Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 17. 01. 2013 11:22

smatel
Příspěvky: 499
Škola: UK Praha
Pozice: student
Reputace:   37 
 

Ekvivalence principu mat. indukce a dobrého uspořádání

Pěkný den,
Otázka cvičení zní:
Zformulujte princip matematické indukce a princip dobrého uspořádání a dokažte ekvivalenci těchto principů.

Zformuloval jsem tedy oba principy:

Pokud $X\subseteq \mathbb{N}$ a jestliže $1\in X$ a $n\in X \Rightarrow s(n)\in X$, potom $X = \mathbb{N}$

(s(n) je následovník čísla n, vycházím z Peanových axiomů)

Každá neprázdná podmnožina přirozených čísel má nejmenší prvek.

A teď jde o tu ekvivalenci těchto principů. Hlavu lámu, ale nevím jak do toho.

Děkuji za pomoc!

Offline

 

#2 17. 01. 2013 11:57

lecopivo
Příspěvky: 81
Reputace:   10 
 

Re: Ekvivalence principu mat. indukce a dobrého uspořádání

Prijde mi to trochu divne, protoze ten princip indukce vypada jako definice prirozenych cisel.

dobre usporadani => indukce

Sporem: Necht neplati zaver te indukce, tedy X!=N. Tak si vem mnozinu tech prirozenych cisel z N, ktera nejsou v X. M={n z N| ale n neni v X}, vem si nejmensi prvek m z M. ten ma predchudce m-1 (ten je ale v X) tedy m je v X a to je spor.
(tady potrebuji vedet o prirozenych cislech, ze jejich nejmensi prvek je 1 a ze kazdy prvek ma predchudce)

indukce => dobre usporadani

M je podmnozina N. Vem libovolny prvek m z M. Z M vyber jen prvky mensi nebo rovno m. tj. L = {n z M| n<=m}. L je konecna. No a ze koncna podmnozina N ma nejmensi prvek dokazes indukci(muis vedet, ze usporadani N je linearni)
(tady s tim argumentovanim, jsem si hodne nejisty. Potreboval bych vedet jaka je definice prirozenych cisel, abych vedel o co se muzu oprit)
(Tady si nejsem jisty jak se na N definuje usporadani(abych si mohl vzit mnozinu L) a taky nevim jak argumentovat proc je L konecne)

Aby to slo udelat precizneji, tak napis jak definujes prirozena cisla a usporadani na nich.

(je dost mozne, ze tu dost kecam, moc tomu nerozumim)

zda se mi ze obe tvrzeni jsou dve mozne definice prirozenych cisel:
indukce: N definuji jako X
dobre usporadani: N definuji jako nejmensi nekonecny ordinal. A nekonecnost vyresim tak, ze mnozina M je nekonecna pokud existuje proste zobrazeni z M do M, ktere neni na.

Offline

 

#3 17. 01. 2013 12:18 — Editoval Rumburak (18. 01. 2013 11:50)

Rumburak
Místo: Praha
Příspěvky: 8691
Reputace:   502 
 

Re: Ekvivalence principu mat. indukce a dobrého uspořádání

Ahoj.
Je potřeba mít jasno o definici uspořádání v $\mathbb{N}$ .  Navrhoval bych následující postup:

Říkejme, že pro $k \in \mathbb{N}$  je množina  $X\subseteq \mathbb{N}$  k-induktivní, má-li vlastnost

                            $k\in X$ a $n\in X \Rightarrow s(n)\in X$ .

Pro libovolné $k\in \mathbb{N}$ je  systém všech k-indutivních množin neprázdný, neboť do něj patří množina $\mathbb{N}$ .
Ukaž, že systém všech k-induktivních množin k danému $k\in \mathbb{N}$ je uzavřen na libovolné průniky, které
jsou vždy neprázdné (obsahují přinejmenším číslo  $k$).
Systém všech k-induktivních množin  k danému $k\in \mathbb{N}$ má nejmenší prvek prvek vzhledem k inklusi, ten
označme $\mathbb{N}_k$ (bude to průnik všech k-induktivních množin).

Nyní pro $k, m \in \mathbb{N}$ definujme $m > k  \Leftrightarrow  \mathbb{N}_m \subset \mathbb{N}_k$ (ostrá inkluse)  a dokažme, že jde o ostré
lineární uspořádání v $\mathbb{N}$  splňující $n < s(n)$.


Odtud by měl jít už snadno  provést Tvůj důkaz.

EDIT.  Důležitý význam má  tvrzení  $\mathbb{N}_{s(k)} = \mathbb{N}_k -\{k\}$ .

Offline

 

#4 17. 01. 2013 12:19 — Editoval smatel (17. 01. 2013 12:21)

smatel
Příspěvky: 499
Škola: UK Praha
Pozice: student
Reputace:   37 
 

Re: Ekvivalence principu mat. indukce a dobrého uspořádání

Ahoj, díky moc. Důkaz první implikace se mi moc líbí ;)

Přirozená čísla definuji pomocí Peanových axiomů:
1) 1 je přirozené číslo
2) Každé přirození číslo n má následovníka s(n)
3) Číslo 1 není následovníkem žádného přirozeného čísla
4) Dvě různá přirozená čísla mají různé nálsedovníky
5) $\mathrm{Jestlize~pro~podmnozinu~}X\subset \mathbb{N}\mathrm{~je~}1\in X\mathrm{,~} n\in X \Rightarrow s(n)\in X\mathrm{,~potom~}X = \mathbb{N}$. (princip matematické indukce)

N považuji za lineárně (úplně) uspořádané, tj.:
1) $\forall a \in \mathbb{N}: a \le a$
2) $\forall a,b \in \mathbb{N}: a \le b \wedge b \le a \Rightarrow a=b$
3) $\forall a,b,c \in \mathbb{N}: a \le b \wedge b \le c \Rightarrow a\le c$
4) $\forall a,b \in \mathbb{N}: a \le b \vee b \le a$

EDITED: Omlouvám se, v prvním příspěvku jsem ve formulaci jsem napsal neostrou inkluzi namísto chtěné vlastní podmnožiny $\subset $.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson