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¿Existe un símbolo matemático para "Para cada elemento"?

¿Existe un símbolo matemático que signifique "Para cada elemento"? Quiero que el significado tenga una función similar a la de una iteración, digamos un bucle for.

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¿Qué pasa con el cuantificador "para todos", es decir $\forall$ ?

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No creo que cuente ya que toma todos los elementos a la vez y no es iterable.

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@drum: Si entiendo tu último comentario, no; a menos que tengas alguna enumeración indexada por $\mathbb{N}$ en cuyo caso la forma habitual de escribirlo es "para $i=1,2,3,\ldots$ "

66voto

Matt Puntos 2318

Esto debería funcionar.

$\forall x\in A\cdots$

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Sólo para asegurarme de que te entiendo, esto significa algo parecido a "para todo x que contenga el miembro A", ¿no?

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Para todo x en A. Lo tienes al revés.

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Estas condiciones deberían estar separadas. Sería demasiado fácil pensar que esto significa "para todos los elementos de A" debería decir: x; x A. Que dice por separado "para todo x" y luego "x es un elemento de A".

20voto

dtldarek Puntos 23441

Sigo pensando que el cuantificador universal es la respuesta que buscas.

Por las palabras que utilizas, por ejemplo, "bucle" e "iteración", deduzco que tu confusión puede venir del hecho de que en matemáticas no hay variables, sino constantes (aquí utilizo el significado de la informática). Por ejemplo, cuando defines $x = 2$ aunque el matemático diría que es una variable, de hecho (en el sentido de la informática) es una constante: se pone $x$ sólo una vez, y después no cambia. Si lo hiciera, entonces tendríamos una contradicción, es decir $x = 2 \land x \neq 2$ (por favor, tenga en cuenta que si hay otros $x$ -es en el texto, sólo significa que esos son diferentes pero con el mismo nombre).

Así, cuando el informático escribió

for i from 2 to n do 
    a[i] := a[i-1] + a[i-2]

entonces el matemático escribiría $\forall i \in \{2,\ldots,n\}.\ a_i = a_{i-1} + a_{i-2}$ . El orden no importa, $a_i$ -s son constantes que se definen mediante dicha fórmula recursiva y ya está. Puede que no sepas cuántas soluciones hay (ninguna, una, muchas ), pero normalmente sí lo sabes si la fórmula es lo suficientemente sencilla. No te importa cómo calcularla, cuánto tiempo te llevaría o preocuparte de si tienes suficiente memoria para calcularla esos problemas no son interesantes :-)

¡Bienvenido a las matemáticas!

P.D. Naturalmente, hay ámbitos de las matemáticas (sobre todo la informática teórica :D) en los que sí te importan esas cosas, sólo te estoy tomando el pelo ;-)

2 votos

¿Cómo se podría ampliar esta notación a dimensiones superiores? Esto sería útil para los bucles anidados. Por ejemplo $\forall i\in \{1,\dots,I\}, \ \forall j\in \{1,\dots,J\}, \ \forall k\in \{1,\dots,K\}\ \ a_{ijk}=\cdots$ . Sin embargo, esta notación parece un poco engorrosa en dimensiones superiores.

2 votos

@AaronHendrickson Tenga en cuenta que incluso el identificador con índices $a_{i, j, k, l, m, n, \ldots}$ es engorroso en dimensiones más altas. Por otro lado, observe que $\forall i \in I.\ \forall j \in J.\ a_{i,j} = \ldots$ equivale a $\forall (i,j) \in I \times J.\ a_{i,j}$ . Así, en dimensiones más altas, en lugar de índices múltiples se utilizarían tuplas, y luego se cuantificaría sobre el producto de los conjuntos relevantes. Por ejemplo, si quisiéramos $i_1 \in I_1$ y así sucesivamente hasta $i_k \in I_k$ , entonces podríamos establecer $\mathcal{I} = \prod_{j=1}^{k}I_j$ y escribir $\forall \bar\imath \in \mathcal{I}.\ a_{\bar\imath}=\ldots$ .

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Dices que no pueden variar las variables en matemáticas, pero cuando lo haces i no es el i ¿un valor diferente cada vez?

7voto

leftaroundabout Puntos 1343

El propio concepto de "hacer algo en algún orden" no tiene realmente sentido en matemáticas. Las cosas se definen de una vez por todas, el conjunto existe "todo el tiempo". Esto tiene la gran ventaja de que no hay ambigüedad: "¿quieres decir que la variable en la posición $n$ ¿antes o después de pasar por el bucle?"

Si vienes de la programación imperativa, puede que te sorprenda que sea posible hacer cualquier cosa útil cuando no se permite modificar algo después de su definición. Pero es muy posible - ¡también en programación! Lo que podrías escribir en C como

int v[14];
v[0] = first_value;
for(int i=1; i<14; ++i)
  v[i] = function_for_next(v[i-1]);

también puede escribirse, sin mencionar explícitamente un "orden" en el que se recorre el conjunto, como una construcción recursiva de, por ejemplo, una lista enlazada. En Haskell,

v = vBuild 0 firstValue
     where vBuild 14 _ = []
           vBuild i lastValue
               = lastValue : vBuild (i+1) (functionForNext lastValue)

o simplemente

v = take 14 $ iterate functionForNext firstValue

Esto también funciona para ejemplos arbitrariamente más complicados, de hecho sólo se necesita un sistema de notación muy sencillo para calcular cualquier cosa que se puede calcular en absoluto . Y en matemáticas, normalmente no te interesa tanto cómo calcular los resultados (así que no es un problema si algunos cálculos son un poco menos eficientes sin estado explícito, variables mutables, iteraciones, etc.), pero siempre es muy importante que las expresiones no sean ambiguas para poder demostrar varias propiedades.

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¿Le importaría elaborar el último párrafo con un ejemplo? Me resulta difícil entender lo de "¿Por qué las matemáticas no se preocupan de cómo se obtienen los resultados?

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Los teoremas matemáticos de @Pacerier suelen formularse como "existe $X$ tal que $P$ ", sin que se explique directamente cómo $X$ puede obtenerse realmente. De hecho, para algunos ejemplos como Banach-Tarski no es posible realmente construir la solución concreta, sino que su existencia se infiere de una axioma .

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¿Cuáles son los buenos ejemplos de "existe X tal que P "?

5voto

Lorin Hochstein Puntos 11816

Por tus comentarios, parece que quieres tomar los elementos de tu conjunto de índices en un orden específico, como en una iteración.

No existe un símbolo único para ello; la abreviatura general sólo funciona cuando el conjunto de índices tiene tipo de orden $\omega$ es decir, está indexado por $\mathbb{N}$ en cuyo caso la forma estándar de señalizarlo sería "para $i=1,2,3,\ldots$ ".

1voto

lexc Puntos 1

Buscando una notación formal para la misma, creo que $\{\dots\}$ debería ser la respuesta correcta, ya sea $\{1,2,3,4,5\}$ o $\{x$ $|$ alguna condición aquí $\}$

Entonces un "bucle" que, por ejemplo, da el doble por cada elemento de un conjunto $A=\{x$ $|$ alguna condición aquí $\}$ se puede escribir como $\{y$ $|$ $\forall x\in A,$ $y=2x\}$

En cuanto a la programación, dependiendo de la aplicación tiene sentido hacer un bucle de un conjunto. Por ejemplo en python existe el set() que garantiza que una colección de valores (es decir, una lista o una tupla) es un conjunto (sin duplicados) y es definitivamente iterable.

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