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Si el conjunto de números Impares es un subconjunto de $\mathbb N$ entonces seguramente es menor que $\mathbb N$

He estado estudiando el teorema de Cantor, y sigo completamente que el conjunto de los números naturales $\mathbb{N}$ es contable, al igual que el conjunto de números Impares (llamémoslo $\mathbb{O}$ ).

Entiendo su prueba de que hay una correspondencia entre los dos conjuntos y siento que podría aceptar que, por tanto, tienen la misma cardinalidad basándome en eso... pero... espera...

Sabemos que $\mathbb{O}$ es un subconjunto de $\mathbb{N}$ ¿verdad? $\mathbb{N}$ ciertamente contiene todos los números de impar.

También sabemos que $\mathbb{N}$ contiene números que no son impar.

Así que si $\mathbb{N}$ contiene todos los $\mathbb{O}$ y algunas otras cosas también, entonces seguramente estaría totalmente justificado argumentar que $\mathbb{N}$ es mayor que $\mathbb{O}$ ?

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asker Puntos 357

Depende de su definición de "más grande". Una vez que lo precises, responderás a tu propia pregunta.

36voto

user87023 Puntos 1

Imagina que no supieras que $\mathbb O$ es un subconjunto de $\mathbb N$ o que tengan algún elemento en común. Imagina que ni siquiera pudieras inspeccionar las propiedades de los elementos de $\mathbb O$ y $\mathbb N$ . Imagina que ni siquiera reconocer esos elementos como números. Para ilustrar la situación, imaginemos que alguien toma una copia de $\mathbb O$ y una copia de $\mathbb N$ y encierra todos sus elementos en cajas de madera dura de colores caprichosos.

Ahora, todo lo que sabes es que $\mathbb N=\{a,b,c,d,\ldots\}$ y $\mathbb O=\{A,B,C,D,\ldots\}$ , donde $a$ denota la caja de palosanto con rayas azules, etc. Quizás $a$ contiene el número $0$ . Quizás $B$ contiene el número $3$ . Pero no tienes forma de saberlo.

Con estas restricciones, ¿cómo comparará los tamaños de $\mathbb O$ y $\mathbb N$ ? ¿Se te ocurre alguna justificación para que uno sea más grande que el otro?

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quasi Puntos 236

Para las siguientes listas,

$$1,2,3,...$$

$$1,3,5,...$$

borrar las etiquetas y sustituirlas por puntos:

$$\small{\bullet,\;\bullet,\;\bullet,\;...}$$

$$\small{\bullet,\;\bullet,\;\bullet,\;...}$$

¿Qué lista tiene más elementos?

La idea clave es que para comparar los "tamaños" de dos conjuntos, las etiquetas no deberían importar. Lo que importa para determinar la igualdad de tamaño es la correspondencia uno a uno.

9voto

Fox Puntos 139

"Más grande" significa diferentes cosas según las circunstancias.

Una noción común de mayor y menor proviene de los conjuntos parcialmente ordenados. A conjunto parcialmente ordenado es un conjunto $X$ junto con un relación en $X$ , comúnmente denotado por el símbolo ' $<$ '. Si $x, y \in X$ el símbolo $x < y$ se lee como " $x$ es menor que $y$ o " $y$ es mayor que $x$ ." La relación debe satisfacer las siguientes condiciones:

1 . Si $x, y, z$ están en $X$ con $x < y$ y $y < z$ entonces $x < z$ .

2 . Dejemos que " $x \leq y$ " significa que $x < y$ o $x = y$ . Entonces, si $x \leq y$ y $y \leq x$ entonces $x = y$ .

Nótese que NO estamos diciendo que dos elementos cualesquiera de $X$ pueden ser necesariamente comparados. Un conjunto parcialmente ordenado con esta propiedad se llama totalmente ordenado .

