Novo

Forum kao aplikacija na telefonu

Dodajte forum na početni ekran i koristite ga kao aplikaciju, sa menijem na dnu ekrana.

  • 24 odgovora
  • 5.519 pregleda

Najnovija ↓

Potrebna literatura 28.11.2016. u 10:50 · pre 121 mesec #1
Jedan od temelja matematike je odnos skupa Q i skupa R.

Teorema (stav, aksima...) glasi: "Skup Q svuda gust u skupu R".

Što znači da se proizvoljnoj okolini proizvoljnog x iz skupa R nalazi y iz Q.
Ekvivalentno je da sa "između bilo koja dva realna broja postoji racionalan broj".

Nikada nisam video dokaz istog, a sam ne znam da ga konstruišem.

Potrebna mi je informacija o literaturi gde je isto dokazano.
Re: Potrebna literatura 28.11.2016. u 17:12 · pre 121 mesec #2
To zavisi od toga šta izabereš za aksiomu (ili aksiome) neprekidnosti.

Aksioma supremuma (S): Svaki neprazan odozgo ograničen podskup od R ima supremum u R.

Dedekindova aksioma (D): Ako je skup R disjunktna unija nepraznih skupova A i B, pri čemu je svaki element skupa A manji od svakog elementa skupa B, onda postoji realan broj c takav da su svi realni brojevi manji od c članovi skupa A, a svi realni brojevi veći od c članovi skupa B.

Arhimedova aksioma (A): Za ma koje a,b\in R, a,b>0 postoji n\in N takav da je na>b.

Kantorova aksioma (K): Ma koji beskonačan niz I_n nepraznih ograničenih zatvorenih intervala takav da je (\forall n\in N)I_{n+1}\subseteq I_n ima neprazan presek, odnosno (\exists c\in R)(\forall n\in N)c\in I_n.

Važi da je (S) ekvivalentno sa (D), odnosno sa konjunkcijom (A) i (K).

(D) povlači (S):

Neka je X odozgo ograničen podskup od R i neka je

A=\{a\in R\,:\,(\exists x\in X)a<x\},
B=R\setminus A.

Pošto za x\in X važi x-1\in A i ma koja majoranta skupa X pripada skupu B, skupovi A i B su neprazni. Očiglednosu disjunktni i unije im je R. Ako a\in A i b\in B, onda postoji x\in X takav da je a<x. Zbog b\not\in A ne može biti b<x, pa je a<x\leq b odnosno a<b. Neka je c\in R kao iz (D). Neka c nije majoranta od X i neka je x\in X takvo da je c<x. Onda za d=(c+x)/2 važi c<d<x. Zbog d<x\in X važi d\in A, a zbog c<d važi d\in B. Ta kontradikcija dokazuje da je c majoranta od X. Ukoliko bi neko e<c bilo majoranta, postojalo bi x\in X takvo da je e<x suprotno tome da je c majoranta od X. Stoga je c supremum skupa X.

S povlači D:

Ako važi S i A i B su skupovi kao u D, onda je skup A neprazan i odozgo ograničen, pa ima supremum c. Obzirom da je c majoranta od A, veći elementi od c ne mogu pripadati skupu A, pa pripadaju skupu B. Ako bi neki realan broj manji od c pripadao skupu B, onda bi i on bio majoranta skupa A, pa c ne bi bila najmanja majoranta (supremum). Prema tome, realni brojevi manji od c ne mogu pripdatai skupu B, pa pripadaju skupu A.

D povlači A:

Neka važi D i ne važi A. Neka su a i b takvi pozitivni realni brojevi da za sve prirodne brojeve n važi da je na manje ili jednako od b. Neka je A skup svih realnih brojeva x takvih da je x<na za bar jedan prirodan broj n i neka je B komplement skupa A. Pošto b ne pripada skupu A, b pripada skupu B. Takođe, a pripdada skupu A jer je a manje od 2a. Skup R je disjunktna unija nepraznih skupova A i B. Neka je x element skupa A i y element skupa B. Neka je n prirodan broj takav da je x<na, što je manje ili jednako od y, važi x<y. Neka je c razdva

(S) povlači (A):

Neka važi (S) i ne važi (A). Neka su a,b>0 takvi da (\forall n\in\mathbb N)na\leq b. Skup

X=\{na\,:\,n\in\mathbb N\}.

