กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ขีดจำกัดลำดับ

ในทฤษฎีเซตจำนวนเชิงลำดับลิมิตคือจำนวนเชิงลำดับที่ไม่ใช่ทั้งศูนย์และจำนวนเชิงลำดับถัดไปกล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนเชิงลำดับ λ เป็นจำนวนเชิงลำดับลิมิต ถ้ามีจำนวนเชิงลำดับที่น้อยกว่า λ...

ขีดจำกัดลำดับ

การแสดงจำนวนเชิงลำดับถึง ω ωแต่ละรอบของเกลียวแสดงถึงกำลังหนึ่งของ ω จำนวนเชิงลำดับลิมิตคือจำนวนที่ไม่เป็นศูนย์และไม่มีตัวก่อนหน้า เช่น ω หรือω²

ในทฤษฎีเซตจำนวนเชิงลำดับลิมิตคือจำนวนเชิงลำดับที่ไม่ใช่ทั้งศูนย์และจำนวนเชิงลำดับถัดไปกล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนเชิงลำดับ λ เป็นจำนวนเชิงลำดับลิมิต ถ้ามีจำนวนเชิงลำดับที่น้อยกว่า λ และเมื่อใดก็ตามที่ β เป็นจำนวนเชิงลำดับที่น้อยกว่า λ แล้วจะมีจำนวนเชิงลำดับ γ อยู่จริง โดยที่ β < γ < λ จำนวนเชิงลำดับทุกจำนวนจะเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งระหว่างศูนย์ จำนวนเชิงลำดับถัดไป หรือจำนวนเชิงลำดับลิมิต

ตัวอย่างเช่น จำนวนเชิงอันดับลิมิตที่เล็กที่สุดคือωซึ่งเป็นจำนวนเชิงอันดับที่เล็กที่สุดที่มากกว่าจำนวนธรรมชาติ ทุก จำนวน นี่เป็นจำนวนเชิงอันดับลิมิตเพราะสำหรับจำนวนเชิงอันดับที่เล็กกว่าใดๆ (เช่น สำหรับจำนวนธรรมชาติใดๆ) nเราสามารถหาจำนวนธรรมชาติอื่นที่มากกว่ามันได้ (เช่นn + 1) แต่ยังคงน้อยกว่า ω จำนวนเชิงอันดับลิมิตที่เล็กกว่าถัดไปคือ ω+ω เรื่องนี้จะกล่าวถึงเพิ่มเติมในบทความต่อไป

ตามนิยามของจำนวนเชิงอันดับของฟอน นอยมันน์ จำนวนเชิงอันดับทุกจำนวนคือเซตที่มีลำดับที่ดีของจำนวนเชิงอันดับที่เล็กกว่าทั้งหมด ดังนั้น การรวมกันของเซตจำนวนเชิงอันดับที่ไม่ว่างเปล่าซึ่งไม่มีสมาชิกที่ใหญ่ที่สุดจะเป็นจำนวนเชิงอันดับลิมิตเสมอ และตามการกำหนดจำนวนเชิงคาร์ดินัลของฟอน นอยมันน์จำนวนเชิงคาร์ดินัลอนันต์ทุก จำนวน ก็เป็นจำนวนเชิงอันดับลิมิตเช่นกัน

คำจำกัดความทางเลือก

วิธีการอื่นๆ ในการกำหนดลำดับลิมิต ได้แก่:

  • มันเท่ากับค่าสูงสุดของลำดับทั้งหมดที่อยู่ต่ำกว่ามัน แต่ไม่ใช่ศูนย์ (เปรียบเทียบกับลำดับถัดไป: เซตของลำดับที่อยู่ต่ำกว่ามันมีค่าสูงสุด ดังนั้นค่าสูงสุดจึงเป็นค่าสูงสุดนั้น ซึ่งก็คือลำดับก่อนหน้า)
  • มันไม่ใช่ศูนย์และไม่มีค่าสูงสุด
  • สามารถเขียนได้ในรูปแบบ ωα สำหรับ α > 0 นั่นคือ ในรูปแบบปกติของแคนเตอร์ไม่มีจำนวนจำกัดเป็นพจน์สุดท้าย และลำดับจะไม่เป็นศูนย์
  • เป็นจุดลิมิตของกลุ่มจำนวนเชิงอันดับ โดยสัมพันธ์กับโทโพโลยีเชิงอันดับ (จำนวนเชิงอันดับอื่นๆ เป็นจุดโดดเดี่ยว )

มีข้อโต้แย้งอยู่บ้างว่าควรจัด 0 เป็นลำดับลิมิตหรือไม่ เนื่องจากไม่มีตัวก่อนหน้าโดยตรง ตำราเรียนบางเล่มรวม 0 ไว้ในกลุ่มลำดับลิมิต[ 1 ]ในขณะที่บางเล่มไม่รวมไว้[ 2 ]

