很水的數(shù)學(xué)分析002:戴德金分割

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6.實(shí)數(shù)集上的運(yùn)算
加法:
由于當(dāng)前實(shí)數(shù)是由集合定義的,本身沒有集合加集合這樣的運(yùn)算。
我們可以任取兩個(gè)集合中的元素,這兩個(gè)元素相加(這兩個(gè)元素應(yīng)位于有理數(shù)域),其相加結(jié)果的值構(gòu)成的新集合,這就是加法運(yùn)算?!揪唧w算術(shù)化語言定義詳見講義】
可以證明這樣的加法是良定義的。
定義了加法后,加法滿足運(yùn)算律:①加法結(jié)合律、②加法交換律、③加法零元、④加法負(fù)元。
加法零元和加法負(fù)元的證明注意構(gòu)造零元、負(fù)元的下集的方法。其中負(fù)元的構(gòu)造體現(xiàn)了數(shù)學(xué)分析的思想,構(gòu)造一個(gè)極小值ε,是目標(biāo)剛好越過某個(gè)臨界點(diǎn)?!咀C明見講義】
此外,加法有保序性。
實(shí)數(shù)集上乘法運(yùn)算同加法。
注意乘法運(yùn)算的定義,由于研究的對(duì)象是下集,所以可以使用先解決>0的情況,再對(duì)<0等情況作特殊處理的思想。
此外,運(yùn)算律中乘法負(fù)元的證明也體現(xiàn)了和加法負(fù)元同樣的思想,先構(gòu)造集合,再構(gòu)造某個(gè)極小值(乘以某個(gè)小于1的數(shù)),使達(dá)到目標(biāo)范圍。
7.通過戴德金分割定義的實(shí)數(shù)集中,可以找到一個(gè)真子集,與原先定義的有理數(shù)集同構(gòu)。

由于證明了兩者同構(gòu),實(shí)數(shù)集中的零元和單位元可以借用實(shí)數(shù)集直接記作 0 和 1。