Przeliczalność, kresy, bijekcje Javier de Lucas

Podobne dokumenty
Cia la i wielomiany Javier de Lucas

Przestrzenie wektorowe, liniowa niezależność Javier de Lucas

ci agi i szeregi funkcji Javier de Lucas Ćwiczenie 1. Zbadać zbieżność (punktow a i jednostajn a) ci agu funkcji nx 2 + x

IMIĘ NAZWISKO... grupa C... sala Egzamin ELiTM I

Twierdzenie Stolza i metryki Javier de Lucas. a n = (2n + 1) 1 4 n 5 4

Rozdział 6. Ciągłość. 6.1 Granica funkcji

Zbiory, funkcje i ich własności. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #1 1 / 16

Liczby zespolone, liniowa zależność i bazy Javier de Lucas. a d b c. ad bc

Pierwsze kolokwium z Matematyki I 4. listopada 2013 r. J. de Lucas

Suma i przeciȩcie podprzestrzeni, przestrzeń ilorazowa Javier de Lucas

Niech X bȩdzie dowolnym zbiorem. Dobry porz adek to relacja P X X (bȩdziemy pisać x y zamiast x, y P ) o w lasnościach:

Funkcje. Oznaczenia i pojęcia wstępne. Elementy Logiki i Teorii Mnogości 2015/2016

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

Robert Kowalczyk. Zbiór zadań z teorii miary i całki

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

Logika matematyczna i teoria mnogości (I) J. de Lucas

Podprzestrzeń wektorowa, baza, suma prosta i wymiar Javier de Lucas

LI Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkursowych zawodów stopnia trzeciego 3 kwietnia 2000 r. (pierwszy dzień zawodów)

Dlaczego nie wystarczają liczby wymierne

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

Funkcje: wielomianowa, wykładnicza, logarytmiczna wykład 3

Przykładami ciągów, które Czytelnik dobrze zna (a jeśli nie, to niniejszym poznaje), jest ciąg arytmetyczny:

Łatwy dowód poniższej własności pozostawiamy czytelnikowi.

Matematyka Dyskretna 2/2008 rozwiązania. x 2 = 5x 6 (1) s 1 = Aα 1 + Bβ 1. A + B = c 2 A + 3 B = d

ZALICZENIE WYKŁADU: 30.I.2019

Zbiory i odwzorowania

ANALIZA II 15 marca 2014 Semestr letni. Ćwiczenie 1. Czy dan a funkcjȩ da siȩ dookreślić w punkcie (0, 0) tak, żeby otrzymana funkcja by la ci ag la?

Analiza matematyczna 1 - test egzaminacyjny wersja do ćwiczeń

Rozdział 4. Ciągi nieskończone. 4.1 Ciągi nieskończone

XII Olimpiada Matematyczna Juniorów Zawody stopnia pierwszego część korespondencyjna (1 września 2016 r. 17 października 2016 r.)

Finanse i Rachunkowość studia niestacjonarne Wprowadzenie do teorii ciągów liczbowych (treść wykładu z 21 grudnia 2014)

Funkcje: wielomianowa, wykładnicza, logarytmiczna wykład 2

Wyk lad 7 Baza i wymiar przestrzeni liniowej

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, A/10

Lista zagadnień omawianych na wykładzie w dn r. :

Wykład 10. Stwierdzenie 1. X spełnia warunek Borela wtedy i tylko wtedy, gdy każda scentrowana rodzina zbiorów domkniętych ma niepusty przekrój.

FUNKCJE. 1. Podstawowe definicje

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

Matematyka II - Organizacja zajęć. Egzamin w sesji letniej

1. Granice funkcji - wstępne definicje i obliczanie prostych granic

III. Funkcje rzeczywiste

020 Liczby rzeczywiste

Wykład 21 Funkcje mierzalne. Kostrukcja i własności całki wzglȩdem miary przeliczalnie addytywnej

O funkcjach : mówimy również, że są określone na zbiorze o wartościach w zbiorze.

