P(A)|.
Posmatrajmo skup:
X = {x ∈ A|x 6∈ f (x)}
Kako je f bijekcija, tada mora da postoji a ∈ A takav da jef (a) = X . Konstradikciju dobijamo iz
a ∈ X ⇐⇒ a 6∈ X
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema (Kantor)
Za proizvoljan skup A važi da je |A| < |P(A)|.
Tvrdjenje |A| ≤ |P(A)| je ocigledno
Pretpostavimo da je |A| = |P(A)|, tj. da postoji bijekcija f iz A u|P(A)|.
Posmatrajmo skup:
X = {x ∈ A|x 6∈ f (x)}
Kako je f bijekcija, tada mora da postoji a ∈ A takav da jef (a) = X . Konstradikciju dobijamo iz
a ∈ X ⇐⇒ a 6∈ X
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema (Kantor)
Za proizvoljan skup A važi da je |A| < |P(A)|.
Tvrdjenje |A| ≤ |P(A)| je ocigledno
Pretpostavimo da je |A| = |P(A)|, tj. da postoji bijekcija f iz A u|P(A)|.
Posmatrajmo skup:
X = {x ∈ A|x 6∈ f (x)}
Kako je f bijekcija, tada mora da postoji a ∈ A takav da jef (a) = X . Konstradikciju dobijamo iz
a ∈ X ⇐⇒ a 6∈ X
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Definicija
Ako su a i b proizvoljni kardinalni brojevi, tada se suma kardinalnihbrojeva a i b, u oznaci a + b, definiše kao kardinalni broj odredjen sa
a + b = |A ∪ B|
gde su A i B proizvoljni disjunktni skupovi takvi da je |A| = a i |B| = b.
Lema
Neka su a, b i c proizvoljni kardinalni brojevi. Tada važi sledece:a + b = b + a (komutativnost)(a + b) + c = a + (b + c) (asocijativnost)
’ajde da malo sabiramo...
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Definicija
Ako su a i b proizvoljni kardinalni brojevi, tada se suma kardinalnihbrojeva a i b, u oznaci a + b, definiše kao kardinalni broj odredjen sa
a + b = |A ∪ B|
gde su A i B proizvoljni disjunktni skupovi takvi da je |A| = a i |B| = b.
Lema
Neka su a, b i c proizvoljni kardinalni brojevi. Tada važi sledece:a + b = b + a (komutativnost)(a + b) + c = a + (b + c) (asocijativnost)
’ajde da malo sabiramo...
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Definicija
Ako su a i b proizvoljni kardinalni brojevi, tada se proizvodkardinalnih brojeva a i b, u oznaci ab, definiše kao kardinalni brojodredjen sa
ab = |A× B|
, gde su A i B proizvoljni skupovi takvi da je |A| = a i |B| = b.
Lema
Neka su a, b i c proizvoljni kardinalni brojevi. Tada važi sledece:ab = ba (komutativnost)(ab)c = a(bc) (asocijativnost)a(b + c) = ab + ac) (distributivnost)
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Ako su A i B proizvoljni skupovi, tada sa BA oznacavamo skupsvih preslikavanje iz A u B.
Definicija
Ako su a i b proizvoljni kardinalni brojevi, tada se a-ti stepenkardinalnog broja b, u oznaci ba, definiše kao kardinalni brojodredjen sa
ba = |BA|
, gde su A i B proizvoljni skupovi takvi da je |A| = a i |B| = b.
LemaNeka su A, B, X i Y proizvoljni skupovi takvi da je A ' X i B ' Y.Tada je BA ' Y X .
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema
Za proizvoljan skup A važi da je |P(A)| = 2|A|.
Lema
2N0 = C
David Hilbert je 1900. postavio hipotezu:
Hipoteza (Hipoteza kontinuma)
Ne postoji kardinalni broj a takav da je N0 < a < 2N0 = c
1938 Kurt Gedel je pokazao da dodavanjem hipoteze ustandardnim aksiomama teorije skupova ne dovodi doprotivurecnosti1963 Džordž Koen je dokazao da se hipoteza kontinuma nemože dokazati polazeci od sadašnjih aksioma teorije skupova.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema
Za proizvoljan skup A važi da je |P(A)| = 2|A|.
Lema
2N0 = C
David Hilbert je 1900. postavio hipotezu:
Hipoteza (Hipoteza kontinuma)
Ne postoji kardinalni broj a takav da je N0 < a < 2N0 = c
1938 Kurt Gedel je pokazao da dodavanjem hipoteze ustandardnim aksiomama teorije skupova ne dovodi doprotivurecnosti1963 Džordž Koen je dokazao da se hipoteza kontinuma nemože dokazati polazeci od sadašnjih aksioma teorije skupova.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞
Pojam skupaFunkcije
Konacni i beskonacni skupoviKardinali
DefinicijaUporedjivanje kardinalaOperacije sa kardinalima
Teorema
Za proizvoljan skup A važi da je |P(A)| = 2|A|.
Lema
2N0 = C
David Hilbert je 1900. postavio hipotezu:
Hipoteza (Hipoteza kontinuma)
Ne postoji kardinalni broj a takav da je N0 < a < 2N0 = c
1938 Kurt Gedel je pokazao da dodavanjem hipoteze ustandardnim aksiomama teorije skupova ne dovodi doprotivurecnosti1963 Džordž Koen je dokazao da se hipoteza kontinuma nemože dokazati polazeci od sadašnjih aksioma teorije skupova.
Andreja Ilic Hajde da brojimo do ∞