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证明(0,1)~[0,1]2006-06-03 20:29:00

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要证明(0,1)和[0,1]等势,就是要找到一个双射函数f:[0,1]->(0,1),考虑函数f(x)=x,是一个f:(0,1)->(0,1)上的双射函数,而关键就是要在这中间加入0和1这两个元素。前面讨论过可数集,想想无穷饭店的老板在知道饭店已住满客人时又来了有限k位客人是怎么做的?没错,对于可数集完全可以做到,只要让所有客人往后平移k个房间号就可以住下了,而(0,1)的基是阿列夫1比可数集的阿列夫0要大,也就是说存在着一个它的子集是可数集。

这样一来思路就清晰了,从(0,1)中找一个子集A,使A是可数集,也就是一个无穷饭店啦,f(x)=x表示已经住满了客人,现在新来了两位客人0,1,要住下来,OK,所有客人往后移两个房间号搞定。A怎么找?其实怎么找都行,甚至我抽象的描述一下也可以,因为证明是要证存在,还是构造性的找出来比较好,设A={1/2,1/3,1/4,...1/n,...},于是找到的函数就是:

g(x)=
if(x==0) g(x)=1/2
if(x==1) g(x)=1/3   //新来的两位客人住前两个房间
if(x==1/n) g(x)=1/(n+2) n为正整数且n>=2   //老客人从n号房间搬到n+2号房间
if(x属于(0,1)-A) g(x)=x   //剩余的不变

双射已经找到了,故(0,1)~[0,1],证毕。

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