Część całkowita i ułamkowa, funkcje trygonometryczne, podstawowe własności funkcji

II. Funkcje. Pojęcia podstawowe. 1. Podstawowe definicje i fakty.

Zbiory, relacje i funkcje

Wyk lad 14 Cia la i ich w lasności

F t+ := s>t. F s = F t.

Rozkład figury symetrycznej na dwie przystające

Topologia - Zadanie do opracowania. Wioletta Osuch, Magdalena Żelazna, Piotr Kopyrski

G. Plebanek, MIARA I CAŁKA Zadania do rozdziału 1 28

Zdzisław Dzedzej. Politechnika Gdańska. Gdańsk, 2013

1 Liczby rzeczywiste. 1.1 Dlaczego nie wystarczają liczby wymierne

Pytania i polecenia podstawowe

Rekurencyjna przeliczalność

Zadanie 3 Oblicz jeżeli wiadomo, że liczby 8 2,, 1, , tworzą ciąg arytmetyczny. Wyznacz różnicę ciągu. Rozwiązanie:

Lista. Przestrzenie liniowe. Zadanie 1 Sprawdź, czy (V, +, ) jest przestrzenią liniową nadr :

1 Relacje i odwzorowania

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2011/12

Wykłady z matematyki Liczby zespolone

Zliczanie Podziałów Liczb

Notatki z Analizy Matematycznej 3. Jacek M. Jędrzejewski

Wykład 5. Informatyka Stosowana. 7 listopada Informatyka Stosowana Wykład 5 7 listopada / 28

Konstrukcja liczb rzeczywistych przy pomocy ciągów Cauchy ego liczb wymiernych

Zad.3. Jakub Trojgo i Jakub Wieczorek. 14 grudnia 2013

1 Funkcje elementarne

Metody probabilistyczne

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Teoria miary WPPT IIr. semestr zimowy 2009 Wyk lady 6 i 7. Mierzalność w sensie Carathéodory ego Miara Lebesgue a na prostej

Skończone rozszerzenia ciał

Trigonometria. Funkcje trygonometryczne









Egzamin z logiki i teorii mnogości, rozwiązania zadań

Przykładowe zadania z teorii liczb

Wyk lad 6 Podprzestrzenie przestrzeni liniowych

Topologia zbioru Cantora a obwody logiczne

Zapisujemy:. Dla jednoczesnego podania funkcji (sposobu przyporządkowania) oraz zbiorów i piszemy:.

- Dla danego zbioru S zbiór wszystkich jego podzbiorów oznaczany symbolem 2 S.

Ciągłość funkcji jednej zmiennej rzeczywistej. Autorzy: Anna Barbaszewska-Wiśniowska

Uwaga 1.2. Niech (G, ) będzie grupą, H 1, H 2 < G. Następujące warunki są równoważne:

Zadania o liczbach zespolonych

G i m n a z j a l i s t ó w

Liczby naturalne i ca lkowite

Struktury formalne, czyli elementy Teorii Modeli

ELiTM 0 Indukcja Dany jest ciąg a 0 R, a n = a n 1. Zasada minimum Każdy niepusty podzbiór liczb naturalnych zawiera liczbę najmniejszą.

Znaleźć wzór ogólny i zbadać istnienie granicy ciągu określonego rekurencyjnie:

Wykład 8. Informatyka Stosowana. 26 listopada 2018 Magdalena Alama-Bućko. Informatyka Stosowana Wykład , M.A-B 1 / 31

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1A, zima 2012/13

1. Liczby zespolone Stwierdzić kiedy kwadrat liczby zespolonej jest liczbą. (i) rzeczywistą, (ii) ujemną, (iii) tylko urojoną?