Skup X je neprazan zbog a\in X a odozgo ograničen jer mu je b majoranta. Stoga ima supremum s. Zbog s-a<s broj s-a nije majoranta skupa X pa postoji n\in\mathbb N takvo da je na>s-a, odnosno (n+1)a>s, što je u suprotnosti sa tim da je s supremum skupa X.

(S) povlači (K):

Neka je I_n inkluzijski nerastući niz nepraznih ograničenih zatvorenih intervala i neka je I_n=[a_n,b_n]. Zbog I_n\neq\emptyset[/tex[ važi a_n\leq b_n. Zbog I_{n+1}\subseteq I_n i a_{n+1},b_{n+1}\in I_{n+1}\subseteq I_n važi a_{n+1},b_{n+1}\in I_n, odnosno a_n\leq a_{n+1}\leq b_{n+1}\leq b_n, pa je niz a_n neopadajući i za svako k\in N broj b_k je majoranta niza a_n (jer je a_n\leq a_m\leq b_m\leq b_k za ma koje m>n,k). Stoga je skup X=\{a_n\,:\,n\in\mathbb N\} nepraznan i odozgo ograničen, pa ima supremum a, koji ne prelazi nijednu majorantu, pa ni b_n. Stoga je (\forall n\in\mathbb N)a_n\leq a\leq b_n, odnosno (\forall n\in\mathbb N)a\in I_n.

(A) i (K) povlači (D):

Neka su A i B kao u (D). Za a\in A i b\in B važi a<b i konstruišimo nizove a_n,b_n,c_n na sčedeći način:

a_0=a, b_0=b,

c_n=(a_n+b_n)/2.

Ako je c_n\in A, onda je a_{n+1}=c_n i b_{n+1}=b_n.

Ako je c_n\in B, onda je a_{n+1}=a_n i b_{n+1}=c_n.

Niz a_n je neopadajući, a niz b_n nerastući, pri čemu je a_n\in A, b_n\in B i [a_{n+1},b_{n+1}]\subseteq[a_n,b_n]. Stoga postoji neko x koje pripada svakom od intervala [a_n,b_n]. Takođe je b_n-a_n=(b-a)/2^n.

Neka je u<x. Pošto je x-u>0 postoji n\in\mathbb N takvo da je 2^n(x-u)>b-a, pa je x-u>b_n-a_n zbog čega ne mogu oba od brojeva x i u da pripadaju intervalu [a_n,b_n]. Obzirom da x\in[a_n,b_n][/tex] zaključujemo da u\not\in[a_n,b_n], pa zbog u<x važi u<a_n\in A, odakle sledi v\in A.

Neka je v>x. Pošto je v-x>0 postoji n\in\mathbb N takvo da je 2^n(v-x)>b-a, pa je v-x>b_n-a_n zbog čega ne mogu oba od brojeva v i x da pripadaju intervalu [a_n,b_n]. Obzirom da x\in[a_n,b_n][/tex] zaključujemo da v\not\in[a_n,b_n], pa zbog v>x važi v>b_n\in B, odakle sledi v\in B.

Gustina skupa Q u R je posledica od (A).

Neka je a<b. Zbog b-a>0 postoji n\in N takvo da je n(b-a)>1, pa je \farc 1n<b-a. Postoji m\in N takvo da je m\cdot\frac 1n>a. Uočimo najmanje takvo celobrojno m. Dakle, \frac{m-1}n\leq a<\frac mn=\frac{m-1}n+\frac 1n<a+(b-a)=b, pa \frac m,n\in(a,b).
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 28.11.2016. u 17:14 · pre 121 mesec #3
To zavisi od toga šta izabereš za aksiomu (ili aksiome) neprekidnosti.

Aksioma supremuma (S): Svaki neprazan odozgo ograničen podskup od R ima supremum u R.

