经典证明:任何可数集都含有不可数个嵌套子集
icon2 Brain Storm | icon4 2009-11-14 17:29| icon316 Comments | 本文内容遵从CC版权协议 转载请注明出自matrix67.com

    你相信吗?对于任意一个可数集,总能找出不可数个子集,使得从中任取两个集合,其中一个都是另一个的真子集。乍看之下,这似乎是不可能的。如果任两个集合之间都具有“其中一个是另一个的真子集”的关系,那它们就能构成一个“集合序列”(准确地说是全序关系),使得每个集合都是由它前面那个集合添加进若干元素得到;换句话说,我们能通过不断往一个空集中添加新的元素依次得到所有这些集合。但是如果这些集合中的元素就只有可数个,那这个“集合序列”中怎么会有不可数个集合呢?然而,涉及到无穷的问题总是那样违背直觉。下面我们只用三行字就能说明,这个命题的的确确是成立的。


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    由于可数集与可数集之间总存在一一对应的关系,为了证明原命题,我们只需要说明命题对某个特定的可数集成立即可。对于全体有理数集Q来说,该命题是成立的。对每一个实数r,令集合S_r = {q|q∈Q且q<r}。根据这个定义,我们得到了不可数个形如S_r的集合,显然从中任取两个集合,其中一个都是另一个的真子集。

来源:http://www.cut-the-knot.org/do_you_know/NestedSubsets.shtml

16 条回复

  • 楼层: 沙发 | | honghaijie 说:

    这次真的sofa了。。
    悲剧啊

  • 楼层: 板凳 | | honghaijie 说:

    原来全体有理数集Q也是可数集。。

  • 楼层: 地毯 | | mym|stephen 说:

    可是S_1.1和S_1.2是相等的,不存在谁是谁的真子集啊。

  • 楼层: 地板 | | ivan 说:

    mark

  • 楼层: 地下室 | | 晨曦 说:

    to mym|stephen:
    1.1和1.2之间是存在有理数的,所以S_1.1是S_1.2的真子集

  • 楼层: 地基 | | beyondcom 说:

    mark

  • 楼层: 地壳 | | gnaggnoyil 说:

    S={S_r;r属于Q}怎么了就不可数了

  • 楼层: 地幔 | | Tweets that mention Matrix67: My Blog » Blog Archive » 经典证明:任何可数集都含有不可数个嵌套子集 -- Topsy.com 说:

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  • 楼层: 地核 | | bobye 说:

    Dedkind分割……

  • 楼层: 10楼 | | luxu 说:

    问题还不太明白,证明也不明白。那个那个包含嵌套集合的集合是无限集还是有限集?如果是无限集的话我想到一个证明,不过不知道有没有逻辑上的错误:
    首先可以用对角线化方法证明无限长的0,1串是不可数的(类似证明无理数不可数的方法)。然后建立一个从无限长01串到嵌套子集的一一映射。假设这些无限长串有左端点,右端无限长,它的第i位是1就表示集合里有i这个元素。这样串的左起前i个1所对应的元素就表示第i个子集,这样任取两个集合i,j,如果i<j,那么集合i就是集合j的子集。

  • 楼层: 11楼 | | www.3158.cn 说:

    这个证明太经典了,呵呵

  • 楼层: 12楼 | | foo 说:

    Dedekind分割+1

    其实公理化集合论里实数的定义就是这么来的……

  • 楼层: 12a楼 | | 放艾一条生路 说:

    “对于任意一个可数集,总能找出不可数个子集,使得从中任取两个集合,其中一个都是另一个的真子集。”如果这个可数集是自然数集N,那么我取两个集合{1,2}和{3,4},这怎么可能一个是另一个的真子集呢?

  • 楼层: 14楼 | | trek jersey 说:

    说的有道理!

  • 楼层: 15楼 | | zhao14214 说:

    回复2011-01-25...“总能找出”是“存在”,“可以找到”之意思,不是“任意找到,随意选取”。证明方法巧妙地选取了
    连续不可数的r和具有稠密性又可数的Q

  • 楼层: 16楼 | | 木匠师傅 说:

    可数集的子集是不可数个。因为对于任何一个元素,子集里可有可无,即子集的个数是2的阿列夫0次方,即阿列夫1。

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