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Abzählbarkeit Mengen

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nero08

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16:13 Uhr, 03.03.2012

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1. Sei A endlich und B abzählbar unendlich. Zeige, dass die Vereinigung von A und B abzählbar unendlich ist.


2. Zeige, dass die Vereinigung zweier abzählbarer Mengen A und B wieder abzählbar ist.

add 1.)

Hier hätte ich eine Lösung mit Induktion: (beispiel 2) www.uni-graz.at/people/clason/teaching/grundmath10/GB_Training_L12.pdf

nur leider ist mir die nicht ganz klar... gebe es vl. eine möglichkeit die Indukion zu umgehen?

add 2.)

A = {a1,a2,a3,...}

B= {b1,b2,b3,b4,...}

Jetzt gilt es zu zeigen dass N->(AUB) gleichmächtig ist.

Nun konstruiere ich solch eine bijektive Abbildung.

Idee: 1-> a1 2->b1 3->a2....

f ( n ) = { a n + 1 2 n u n g e r a d e b n 2 n g e r a d e

Wichtig ist auch noch, dass A und B disjunkt sind. Dies erreiche ich durch meine oben konstruierte Abbildung.

innjektivität: Sei f(n) = f(m).

n und m müssen beide ungerade sein denn f(n) != f(m), weil A und B disjunkt.

beide gerade: f(n) = f(m) => bn/2 = bm/2 => n/2 = m/2 => n=m

beide ungerade: f(n) = f(m) => b(n+1)/2 = b(m+1)/2 => (n+1=/2 = (m+1)/2 => n=m

=> innjektiv

surj.:

Sei y e (AUB). Dann ist yeA oder yeB.

Angemommen y= akeA. Dann ist y=f(2k -1) also y e f(N)

Falls y=bl e B. Dann gilt y=f(2l) also y e f(N) // So ähnlich haben wirs mal gemacht nur weiß ich nicht wie man auf y e f(N) kommt...

Für jedes y existiert ein Urbild unter f in N. Also ist f surjektiv.

=> surj.

Also weiß ich das es eine bijektive Abbildung von N->(AUB) gibt. Beide sind gleich mächstig also da N abzählbar unendlich ist gilt dies auch für (AUB).

wenn mal jemand drüberschaun würde obs passt wäre cool. und vl. ein leichterer ansatz bei 1.) =)

lg


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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hagman

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17:08 Uhr, 03.03.2012

Antworten
1. Wenn B abzählbar unendlich ist, gibt es eine Bijektion f:B.
Wenn A endlich ist, dann ist A\B erst recht endlich.
Es gibt also eine natürliche Zahl n und eine Bijektion g:{1,...,n}A\B. (Vielleicht sollte man noch den Fall A\B= ausschließen, der aber trivial ist, da dann bereits f:AB=B die Behauptung zeigt).
Definiere h:AB wie folgt:
Falls xn, setze h(x)=g(x); falls dagegen x>n, setze h(x)=f(x-n).
Man sieht leicht, dass h:AB eine Bijektion ist.

2. Leider steht in der Aufgabenstelung keine Voraussetzung, aus der du AB= schließen darfst.
Allerdings ist AB=(A\B)B.
Falls A\B endlich ist, sind wir bei Aufgabe 1.
Falls A\B unendlich ist, so ist es auch abzählbar unendlich (warum?).
Jetzt greift deine Konstruktion, denn A\B und B sind in der Tat disjunkt.
nero08

nero08 aktiv_icon

17:44 Uhr, 03.03.2012

Antworten

zu 1

ab Defeniere h wird irgendwie unklar....

Was ist das x ich kann das irgendwie nicht zuordnen wie das da rein passt....

oder vl. eine frage zum PDF:

wieso ist AUC abzählber wenn C n-1 Elemente hat?

und mit bn e A wie ist das gemeint? wenn das letzte Element von b in a liegt oder sowas?

zu 2

okay dh. ich kann nicht sagen, weil ich einen surjektive abbildung konstruiert hab darf ich sagen A und B sind disjunkt..

