Sonlu bir kümenin eleman say s n n ne demek oldu unu

Benzer belgeler
Geçen bölümde, Zorn Önsav varsay larak yis ralama Teoremi

Afla da yedi matematiksel olgu bulacaks n z. Bu olgular n

Bir odada sonsuz say da insan n bulundu unu varsayal m. Bu

Okurun bir önceki bölümü okudu unu ve orada ortaya

Bu bölümde okuru Seçim Aksiyomu nun neden do al bir

Dördüncü K s m: Gerçel Say lar Yap s

Bu bölümde, bugüne dek ancak rüyalar n zda görece inizi

Do al say lar kümesi, yani {0, 1, 2, 3, 4,... } kümesi, toplama

Topolojik Uzay. Kapak Konusu: Topoloji

4. yis ralamalar Hissetmek

Rastgele Bir Say Seçme ya da Olas l k Nedir

Matematikte sonsuz bir s fatt r, bir ad de ildir. Nas l sonlu bir s fatsa, matematikte kullan lan sonsuz da bir s fatt r. Sonsuz, sonlunun karfl t d

Bu bölümde eski iyis ralamalardan yenilerini elde etmeyi ö renece iz.

Bu dedi im yaln zca 0,9 say s için de il, 0 la 1 aras ndaki herhangi bir say için geçerlidir:

Ard fl k Say lar n Toplam

Bir tan mla bafllayal m. E er n bir do al say ysa, n! diye yaz -

Gerçel Say larla p-sel Tamsay lar Aras ndaki Benzerlik

14. Ordinallerde Çarpma fllemi

Yan t Bilinmeyen Bir Soru

Afin ve zdüflümsel Düzlemler

Bir yaz mda, kimbilir hangisinde,

Kümeler toplulu unun bir küme olamayaca n Bertrand

yis ralamalar Hissetmek

Olas l k hesaplar na günlük yaflam m zda s k s k gereksiniriz.

Biraz Kümeler Kuram ve Birkaç Do al Say

T.C. ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ

Her noktas ya maviye ya k rm z ya boyanm fl bir düzlem

22. Zorn Önsav na Girifl

11. Limit Ordinaller ve Ordinallerde Tümevar m lkesi

Bu noktaya gelene kadar nin birçok özelli ini kan tlad k.

Bu yaz girifle gereksinmiyor. Do rudan, kan tlayaca m z

Önsav 1. Her fley yukardaki gibi olsun. {ƒ 1 (V) g 1 (W) : V X, W Y, V ve W aç k}

1/3 Nerde ya da Kaos a Girifl

Saymak San ld Kadar Kolay De ildir

Sevdi im Birkaç Soru

Yeniflemeyen Zarlar B:

Bahçe Sorusu 1. Girifl. Daire biçiminde bir bahçeye, merkezden bafllayarak, birer metre aral klarla yatay ve dikey s ralanm fl fi-

256 = 2 8 = = = 2. Bu kez de iflik bir yan t bulduk. Bir yerde bir yanl fl yapt k, ama nerde? kinci hesab m z yanl fl.

Olas l k Hesaplar (II)

Geçmiflte (n/(n+1))n dizisinin 1 e yak nsad n f s ldad k

yaz -tura at yor. Yaz gelirse birinci oyuncu, tura gelirse ikinci oyuncu kazanacak. Birinci oyuncu oyunun bafl nda ortaya 1 lira koyuyor.

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2004 Soru ve Yan tlar

Matemati i bir iki sayfa erteleyerek, gerçel say larda s -

Hemen Hemen Her Sonlu Çizge Asimetriktir

Bölüm 1C de 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ve 7 say lar n tan mlad k.

