Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекция дискрет 04 (1)

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
3.01 Mб
Скачать

{ m1, m2, … , mk, mk+1 } = M ≈ Nk+1 = { 1, 2, … , k, k+1 }

Допустим противное:

В М, B , В ≈ М ( )

Тогда существует

взаимно однозначное

соответствие f: M B

Пусть при этом

соответствии

f (mk+1) = mq ()

M

f: M B

 

m1

 

m2

 

…..

mq

…..

mk

mk+1

.....

B

 

…..

 

…..

 

mq

 

…..

 

…..

 

…..

 

Определим вспомогательное взаимно однозначное соответствие g: M M следующим образом:

g (mq) = mk+1 g (mk+1) = mq (▼▼)

g (mi) = mi для всех i=1,2,…,k,k+1 (i q, i k+1)

(по построению очевидно, что g: Μ Μ – взаимно однозначное соответствие)

Рассмотрим суперпозицию h: M B, т.е. h (mi) = f (g (mi))

В силу (▼▼) и (): h (mq) = f (g (mq)) = f (mk+1) = mq h (mk+1) = f (g (mk+1)) = f (mq)

h (mi) = f (g (mi)) = f (mi) для прочих i

h: M B

M

g: M M

M f: M B

m1

m1

 

m2 m2

….. …..

mq

mq

….. …..

mk mk

mk+1

mk+1

.....

B

 

…..

…..

mq

…..

…..

…..

Определённое таким образом соответствие h: M B – взаимно однозначное, так как:

Соответствие h – всюду определено, так как g всюду определено, и h – сюръективно, так как f сюръективно.

Функциональность. Возьмём произвольный mi М. При соответствии g Char(mi) ≠ в силу функциональности g. Также в силу функциональности g Char(mi) не может включать два различных элемента из М. Итак, g (mi) = mi .

Аналогично, при соответствии f невозможно Char(mi ) = в силу функциональности f, по той же причине Char(mi ) не

может состоять из двух различных элементов из В, поэтому f (mi ) = mi .

Но mi = f (mi ) = f (g (mi)) = h (mi), т.е. h – функционально.

Инъективность. Возьмём произвольный mi B. При соответствии f Prot(mi ) ≠ в силу инъективности f. Также в силу инъективности f Prot(mi ) не может включать два различных элемента из М. Итак, mi = f (mi ).

Аналогично, при соответствии g невозможно Prot(mi ) = в силу инъективности g, по той же причине Prot(mi ) не

может состоять из двух различных элементов из М, т.е. : mi = g (mi).

Но mi = f (mi ) = f (g (mi)) = h (mi), т.е. h – инъективно.

Итак, доказали, что h: M B – взаимно однозначное

Построим соответствие h : M B , где:

M = M \ { mq } B = B \ { mq }

h (mi) = f (g (mi))

 

h : M B

 

M

g : M M

M

f : M B

B

m1

m1

.....

 

 

 

m2

m2

…..

 

 

…..

…..

…..

 

 

mq

mq

mq

 

 

…..

…..

…..

 

 

mk

mk

…..

 

 

mk+1

mk+1

…..

 

 

Не стало

 

 

 

Построили соответствие h : M B , где:

M = M \ { mq } B = B \ { mq }

h (mi) = f (g (mi))

Множество M = M \ { mq } содержит ровно k элементов и, в силу индукционного предположения ( ), в М не имеется собственных подмножеств, равномощных М

Доопределим соответствия f и g так, как это показано на схеме.

 

h : M B

 

M

g : M M

M

f : M B

B

m1

m1

.....

 

 

 

m2

m2

…..

 

 

…..

…..

…..

 

 

mq

mq

mq

 

 

…..

…..

…..

 

 

mk

mk

…..

 

 

mk+1

mk+1

…..

 

 

Не стало

 

Новое

 

 

 

 

 

Легко доказать, что h : M B - взаимно однозначное соответствие, значит, собственное подмножество В М равномощно М

Пришли к противоречию, значит, допущение ( )

отом, что В М, B , В ≈ М – неверно.

Всилу принципа математической индукции: при любом значении k конечное множество

М= { m1, m2, … , mk } ≈ Nk = { 1, 2, … , k }

не может быть равномощно никакому своему собственному подмножеству М1 (M1 M M1 ≠ M)

Доказано Th.1.4.2

Th.1.4.3 Конечное множество М1 не может быть равномощно никакому множеству М2 такому, что М1 М2

Доказательство Th.1.4.3

Если множество М2 – бесконечное, то согласно замечанию в начале доказательства Th.1.4.2 оно заведомо не может быть равномощно конечному множеству М1. Поэтому достаточно рассмотреть случай конечного множества М2.

Но согласно Th.1.4.2 конечное множество М2 не может иметь в качестве собственного подмножества никакое равномощное ему конечное множество М1.

Доказано Th.1.4.3