基数和序数(课堂PPT)
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1序数和基数1. 序数定义1.1 对于任何集合,若其任何元素都是其子集,则称该集合是传递的(transitive )。
定义1.2 若某集合是传递的且∈在该集合上是良序,则称该集合为序数(ordinal number ,简称ordinal )。
根据定义,所有自然数都是序数,称为有限序数。
所有自然数组成的集合是一个序数,它是最小的无穷序数,记为ω或者N 。
后继序数:若α是序数,则α的后继{}αα也是序数,称为后继序数。
极限序数:若α>0且不是后继序数,则称为极限序数。
极限序数一定是一个无穷递增的后继序数序列的并集。
例如,{|}n n ωω=<定义1.3偏序集的同构:isomorphic定理1.4 每个良序集与一个唯一的序数同构。
定理1.5 (超穷归纳)令C 是序数构成的类,并且满足如下3个条件:(i )0C ∈(ii )1C C αα∈⇒+∈(iii )若α是非零极限序数且任何小于它的序数都在C 中,则α也在C 中。
则任何序数都在C 中。
定义1.6(1)有穷序列:(2)无穷序列:(3)超穷序列:定义1.7(序数序列的极限) 设β是一个大于0的极限序数,x α是以β为定义域的单调非减序列,则该序列的极限定义为lim sup{|}x x x x βααβ→=< 定义1.8 序数算术:(1) 加法(addition ):(2) 乘法(multiplication ):2(3) 指数(exponentiation ):2. 基数集合论的出现源于康托当时所思考的一个问题,即比较实数集与自然数集的大小。
实数是无穷多的,自然数也是无穷多的。
这两个无穷是一样的吗?康托选择了一个合适的比较方法,即在两个集合之间建立映射。
若存在从一个集合到另一个集合的单射,则前者不比后者大。
采用这个比较方法,不难证明,整数集和自然数集是一样大的,有理数集与整数集是一样大的。
康托发明了一种新颖的反证法:对角化方法,用此法证明了实数集比自然数集大。