Tập Hợp đếm được – Wikipedia Tiếng Việt

Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Mời bạn giúp hoàn thiện bài viết này bằng cách bổ sung chú thích tới các nguồn đáng tin cậy. Các nội dung không có nguồn có thể bị nghi ngờ và xóa bỏ. (Tìm hiểu cách thức và thời điểm xóa thông báo này)

Tập hợp đếm được (hay tập hợp có lực lượng đếm được) trong toán học được định nghĩa là tập hợp có thể thiết lập một đơn ánh vào tập hợp số tự nhiên. Điều này nghĩa là tập hợp này có cùng lực lượng với một tập con nào đó của tập các số tự nhiên.

Các tập hợp không phải là tập đếm được được gọi là tập hợp không đếm được.

Khái niệm này được nhà toán học Georg Cantor đưa ra.

Một số tác giả thu hẹp định nghĩa tập đếm được là các tập mà tồn tại song ánh từ chúng tới tập hợp các số tự nhiên (tức là có cùng lực lượng với lực lượng của các số tự nhiên). Định nghĩa hẹp này loại bỏ những tập có số lượng hữu hạn các phần tử khỏi khái niệm đếm được.

Ví dụ

[sửa | sửa mã nguồn]

Theo định nghĩa rộng, các tập hữu hạn như

A = {a, b, c} B = {1, 2}

là các tập đếm được. Các tập vô hạn như tập các số tự nhiên, tập các số hữu tỷ, tập tất cả các tập con hữu hạn của tập các số tự nhiên,... đều là các tập đếm được.

Những tập như tập số thực, tập tất cả các tập con của tập các số tự nhiên (tức tập lũy thừa của tập các số tự nhiên),... không phải là các tập đếm được.

Tính chất

[sửa | sửa mã nguồn]

Theo định nghĩa rộng, tập hợp đếm được có thể là vô hạn hoặc hữu hạn. Tất cả mọi tập đếm được và có vô hạn phần tử đều có cùng lực lượng với tập các số tự nhiên; còn các tập đếm được hữu hạn đều có lực lượng là một số tự nhiên nào đó (bao gồm số 0).

Mọi tập con của tập đếm được là đếm được. Mọi tập con vô hạn của tập đếm được vô hạn cũng là tập đếm được vô hạn (và do đó có cùng lực lượng với tập mẹ). Tích Descartes của hữu hạn các tập đếm được là một tập đếm được.

Khảo sát tính đếm được của một số tập hợp

[sửa | sửa mã nguồn]

Tập hợp số tự nhiên

[sửa | sửa mã nguồn]

Tập hợp số tự nhiên và các tập con của nó đếm được, vì tập hợp này tương đương với chính nó (xét dãy logic: đồng nhất ánh - song ánh - đơn ánh - đếm được).

Tập hợp số nguyên

[sửa | sửa mã nguồn]

Tập hợp số nguyên đếm được.

Chứng minh

Xét ánh xạ sau:

f: Z → N f(z) = 2z, nếu z ≥ 0 f(z) = 2|z| - 1, nếu z < 0.

f là song ánh. Điều đó chứng tỏ Z và N có cùng lực lượng.

Tập hợp số hữu tỉ

[sửa | sửa mã nguồn]

Tập hợp số hữu tỉ đếm được.

Chứng minh

Thật vậy, mỗi số hữu tỉ có thể biểu diễn duy nhất bởi m⁄n là phân số tối giản, với m là số nguyên và n là số nguyên dương. Xét ánh xạ từ tập hợp Q (tập các số hữu tỉ) lên tích Descartes Z × Z\{0}:

f: Q → Z × Z\{0} f ( m n ) = ( m , n ) {\displaystyle \textstyle f\left({\frac {m}{n}}\right)=(m,n)}

ánh xạ này là đơn ánh, điều đó chứng tỏ Q là tập hợp con của tập Z × Z\{0}, và do đó có lực lượng đếm được.

Tập hợp số thực

[sửa | sửa mã nguồn] Bài chi tiết: Lập luận đường chéo của Cantor

Tập hợp số thực không đếm được.

Chứng minh

Trước hết, ta chứng minh bổ đề sau:

Cho A là tập hợp các số thực trong khoảng (0,1); ta chứng minh tập hợp A không đếm được.

Chứng minh phản chứng. Giả sử A đếm được, khi đó tồn tại song ánh: f: A → N.

Xét số thực r thuộc A.

Ký hiệu ri là chữ số thứ i của r sau dấu phẩy (trong hệ thập phân). Như vậy r = 0,r1,r2,r3...,ri....

Ta xây dựng r bằng cách đưa ra quy tắc tính từng chữ số trong biểu diễn thập phân của r:

Tính ri Ký hiệu f -1(i) là tạo ảnh của i. Tức là f (f -1(i)) = i, ri = 9 - Chữ số thứ i của f -1(i).

Do r thuộc A, nên tồn tại n thuộc N sao cho: f(r) = n.

Theo quy tắc trên thì: rn = 9 - rn, suy ra 2rn = 9 (vô lý vì 9 là số lẻ).

Vậy điều giả sử là sai, suy ra tập A không đếm được. Bổ đề chứng minh xong.