ตัวอย่าง

เนื่องจากกลุ่มของจำนวนเชิงอันดับมีการเรียงลำดับที่ดีจึงมีจำนวนเชิงอันดับจำกัดอนันต์ที่เล็กที่สุด ซึ่งแทนด้วย ω (โอเมกา) จำนวนเชิงอันดับ ω นี้ยังเป็นจำนวนเชิงอันดับอนันต์ที่เล็กที่สุด (โดยไม่คำนึงถึงลิมิต ) เพราะเป็นขอบเขตบนที่น้อยที่สุดของจำนวนธรรมชาติดังนั้น ω จึงแสดงถึงประเภทลำดับของจำนวนธรรมชาติ จำนวนเชิงอันดับจำกัดถัดจากอันดับแรกคือ ω + ω = ω·2 ซึ่งสามารถขยายเป็น ω· n สำหรับจำนวนธรรมชาติ nใดๆเมื่อนำ ω·n ทั้งหมดมา รวมกัน ( การดำเนินการหา ค่าสูงสุด บน เซต ของจำนวนเชิงอันดับ ใดๆ) เราจะได้ ω·ω = ω² ซึ่งสามารถขยายเป็น ωn สำหรับจำนวนธรรมชาติn ใดๆ กระบวนการนี้สามารถทำซ้ำได้ต่อไปดังนี้เพื่อสร้าง:

โดยทั่วไปแล้ว นิยามแบบเวียนซ้ำทั้งหมดนี้ผ่านการคูณ การยกกำลัง การยกกำลังซ้ำ ฯลฯ จะให้ผลลัพธ์เป็นจำนวนเชิงอันดับลิมิต จำนวนเชิงอันดับทั้งหมดที่กล่าวมาแล้วยังคงเป็น จำนวนเชิงอันดับ ที่นับได้อย่างไรก็ตาม ไม่มีแผนการแจงนับแบบเวียนซ้ำใด ที่จะ สามารถตั้งชื่อจำนวนเชิงอันดับทั้งหมดที่น้อยกว่าจำนวนเชิงอันดับเชิร์ช-คลีนซึ่งเป็นจำนวนเชิงอันดับที่นับได้ได้ อย่างเป็นระบบ

นอกเหนือจากจำนวนนับได้แล้วจำนวนเชิงอันดับนับไม่ได้ตัวแรกมักจะใช้สัญลักษณ์ ω 1ซึ่งเป็นจำนวนเชิงอันดับลิมิตเช่นกัน

เมื่อดำเนินการต่อ เราจะได้สิ่งต่อไปนี้ (ซึ่งทั้งหมดนี้มีจำนวนสมาชิกเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ):

โดยทั่วไปแล้ว เราจะได้ลำดับลิมิตเสมอเมื่อนำเซตของลำดับที่ไม่ว่างเปล่าซึ่งไม่มีสมาชิก สูงสุดมา รวมกัน

ลำดับของรูปแบบ ω²α สำหรับ α > 0 คือลิมิตของลิมิต เป็นต้น

คุณสมบัติ

กลุ่มของจำนวนเชิงอันดับผู้สืบทอดและจำนวนเชิงอันดับจำกัด (ที่มีความสิ้นสุดร่วม กันหลายแบบ ) รวมถึงศูนย์ ครอบคลุมกลุ่มของจำนวนเชิงอันดับทั้งหมด ดังนั้นกรณีเหล่านี้จึงมักถูกใช้ในการพิสูจน์โดยการอุปมานแบบอนันต์หรือนิยามโดยการเรียกซ้ำแบบอนันต์จำนวนเชิงอันดับจำกัดแสดงถึง "จุดเปลี่ยน" ในกระบวนการดังกล่าว ซึ่งจำเป็นต้องใช้การดำเนินการจำกัด เช่น การรวมจำนวนเชิงอันดับก่อนหน้าทั้งหมด ในหลักการแล้ว เราสามารถทำอะไรก็ได้ที่จำนวนเชิงอันดับจำกัด แต่การรวมนั้นต่อเนื่องในโทโพโลยีเชิงอันดับ และโดยทั่วไปแล้วเป็นสิ่งที่พึงปรารถนา

ถ้าเราใช้การกำหนดจำนวนเชิงคาร์ดินัลของฟอน นอยมันน์จำนวนเชิงคาร์ดินัลอนันต์ทุก จำนวน ก็จะเป็นจำนวนเชิงลำดับลิมิตด้วย (และนี่เป็นการสังเกตที่เหมาะสม เพราะคำว่าคาร์ดินัลมาจากภาษาละตินcardoซึ่งหมายถึงบานพับหรือจุดเปลี่ยน ) การพิสูจน์ข้อเท็จจริงนี้ทำได้โดยการแสดงให้เห็นว่าจำนวนเชิงลำดับผู้สืบทอดอนันต์ทุกจำนวนมีจำนวนเท่ากับจำนวนเชิงลำดับลิมิตผ่านข้อโต้แย้ง เรื่องโรงแรมอนันต์

