无限打击我的心灵

永远不要让任何人告诉你数学很无聊。

谁说根本没有花足够的时间在数学上,以至于无法认真敲打袜子。 因为相信我,所以迟早数学会变得如此,然后您就会成为其中的数学书呆子之一,告诉每个人在他们翻白眼时数学是多么的酷……

这就是无穷大

这是一个令人兴奋的想法!

如今,大多数人肯定可以使事情永远持续下去。 从理论上讲,您可以继续指望。 宇宙在不断扩大。 巴斯光年超越无限。 即使是儿童时代的辩论,也往往以一些涉及无穷大和无穷大的无穷理论集结束。

那么,无限使人如此疯狂呢? 好像我们都拍了拍。

但是,如果我走上前对您说“嘿,朋友,哪一个更大? 所有计数数字的集合,您知道1、2、3等等,还是所有偶数数字的集合2、4、6等?”

你怎么看?

自然的倾向是说所有数字的集合大于偶数数字的集合。 我的意思是偶数是自然数的子集。 子集不小于集合吗?

好吧,并非总是如此。

当然,我们要谈论的是FINITE集,但对于无限集,这是一个全新的游戏。 那个游戏充满了曲折,意外的结局和难题,会让您保持沉默并挠头。

那么哪个更大?

通常,如果我们想知道两个集合中的哪个更大,我们只需对它们进行计数即可。 当然,我们不能手动计算无限的集合。 因此,我们必须提出一种更通用的计数方式。

好吧,所以告诉我,您如何不加数字计数? 不,我很认真,您如何不加数字计数?

这听起来像是一个愚蠢的问题,因为我们总是只计算数字,因此您不必提出其他系统,但这并不难。

嗯,回想一下,在本博客的开头,我谈到了数字和计数的起源。 我告诉过您关于这位牧羊人的信息,他需要跟踪他的绵羊,但是没有任何数字的概念。 因此,早晨,当他的羊离开牧师时,他会为每只羊放一块石头。 到了晚上,当他晚上收拾绵羊时,他会从堆中取出一块石头给每只绵羊。 只要没有多余的绵羊和石头,他就知道他所有的绵羊都是羊。

我们亲爱的牧羊人正在他的绵羊和石头之间建立一对一的对应关系(或更正式地说是双射 )。

当您考虑时,这实际上就是全部。 您会看到,我们人类想出了一些符号并给它们起了名字,并说堆中的第一块石头被称为“ 1”,第二块石头被称为“ 2”,依此类推。 一旦我们记住了这个命名符号系统,就不需要随身携带一袋石头了,我们可以简单地从我们的记忆中吸取教训! 数事。

因此,无数字计数只是在一组事物和另一组事物之间进行配对。 如果最后一组剩下的东西而另一组没有,那么您知道那是更大的一组。

解决方案

我们要比较两个集合:

  • 集合A是所有数字的集合。 看起来像1,2,3,4,…
  • 集B是所有偶数的集。 看起来像2,4,6,8,…

要开始我们的通用计数方法,我们需要在集合A和集合B之间建立双射。

为此,我将按顺序编写每个集合的开头,并在每个集合的有序元素之间绘制一条线。

一个简单的双射

现在看来,我们可以永远这样下去,将每一对一对一地配对。 如果可以的话,这意味着两组的大小相等。

为了保证我们的论点,我们还有一件事要做。

由于我们实际上无法写出每个集合的整体,因此我们需要描述两个集合之间的公式关系,以确保我可以永远以这种方式匹配元素。

好吧,事实证明这很简单。 B组中的每个元素是其A组中配对元素值的两倍。

因此我们的关系是n的2倍,其中n是自然数的集合。

并且由于我们发现两组之间有防弹关系的双射,因此我们已经确认,与我们的直觉相反,所有自然数集合在大小(形式上:相同的基数)上等于所有偶数的集合。

繁荣。