Xherhangi bir küme olsun. Mesela X olabilir (ama olmayabilir

Koninin Düzlemlerle Kesiflimi Selçuk Demir* / sdemir@bilgi.edu.tr

O + T + U + Z = 30 (30) 2K + I + R = 40 (40) E + 2L + = 50 (50) A + L + T + M + I + fi = 60 (60) Y + E + T + M + + fi = 70 (70) 2S + 2E + K + N = 80

içinde seçilen noktan n birinci koordinat birincinin geldi i saati, ikinci koordinat ysa

6 Devirli Kodlar. 6.1 Temel Tan mlar

Bu bölümde, içinde hem limiti hem de sonsuzlar bar nd ran

Yak nsak diziler kümesini Y ile gösterelim. Bu bölümde Y

Geçen bölümde, P1 ve P2 özelliklerini sa layan (, S, 0)

Üst Üçgensel Matrisler

Bu bölümde kan tlayaca m z teoremi, artan ve üstten s -

Eski Yunan matematikçileri cetvel ve pergel yard m yla

Çocuk dergilerinin flaflmaz sorusudur: Afla daki karenin

Hilbert in Program ve Gödel in Teoremleri

Asal Say n n Ne Oldu unu Gerçekten Biliyor musunuz?

Kesirli say dizileriyle çal flmaya devam ediyoruz. Geçmiflte

Yüzde Yüz Sonlu Sonsuz Oyunlar

YGS Soru Bankas MATEMAT K Temel Kavramlar

Bir önceki yaz da, yaz -tura oyununda yoksulun zengine karfl

Bir çekirge çok ama çok uzun bir yol üstünde. Çekirge öne

Kavram Dersaneleri 8 SAYILAR - I ÖRNEK 23: ÖRNEK 24: a, 5 ve 6 say taban n göstermek üzere, (123) + (1a2) = (2b2) eflitli inde. b kaçt r?

Yoksulun Kazanabildi i Bir Oyun

Oyunlar mdan s k lan okurlardan -e er varsa- özür dilerim.

Bu yaz da, r yar çapl bir çemberin çevresinin neden 2 r, alan n n

mayan, kimileyin aç klay c, kimileyin biraz daha ileri seviyede ve daha ilgili ve merakl ö renci için yaz lm fl olan di er bölümlerin bafl na 3A, 4C

En az enerji harcama yasas do an n en bilinen yasalar ndan

ÜN TE II L M T. Limit Sa dan ve Soldan Limit Özel Fonksiyonlarda Limit Limit Teoremleri Belirsizlik Durumlar Örnekler

TEMEL MATEMAT K TEST

Hiç K salmadan K salan Yol

Bilindi i gibi, günümüzün matemati i biçimsellefltirilebilir.

Dünya satranç flampiyonu Kasparov la bir el satranç oynayacak olsan z, yüzde yüz yenilece inizi önceden kestirebilirsiniz. Kasparov a karfl hemen

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2005 Soru ve Yan tlar

Bu bölümde birkaç yak nsak dizi örne i daha görece iz.

4*. Peano Aritmeti i 4.1. Haz rl k

Bir (xn)n dizisinin (n sonsuza giderken) limitini tan mlam fl

Halkalar, S f rbölenler, Asallar, ndirgenemezler vb.

ÖRNEK 1: Üç basamakl 4AB say s, iki basamakl BA say s n n 13 kat ndan 7 fazlad r. Buna göre, BA say s kaçt r? ÖRNEK 2:

Oyunumuz iki kifli aras nda ve n m boyutlu bir dikdörtgenin

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Yar flmas 2003 Bireysel Yar flma Soru ve Çözümleri

Fermat Ne Biliyordu? (I)

TMD Yay nlar. Ali Nesin Yar n n Matematikçisine Matematik I. Sezgisel Kümeler Kuram. Sabanc Üniversitesi. Bankalar Cad Karaköy stanbul

fonksiyonu, her x 6= 1 reel say s için tan ml d r. (x 1)(x+1) = = x + 1 yaz labilir. Bu da; f (x) = L

1.BÖLÜM ÇÖZÜM SORU. A= {a, b, {a, b}, {c}} kümesi veriliyor. Afla dakilerden kaç tanesi do rudur? I. a A II. {a, b} A III. {c} A IV. {b} A. V.

Bu yaz da dizileri kullanarak birbirinden ilginç

Matematik birtak m formüller ve simgeler y n m d r

Bu yaz da 6 mant k sorusu sorup yan tlayaca z.

