Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og !...
Transcript of Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og !...
![Page 1: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/1.jpg)
Fourierrækker
Lad!f!være
en!funktion
med!periode
2!.!f’s
Fourierrække
er
!f (x) : c0 ! (an
n"1
#
$ cosnx ! bn sinnx)
c0 "12%
f (x)dx&%
%
'
an "1%
f (x)cosnxdx&%
%
'
bn "1%
f (x)sinnxdx&%
%
'
Klassen
af
funktioner,!som
kan
fremstilles
på
denne
form!er
ret!omfattende.
![Page 2: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/2.jpg)
Eksempler
f (x) "1 for & %
2 ( x (%2
0 for & % ( x ( & %2
%2 ( x ( %
)*+
,+
f (x) - 12 !
2sin( n%2 )n%$ cosnx
f (x) " x2 for x .[&% ,% ]
f (x) : % 2
3!
(&1)n
n2n"1
#
$ cosnx
"&!&- xxxxf 3sin2sinsin)( 31
21
f (x) " 12 (x & 2n% ) x .](2n &1)%,(2n !1)%[
f (x) " 0 for x " (2n !1)%
![Page 3: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/3.jpg)
Fourier"udvikling af!f(x)=x
10
5
2
1
%% ((&" xforxxf )(
nxn
xfn
n
sin)1(2)(1
1
$#
"
!&-
![Page 4: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/4.jpg)
Cantor’s Theory of Real Numbers
Georg Cantor(1845 –
1918)
![Page 5: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/5.jpg)
Convergence Fourier Series
![Page 6: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/6.jpg)
Real Numbers
/01n1/n 2 n1/m : an!m & an ( 0
![Page 7: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/7.jpg)
Further Constructions
The!domain!C!– constructed!from!B!"
does!not!contain!any!new!objectsC!=!B!
![Page 8: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/8.jpg)
Finite Series of Constructions
![Page 9: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/9.jpg)
Number, Value and Limit of Kind "
Within!the!system!L!of!numbers!of!kind!! the!algebraic!equationF(l,l’,…,l("))!=!0
makes
sense.!It!can!be!translated!into!relations!between!systems!of!series!of!
rational!numbers.
![Page 10: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/10.jpg)
The Real Line
0 a1 a2an
b
B
![Page 11: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/11.jpg)
The Real Line
0A
![Page 12: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/12.jpg)
The Axiom of Completeness
A point on the real line is then called a number of kind ! when it is determined by a series of kind !.
![Page 13: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/13.jpg)
Point Sets
![Page 14: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/14.jpg)
Limit Points
a is a limit point of P #
There are infinitely many points from P in every neighbourhood of a
![Page 15: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/15.jpg)
Bolzano-Weierstrass’s
Theorem
Cantor states Bolzano-Weierstrass’s
theorem which says that every bounded infinite
set of points on the real
line has a limit point.
0 a1 a2an
b
B
![Page 16: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/16.jpg)
Point sets of !’th kind
As examples Cantor mentions that the 1’st derived set of the rational points in [0,1] is the real interval [0,1], and that
{1,1/2,1/3,…,1/n,…}’
= {0}
A point set P is of kind $% P($) is finite.
![Page 17: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/17.jpg)
Point Set of Kind !A point of kind $ may determine a point set of kind $
![Page 18: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/18.jpg)
Uendelige!serier!af!afledede
#
#
#
#
"
$
3333 nnnn
n
n
P
P
PP
PP
PPP
!#!!#!#
#!#
#!#
#
&&
"
"
11
10
)'(
'''
1
)(
4 54 54 5
4 5
4 54 5 4 5
#
#
#
"
"
#
#
%
6
6
6
666
66666
(
!"!
"7"!"
7"!
