不可数闭集与实数等势

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不可数闭集与实数等势

不可数闭集是指集合元素无限、不存在极限点的闭集。而实数是无限且连续的数轴上的点的集合,包括有理数和无理数。证明不可数闭集与实数等势,即对于任意一个不可数闭集,都可以寻找到与之一一对应的实数。可以从以下两个方面证明: 一、通过嵌套区间定理证明。对于任意一个不可数闭集,设它的逆是可数开集,并且它的任意一个非空开子集都至少包含一个区间,且这些区间彼此不交。因为区间是有理数的集合,而有理数是可数的,所以存在一一对应的关系。于是,可以按照如下方式找到关于实数的一一对应关系:对于不可数闭集中的每一个区间,选择其中的一个实数作为代表,对于不在任何区间中的点,也指定一个实数作为代表。这样就可以建立一个从不可数闭集到实数之间的一一对应关系。 二、通过对实数的构造证明。将实数表示为小数点后无限个数的十进制数,可以先找到一个区间,它的长度是一个全体实数中最小的一个数$\delta$。然后,取不可数闭集中的任意一点$x_1$,可以将它表示为一个小数,并将该小数表示小数点后的第一个位直到第$n$个位,以此来定义一个实数$y_1$。接着,寻找下一个点$x_2$,使得$x_2$$x_1$$\delta$邻域之外,并依次将$x_2$表示为小数,并将它的小数点后的第$n+1$个位到第$2n$个位赋值给$y_2$。重复上述过程,可以得到一组从不可数闭集到实数之间的一一对应关系。 因此,不可数闭集与实数等势。


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