什么叫有限集合、可列集和可列有限集。看了以下定义,我还不是很懂,请求解释,谢谢。可以举例说说明吗?

2024年11月19日 19:24
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网友(1):

自然数集、 有理数集、 代数做槐数集都是可列集。实数集、复数集、直线点集、 平面点集都是不可列集(或不可数集)。有限集都可以说是自然数的真子集,当然可列,但没有可列有限集这个词。

(1)有限集就是能与{1,2,3,4,……,n}(n为任意自然数)建立双射的集合。简单的来概括就是一个一个的数总能全部数完的集合。比如(1,2,3,4……,100)就是有限集。

(2)不是有限集的集合就是无限集。

(3)可数集就是无限但是能与自然数集建立双射的集合,又称可列集。可数集是最小的无穷集。

(4)不可数集就是无限且又不能与自然数建立双射的集合。

一,有限集与无限集

(1)说通俗点(但不够科学)就是集合中元素的个数。用数字,1,2,……表示。如集合{1,2,3}有三个元素,基数是3。基数(cardinal number)也叫势(cardinality)。集合的基数是任何一个具体数字时,就叫做有限集合。

(2)而当一个集合的基数超过自然数的范围,就是说比任何一个自然数都要大时。就是无限集合。
比如全体自然数是第一个无限集合。它的基数叫做阿列夫零,阿列夫(aleph),是希伯来文字母表的第一个字母。

二,可列与不可列的问题

(1)并不是所有无限集合都和全体自然数,也就是基数为(aleph)零的无限数能构成一一对应。比如,实数。当然全体实数也是无限的,但它却和自然数之间构造不出一一对应关系。所以,在全体实数这个无穷之上,还有更大的无穷。

也就是说,(aleph零)<2^(aleph零),我们叫,2^(aleph零)=(aleph壹)。甚至这个问题可以接着往下数。所有这些都叫做超限数。全体自然数是可以列举出来的。所以,这种集合我们叫它可列。

(2)全体实数是无法列出来的,甚至用一个无限集也无法把它间接列出来。全体有理数虽然本身无法全部列举,可是我们却可以用全体自然数和它之间建立一个一一映射关系。

比如,把全体有理数,表示成,……q(0),q(1),q(2),……,所以它也可列。这是可以严格证明的,但全体实数无法给出这种证明。所以,它就是不可列的。

扩展资料:

有限集合是由有限个元素组成的集合,也称有穷集合。例如,由北京、天津、上海三个直辖市组成的集合,由所有小于10000的质数所组成的集合都是有限集合。只含一个元素的集合是一种特殊的有限集合,叫做单元素集合,至少含有一个元素的集合叫做非空集合,

不含任何元素的集合叫做空集,空集只有一个,一般用希腊字母Φ(或{})来表示。例如,如果一个集合是以某班的某次数学测验不及格的学生为元素,而事实上全班学生在该次数学测验中成绩都及格,那么这个集合就是一个空集Φ。

在集合论中,约定空集Φ为有限集合, 空集是一切集合的子集。

有限集合还有两种定义方式。

(1)一个是说与自然数串的一个线段对等的集合,以及空集合,都叫做有限集合;不是有限集合的集合叫做无限集合。

(2)另一个定义是:不可与其自身的真子集对等的非空集合,以及空集,都叫做有限集合,不是有限集合的集合叫做无限集合。

如果一个集合与正整数纯局友集合之腊散间存在一一对应,则这个集合称为可列集(或可数集); 也就是说, 存在一个从该集合到正整数集合的双射(也称可逆映射)。

(1)自然数集、有理数集、代数数集都是可列集。

(2)实数集、复数集、直线点集、 平面点集都是不可列集(或不可数集)。

可列集是最小的无限集; 它的幂集是不可数集--和实数集存在一一对应(也称同势)。 所谓幂集, 就是原集合中所有的子集(包括全集和空集)构成的集族。

证明:有理数集Q是可列集

证: 由于区间(−∞,+∞)可以表示为可列个区间(n,n+1](n∈Z)的并,我们只须证明区间(0,1]中的有理数是可列集即可。

由于区间(0,1]中的有理数可惟一地表示为既约分数q/p,其中p∈N+,q∈N+,q≤p,并且p,q互质。我们按下列方式排列这些有理数:

分母p=1的既约分数只有一个: x11=1;

分母p=2的既约分数也只有一个:x21 =1/2;

分母p=3的既约分数有两个: x31=1/3, x32 =2/3;

分母p=4的既约分数也只有两个:x41=1/4,x42=3/4;

