Bijectie N en R

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 341

Bijectie N en R

Ik moet bewijzen dat er geen bijectie bestaat tussen
\(\mathbb{N}\)
en
\(\mathbb{R}\)
, gebruikmakend van het volgende feit:

Voor elke oneindige rij
\((a_0, b_0), (a_1, b_1),... \)
van paren reële getallen

die voldoet aan: voor elke n in
\(\mathbb{N}\)
,
\(a_n \leq a_{n+1} \leq b_{n+1} \leq b_n\)
, en voor elke n in
\(\mathbb{N}\)
,
\(b_n - a_n \leq \frac{1}{2^n}\)
, bestaat er precies een reeël getal x zo dat voor elke n in
\(\mathbb{N}\)
,
\(a_n \leq x \leq b_n\)
.

Hoe moet je dit aanpakken? Surjectiviteit gebruiken om
\(\mathbb{N}\)
uit te putten en laten dat zien het bestaan van zo'n bijectie in tegenspraak is met het gegeven feit, omdat zo'n getal x niet kan bestaan? Of moet ik ook iets doen met injectiviteit?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Bijectie N en R

Het is een iets moeilijker bewijs (moeilijker dan nodig denk ik ook), maar wel een klassieker. Bekijk je gegevens eens goed; wat zeggen deze je? Bijv: an is een stijgende rij en bn dalend.

Nog een hint: bekijk die paren als intervallen...
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 341

Re: Bijectie N en R

Wat je hebt is dus een getal x ingesloten wordt door steeds kleiner wordende intervallen. Het lijkt dat je wil laten zien dat x geen origineel in
\(\mathbb{N}\)
kan hebben. Dus als je een rij hebt van 'alle' reële getallen zal x daar niet in voorkomen. Vanwege het gegeven feit geldt dat x altijd binnen een interval ligt dat je kan maken met elementen uit de rij reële getallen, dus x ligt zelf niet in de rij. Is het ongeveer zoiets?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Bijectie N en R

Het is inderdaad ongeveer zoiets dat je gaat willen doen... Beetje formeler: elke rij (xn)n laat ten minste één x uit R "weg". Kun je nu dit concreter uitwerken?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 341

Re: Bijectie N en R

Stel er is een bijectie van N naar R. Dan bestaat er een rij (xn)nmet f(n)=x, zo dat elk reëel getal in de rij voorkomt. Omdat (xn)n alle reële getallen bevat kan je rijen (an)n en (bn)n die aan de gegeven eigenschappen voldoen. Het getal x zal niet in de rijen voorkomen, als x wel in een van de rijen zou voorkomen dan bestaat er een interval klein genoeg zodat x er niet in ligt, wat in tegenspraak is met de definitie van x. De enige andere mogelijkheid is dat x wel in (xn)n voorkomt maar niet in (an)n en (bn), maar dat zou betekenen dat x< a0of dat x > b0, wat ook duidelijk in tegenspraak is met de definitie van x. Dus x komt niet voor in (xn)n, maar dat is in tegenspraak met de aanname dat (xn)nalle reële getallen bevat. Er kan dus geen bijectie zijn tussen N en R.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Bijectie N en R

Ik snap (nog) niet volledig je argumentatie... Mss biedt dit je wat hulp?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 341

Re: Bijectie N en R

Bij je link staat "There is currently no text in this page." Maar ik ben er inmiddels achter dat dit bekend staat als Cantors eerste overaftelbaarheidsbewijs en ik zie mijn uitwerking er in elk geval globaal in terug. De constructie van (an)n en (bn)nheb ik alleen niet daadwerkelijk uitgevoerd. Ik zal nog eens op internet kijken als er nog onduidelijkheden. Bedankt voor de hulp.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Bijectie N en R

Hmm, bij die link loopt inderdaad wat fout. Nog een poging: http://www.proofwiki.org/wiki/Real_Numbers_are_Uncountable/Cantor%27s_First_Proof

Bij onduidelijkheden laat je het maar weten. Je idee zit inderdaad wel goed.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Reageer