Endlichkeit von Mengen

Eine Menge MM heißt endlich, wenn es eine natürliche Zahl nn gibt, so dass MM gleichmächtig zur Menge An={0,1,,n1}A_n=\{0,1,\ldots,n-1\} ={mmNm<n}=\{ m| \, m\in \dom N \and m<n\} ist. Alle anderen Mengen heißen unendlich.
Anschaulich bedeutet Endlichkeit nichts anderes, als dass die Menge mit den Zahlen 0,,n10,\ldots,n-1 durchnumeriert werden kann (was gleichbedeutend ist, dass sie mit den Zahlen 1,,n1,\ldots,n durchnummeriert werden kann).
Die Zahl nn mit der AnMA_n\sim M gilt wird auch Kardinalzahl genannt und es wird cardM=n\card M =n für AnMA_n\sim M geschrieben.
Die leere Menge ist damit eine endliche Menge, für sie gilt nämlich: A0\emptyset\sim A_0 und damit card=0\card\emptyset=0.
 
 

Satz 5305B (Eigenschaften endlicher Mengen)

Seien AA und BB zwei endliche Mengen und CC eine beliebige Menge, dann gilt:
  1. Jede Teilmenge von AA ist endlich
  2. ABA\cup B ist endlich card(AB)cardA+cardB\card (A\cup B)\leq \card A+\card B
  3. ACA\cap C ist endlich card(AC)min(cardA,cardC)\card (A\cap C)\leq \min (\card A,\card C)
  4. card(AB)=cardA+cardB\card (A\cup B)=\card A+\card B     AB=\iff A\cap B=\emptyset
  5. ACA\setminus C ist endlich
  6. card(P(A))=2cardA\card(\Pow(A))=2^{\card A}
Man könnte nun annehmen, dass es nur eine Art der Unendlichkeit gibt. Leider ist dem nicht so. Denn es gilt der:

Satz 5305A (Ungleichmächtigkeit der Potenzmenge)

Keine Menge ist mit ihrer Potenzmenge gleichmächtig. Für keine Menge AA gilt also AP(A)A\sim \Pow(A).
Insbesondere muss die Unendlichkeit der Potenzmenge einer unendlichen Menge eine andere Art von Unendlichkeit sein.

Beweis

Sei f:AP(A)f: A\rightarrow \Pow(A) eine beliebige injektive Abbildung. Wir zeigen, dass ff nicht surjektiv ist. Wir betrachten die folgende Menge X:={aaAaf(a)}X:=\{a| a\in A \and a\notin f(a)\}. Jetzt zeigen wir, dass XX kein Urbild besitzen kann. Nehmen wir an es gibt ein xAx\in A mit f(x)=Xf(x)=X. Dann gilt xf(x)    xX    xf(x)x\in f(x) \iff x\in X \iff x\notin f(x), was ein Widerspruch ist. \qed

Die beste von allen Sprachen der Welt ist eine künstliche Sprache, eine ziemlich gedrängte Sprache, die Sprache der Mathematik.

N. I. Lobatschewski

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