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¿Por qué el conjunto abierto $(0,1)$ equivalente al conjunto cerrado $[0,1]$ ?

Entiendo la prueba basada en el pedido $[0,1]$ en un conjunto $A$ de puntos distintos que incluyen $0$ y $1$ y luego mostrar la equivalencia uno a uno con $(0,1)$ pero lo que no me cabe en la cabeza es que desde una visión no matemática, está claro que $[0,1]$ contiene precisamente $2$ más elementos que $(0,1)$ ?

Supongo que tiene algo que ver con la cardinalidad, y entiendo los conceptos básicos de equivalencia y cardinalidad, pero todavía estoy tratando de entender esta cuestión. Me siento cómodo con la equivalencia de $[0,1]$ à $[0,2]$ por ejemplo.

Esta pregunta es muy similar pero ligeramente diferente a esta: ¿Son todos los infinitos iguales?

Me refiero concretamente a la equivalencia entre conjuntos abiertos y cerrados. Por ejemplo, si mapeo cada elemento $x\in (0,1)$ a cada elemento $y \in[0,1]$ tal que $x = y$ entonces me quedarán dos elementos extra en $[0,1]$ . Para mí, esto rompe la correspondencia uno a uno en la forma en que se interpreta típicamente, sin embargo, puedo ver que en realidad no rompe la definición si la seguimos al pie de la letra, ya que la idea de los elementos sobrantes no es un factor en la definición: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Bijection

Definitivamente estoy en un error aquí, pero estoy tratando de entender la intuición.

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HBrown Puntos 141

El conjunto abierto $A=\{x|x\in \mathbb{R},0<x<1\}$ y el conjunto cerrado $B=\{x|x\in \mathbb{R},0\le x \le 1\}$ son conjuntos distintos. Uno es estrictamente un subconjunto del otro, y sí $B-A=\{0,1\}$ . Esto puede ser cierto a pesar de tener la misma cardinalidad.

Resulta que es imposible tener una biyección continua de un conjunto cerrado a un conjunto abierto, pero existen las no continuas. Tenemos un número finito de elementos que tenemos que añadir. Seguro que has visto el truco del "hotel de Hilbert" de deslizar todos hacia abajo para que quepa un elemento más. Así que todo lo que tenemos que hacer es seleccionar dos subconjuntos "contablemente infinitos", y deslizarlos hacia abajo uno.

$$f : [0,1] \rightarrow (0,1)$$ donde f(0) = 1/2, f(1) = 1/3,
si $x=2^{-n}$ para algún número entero $n>0$ entonces: $f(x) = x/2$ ,
si $x=3^{-n}$ para algún número entero $n>0$ entonces: $f(x) = x/3$ ,
si no $f(x) = x$

Aunque no es continuo, este es invertible, por lo que proporciona una biyección entre [0,1] y (0,1).

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