N∼Q
Basta ver que Z∼Q (Pues N∼Z)
Basta ver que Z−{0}∼Q−{0}
Basta ver que N∼Q+,−N∼Q−
La primera está demostrada. Veamos la tercera
defino g:−N→Q−
g(k)=−f(−k)
con f:N→Q+
Notacioˊn:
n∈N,n={1,…,n},0=∅
def:
Sea A un conjunto.
A es finito si ∃n∈N0 con A∼n, denotamos #A=n
A es numerable si A∼N, denotamos k#A=ℵ0
A es contable si es finito o numerable
A es infinito si no es finito
Prop
A⊂B,B finito.Entonces A es finito y #A<#B
Dem:
Por inducción en #B
#B=0, joya. ∃A
#B=1,A={},#A=0⟹#A<#B
k⟹k+1:, sea f:B→k+1 biyección
Sea b0=f−1(k+1)
Tengo dos casos para definir A:
A=B∖{b0}
Aca no necesito la hipótesis inductiva, y se cumple la biyección. Luego f∣A:A→k es biyección. Es decir la aplicación de f sobre el conjunto A.
Si A=B∖{b0}=B´A´=A∖{b0}
Así, A′⊂B′, f∣B′:B′→k es biyección.
Por HI, ∃g:A′→l biyección. y como l<k. Defino
G:A→l+1,G(a)=⎩⎨⎧g(a)l+1a∈A′a=b0
A resulta ser finito pues encontramos biyección y #A=l+1<#B=k+1Corolario:
B finito ⟹∃A⊂B con A∼B
En particular, Z es infinito. Luego, N lo es.
Prop:
A⊆B,B numerable. Si A es infinito, es numerable.
Dem:
Idea: A tiene primer elemento por principio. y vamos a querer enumerar los elementos de A.
Supongo sin perdida de generalidad, B=N(Como ejercicio ver porque elegí N)
Defino f:N→A recursivamente.
f(1)=min(A)
f(n+1)=min{A∖{f(1),…,f(n)}},{f(1),…,f(n)}=∅ pues A infinito
Esto implica que f(n+1)=f(k)∀k≤n
Como ejercicio, mostrar que f es biyección
Orden entre conjuntos
Def
A,B conjuntos. Decimos que #A≤#B si ∃f:a→B inyectiva.
Ejemplos:
Si A⊆B,#A≤#B, tengo f:A→B∣f(x)=x inyectiva.
#Q≤#N, anteriormente vimos que existe biyección. Luego, existe inyección f:Q→N.
En general, #A=#B⟹#A≤#B∧#B≤#A
Prop:
#A≤#B⟺∃g:B→A sobreyectiva
Dem:⇒)
Sea f:A→B inyectiva. Y tomo a0∈A auxiliar.
Defino
g(b)={aa0b=f(a)cc
g está bien definida pues f es inyectiva
Así, gof=idA. Ver además que si gof es sobreyectiva entones g también es sobreyectiva.
⇐)
Sea a∈A. ∃b∈B con a=g(b). Y defino f(a)=b. Acá uso el axioma de elección.
(Para cada elemento de A un b).
Así, gof=idA. Como gof es inyectiva, entonces f es inyectiva.
Prop:
A infinito ⟹ℵ0≤#A
Dem:
Defino recursivamente:
f(1) un elemento cualquiera de A
f(n+1) un elemento cualquiera de A∖{f(1),…,f(n)}=∅ pues A infinito
Así, f es inyectiva pues f(n+1)=f(k)∀k≤n