о действительных числах
Jun. 15th, 2004 03:21 amОх, красивая штука. Придуманный недавно (лет 20 назад) новый способ строить действительные числа прямо из целых, не проходя через рациональные. Реальной математической пользы никакой нет, всё равно получаем то же самое поле R, но красиво и интересно с философской точки зрения.
Напомню, что обычно действительные числа строят ( напоминание )
Способ построения действительных чисел, описываемый в статье, на которую я дал ссылку выше, обходится без рациональных чисел и строит действительные числа напрямую из целых, используя следующее элементарное наблюдение (восходящее к комментарию де Моргана на определение Евклидом понятия равенства дробей). Построим рядом два параллельных луча, идущих слева направо и уходящих в бесконечность. На одном из лучей будем отмечать последовательность колонн, на расстоянии 1 друг от друга; а на другом — частокол из столбов, на расстоянии x друг от друга, где x — какое-то действительное число. Если x в точности равно 1, то столбы будут стоять в точности напротив колонн; если x больше 1, то столбы будут встречаться реже колонн, итд. Мы можем посмотреть, сколько столбов стоят слева от первой колонны (включая столб, стоящий точно напротив неё, если есть такой) и обозначить это число a1. Потом посчитать, сколько столбов стоят слева от второй колонны; это будет какое-то a2, меньшее или равное a1. Так же строятся a3, a4 и так далее до бесконечности. Например, если x равен 1/2, то последовательность выйдет такая: 1, 3, 5, 7...
Польза от такого построения вот в чём: если мы выполним его для двух разных действительных чисел x и y, то даже если они очень близки друг к другу, последовательности всё равно выйдут разные. Если x и y почти одинаковые числа, скажем, отличаются меньше чем на одну миллионную, то сначала в течение многих шагов они будут покрывать то же самое количество столбов на первые 1, 2, 3 и так далее колонн. Но рано или поздно даже крохотная разница между ними накопится в достаточное различие, чтобы одна из последовательностей обогнала другую, и потом продолжала обгонять всё больше и больше, пусть даже и медленно.
Поэтому мы можем, опять-таки, перевернуть ситуацию с ног на голову и определить действительное число x как последовательность a1, a2, a3, a4... Вот так и получается, что действительные числа мы определяем как последовательности целых чисел, не проходя по дороге через рациональные.
( Некоторые подробности... )
Более техническое определение для знающих начала университетской алгебры: ( Read more... )
Напомню, что обычно действительные числа строят ( напоминание )
Способ построения действительных чисел, описываемый в статье, на которую я дал ссылку выше, обходится без рациональных чисел и строит действительные числа напрямую из целых, используя следующее элементарное наблюдение (восходящее к комментарию де Моргана на определение Евклидом понятия равенства дробей). Построим рядом два параллельных луча, идущих слева направо и уходящих в бесконечность. На одном из лучей будем отмечать последовательность колонн, на расстоянии 1 друг от друга; а на другом — частокол из столбов, на расстоянии x друг от друга, где x — какое-то действительное число. Если x в точности равно 1, то столбы будут стоять в точности напротив колонн; если x больше 1, то столбы будут встречаться реже колонн, итд. Мы можем посмотреть, сколько столбов стоят слева от первой колонны (включая столб, стоящий точно напротив неё, если есть такой) и обозначить это число a1. Потом посчитать, сколько столбов стоят слева от второй колонны; это будет какое-то a2, меньшее или равное a1. Так же строятся a3, a4 и так далее до бесконечности. Например, если x равен 1/2, то последовательность выйдет такая: 1, 3, 5, 7...
Польза от такого построения вот в чём: если мы выполним его для двух разных действительных чисел x и y, то даже если они очень близки друг к другу, последовательности всё равно выйдут разные. Если x и y почти одинаковые числа, скажем, отличаются меньше чем на одну миллионную, то сначала в течение многих шагов они будут покрывать то же самое количество столбов на первые 1, 2, 3 и так далее колонн. Но рано или поздно даже крохотная разница между ними накопится в достаточное различие, чтобы одна из последовательностей обогнала другую, и потом продолжала обгонять всё больше и больше, пусть даже и медленно.
Поэтому мы можем, опять-таки, перевернуть ситуацию с ног на голову и определить действительное число x как последовательность a1, a2, a3, a4... Вот так и получается, что действительные числа мы определяем как последовательности целых чисел, не проходя по дороге через рациональные.
( Некоторые подробности... )
Более техническое определение для знающих начала университетской алгебры: ( Read more... )