""""
n
n
nnn
Ø
,,2,1,01,2,1,0
1
2,1,031,02
010
…
![Page 19: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/19.jpg)
MængderUnter
einer
“Menge”
verstehen
wir
jede
Zusammenfassung
M von
bestimmten
wohlunterschiedenen
Objekten
m unsrer
Anschauung
oder unseres
Denkens
(welche
die “Elemente”
von M genannt
werden) zu
einem
Ganzen.(G. Cantor: Beiträge
zur
Begründung
der
transfiniten
Mengenlehre, Math. Annalen, Bd. 46, 1895)
4 54 54 5 4 54 5222
32
),(
,
5
)(
ryxyxC
QtalnaturligtetqtalheltetptalrationelteterrrQ
PprimtaletermmP
mEmM
qp
"!"
.""
."
"
Ækvipotens: To mængder M og N er ækvipotente, hvis, og kun hvis, der findes en en-en-
korrespondance
mellem elementerne i de to mængder
![Page 20: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/20.jpg)
Ækvipotens1 2 3 4 5 6 …
2 4 6 8 10 12 …x
y
Mængden
af
de naturlige
tal
N er
ækvipotent
med mængden
af
de hele
tal
Z, som
er
ækvipotent
med mængden
af
de rationelle
tal
Q.
5
4
3
2
1
-1
-2
-3
-4
-5
-1 0 -8 -6 -4 -2 2 4 6 8 10
![Page 21: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/21.jpg)
Endelige!og!tællelige!mængder
Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal n, så
A er ækvipotent
med Nn
={0,1,…,n-1}
Tællelig: En mængde A er tællelig, såfremt A enten er endelig eller ækvipotent
med mængden af de naturlige tal N.
Uendelig: En mængde A er uendelig, såfremt A ikke er endelig.
N (de naturlife
tal), Z (de hele tal) og Q (de rationelle tal) er uendelige men tællelige mængder.
R (de reelle tal) er en uendelig men ikke tællelig mængde.
![Page 22: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/22.jpg)
Mængden af uendelige binære følger er ikke
tællelig
"
"
"
"
33323130
23222120
13121110
03020100
aaaaaaaaaaaaaaaaa0
=
a1
=
a2
=
a3
=...
4 51,0.ija
bn
=1-ann
Følgen (bn
) kan ikke være med I nummereringen (an
),
Idet
bn
= 1-ann
8
ann
![Page 23: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/23.jpg)
Mængden
af
de!reelle
tal
er
ikke
tællelige
C0 = [0,1]
Cn+1
= Fjærn
den miderste
tredjedel I alle intervallerne i Cn
, dvs.
erstat alle intervaller [a,b] i Cn
med følgende to intervaller
V[a,b] = [a,a+1/3(b-a)]
H[a,b] = [a+2/3(b-a),b]
Svarenden
til
en binær
følge
c, definer følgen
(Fc0
, Fc1
, Fc2
, …) af lukkede
intervaller
,*)
""
"
"
! 1)(0)(
]1,0[
1,
0,
nchvisHFnchvisVF
F
F
cn
cnnc
c
![Page 24: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/24.jpg)
Mængden
af
de!reelle
tal
er
ikke
tællelige
2
$#
"
"0
,)(n
ncFcf
Funktionen f fra mængden af binære følger ind i de reelle tal defineres ved
Cantors mængde
defineres
som
$#
"
"0n
nCC
Funktionen f er en en-en-korrespondance
mellem mængden af binære følger og Cantors
mængde.
Da C er en delmængde af R og C er ækvipotent
med mængden af binære følger, som ikke er tællelig, kan R heller ikke være tællelig.
![Page 25: Lad - Matematik: Videnskaben om det uendeligematematikfilosofi.ruc.dk/Tal.pdf · ge!og ! tællelige! mængder Endelig: En mængde A er endelig, såfremt der findes et naturligt tal](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022071112/5fe79ae243a01a6eda18d165/html5/thumbnails/25.jpg)
Det!reelle!talsystem
Transcendente
tal
Beregnelige
reelle
tal
Algebraiske
tal
Rationelle
tal
Hele
tal
Naturlige
tal
Transcendente
tal
= Relle
tal
der
ikke
er
algabraiske
Mængden
af
beregnelige
tal
er
tællelig
Mængden
af
transcendente
tal
er
ikke
tællelig
%, 9
og
e
er
transcendente
tal )log(lim
1
1 nn
kkn&" $
"#:
9