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü nün

1. Her fiey S ralanamaz

Birkaç Oyun Daha Birinci Oyun.

Bir tavla maç 5 te biter. Yani 5 oyun kazanan ilk oyuncu

1.3. Normal Uzaylar. Bu bölümde; regülerlikten daha kuvvetli bir ay rma aksiyomu tan mlanarak. baz temel özellikleri incelenecektir.

Bir Tekhücrelinin Soyunu Sonsuza Dek Sürdürme fians

2. Topolojik Uzaylarda Ba¼glant l l k Ba¼glant l Topolojik Uzaylar. Tan m (X; ) topolojik uzay n n her biri boş kümeden farkl olan ayr k

Okur mutlaka e itim hayat boyunca x2/2 + sin x türünden

: Bir d do rusu üzerinde; A, B, C ve D noktalar alal m. d. n n uzunlu u denir ve. d d1 d2 F G. E, F d G, H d ve ise. d // d 1 2

MATEMAT K 1 ÜN TE II KÜMELER

Transkript:

30. Cennete Hoflgeldiniz! Sonlu bir kümenin eleman say s n n ne demek oldu unu herkes bilir. Örne in, {0, 2, 6, 7, 13} kümesinin 5 eleman vard r. Bu say m z n kapak konusunda, sonsuz bir kümenin eleman say s sözlerini anlamland r p sonsuzlu u derecelendirece iz. Örne in do al say lar kadar kesirli say lar olacak, ama do al say lardan daha fazla gerçel say olacak. Bir kümenin eleman say s n n ne demek oldu unu görece- iz demek yerine, bir kümenin eleman say s kavram n (tan mlayarak) yarataca z demek daha uygun düflerdi, çünkü sonuç olarak matematiksel kavramlar biz zihnimizde yarat yoruz. Öte yandan, yaratt m z matematiksel kavramlar n hissettiklerimizle, gözlemlediklerimizle ve sa duyumuzla uyumlu olmalar gerekti inden, matematiksel kavramlar n bizim d fl m zda belli bir nesnelli i olmal, onlar rastgele yaratamay z, tan mlar n hissetti imiz gerçeklikle uyumlu olmalar gerekir. O zaman sormam z gereken ilk soru flu: fiimdilik sadece sezgilerimizle alg lad m z (ama birkaç sayfa ötede matematiksel tan m n verece imiz) bir kümenin eleman say s sözlerinden ne anl yoruz, henüz matematiksel olarak tan mlanmam fl olan bu kavram bize ne söylemeli, neyi anlatmaya çal flmal, kavram n özellikleri ne olmal?

312 30. Cennete Hoflgeldiniz! lk aflamada baz kümelerin sonlu, baz kümelerinse sonsuz olduklar n söyleyebiliriz. Örne in {0, 2, 6, 7, 13} kümesi sonludur ama do al say lar kümesi sonsuzdur. Sonlu bir kümenin eleman say s n n ne demek oldu u belli: Kümenin her eleman na 1 den bafllayarak ard fl k numaralar verilir, verilen en son numara kümenin eleman say s d r. Ya bir kümenin sonsuz olmas ne demektir? Sonlu olmamas demektir elbet! Demek ki sonlu kümenin anlam n bilirsek, sonsuz kümenin de anlam n biliriz: Sonlu olmayan kümelere sonsuz denir! Burada sonsuz un bir ad de il bir s fat olarak kullan ld - na dikkatinizi çekerim. Peki, sonsuz bir kümenin eleman say s ne olabilir? Okurlar n ço unun sonsuz diyece ini tahmin ediyorum. Do ru elbet! Sonsuz bir kümede hiç kuflkusuz sonsuz say da eleman vard r. Ama biz, ders notlar n n bu k sm nda, küme hakk nda bu yan ttan çok daha fazla bilgi içeren baflka bir yan t bulaca- z. Verece imiz yan t, örne in, do al say lardan çok daha fazla gerçel say oldu unu söyleyecek. Öte yandan, verece imiz yan t, tamsay lar n do al say lar kadar oldu unu da söyleyecek, ne bir fazla ne bir eksik! Bu, biraz de il, oldukça flafl rt c, hatta biraz da rahats z edici. Ne de olsa her do al say bir tamsay d r ama her tamsay (örne in 2) bir do al say de ildir. Bariz biçimde daha fazla tamsay varken do al say kadar tamsay vard r demek saçma bulunabilir. Bu saçmal ilk olarak Galile farketmifltir. Galile, 0, 2, 4, 6 gibi çift say lar ikiye bölerek 0, 1, 2, 3 gibi do al say larla efllefltirmifl ve böylece çift say larla do al say lar n ayn say da olmalar gerekti ini görmüfltür. Böylece, Galile sonsuzlukla yap lan aritmeti in bambaflka türden bir aritmetik olmas gerekti i sonucuna varm flt r. Uzunca bir süre altkümelerin üstkümelerden daha az say da eleman oldu u düflünüldü. lk kez Öklid taraf ndan yaz l olarak

