Subscribe to Charlesgao数学博客
Jul-6-2008

有序对

一个集合{1,2}可以看作是无序对,因为{1,2}={2,1}。有时候我们需要另外一个东西<1,2>,使得<1,2>≠<2,1>,这个东西就叫做有序对。更一般的说,有序对就是指这样一个集合,如果<x,y>=<u,v>,那么x=u && y=v。如果用集合定义有序对使它满足以上的性质呢?我们来尝试一下:
如果定义<x,y>={x,y},这显然不行。如果定义<x,y>={x,{y}}呢?由于<{Ø},{Ø}>=<{{Ø}},Ø>,这样定义也不行。
第一个成功的定义的是1914年Norbert Wiener给出的。它定义:<x,y>={{{x},Ø},{{y}}}。这个看起来很繁琐。一个形式上比较简单,也是目前共用的定义是Kuratowski在1921年给出的:<x,y>={{x},{x,y}}。下面我们来证明这个定义的合理性,也即:<x,y>=<u,v> iff x=u && y=v
证明:充分性显然。下证必要性。假设<x,y>=<u,v>,那么{{x},{x,y}}={{u},{u,v}}。由此我们可以得出{x}∈{{u},{u,v}}和{x,y}∈{{u},{u,v}}。从第一个关系得到{x}={u}或者{x}={u,v}。类似得,从第二个关系我们可以得知{x,y}={u}或者{x,y}={u,v}。首先假设{x}={u,v}成立,那么x=u=y=v,结论成立。再假设{x}={u}。如果第二个关系中{x,y}={u},又回到了x=u=y=v的情况。如果第二个关系中{x,y}={u,v},那么由{x}={u}可知,{y}={v}。因为所有的情况我们都考虑了,所以结论成立。
当得到了有序对的严格定义后,有些读者也许会很自然的想到,能不能把它一般化,如此定义n个元素的有序组,即<x1,x2,…,xn>={{x1},{x1,x2},…,{x1,x2,…,xn}}。事实上这是不行的。三元的就不行。比如说定义<x,y,z>={{x},{x,y},{x,y,z}},那么<x,x,y>=<x,y,y>,你可以验证一下。为什么我能很快的给出反例呢?其实一点也不快,还是按照上面证明的办法进行讨论,就可以找到漏洞了。不妨锻炼一下自己分类讨论的能力,培养一下严谨的思维吧!
最后,我们如何定义多元的有序组呢?很简单,嵌套定义就可以了。比如说,<x,y,z>=<x,<y,z>>。

相关日志:

Trackback:http://www.charlesgao.com/wp-trackback.php?p=109

  1. milk

    沙发

    [Reply]

我来说两句: