Számhalmazok1
: természetes számok halmaza
- jele: (az angol “natural” szóból ered)
- Legkisebb eleme az
- Minden elem után van következő
Teljes indukció (bizonyítási elv)
Legyen valamilyen állítás minden természetes számra. Ha:
- teljesül
- Tegyük fel, minden -re igaz lesz. (Indukciós feltétel)
- mindig igaz teljesülése esetén, akkor a fenti tulajdonság teljesül minden -re.
Természetes számok halmazának bővítése
- összeadás: Nem vezet ki a természetes számok halmazából
- kivonás: Kivezet a természetes számok halmazából Egész számok halmaza
: egész számok halmaza
- jele: (“zahl” szóból ered)
Egész számok halmazának bővítése
- szorzás: Kivezet az egész számok halmazából Valós számok halmaza
- osztás: Kivezet az egész számok halmazából Valós számok halmaza
: Valós számok halmaza
- jele:
- minden valós szám kifejezhető két egész szám osztásával
Axiómák
- Alaptulajdonságok
Kvantorok
- ∀: minden
- ∃: létezik
- ∃!: egyértelműen létezik (csak létezik)
Asszociativitás
Jelentése: csoportosíthatóság. Például: .
- összeadás
- szorzás
Kommutativitás
Jelentése: felcserélhetőség. Például: .
- összeadás
- szorzás
Disztributivitás
Jelentése: műveletek összekapcsolódása.
Például: .
Műveleti alaptulajdonságok
- Az összeadás asszociatív
- van tartozik . Ez az szám ellentettje.
- Az összeadás kommutatív
- A szorzás asszociatív
- tartozik , melyre . Ez a szám reciproka.
- A szorzás kommutatív
- A szorzás disztributív az összeadásra
Rendezési reláció tulajdonságai
- esetén (a rendezési reláció reflexív)
- esetén az és közül pontosan egy igaz.
- Ha és ⇒ (a rendezési reláció tranzitív)
- Ha ⇒
- Ha és ⇒
- Arcimedeszi axióma: Nincs nagyobb elem
- Cantor-féle axióma
Cantor-féle axióma
Legyen adott korlátos és zárt intervallumok egy sorozata: melyek egymásba skatyujázottak: akkor az intervallumoknak van közös pontja.
Más szóval: melyre
Irracionális számok beletartoznak a racionális számok halmazába
A Cantor-axiómát átértelmezve vesszük a “bal oldalt” és a “jobb oldalt”. . Ezekre teljesülnek, hogy: Ekkor:
Bizonyítás (Indirekt módon)
A Cantor-axióma azt mondja ki, hogy létezik közös pont. Tegyük fel, két közös pont létezik, és Legyen . Ekkor létezik , amire . Ekkor mivel ezért , ami ellentmondás.
Summa
Példák
- Első szám összege
- Első páros szám összege
- Hárommal osztható kétjegyű számok összege
- Száz és kétszáz közötti (nyílt intervallum) természetes számok reciprokainak az összege
Produktum
Röviden a summa működése összeadás helyett szorzással.
Korlátosság 2
Legyen halmaz a valós számoknak részhalmaza.
Alulról korlátos,
ha (ez lesz az alsó korlát), amire .
Felülről korlátos
ha (ez lesz a felső korlát), amire .
Korlátos,
ha a halmaz alulról és felülről is korlátos. (Van alsó és felső korlátja is)
Supremum
A halmaz legkisebb felső korlátja.
Jele: .
Kapcsolata a maximummal
Ha a halmaznak az elemei közül van legnagyobb, akkor az a supremuma.
Infimum
A halmaz legnagyobb alsó korlátja.
Jele: .
Kapcsolata a minimummal
Ha a halmaznak az elemei közül van legkisebb, akkor az az infimuma.
Ekvivalens
Azonos.
Környezet
Egy x0 valós szám Környezetei az nyílt intervallumok, ahol tetszőleges valós szám.
Belső pont
Az pont a H halmaz belső pontja, ha . Amin . Jele: (az angol “interior” szóból).
Külső pont
Az pont a H halmaz belső pontja, ha . Amin . Jele: (az angol “exterior” szóból).
Határpont
Az pont a H halmaz határpontja, ha . Ha a környezet tartalmaz H-n belüli (Belső pont) és H-n (Külső pont) kívüli pontokat is.
Jele:
- A halmaz nyílt, ha minden pontja belső pont
- A halmaz zárt ha
- A H halmaz lezárása