一般地,分母p=n的既约分数至多不超过n-1个,可将它们记为xn1,xn2,... ,xnk(n),其中k(n)≤n。

于是区间(0,1]中的有理数全体可以排成

x11,x21,x31,x32,x41,x42,... ,xn1,xn2,... ,xnk(n),... 。

这就证明了有理数Q是可列集。

可以证明,可列集有下列重要性质:

1、 有限个可列集的并是可列集。

2、 可列个可列集的并是可列集。

3、 任何可列集的的无穷子集是可列集。

4、 任何无穷集都包含一个可列的真子集。

5、 一个无穷集并上一个可列集还与其自身等势 。

6、 可列集的幂集与实数集等势。

参考资料:可列集_百度百科

有限集合_百度百科

网友(2):

有限集和无限集不是这样分的。问题有点复杂,先给你答案。
自然数集、 有理数集、 代数数集都是可列集。
实数集、复数集、直线点集、 平面点集都是不可列集(或不可数集)。
有限集都可以说是自然数的真子集,当然可列,但没有可列有限集这个词。不这到叫。
下面是分析。
区分集合的有限和无限,是根据集合的基数。
说通俗点(但不够科学)就是集合中元素的个数。用数字,1,2,……表示。
如集合{1,2,3}有三个元素,基数是3。基数(cardinal number)也叫势(cardinality)。
集合的基数是任何一个具体数字时,就叫做有限集合。
而当一个集敬磨和合的基数超过自然数的范围,就是说比任何一个自然数都要大时。就是无限集合。
比如全体自然数是第一个无限集合。它的基数叫做阿列夫零,阿列夫(aleph),是希伯来文字母表的第一个字母。很难写,就不给你写了。我用(aleph)表示。
无限集合和有限集合有一个本质的区别是,
每个有限集合都大于它的真子集。像{1,2,3}比{1,2}大。
而无限集合在有时候“等于”它的某些真子集。
用集合的语言就是映射,即它和它的一个子集能形成一一对应关系。
比如,全体自然数{1,2,3,……}对应于{1,4,9,……},明显,后者是前者的真子集。
但确实,你说出任何一个自然数,都有一个它的平方和它对应,而且也是自然数。
所以,阿列夫零(aleph)0有个性质,那就是,(aleph)零=(aleph)零+1。其实,你随便加多少都一样。
同样你也能看到,全体整数也和自然数对应。它们有同样的基数(aleph)零。也就是(aleph)零+(aleph)零=(aleph)零。
用专业的话叫做等势。通俗点讲就是,我去掉它的一半,它还有原来相等。这就是它的无限性。
无限下的运算不能按常规下的来,但它的运算法则,也可以说清楚。
其实,全体自然数,整数,以及自然数中那种1,4,9,……等数列的基数都相等,就是(aleph)零,连全体有理数的基数也是(aleph)零。证明这些的关键是,能在这两种集合之间的构造出一个一一对应关系的映射。
下面再解决可列与不可列的问题。
但并不是所有无限集合都和全体自然数,也就是基数为(aleph)零的无限数能构成一一对应。比如,实数。当然全体实数也是无限的,但它却和自然数之间构造不出一一对应关系。所以,在全体实数这个无穷之上,还有更大的无穷。其实,根据无限的定义,就可以知道,有比(aleph)零大的无穷。比如,2的(aleph)零次方(专业的叫法是它的幂集,不写它了)。也就是说,(aleph零)<2^(aleph零),我们叫,2^(aleph零)=(aleph壹)。
甚至这个问题可以接着往下数。所有这游芦些都叫做超限数。
但我们知道亮盯,全体自然数是可以列举出来的。所以,这种集合我们叫它可列。
但我们同时知道,全体实数是无法列出来的,甚至用一个无限集也无法把它间接列出来。
全体有理数虽然本身无法全部列举,可是我们却可以用全体自然数和它之间建立一个一一映射关系。比如,把全体有理数,表示成,……q(0),q(1),q(2),……,所以它也可列。这是可以严格证明的,但全体实数无法给出这种证明。所以,它就是不可列的。
我不给你说清楚的界线,是因为目前还有些问题没有解决。
比如,全体实数的基数是我们知道的第一个不可列无穷基数,我们叫它为C。
但它在上面(aleph)系列中对应于谁现在还没有解决。集合论的创始人康托尔本人,认为,实数的基数C=(aleph壹)。
但在阿列夫数之间有没有什么超限数?比如说,有没有一个数比阿列夫零大、比阿列夫1小?康妥确信不存在这种数。他的猜测成为著名的广义连续统假设。
这是二十世纪最著名的数学问题之一。
这是一个今天还在发展着的前沿。