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¿Por qué el postulado $1$ no es igual a $0$ ¿no es superfluo?

Posible duplicado:
Explicación de por qué $1\neq 0$ se menciona explícitamente en el capítulo 1 del Cálculo de Spivak para las propiedades de los números.

Estoy estudiando por mi cuenta el maravilloso libro, Geometría elemental desde un punto de vista avanzado .

En el capítulo 1, problema 18, dice: El postulado M-6 (que dice 1 not equal to 0 ) puede parecer superfluo. ¿Lo es? ¿Puede demostrarse, sobre la base de los otros postulados, que existe algún número distinto de 0?

Los "otros postulados" incluyen las leyes de conmutación, asociatividad, identidad y distribución de la suma y la multiplicación.

No veo cómo demostrarlo sin el postulado 1 not equal to 0 no se puede demostrar que exista un número distinto de 0. ¿Podría ayudar, por favor?

21voto

DiGi Puntos 1925

Demuestre que el conjunto $\{0\}$ con las sumas y multiplicaciones habituales satisface todos sus postulados excepto M-6. Esto da un modelo de los otros postulados en el que M-6 es falso, lo que demuestra que es independiente de los otros.

4voto

Stephan Aßmus Puntos 16

Suponiendo que lo que espero está ahí, el conjunto que consiste en sólo un número $0$ satisface todos los axiomas, con operaciones $0+0=0$ y $0 \cdot 0 = 0.$ La función habitual del símbolo $1$ es que $1 \cdot x = x,$ pero de eso se encarga aquí, con $1=0,$ por $0 \cdot 0 = 0.$

1voto

David HAust Puntos 2696

Los axiomas son los siguientes Axiomas de campo. Como pista, considere el problema análogo de mostrar que los axiomas de Campo no implican que $\:1 + 1 \ne 0.\:$ Si la implicación fuera cierta, entonces $1 + 1 \ne 0\:$ sería cierto en todos los ámbitos. Para refutar la implicación basta con encontrar un contraejemplo: un campo con $1 + 1= 0.$ Pero todo el mundo conoce un campo de este tipo, a saber, la Aritmética de la Paridad, es decir, los enteros módulo $2$ que se comprueba fácilmente que satisface todos los axiomas de Campo, utilizando las tablas de operaciones de abajo, por ejemplo, las leyes conmutativas se mantienen porque las tablas de operaciones son simétricas.

$$\begin{array}{rcl} \rm Parity\ Arithmetic & &\rm\!\!\! modulo\ 2 \\ \begin{array}{|c|c|c|}\hline + & \bf\text{even} &\rm\bf odd\\\hline \bf\text{even} & \text{even} & \text{odd}\\\hline \rm\bf odd & \text{odd} &\rm even\\\hline \end{array} \!\!\!\!\!\!\!& \iff &\!\!\!\!\!\!\! \begin{array}{|c|c|c|}\hline + & \bf 0 & \bf 1\\\hline \bf 0 & 0 & 1\\\hline \bf 1 & 1 & 0\\\hline \end{array} \\ \begin{array}{|c|c|c|}\hline \times & \bf\text{even} &\rm odd\\\hline \bf\text{even} & \text{even} & \text{even}\\\hline \rm\bf odd & \text{even} &\rm odd\\\hline \end{array} \!\!\!\!\!\!\!& \iff &\!\!\!\!\!\!\! \begin{array}{|c|c|c|}\hline \times & \bf 0 & \bf 1 \\\hline \bf 0 & 0 & 0\\\hline \bf 1 & 0 & 1\\\hline \end{array} \end{array} $$

Su problema es más sencillo ya que un contraejemplo tiene $\:1 = 0,\:$ por lo que $\rm\: x = 1\cdot x = 0\cdot x = 0,\:$ es decir, cada elemento $= 0,\:$ por lo que la estructura sólo tiene el único elemento $0.\:$ El axioma de las inversiones se satisface de forma vacía, ya que no hay elementos no nulos para comprobar las inversiones. Todos los demás axiomas son universales, es decir, identidades como $\rm\:\forall\, x,y\!:\ x+y = y + x,\:$ y se mantienen para todos los elementos simplemente porque sólo hay un único valor $\:0\:$ para que las operaciones se realicen, por lo que sólo puede evaluarse a $\:0 = 0\:$ (vs. posiblemente $\rm\:1 = 0\:$ al verificar el campo de dos elementos anterior), consulte las tablas de operaciones siguientes.

$$\rm\begin{array}{} Null\ Arithmetic\ (mod\ 1)\\ \begin{array}{|c|c|}\hline + & \bf 0 \\\hline \bf 0 & 0 \\\hline \end{array}\quad \begin{array}{|c|c|}\hline * & \bf 0 \\\hline \bf 0 & 0 \\\hline \end{array} \end{array} $$

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