गणनांक: Difference between revisions

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[[File:Platonic Solids Transparent.svg|thumb|250px|सभी[[ प्लेटोनिक ठोस | सैद्धांतिक ठोसों]] के समुच्चय <math>S</math> में 5 तत्व होते हैं। इस प्रकार <math>S</math> की कार्डिनैलिटी 5 या, प्रतीकों में, <math>|S|=5</math> है।]]गणित में, किसी [[ सेट (गणित) |समुच्चय]] की कार्डिनैलिटी समुच्चय के[[ तत्व (गणित) | तत्वों]] की संख्या का माप है। उदाहरण के लिए, समुच्चय <math>A = \{2, 4, 6\}</math> में 3 तत्व हैं, और इसलिए <math>A</math> की कार्डिनैलिटी 3 है। 19वीं सदी के अंत में आरंभ करते हुए, इस अवधारणा को अनंत समुच्चयों के लिए सामान्यीकृत किया गया था, जो किसी को विभिन्न प्रकार के अनंत के मध्य अंतर करने और उन पर[[ कार्डिनल अंकगणित | अंकगणित]] करने की अनुमति देता है। कार्डिनैलिटी के दो दृष्टिकोण हैं: एक जो[[ द्विभाजन ]]और अंतःक्षेपक का उपयोग करके स्पष्ट रुप से समुच्चयों की तुलना करता है, और दूसरा जो[[ बुनियादी संख्या | गणन संख्या]] का उपयोग करता है।<ref>{{MathWorld |title=Cardinal Number |id=CardinalNumber }}</ref> किसी समुच्चय की कार्डिनैलिटी को उसका आकार भी कहा जाता है, जब आकार की अन्य धारणाओं के साथ कोई भ्रम संभव नहीं होता है।<ref>Such as [[length]] and [[area]] in [[geometry]]. – A line of finite length is a set of points that has infinite cardinality.</ref>   
[[File:Platonic Solids Transparent.svg|thumb|250px|सभी[[ प्लेटोनिक ठोस | सैद्धांतिक ठोसों]] के समुच्चय <math>S</math> में 5 तत्व होते हैं। इस प्रकार <math>S</math> का गणनांक 5 या, प्रतीकों में, <math>|S|=5</math> है।]]गणित में, किसी [[ सेट (गणित) |समुच्चय]] का '''गणनांक''' समुच्चय के[[ तत्व (गणित) | तत्वों]] की संख्या का माप है। उदाहरण के लिए, समुच्चय <math>A = \{2, 4, 6\}</math> में 3 तत्व हैं, और इसलिए <math>A</math> का गणनांक 3 है। 19वीं सदी के अंत में आरंभ करते हुए, इस अवधारणा को अनंत समुच्चयों के लिए सामान्यीकृत किया गया था, जो किसी को विभिन्न प्रकार के अनंत के मध्य अंतर करने और उन पर[[ कार्डिनल अंकगणित | अंकगणित]] करने की अनुमति देता है। गणनांक के दो दृष्टिकोण हैं: एक जो[[ द्विभाजन ]]और अंतःक्षेपक का उपयोग करके स्पष्ट रुप से समुच्चयों की तुलना करता है, और दूसरा जो[[ बुनियादी संख्या | गणन संख्या]] का उपयोग करता है।<ref>{{MathWorld |title=Cardinal Number |id=CardinalNumber }}</ref> किसी समुच्चय का गणनांक को उसका आकार भी कहा जाता है, जब आकार की अन्य धारणाओं के साथ कोई भ्रम संभव नहीं होता है।<ref>Such as [[length]] and [[area]] in [[geometry]]. – A line of finite length is a set of points that has infinite cardinality.</ref>   


समुच्चय <math>A</math> की कार्डिनैलिटी को सामान्यतः <math>|A|</math> दर्शाया जाता है, जिसमें प्रत्येक तरफ एक ऊर्ध्वाधर पट्टी होती है;<ref>{{Cite web|title=कार्डिनैलिटी {{!}} शानदार गणित और विज्ञान विकी|url=https://brilliant.org/wiki/cardinality/|access-date=2020-08-23|website=brilliant.org|language=en-us}}</ref> यह[[ निरपेक्ष मूल्य | निरपेक्ष मूल्य]] के समान ही संकेतन है, और अर्थ संदर्भ पर निर्भर करता है। समुच्चय <math>A</math> की कार्डिनैलिटी को वैकल्पिक रूप से <math>n(A)</math>, <math>A</math> <math>\operatorname{card}(A)</math>, या <math>\#A</math> द्वारा दर्शाया जा सकता है।
समुच्चय <math>A</math> का गणनांक को सामान्यतः <math>|A|</math> दर्शाया जाता है, जिसमें प्रत्येक तरफ एक ऊर्ध्वाधर पट्टी होती है;<ref>{{Cite web|title=कार्डिनैलिटी {{!}} शानदार गणित और विज्ञान विकी|url=https://brilliant.org/wiki/cardinality/|access-date=2020-08-23|website=brilliant.org|language=en-us}}</ref> यह[[ निरपेक्ष मूल्य | निरपेक्ष मूल्य]] के समान ही संकेतन है, और अर्थ संदर्भ पर निर्भर करता है। समुच्चय <math>A</math> का गणनांक को वैकल्पिक रूप से <math>n(A)</math>, <math>A</math> <math>\operatorname{card}(A)</math>, या <math>\#A</math> द्वारा दर्शाया जा सकता है।