30. Cennete Hoflgeldiniz! 313 ifade edilen ve çok da yanl fl olmayan bu parça bütününden küçüktür düflüncesi, 19 uncu yüzy l n sonuna kadar yayg nd. 19 uncu yüzy l n sonunda Cantor bugün herkes taraf ndan de eri ve do rulu u kabul edilen ama zaman nda büyük tart flmalara neden olan büyüklük/küçüklük tan m n verdi. David Hilbert, Cantor un bu çal flmalar n, matematiksel dehan n en zarif ürünlerinden ve saf insan zekâs n n n varabilece i en yüce noktalardan biri olarak tasvir etmifl ve bu yepyeni matematiksel dünyaya Cantor un cenneti ad n vermifltir.

31. Sonsuz Bir Kümeden Bir Eleman Atmak Aralar nda bir eflleme olan iki kümeye ya da kümeler diyece iz. Sonlu kümeler ancak ayn say da elemana sahiplerse efllenik olabilirler. Ayn önermeyi sonsuz kümeler için de yapmak geçiyor içimizden ama ne yaz k ki sonsuz bir kümenin eleman say s n n ne demek oldu unu bilmiyoruz. Zaten bu say n n kapak konusunun amac da sonsuz bir kümenin eleman say s sözlerine anlam kazand rmak ve bunu yukardaki önerme do ru olacak biçimde yapmak. Yavafl yavafl da olsa o aflamaya geliyoruz. Do al say lar kümesi = {0, 1, 2,..., n,... } ile \ {0} = {1, 2,..., n,... } pozitif do al say lar kümesinin, örne in, ƒ(n) = n + 1 fonksiyonu sayesinde efllenik olduklar düflünülürse, sonsuz bir kümenin eleman say s sözlerine anlam kazand rman n pek de kolay olmayaca görülür. Ama üstesinden gelece iz. E er X ve Y kümeleri eflleniklerse, bu, X Yolarak gösterilir. Kümeler aras ndaki iliflkisinin flu özellikleri vard r: Her X, Y, Z kümesi için,

316 31. Sonsuz Bir Kümeden Bir Eleman Atmak X X, X Y ise Y X, X Y ve Y Z ise X Z. Bunlar [SKK] da kan tlam flt k. Hemen derin bir soru ortaya atal m: E er X sonsuz bir kümeyse, X ten bir eleman atarsak, kalan küme X e efllenik olur mu? Yani, bir anlamda, sonsuz bir kümeden bir eleman eksilirse, eleman say s azal r m? Her iki kümede de sonsuz tane eleman var elbette, bundan kimsenin kuflkusu yok. Ama bu, bu iki küme aras nda eflleme var anlam na gelmez. Örne in, [SKK] da ile aras nda bir eflleme olmad n gördük. Yani iki sonsuz küme aras nda bir eflleme olmayabilir. Öte yandan, e er kümelerin aras ndaki fark tek bir elemansa, o zaman kümeler aras nda bir eflleme olaca n umabiliriz. Örnek olarak gerçel say lar kümesi yi ele alal m. den 0 atal m. Bu iki küme birbirine baya yak n, fark tek bir eleman yarat yor. Bu iki küme aras nda bir eflleme var m d r? Yani, \ {0} m d r? Genel sorunun yan t n vermeden önce bu sorunun yan t n verelim. Evet! ile \ {0} eflleniktirler. flte böyle bir eflleme: Bu fonksiyon, den \ {0} kümesine giden bir efllemedir. x 1 e er x ise g( x) x e er x ise Benzer flekilde >0 ile 0 aras nda da bir eflleme bulabiliriz elbet. g g g g g g 0 x g 1 2 3 4 5 6 Genel sorumuza geri dönelim. Soru. X sonsuz bir küme olsun. x Xolsun. X ile X \ {x} kümeleri aras nda bir eflleme var m d r?