Transkrypt:

Przeliczalność, kresy, bijekcje Javier de Lucas Zadanie 1. Wyliczyć: + [ 3 n=1, ] 4 n n. + ] n n=1, 5 + [ n n+1 n 10 t [,3] A t oraz t [,3] A t, gdzie: A t = [t, t] [ t, t]. Zadanie. Pokazać, że funkcja f : X Y, gdzie X =]0, 1[, Y = [, ] \ { 1, 1} 3 1, ]0, 1], 3 f() = 3, ] 1 3, ], 3 6 5, ], 1[ 3 jest bijekcj a. Znaleźć f 1 (). Zadanie 3. Udowodnić, że zbiór A = { N : 10 } jest przeliczalny. Rozwi azanie: Zbiór A jest przeliczalny kiedy A ma skończony wiele elementów albo istnieje bijekcja f : A N. Udowodnimy, że funkcja f : A /10 N jest bijekcj a. Najpierw, skoro 10, to /10 N i ta funkcja jest dobrze zdefiniowana. Nastȩpnie, udowodnimy, że f jest bijekcj a, czyli jest injekcj a i surjekcj a. Funkcja f jest injekcj a wtedy i tylko wtedy gdy Mamy, że f(n 1 ) = f(n ) n 1 = n. f(n 1 ) = f(n ) n 1 /10 = n /10 n 1 = n. Wówczas, f jest injekcj a. Funkcja f jest surjekcj a wtedy i tylko wtedy gdy n N, a A, f(a) = n. Aby udowodnić, że f jest surjekcj a wystarczy zauważyć, że dla n N mamy, że 10n A i f(10n) = n. Wiȩc, f jest surjekcj a. Skoro f jest injekcj a i surjekcj a, to f jest bijekcj a i A jest przeliczalny.

Zadanie 4. Korzystaj ac z funkcji f() = pokazać przeliczalność zbioru Z. {, N, 1, Z \ N Rozwi azanie: Zbiór A jest przeliczny kiedy ma skończone wiele elementów albo istnieje bijekcja miȩdzy A i N. Skoro Z ma nieskończone wiele elementów, to Z jest przeliczalny kiedy istnieje jakaś bijekcja miȩdzy Z i N. Spróbujemy udowodnić, że f : Z N to bijekcja. Najpierw udowodnimy, że f to injekcja, czyli f( 1 ) = f( ) 1 =. Aby to udowodnić, najpierw zauważamy, że f() jest parzysty dla N i nieparzysty dla Z/N. Wiȩc, jeżeli f( 1 ) = f( ), albo 1, N albo 1, Z/N. Jezeli 1, N, to f( 1 ) = f( ) 1 = 1 =. Jeżeli 1, Z/N to f( 1 ) = f( ) 1 1 = 1 1 =. Wiȩc, f jest injekcj a. Aby udowodnić, że f jest surjekcj a musimy sprawdzić, że dla każdego elementu n N istnieje Z taki, że f() = n. Żeby to udowodnić, trzeba pamiȩtać, że dla N wynika, że f() jest parzysty i jeżeli Z/N, to f() jest nieparzysty. Wiȩc, dany n parzysty, widać, że = n/ N, = f(n). Natomiast, dla n nieparzysty, to = (n + 1)/( ) Z/N f() = n. Wiȩc, dla każdego n N mamy, że istnieje Z taki, że f() = n. Zatem, f jest surjekcj a. Skoro f jest surjekcj a i injekcj a to f jest bijekcj a i Z jest przeliczalny. Zadanie 5. Dowieźć, źe każdy zbiór rozł acznych, połżonych na prostej odcinków jest przeliczalny. Zadanie 6. Omówić po raz n ty dowód przek atniowy Cantora nieprzeliczalnoćci odcinka ]0, 1[.