Dedekindova aksioma (D): Ako je skup R disjunktna unija nepraznih skupova A i B, pri čemu je svaki element skupa A manji od svakog elementa skupa B, onda postoji realan broj c takav da su svi realni brojevi manji od c članovi skupa A, a svi realni brojevi veći od c članovi skupa B.

Arhimedova aksioma (A): Za ma koje a,b\in R, a,b>0 postoji n\in N takav da je na>b.

Kantorova aksioma (K): Ma koji beskonačan niz I_n nepraznih ograničenih zatvorenih intervala takav da je (\forall n\in N)I_{n+1}\subseteq I_n ima neprazan presek, odnosno (\exists c\in R)(\forall n\in N)c\in I_n.

Važi da je (S) ekvivalentno sa (D), odnosno sa konjunkcijom (A) i (K).

(D) povlači (S):

Neka je X odozgo ograničen podskup od R i neka je

A=\{a\in R\,:\,(\exists x\in X)a<x\},
B=R\setminus A.

Pošto za x\in X važi x-1\in A i ma koja majoranta skupa X pripada skupu B, skupovi A i B su neprazni. Očiglednosu disjunktni i unije im je R. Ako a\in A i b\in B, onda postoji x\in X takav da je a<x. Zbog b\not\in A ne može biti b<x, pa je a<x\leq b odnosno a<b. Neka je c\in R kao iz (D). Neka c nije majoranta od X i neka je x\in X takvo da je c<x. Onda za d=(c+x)/2 važi c<d<x. Zbog d<x\in X važi d\in A, a zbog c<d važi d\in B. Ta kontradikcija dokazuje da je c majoranta od X. Ukoliko bi neko e<c bilo majoranta, postojalo bi x\in X takvo da je e<x suprotno tome da je c majoranta od X. Stoga je c supremum skupa X.

Neka važi D i ne važi A. Neka su a i b takvi pozitivni realni brojevi da za sve prirodne brojeve n važi da je na manje ili jednako od b. Neka je A skup svih realnih brojeva x takvih da je x<na za bar jedan prirodan broj n i neka je B komplement skupa A. Pošto b ne pripada skupu A, b pripada skupu B. Takođe, a pripdada skupu A jer je a manje od 2a. Skup R je disjunktna unija nepraznih skupova A i B. Neka je x element skupa A i y element skupa B. Neka je n prirodan broj takav da je x<na, što je manje ili jednako od y, važi x<y. Neka je c razdva

(S) povlači (A):

Neka važi (S) i ne važi (A). Neka su a,b>0 takvi da (\forall n\in\mathbb N)na\leq b. Skup

X=\{na\,:\,n\in\mathbb N\}.

Skup X je neprazan zbog a\in X a odozgo ograničen jer mu je b majoranta. Stoga ima supremum s. Zbog s-a<s broj s-a nije majoranta skupa X pa postoji n\in\mathbb N takvo da je na>s-a, odnosno (n+1)a>s, što je u suprotnosti sa tim da je s supremum skupa X.

(S) povlači (K):

Neka je I_n inkluzijski nerastući niz nepraznih ograničenih zatvorenih intervala i neka je I_n=[a_n,b_n]. Zbog I_n\neq\emptyset[/tex[ važi a_n\leq b_n. Zbog I_{n+1}\subseteq I_n i a_{n+1},b_{n+1}\in I_{n+1}\subseteq I_n važi a_{n+1},b_{n+1}\in I_n, odnosno a_n\leq a_{n+1}\leq b_{n+1}\leq b_n, pa je niz a_n neopadajući i za svako k\in N broj b_k je majoranta niza a_n (jer je a_n\leq a_m\leq b_m\leq b_k za ma koje m>n,k). Stoga je skup X=\{a_n\,:\,n\in\mathbb N\} nepraznan i odozgo ograničen, pa ima supremum a, koji ne prelazi nijednu majorantu, pa ni b_n. Stoga je (\forall n\in\mathbb N)a_n\leq a\leq b_n, odnosno (\forall n\in\mathbb N)a\in I_n.