==इतिहास==
==इतिहास==
कार्डिनैलिटी की एक अपरिष्कृत भावना, एक जानकारी है कि वस्तु या घटनाओं के समूह की तुलना अन्य समूहों से अधिक, जिसमें अधिक, कम, या समान संख्या में उदाहरणों के द्वारा की जाती है, वर्तमान समय की विभिन्न पशु प्रजातियों में देखा गया है, जो लाखों साल पहले एक उत्पत्ति का सुझाव देता है।<ref>Cepelewicz, Jordana  ''[https://www.quantamagazine.org/animals-can-count-and-use-zero-how-far-does-their-number-sense-go-20210809/ Animals Count and Use Zero. How Far Does Their Number Sense Go?]'', [[Quanta Magazine|Quanta]], August 9, 2021</ref> कार्डिनैलिटी की मानवीय अभिव्यक्ति  {{val|40000}} साल पहले देखी गई थी, जिसमें एक समूह के आकार को अभिलिखित नौच के समूह, या अन्य वस्तु के प्रतिनिधि संग्रह, जैसे कि छड़ी और सीपियाँ के साथ समान किया गया था।<ref>{{Cite web|url=https://mathtimeline.weebly.com/early-human-counting-tools.html|title=प्रारंभिक मानव गणना उपकरण|website=Math Timeline|access-date=2018-04-26}}</ref> एक संख्या के रूप में कार्डिनैलिटी की अमूर्तता 3000 ईसा पूर्व से सुमेरियन गणित में और वस्तु या घटनाओं के एक विशिष्ट समूह के संदर्भ के बिना संख्याओं के प्रहस्तन में स्पष्ट है।<ref>Duncan J. Melville (2003). [http://it.stlawu.edu/~dmelvill/mesomath/3Mill/chronology.html Third Millennium Chronology] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180707213616/http://it.stlawu.edu/~dmelvill/mesomath/3Mill/chronology.html |date=2018-07-07 }}, ''Third Millennium Mathematics''. [[St. Lawrence University]].</ref>
गणनांक की एक अपरिष्कृत भावना, एक जानकारी है कि वस्तु या घटनाओं के समूह की तुलना अन्य समूहों से अधिक, जिसमें अधिक, कम, या समान संख्या में उदाहरणों के द्वारा की जाती है, वर्तमान समय की विभिन्न पशु प्रजातियों में देखा गया है, जो लाखों साल पहले एक उत्पत्ति का सुझाव देता है।<ref>Cepelewicz, Jordana  ''[https://www.quantamagazine.org/animals-can-count-and-use-zero-how-far-does-their-number-sense-go-20210809/ Animals Count and Use Zero. How Far Does Their Number Sense Go?]'', [[Quanta Magazine|Quanta]], August 9, 2021</ref> गणनांक की मानवीय अभिव्यक्ति  {{val|40000}} साल पहले देखी गई थी, जिसमें एक समूह के आकार को अभिलिखित नौच के समूह, या अन्य वस्तु के प्रतिनिधि संग्रह, जैसे कि छड़ी और सीपियाँ के साथ समान किया गया था।<ref>{{Cite web|url=https://mathtimeline.weebly.com/early-human-counting-tools.html|title=प्रारंभिक मानव गणना उपकरण|website=Math Timeline|access-date=2018-04-26}}</ref> एक संख्या के रूप में गणनांक की अमूर्तता 3000 ईसा पूर्व से सुमेरियन गणित में और वस्तु या घटनाओं के एक विशिष्ट समूह के संदर्भ के बिना संख्याओं के प्रहस्तन में स्पष्ट है।<ref>Duncan J. Melville (2003). [http://it.stlawu.edu/~dmelvill/mesomath/3Mill/chronology.html Third Millennium Chronology] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180707213616/http://it.stlawu.edu/~dmelvill/mesomath/3Mill/chronology.html |date=2018-07-07 }}, ''Third Millennium Mathematics''. [[St. Lawrence University]].</ref>


