Sea Q[x] el espacio de polinomios con coeficientes racionales.
Ej. : Cuál es su cardinal?
Idea: es numerable, pues si expreso todos los posibles polinomios que puedo generar.
Construyo un polinomio, es decir necesito definir n coeficientes an.
Y por cada coeficientes tengo tantas posibilidades como #Q. Luego tengo union de conjuntos numerables.
Por lo tanto, como es una biyección y #Qn=#N resulta que #Qn[x] es numerable.
Obs:
Q[x] es numerable
Dem:
Por inducción:
Si n=1⟹Q es numerable.
Si Qn es numerable, entonces Qn∼N y Q∼N. Entonces Qn×Q∼N×N.
Si tengo una biyección entre las primeras 2 entonces tengo una biyección en la tercera.
f:Qn→N y g:Q→N son biy. entonces (x,y)→(f(x),g(y)) es biyección.
Con lo cual Qn+1 es numerable.
Finalmente
Q[x]=n∈N⋃Qn[x]
es numerable por ser unión numerable de conjuntos numerables.
Sabemos #R>#Q. Entonces hay más elementos en R que en Q.
2 hace la diferencia?
Hacemos Q⋃{raicesnm:n,m∈Q}. ¿R sigue siendo mas grande que Q?
No, no estaría agarrando π por ejemplo.
En realidad hay una propiedad, los números trascendentes.
Definicion:Nuˊmeros algebraicos
Decimos que z∈C es algebraico si existe f∈Q[x],f=0 tal que f(z)=0
Por ej., r∈Q,i,2,2+1 Pues x−r,x2+1,x2−2,x(x−2)−3 están en Q[x]
Ej.
A={z∈C,zalgebraico} es numerable
Dem:
Dado f∈Q[x],f=0. Por el teorema fundamental del algebra f tiene gr(f) raíces (contadas con multiplicidad)
Es decir {z∈C:f(z)=0} es finito.
A=f∈Q[x]∖{0}⋃{z∈C:f(z)=0}
y es unión numerable de conjuntos finitos.
Luego es numerable.