3, gdzie R, jest nieograni- 1+ Zadanie 7. Pokazać, że zbiór wartości funkcji f() = czony. Rozwi azanie: Zbiór A R jest ograniczony, gdy istniej a liczby M 1, M R takie, że M 1 a M dla każdego a A. Mówi ac inaczej, zbiór A jest ograniczony z góry i z dół. Udowodnijmy, że zbior wartósci funkcji f, czyli A = {f() R R} nie jest ograniczony z góry, czyli dla każdego M R istnieje a A taki, że a > M. Kiedy zbiór nie jest ograniczony z góry, to nie jest ograniczony. Aby udowodnić, że A nie jest ograniczony z góry, musimy udowodnić, że dla każdego M R istnieje R taki, że f() > M, czyli 3 1 + > M. Skoro 1 + > 0, to jest równoważnie warunkowi 3 > M(1 + ) 3 M M > 0 ( M) M > 0. (7.1) Teraz widać, że dla każdego M istnieje spełniaj ac ostatni warunek. Własnie, dla M < 0 mamy, że dla każdego 0 ten warunek siȩ spełnia. Natomiast, Dla M 0 wybieramy > ma{1, M} i mamy, że 1, M > M. Widać, że taki istnieje i spełnia nasz warunek (7.1). Wiȩc, zawsze istnieje spełniaj acy f() > M i zbiór wartości f nie jest ograniczony z góry i wtedy nie jest ograniczony. Zadanie 8. Pokazać, że zbiór liczb postaci m 5 n, m, n N jest nieograniczony z góry. Rozwi azanie: Musimy udowodnić, że dla każdego M R istnieje a A := {m 5 n m, n N}, taki, że a > M. Czyli, istniej a m, n N takie, że m 5 n > M. Właśność Archimedesa liczb naturalnych mówi nam, że dla każdego R istnieje m N taki, że < m.

Korzystaj ać z tego, mamy, że M + 1 5 < m M < m 5 1. Wiȩc, M < m 5 n dla n = 1. Element m 5 n należy do A i wtedy A nie jest ograniczony z góry. Zadanie 9. Pokazać, że funkcja f() = sin, ]0, + [, nie jest ograniczona z góry ani z dół. Rozwi azanie: Nieograniczność z góry. Musimy udowodnić, że dla każdego M R istnieje ]0, + [ taki, że f() > M. Z właśności Archimedesa mamy, że dla każdego M R istnieje element k N taki, że M 1 π 4 < k ( π M < 4k + 1 M < (4k + 1)π = f (4k + 1) π ). Wiȩc, f() > M dla = (4k + 1)π/. Nieograniczność z dół. Musimy udowodnić, że dla każdego M R istnieje ]0, + [ taki, że f() < M. Z właśności Archimedesa mamy, że dla każdego M R istnieje element k N taki, że M 3 π 4 < k ( π M < 4k+3 (4k+3)π < M < (4k+3)π M > f (4k + 3) π ). Zadanie 10. Wykać, że kres górny zbioru liczb postaci 0} jest równy 1., gdzie R 1+ + = { R > Wiemy, że < 1 + i z tego /(1 + ) < 1 dla > 0. Z tego wynika, że 1 to ograniczenie górne zbioru { } A = 1 + R +. Aby udowodnić, że 1 to kres górny, czyli najmiejsze ograniczenie górne, trzeba udowodnić, że nie ma α spełniaj ac R +, 1 + α < 1. Taki warunek jest równowaśnie warunkowi R +, 1 + 1 α 1 < 0 R +, 1 1 + 1 α > 0.

Ale to ostanie jest fałszywe!! Jeżeli 1 > β > α to ustalaj ac = β/(1 β) otrzymamy To sprzeczność i nie ma α < 1. 1 1 + = 1 β < 1 α. Zadanie 11. Wykać, źe liczba nie jest kresem górnym zbioru liczb postaci 3n+1 n+1, n N. Rozwi azanie: Wystaczy znaleźć liczbȩ α spełniaj ac, że Widać, że Wiȩc, n N mamy, że n + 1 < α <, n N. n + 1 = 3 1/ n + 1. n + 1 = 3 1/ n + 1 < 3. Zatem, 3/ to ograniczenie górne liczb ()/(n + 1) dla n N. Skoro 3/ < to to nie kreś gorny: istnieje mniejsze ograniczenie górne naszego zbioru.