(A) i (K) povlači (D):

Neka su A i B kao u (D). Za a\in A i b\in B važi a<b i konstruišimo nizove a_n,b_n,c_n na sčedeći način:

a_0=a, b_0=b,

c_n=(a_n+b_n)/2.

Ako je c_n\in A, onda je a_{n+1}=c_n i b_{n+1}=b_n.

Ako je c_n\in B, onda je a_{n+1}=a_n i b_{n+1}=c_n.

Niz a_n je neopadajući, a niz b_n nerastući, pri čemu je a_n\in A, b_n\in B i [a_{n+1},b_{n+1}]\subseteq[a_n,b_n]. Stoga postoji neko x koje pripada svakom od intervala [a_n,b_n]. Takođe je b_n-a_n=(b-a)/2^n.

Neka je u<x. Pošto je x-u>0 postoji n\in\mathbb N takvo da je 2^n(x-u)>b-a, pa je x-u>b_n-a_n zbog čega ne mogu oba od brojeva x i u da pripadaju intervalu [a_n,b_n]. Obzirom da x\in[a_n,b_n][/tex] zaključujemo da u\not\in[a_n,b_n], pa zbog u<x važi u<a_n\in A, odakle sledi v\in A.

Neka je v>x. Pošto je v-x>0 postoji n\in\mathbb N takvo da je 2^n(v-x)>b-a, pa je v-x>b_n-a_n zbog čega ne mogu oba od brojeva v i x da pripadaju intervalu [a_n,b_n]. Obzirom da x\in[a_n,b_n][/tex] zaključujemo da v\not\in[a_n,b_n], pa zbog v>x važi v>b_n\in B, odakle sledi v\in B.

Gustina skupa Q u R je posledica od (A).

Neka je a<b. Zbog b-a>0 postoji n\in N takvo da je n(b-a)>1, pa je \farc 1n<b-a. Postoji m\in N takvo da je m\cdot\frac 1n>a. Uočimo najmanje takvo celobrojno m. Dakle, \frac{m-1}n\leq a<\frac mn=\frac{m-1}n+\frac 1n<a+(b-a)=b, pa \frac m,n\in(a,b).
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 29.11.2016. u 10:37 · pre 121 mesec #5
Hvala Nedeljko.

Sve je jasno.
Re: Potrebna literatura 29.11.2016. u 14:15 · pre 121 mesec #6
Hteo sam da pročitam tu knjigu iz koje je prepisan dokaz.
Ali dobro pošto je tebi sve jasno možda možeš da kažeš:

Kakav je to skup u oznaci R
takav da je unija disjunktnih skupova
i R sadrži tačku c
takvu da c ne pripada ni jednom skupu unije?
Re: Potrebna literatura 29.11.2016. u 15:01 · pre 121 mesec #7
Nigde ne piše da c ne pripada nijednom od skupova A i B. Naravno da pripada nekom od njih, ali kom, to ne igra nikakvu ulogu. Bitno je da svaka tačka koja je levo od c pripada skupu A, a svaka koja je desno od c propada skupu B, odnosno (-\infty,c)\subseteq A i (c,\infty)\subseteq B.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 29.11.2016. u 17:22 · pre 121 mesec #8
Citat:
Nedeljko:

Nigde ne piše da c ne pripada nijednom od skupova A i B. Naravno da pripada nekom od njih, ali kom, to ne igra nikakvu ulogu.

Dobro, ja onda pretpostavim "c element A".
U jednom momentu ti u izvodjenju navodiš
Citat:
...
važi c < d < x. Zbog d < x element X važi d element A.
...

No pošto je pretpostavka "c element A" imamo kontradikciju.
Re: Potrebna literatura 29.11.2016. u 18:30 · pre 121 mesec #9
Ne možeš to da pretpostavljaš. Može da bude i u skupu B.

Ne znam samo za šta ti to treba.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 29.11.2016. u 22:35 · pre 121 mesec #10
Ma znam da može biti u skupu B. Namerno sam pretpostavio naopako.

c je u stvari max(A) ili min(B)

Za šta mi treba? Iz radoznalosti hoću da pročitam tu literaturu.
Re: Potrebna literatura 30.11.2016. u 10:05 · pre 121 mesec #11
Ništa od literature?