31. Sonsuz Bir Kümeden Bir Eleman Atmak 317 X = ve x = 0 iken yan t n olumlu oldu unu gördük. Ama olumlu yan t m z gerçel say lar ve bu say larla yap lan ifllemleri kullan yordu. Oysa herhangi bir X kümesinde göze çarpan do al bir ifllem yoktur. Ayn soruyu, X sonsuz bir kümeyse ve x Xise, X ile X \ {x} kümeleri aras nda bir eflleme olmal m d r? fleklinde de sorabilirdik, çünkü sorumuz özünde bir inanç meselesidir, çünkü matematikte teoremler, kan tlanmadan kabul edilen aksiyomlar sayesinde kan tlan rlar ve hangi aksiyomu kabul edip etmemek gerekti i, son analizde, neyin do ru olup olmad yla ilgili felsefi bir sorudur. Baklay a z m zdan ç karal m. Yan t olumludur. E er X sonsuz bir kümeyse ve x Xise, X ile X \ {x} kümeleri aras nda bir eflleme vard r. Ancak böyle bir efllemenin varl n n kan t, herkesin her zaman do al bulmad ama bugün art k matematikte tart flmas z kabul edilen Seçim Aksiyomu nu kullan r. Kan t n püf noktas afla daki masum görünüfllü önsavda gizlidir: Önsav 31.1. Her sonsuz küme say labilir sonsuzlukta bir altküme bar nd r r. Kan t Yerine: Geçmiflte kan tlad m z iki güçlü teoremle bu önsav bu aflamada kan tlamak iflten bile de ildir. Ancak geçmifl say lar m za bu kadar erken referans vermemek için önsav n kan t n Sonuç 33.6 ya erteliyoruz. Kan t n ipucunu f s ldayal m: Kan t, her kümenin iyis ralanabilece i olgusunu kullan r. Teorem 31.2. E er X sonsuz bir kümeyse ve x X ise, X ile X \ {x} kümeleri aras nda bir eflleme vard r. Kan t: X \ {x} kümesi sonsuz oldu undan, yukardaki önsava göre X \ {x} kümesinin say labilir sonsuzlukta bir altkümesi vard r. Bu altkümeye A diyelim ve A n n elemanlar n A = {a n : n } olarak numaraland ral m. fiimdi, X ile X \ {x} kümeleri aras nda-

318 31. Sonsuz Bir Kümeden Bir Eleman Atmak A a 1 a 2 a n y x a 0...... X \ (A {x}) X A a 1 a 2 a n a n+1 y a 0...... X \ (A {x}) X \ {x} ki eflleme afla daki flekildeki gibi bulunabilir. ƒ : X X\ {x} fonksiyonunu, a0 e er z x ise ( z) an 1 e er z an ise z di er durumlarda olarak tan mlayal m. ƒ nin bir eflleme oldu u apaç k ortada. Sonuç 31.3. E er X sonsuz bir kümeyse, X ile X {x} kümeleri aras nda bir eflleme vard r. Kan t: Y = X {x} olsun. O zaman X = Y \ {x} olur. Yukardaki teoreme göre X ve Y, yani X ile X {x} kümeleri eflleniktirler.