连续统是什么意思?如何理解连续统与实数的关系?
如题。
连续统是实数集的抽象。连续统描述了像实数一样的稠密,完备(无洞)的性质。
实数集只是一个连续统的例子。当然,实数集也可以说是原型,因为连续统是从实数集推广出去的。
在某些场合,连续统也可能被用来代指实数集。(可能为了强调其完备性吧)
注意不要跟「连续统的势(基数)」混淆。(即直观地看,所谓集合的大小,或者个数)
而且具有连续统基数的集合,未必是连续统。比如无理数与实数等势,具有连续统基数,但是无理数集可不具有像实数那样的完备性。
题外:连续统假设
可列集的势为 。(自然数的个数,整数的个数,平面格点的个数……)
连续统的势为 ,而且 。(想像任何一个实数可以用无限二进位表示嘛。当然,严格的话,实数的二进位表示不唯一, 。于是还得构造康托三分集,证明 。然后由康托尔-伯恩斯坦-施罗德定理,得到等势)
康托对角论证可知, 。(实数是不可数的)
但 是不是大于 的最小的基数呢?即它们之间不存在其它基数?
这个问题的答案未知。连续统假设即 ( 后的第一个基数)。
从ZFC公理出发,它不可证明,亦不可证伪。
连续统是一种集合 。
(1) 是全序集。在 上定义了全序关系(也称线性序、简单序等) ,即
- (反对称性)
- (传递性)
- (完全性)
定义了 ,其余的 可以导出。
(2)稠密性。 的任何两个元素 之间,必存在其它元素 。即
比如有理数 就满足稠密性,因为任何两个数,其中间有个平均数。
(3)完备性(直观地讲,无洞)。(最小上界公理,或上确界原理)任何一个 的非空子集 ,若有上界,则必有上确界。即
这个原理是硬性地规定了上确界不能掉进洞里,即上确界一定存在。(公理,不需要没有理由)
此外,最小上界公理有很多等价的论述。比如单调有界原理,也是不让极限掉进洞里。
连续统就是实数集的个数
首先要明白"势"的概念,一个集合的势,或者说集合的基数,是用来表示集合的"大小",当一个集合与实数区间[0,1]等势时,称这个集合为连续统。一般的,如果集合是有限的或可数的,称其为零势,例如有理数集合虽然是无限的,但有理数是可数的,所以有理数集合的势为零。所以实数才能称为连续统,整数有理数都不能。
实数是现实宇宙的物质的无穷小成分的算术整数解。连续统即连续统一,必须用物质的几何学图形来说明:https://zhuanlan.zhihu.com/p/70727574
连续统是指实数集中元素的个数,一般用c表示
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