Así, un conjunto parcialmente ordenado da una noción de elementos mayores o menores que otros. He aquí algunos ejemplos:

1 . Sea $X$ sea el conjunto de todos los subconjuntos de un conjunto determinado $S$ . Para $A, B \in X$ , set $A \leq B$ si y sólo si $A \subseteq B$ .

Es en este sentido que el conjunto de los números Impares es más pequeño que el conjunto de los números naturales.

2 . Sea $X$ sea el mismo conjunto que en (1), pero esta vez, ponga $A \leq B$ si y sólo si $A \supseteq B$ .

Así que aquí, la noción de más grande no se ajusta a la noción habitual.

3 . Sea $X = \mathbb{R}$ y para $x, y \in X$ , set $x < y$ para ser lo habitual.

Esto es una ordenación total.

4 . Sea $X = \mathbb{R}$ pero esta vez se ha fijado $x < y$ si y sólo si $|x| < |y|$ .

En realidad no se trata de un conjunto parcialmente ordenado, ya que $-5$ y $5$ son "menores o iguales entre sí", pero no son iguales. Sin embargo, podría decirse que da una buena noción del tamaño: pensamos en $-10$ como más grande que $5$ en este sentido.

Otra noción común de tamaño en matemáticas, específicamente el tamaño de los conjuntos, es cardinalidad . Esto es lo que mencionaste primero: se dice que la cardinalidad de un conjunto $X$ es menor o igual que la de un conjunto $Y$ si existe un mapa inyectivo de $X$ en $Y$ .

Si la cardinalidad de $X$ es menor o igual que el de $Y$ , y viceversa, entonces se puede demostrar (bajo algunos supuestos razonables) que existe un mapa biyectivo $X \rightarrow Y$ . Se dice en este caso que $X$ y $Y$ tienen la misma cardinalidad . Es en este sentido que el conjunto de los números naturales y el conjunto de los números Impares tienen el mismo tamaño.

Además, se puede demostrar que para cualquier establece $X$ y $Y$ Una de sus cardinalidades es menor o igual que la de la otra. Así que podemos decir que la cardinalidad es un pedido total pero no lo decimos para evitar incoherencias lógicas. Un ordenamiento parcial se define sobre los elementos de un conjunto dado, y no consideramos que todos los conjuntos sean miembros de un conjunto dado.

6voto

fleablood Puntos 5913

Reflexiona sobre esto. Si tienes un conjunto infinito, ¿añadir o restar un solo elemento lo hace más grande o más pequeño?

Cómo puede ser. El conjunto sigue siendo infinito. La medición del tamaño del conjunto ya no puede hacerse contando. Ningún conjunto tiene menos elementos que el otro. Así que no podemos decir que uno es más pequeño que el otro.

Muy bien. Ahora supongamos que estás hablando y dices " $A\subset B $ así que $A $ es menor que $B $ ...." y algún mocoso de 5 años dice "¿Por qué?" y tú dices "bueno, es más pequeño porque tiene menos elementos"

Y el mocoso dice "¿Por qué?" y tú dices "Todos los elementos de A están en B, pero hay elementos en B que no están en A, así que B tiene más elementos que A".

Y el niño dice "¿Por qué?" y tú dices "Si $B $ tiene $b $ elementos y $x $ son los elementos de $B $ que no están en $A $ entonces $A $ tiene $b-x $ y $b-x<b $ ".

Y el chico dice "¿Por qué?" y tú dices "escucha, gamberro, empiezas con $b$ y cada vez que quitas uno lo haces más pequeño, así que obtienes un conjunto más pequeño, luego uno más pequeño, luego uno más pequeño".

Y el niño abre la boca y esperas otro "¿Por qué?", pero en su lugar el pesado dice "¿Y si el conjunto es infinito?".

Y tú dices: "Bueno, cuando eliminas elementos de un conjunto infinito entonces consigues.... oh".

Así que. No, ser un subconjunto propio y que el otro conjunto tenga elementos que no tiene NO significa que el subconjunto sea más pequeño o tenga menos elementos.

.... pero hay un capítulo 2 en camino...

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