"Falls <nobr ismathjax="true">A\B</nobr> unendlich ist, so ist es auch abzählbar unendlich (warum?)."

die Zeile ist mir nicht ganz klar. Ich verstehe leider den Zusammenhang mit dem Beispiel nicht. Das sie abzählbar unendlich sind scheint klar. Ich entferne ja von einer abzählbar unendlichen Menge eine Abzählbar unendlich Menge so ist das resiltat erst recht abzählbar unendlich

Am Schluss meintest du ja, dass es jetzt passen würde.

Das AuB=(A\B)uB das gleiche ist scheint klar. Und das so (A\B) und B disjunkt sind auch. Hab ich dann im endeffekt eine Abbildung N->(A\B) ? B ???

Was ich nicht ganz verstehe, ist dass ich am Rechenweg nichts ändern muss bzw. sich so nichts ändert.... weil im Bweis für innjektiv habe ich ja verwendet, dass A und B disjunkt sind.

danke für deine Hilfe =)


Antwort
hagman

hagman aktiv_icon

19:35 Uhr, 03.03.2012

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"Definiere h:AB wie folgt"
Man definiert eine Abbildung beispielsweise, indem man zu jedem beliebiegn x ein ausschließlich von x abhängiges eindeutig bestimmtes Element von AB angibt (und dieses h(x)( nennt).
Wenn x, dann gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder es ist xn (mit dem zuvor angegebenen Wert von n, nämlich der Anzahl der Elemente von A\B); oder es ist x>n.
Im ersten Fall ist x{1,...,n}, liegt also im Definitionsbereich der oben genannten Abbildung g.
Wir können also h(x):=g(x) definieren. Hierdurch ist h(x)=g(x)A\BAB.
Im zweiten Fall, wenn also für unser x die Ungleichung x>n gilt, ist auch x-n eine Element von . Da der Definitionsbereich von f ist, können wir also in diesem Fall h(x):=f(x-n) definieren und auch diesmal gilt h(x)=f(x-n)BAB.
Da weitere Fälle nicht zu betrachten sind und in beiden Fällen zu x ein Element h(x)AB angegeben wurde, ist auf diesem Wege eine Abbildung h:AB definiert.

Warum ist h eine Bijektion?
Man kann das zum Beispiel durch Angabe der Umkehrabbildung zeigen:
Definiere k:AB wie folgt:
Betrachte xAB. Falls xB, können wir k(x):=f-1(x)+n setzen. Falls dagegen xB, also xA\B, können wir k(x):=g-1(x) setzen.
Jetzt muss noch überprüft werden, dass h(k(x))=x für alle xAB sowie k(h(x))=x für alle x gilt.
Wenigstens dieser Teilschritt sei zur Übung empfohlen.


--
"Ich entferne ja von einer abzählbar unendlichen Menge eine Abzählbar unendlich Menge so ist das resiltat erst recht abzählbar unendlich"
Naja, die Differenz könnte durchaus auch endlich sein und nicht unbedingt abzählbar unendlich.
Ich weiß leider nicht, welche Sätze über Kardinalitäten ihr schon kennt - wahrscheinlich wenige, wenn diese Aufgabe überhaupt noch gestellt wird.
Habt ihr beispielsweise wirklich schon den Satz: AB|A||B|?

nero08

nero08 aktiv_icon

11:40 Uhr, 04.03.2012

Antworten

danke für die Ausführliche antwort!

add1

denke werd mich hier eher für die PDF Version entscheiden. habe es geschafft diese nachzuvollziehen. sie ist auch um einiges kürzer und da höchstwahrscheinlich so ein ähnliches wenn nicht das Beispiel zur Klausur kommt kann es sicher nicht schaden sich kurz zu fassen.

add2

Nein dieser Satz sagt mir nichts. Naja es ist eine VU aus dem ersten Semester, also ist das wissen nocht nicht unbedingt groß.

Aber, wenn ich ihn anwenden würde könnte es doch so aussehen:

A/B kann nicht überabzählbar sein. Denn A\B ist Teilmenge von A, hat also höchstens so viele Elemente wie A und A hat nur abzählbar unendlich viele. A\B kann also NICHT überabzählbar sein. korrekt?

danke nochmal!