Mặt khác, tập A là tập con của R (tập số thực), suy ra R là tập không đếm được.

Tập hợp số phức

[sửa | sửa mã nguồn]

Tập hợp số phức không đếm được.

Chứng minh

Do R là tập con của tập C (tập số phức), R không đếm được, suy ra C không đếm được.

Một số tập hợp khác

[sửa | sửa mã nguồn]

Tập các số thực thuộc các khoảng, đoạn, và nửa khoảng ((a,b), [a,b], [a,b), (a,b], [a,+ ∞ {\displaystyle \infty } ), (a,+ ∞ {\displaystyle \infty } ), (- ∞ {\displaystyle \infty } ,a), (- ∞ {\displaystyle \infty } ,a] )với a < b là số thực, là tập không đếm được (xem chứng minh ở phần tập hợp số thực).

Số thứ tự đếm được đầu tiên

[sửa | sửa mã nguồn]

N {\displaystyle \mathbb {N} } là số thứ tự nhỏ nhất có lực lượng đếm được. Tiếp sau nó là N + 1 , N + 2 , … {\displaystyle \mathbb {N} +1,\mathbb {N} +2,\dots } Lực lượng của chúng đều bằng ℵ 0 {\displaystyle \aleph _{0}} .

Số thứ tự không đếm được đầu tiên được ký hiệu là ω 1 {\displaystyle \omega _{1}} . Tiếp sau nó là ω 1 + 1 , ω 2 + 1 , … {\displaystyle \omega _{1}+1,\omega _{2}+1,\dots } Lực lượng của chúng đều bằng ℵ 1 {\displaystyle \aleph _{1}} , lực lượng không đếm được nhỏ nhất.

Xem thêm

[sửa | sửa mã nguồn]

• Tập hợp không đếm được
• Tập hợp đo được

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

• Nguyễn Đình Trí (chủ biên) và các tác giả khác, Toán cao cấp, Tập 1, Nhà xuất bản Giáo dục, tái bản lần thứ bảy, 2006.

Liên kết ngoài

[sửa | sửa mã nguồn] Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện về Tập hợp đếm được.

• Weisstein, Eric W., "Countable Set" từ MathWorld.
• Countable set (mathematics) tại Encyclopædia Britannica (bằng tiếng Anh)
• Tập hợp đếm được tại Từ điển bách khoa Việt Nam

x t s Lý thuyết tập hợp
Tiên đề	Tiên đề cặp Tiên đề chính tắc Tiên đề chọn đếm được phụ thuộc toàn cục Tiên đề giới hạn kích thước Tiên đề hợp Tiên đề mở rộng Tiên đề nối Tiên đề tập lũy thừa Tiên đề tính dựng được Tiên đề vô hạn Tiên đề Martin Sơ đồ tiên đề thay thế tuyển lựa
Phép toán	Tích Descartes Phần bù Luật De Morgan Phép giao Tập lũy thừa Phép hợp Liên hiệp rời rạc Hiệu đối xứng
Khái niệm Phương pháp	Lực lượng Số đếm (lớn) Lớp (lý thuyết tập hợp) Vũ trụ kiến thiết Giả thiết continuum Lập luận đường chéo Phần tử (cặp được sắp, bộ) Họ Ép Song ánh Số thứ tự Quy nạp siêu hạn Sơ đồ Venn
Các dạng tập hợp	Đếm được Rỗng Hữu hạn (di truyền) Mờ Vô hạn vô hạn Dedekind Tính được Tập con ⋅ Tập chứa Đơn điểm Bắc cầu Không đếm được Tập hợp phổ dụng
Lý thuyết	Lý thuyết tập hợp thay thế Lý thuyết tập hợp tiên đề Lý thuyết tập hợp ngây thơ Định lý Cantor Zermelo Tổng quát Principia Mathematica New Foundations Zermelo–Fraenkel von Neumann–Bernays–Gödel Morse–Kelley Kripke–Platek Tarski–Grothendieck
Nghịch lý Vấn đề	Nghịch lý Russell Bài toán Suslin Nghịch lý Burali-Forti
Nhà lý thuyết tập hợp	Abraham Fraenkel Bertrand Russell Ernst Zermelo Georg Cantor John von Neumann Kurt Gödel Paul Bernays Paul Cohen Richard Dedekind Thomas Jech Thoralf Skolem Willard Quine
Thể loại

x t s Hệ thống số
Đếm được	Tự nhiên (ℕ) Nguyên (ℤ) Hữu tỉ (ℚ) Constructible number Đại số (𝔸) Periods Computable number Definable real number Arithmetical numbers Số nguyên Gauss
Đại số chia	Thực (ℝ) Phức (ℂ) Quaternion (ℍ) Octonion (𝕆)
SplitComposition algebra	over ℝ: Split-complex number Split-quaternion Split-octonion over ℂ: Bicomplex number Biquaternion Bioctonion
Số siêu phức khác	Dual number Dual quaternion Hyperbolic quaternion Sedenion  (𝕊) Split-biquaternion Số Multicomplex
Các loại khác	Số đếm Vô tỉ Hyperreal number Levi-Civita field Surreal number Siêu việt Ordinal number p-adic Supernatural number Superreal number Số âm Số ảo
Các loại số List