Onda, kako je "c supremum skupa X" kad je dato da je "X odozgo ograničen podskup od R" a ograničenje nije navedeno?
Re: Potrebna literatura 01.12.2016. u 02:24 · pre 121 mesec #13
Zanimljiva skripta. Otprilike za jedan kolokvijum.
Ali tu nema "Dedekindova aksioma".

Dok si još tu a obirom da si napisao da ti je "sve jasno" možda bi ti mogao da objasniš
na osnovu čega za skup X koji je odredjen kao "odozgo ograničen podskup od R" se
izvodi zaključak
Citat:
Pošto za x element X važi važi x - 1 element A

obzirom da je skup A dat sa
Citat:
A = {a element R : (postoji x element X)a < x}

Ja nikako ne uspevam da tu uklopim frazu "Pošto".
Zato sam pomislio da u literauturi iz koje je prepisan dokaz
ima poneka uvodna rečenica koja govori nešto više.

Na kraju sve to i nije bitno ako napisano shvatimo kao skicu dokaza.
Re: Potrebna literatura 01.12.2016. u 12:57 · pre 121 mesec #14
A je definisan kao skup svih realnih brojeva manjih od bar jednog elementa skupa X. Pošto x pripada skupu X i x-1<x, važi da x-1 pripada skupu A.

Inače, sve ovo se obrađuje u većini udžbeika matematičke analize 1.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 01.12.2016. u 16:54 · pre 121 mesec
izmenjeno 1 put, poslednji put meldonijum 01.12.2016. u 17:06
  1. meldonijum01.12.2016. u 17:06zapis iz teksta poruke
#15
OK, ako sam te dobro razumeo frazu
Citat:
Pošto za x \in X važi x - 1 \in A

treba tumačiiti
Citat:
Pošto za bar jedan x \in X važi x - 1 \in A

Tada stoji
Citat:
A je definisan kao skup svih realnih brojeva manjih od bar jednog elementa skupa X. Pošto x pripada skupu X i x-1<x, važi da x-1 pripada skupu A.


U tom slučaju i frazu
Citat:
Neka c nije majoranta od X i neka je x \in X takvo da je c < x.

treba tumačiti
Citat:
Neka c nije majoranta od X i neka je bar jedan x \in X takvo da je c < x.

itd, itd...
Zato ostatak dokaza važi samo za takvo x
ali ne mora da važi za ceo skup X, zar ne?

Konačno dobijamo da
Citat:
Stoga je c supremum skupa X.

nije valjan zaključak?
Re: Potrebna literatura 01.12.2016. u 17:43 · pre 121 mesec #16
Za svaki x iz X važi da je x-1 iz A.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 02.12.2016. u 00:09 · pre 121 mesec #17
Sad x \in X ne znači "bar jedan" x \in X nego
znači "svako" x \in X !

Ajd u zdravlje.
Re: Potrebna literatura 02.12.2016. u 07:19 · pre 121 mesec #18
Da, to znači da iz uslova x\in X sledi x-1\in A.

Ako je x prethodno određena vrednost, to znači da je iskaz x\in X netačan ili iskaz x-1\in A tačan.

Ako x nije prethodno određeno, to znači da ne postoji dopustiva vrednost od x za koju je x\in X i nije x\in A.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Re: Potrebna literatura 02.12.2016. u 09:10 · pre 121 mesec #19
X = (-\infty, 5), A = (-\infty, 1)
Ispunjava početni uslov iz "(D) povlači (S):".

Za x = 4 tačno je x \in X.

Ali nije tačno x - 1 \in A.

Re: Potrebna literatura 02.12.2016. u 16:10 · pre 121 mesec #20
U (D) povlači (S) postoji definicija skupa A preko skupa X.

A=\{a\in R\,:\,(\exists x\in X)a<x\}.

Kada zadaš X, onda je A jednoznačno određen. Ne može se birati proizvoljno.
Potpis
Nije bitno koji su zaključci izvučeni, već kako se do njih došlo.
Odgovori
Prijavite se da biste odgovorili u ovoj temi.PrijavaRegistracija

Premeštanje teme