จำนวนนับมีแนวคิดเรื่องลำดับการสืบทอดและขีดจำกัดเฉพาะตัว (ทุกอย่างจะได้รับการยกระดับไปสู่ระดับที่สูงขึ้น)

ลำดับที่ไม่สามารถแยกย่อยได้

ไม่สามารถสลายตัวได้โดยการเติม

ลิมิตลำดับ α เรียกว่าไม่สามารถแยกส่วนได้แบบบวก หากไม่สามารถแสดงเป็นผลรวมของลำดับ β < α ที่น้อยกว่า α ได้ ตัวเลขเหล่านี้คือลำดับใดๆ ในรูปแบบที่ β เป็นลำดับ ตัวเลขที่เล็กที่สุดเขียนว่า ตัวเลขที่สองเขียนว่า เป็นต้น[ 3 ]

ไม่สามารถแยกย่อยได้โดยการคูณ

ลิมิตลำดับ α เรียกว่าไม่สามารถแยกส่วนได้ด้วยการคูณ หากไม่สามารถแสดงเป็นผลคูณของลำดับ β < α ที่น้อยกว่า α ได้ ตัวเลขเหล่านี้คือลำดับใดๆ ในรูปแบบที่ β เป็นลำดับ ตัวเลขที่เล็กที่สุดเขียนว่า, ตัวเลขที่สองเขียนว่า, เป็นต้น[ 3 ]

ไม่สามารถแยกย่อยได้ในเชิงเลขชี้กำลังและเกินกว่านั้น

คำว่า "ไม่สามารถแยกส่วนได้แบบเอกซ์โพเนนเชียล" ไม่ได้หมายถึงลำดับที่ไม่สามารถแสดงเป็นผลคูณเอกซ์โพเนนเชียล(?)ของลำดับ β < α ที่น้อยกว่า α แต่หมายถึงจำนวนเอปซิลอน "ไม่สามารถแยกส่วนได้แบบเตตระเทชัน" หมายถึงจำนวนซีตา "ไม่สามารถแยกส่วนได้แบบเพนเทชัน" หมายถึงจำนวนอีตา เป็นต้น[ 3 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • คันทอร์, G. , (1897), Beitrage zur Begrundung der transfiniten Mengenlehre. II (tr.: การมีส่วนสนับสนุนการก่อตั้งทฤษฎีจำนวนอนันต์ II), Mathematische Annalen 49, 207-246 การแปลภาษาอังกฤษ .
  • Conway, JHและGuy, RK "ลำดับเลขของแคนเตอร์" ในThe Book of Numbers . นิวยอร์ก: Springer-Verlag, หน้า 266–267 และ 274, 1996
  • Sierpinski, W. (1965) เลขคาร์ดินัลและเลขลำดับ (ฉบับที่ 2) วอร์ซอ: Panstwowe Wydawnictwo Naukowe ยังกำหนดการดำเนินการตามลำดับในแง่ของแบบฟอร์ม Cantor Normal
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Limit_ordinal&oldid=1274159075 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ขีดจำกัดลำดับ

ในทฤษฎีเซตจำนวนเชิงลำดับลิมิตคือจำนวนเชิงลำดับที่ไม่ใช่ทั้งศูนย์และจำนวนเชิงลำดับถัดไปกล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนเชิงลำดับ λ เป็นจำนวนเชิงลำดับลิมิต ถ้ามีจำนวนเชิงลำดับที่น้อยกว่า λ...

คำจำกัดความทางเลือก

วิธีการอื่นๆ ในการกำหนดลำดับลิมิต ได้แก่:

ตัวอย่าง

เนื่องจาก กลุ่ม ของจำนวนเชิงอันดับมี การเรียงลำดับที่ดี จึงมีจำนวนเชิงอันดับจำกัดอนันต์ที่เล็กที่สุด ซึ่งแทนด้วย ω (โอเมกา) จำนวนเชิงอันดับ ω นี้ยังเป็นจำนวนเชิงอันดับอนันต์ที่เล็กที่สุด (โดยไม่คำนึงถึง ลิมิต ) เพราะเป็น ขอบเขตบนที่น้อยที่สุด ของ...

คุณสมบัติ

กลุ่มของจำนวนเชิงอันดับผู้สืบทอดและจำนวนเชิงอันดับจำกัด (ที่มี ความสิ้นสุดร่วม กันหลายแบบ ) รวมถึงศูนย์ ครอบคลุมกลุ่มของจำนวนเชิงอันดับทั้งหมด ดังนั้นกรณีเหล่านี้จึงมักถูกใช้ในการพิสูจน์โดย การอุปมานแบบอนันต์ หรือนิยามโดย การเรียกซ้ำแบบอนันต์...