먼저 문제부터 적어보겠습니다.
Prove that if f:A->B is a function defined on the countable set A then the range of f is countable.
이게 문제인데요...
countable 하다는 얘기는.. 원소의 갯수가 finite하거나 denumerable인경우 countable 하다고 하는걸로 알고 있습니다.
그럼 저는 어떻게 접근 했냐면...
A가 먼저 유한집합인 경우를 생각했습니다.
먼저 유한집합인 경우 집합 X의 원소의 갯수를 n(X)라고 표현한다면
유한 집합 이기 때문에 n(A) 는 n(B) 보다 항상 크거나 같습니다.
따라서 n(B) 역시 유한집합이고 따라서 countable 하다 라고 증명했습니다
두번째
A가 무한집합이지만 가부번집합 인 경우를 생각했습니다.
B는 uncountable 하다고 가정해봅시다
조건에서 N~A입니다
그리고 저는 B가 uncountable하지만, A~B를 만족시키는 f가 존재한다고 가정 한 겁니다. (<-가정은 잘 된게 맞나요? f가 존재한다는걸 가정하는게 아니라 집합 B가 존재 한다는걸 가정 해야되는거 같은데..아 헷갈리네융;;;)
N~A이고 A~B이므로 N~B가 성립합니다.
그런데 equivalent의 정의에 의하면 N~B이면 B를 countable 하다고 정의 하고 있습니다.
즉, countable 하면서도 uncountable한 B가 존재 한다는 뜻이므로, 이는 모순입니다
따라서 B가 uncountable하지만, A~B를 만족시키는 f가 존재하지 않으며 B는 항상 countable하다
라고 했습니다.
그런데 이건 좀 증명이 아닌거 같습니다;; 뭐랄까 좀 허접하다는 표현이 적절한거 같네요
그런데 또 한편으로는 허접하긴 하지만 왠지 맞는 듯한 느낌도 듭니다..
지금 제 느낌이 딱 이렇습니다 이런걸 해석학이라고 하나요??
이런 증명 같은문제를 풀면 풀고도 자신이 없습니다.
제가 한게 맞는지 좀 봐주시고 여러분들은 해석학(?)공부할때 어떻게 하는지좀
조언 해주시면 감사하겠습니다.
자꾸질문 올려서 죄송해요
첫댓글 range of f 라는거는 f의 공역(B)를 얘기하는 것이 아니라 f의 치역 (f(A)) 를 얘기하는 것입니다. 즉, f(A)는 B의 섭셋이죠. 본 문제의 증명은 n (f(A)) <= n(A) 라는 것으로 부터 보일 수 있는 것 같습니다.
훔..제가 유한집합의 경우는 그렇게 했는데.. 무한집합의 경우 원소의 갯수가 ∞이니까 n(A) 라는것을 부등식으로 만드는게
조금 이상하다고 생각되는데.. 틀린생각인가요?
무한집합의 경우에도 n(A)를 생각할 수 있습니다. 문제의 countable 이란 용어도 무한의 한 종류 입니다.
데넵님 죄송한데 무한집합의 경우에 n(A) 를 어떻게 생각하는지 이해가 잘 안됩니다. 좀 알려 주시면 감사하겠습니다 ^^;;;;;
칸토르가 제안한 방법대로라면,
알에프_0 (Aleph_zero; 자연수의 개수) - 다른말로 countable 하다고 합니다.
알에프_1 (Aleph_one; 실수의 개수 = 자연수의 부분집합의 개수)
알에프_2 (Aleph_two; 실수의 부분집합의 개수)
알에프_3 (Aleph_three; 알에프_2 의 크기를 갖는 집합의 부분집합의 개수)
...
이렇게 알에프_n 을 정의할 수 있습니다. 당연히 알에프_k < 알에프_{k+1} 이구요. 하지만 그 사이에 해당하는 무한의 개념이 존재하는지는 알려져 있지 않습니다. (axiom of choice 와 관련이 있습니다.)
그래서 위 문제도 사실은 f(A)가 알에프_0 혹은 유한하다는 것을 보이는 문제 입니다.
Χ_0을 자연수 집합으로 두고, Χ_1를 그 다음 크기를 가지는 집합인데, 이는 수학적으로 잘 정의되며 따라서 Χ_0과 Χ_1, 일반적으로 Χ_(k)와 Χ_(k+1) 사이의 크기를 가지는 집합은 존재하지 않습니다.
아.. 제가 정의를 좀 다르게 적었네요. X_1의 정의는 비는아픔님 말씀하신게 맞고, 그게 실수의 개수 (즉, 2^X_0)인지는 알려져 있지 않다고 해야 정확하려나요?
Χ_1 ≤ 2^(Χ_0) = l lR l 임을 증명할 수 있지만 <인지 =인지는 증명이 불가능하다고 해야 정확할듯...
데넵님 너무 잘적어주시는데.. 아무리 읽어도 이해가 안되네요 죄송해요 전 잉어인가봐요