छठी शताब्दी ईसा पूर्व से, ग्रीक दार्शनिकों के लेखन अनंत समुच्चयों की कार्डिनैलिटी का पहला संकेत मिलता है। जबकि वे अनंत की धारणा को क्रियाओं की एक अंतहीन श्रृंखला के रूप में मानते थे, जैसे कि किसी संख्या में बार-बार 1 जोड़ना, उन्होंने संख्याओं के अनंत समुच्चय के आकार को एक वस्तु नहीं माना है।<ref name="Allen">{{Cite web |last=Allen |first=Donald |date=2003 |title=अनंत का इतिहास|url=https://www.math.tamu.edu/~dallen/masters/infinity/infinity.pdf |access-date=Nov 15, 2019 |website=Texas A&M Mathematics}}</ref> अनंत की प्राचीन यूनानी धारणा ने वस्तु को बिना किसी सीमा के दोहराए गए भागों में विभाजित करने पर भी विचार किया गया था। यूक्लिड के तत्वों में, [[ अनुरूपता (गणित) |अनुरूपता]] को दो रेखा खंडों, ''a'' और ''b'' की लंबाई की अनुपात के रूप में तुलना करने की क्षमता के रूप में वर्णित किया गया था, जब तक एक तीसरा खंड था, चाहे वह कितना भी छोटा क्यों न हो, उसे ''a'' और ''b'' दोनों में एक से दूसरे अंत तक कई बार रखा जा सकता था। [[ अपरिमेय संख्या |अपरिमेय संख्या]] के अनवेषण के साथ, यह देखा गया कि सभी परिमेय संख्याओं का अनंत समुच्चय भी प्रत्येक संभावित रेखाखंड की लंबाई का वर्णन करने के लिए पर्याप्त नहीं था।<ref>{{cite journal|title=मेटापोंटम के हिप्पस द्वारा असंगति की खोज|author=Kurt Von Fritz|journal=The Annals of Mathematics|year=1945}}</ref> फिर भी, अनंत समुच्चय की ऐसी कोई अवधारणा नहीं थी, जिसमें कार्डिनैलिटी थी।
छठी शताब्दी ईसा पूर्व से, ग्रीक दार्शनिकों के लेखन अनंत समुच्चयों का गणनांक का पहला संकेत मिलता है। जबकि वे अनंत की धारणा को क्रियाओं की एक अंतहीन श्रृंखला के रूप में मानते थे, जैसे कि किसी संख्या में बार-बार 1 जोड़ना, उन्होंने संख्याओं के अनंत समुच्चय के आकार को एक वस्तु नहीं माना है।<ref name="Allen">{{Cite web |last=Allen |first=Donald |date=2003 |title=अनंत का इतिहास|url=https://www.math.tamu.edu/~dallen/masters/infinity/infinity.pdf |access-date=Nov 15, 2019 |website=Texas A&M Mathematics}}</ref> अनंत की प्राचीन यूनानी धारणा ने वस्तु को बिना किसी सीमा के दोहराए गए भागों में विभाजित करने पर भी विचार किया गया था। यूक्लिड के तत्वों में, [[ अनुरूपता (गणित) |अनुरूपता]] को दो रेखा खंडों, ''a'' और ''b'' की लंबाई की अनुपात के रूप में तुलना करने की क्षमता के रूप में वर्णित किया गया था, जब तक एक तीसरा खंड था, चाहे वह कितना भी छोटा क्यों न हो, उसे ''a'' और ''b'' दोनों में एक से दूसरे अंत तक कई बार रखा जा सकता था। [[ अपरिमेय संख्या |अपरिमेय संख्या]] के अनवेषण के साथ, यह देखा गया कि सभी परिमेय संख्याओं का अनंत समुच्चय भी प्रत्येक संभावित रेखाखंड की लंबाई का वर्णन करने के लिए पर्याप्त नहीं था।<ref>{{cite journal|title=मेटापोंटम के हिप्पस द्वारा असंगति की खोज|author=Kurt Von Fritz|journal=The Annals of Mathematics|year=1945}}</ref> फिर भी, अनंत समुच्चय की ऐसी कोई अवधारणा नहीं थी, जिसमें गणनांक थी।


अनंत समुच्चयों को श्रेष्ठतर समझने के लिए, समुच्चय सिद्धांत के प्रवर्तक[[ जॉर्ज कैंटोर | जॉर्ज कैंटोर]] द्वारा 1880 के आसपास कार्डिनैलिटी की धारणा तैयार की गई थी। उन्होंने दो समुच्चयों को एक अद्वितीय संबंध के आधार पर दो समुच्चयों के तत्वों के मध्य प्रत्येक से अलग समानता के साथ समीकरण करने की प्रक्रिया की जांच की थी। 1891 में, कैंटर के विकर्ण तर्क के प्रकाशन के साथ उन्होंने प्रदर्शित किया कि संख्याओं के ऐसे समुच्चय हैं जिन्हें प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के साथ प्रत्येक से अलग समानता में नहीं रखा जा सकता है, अर्थात अगणनीय समुच्चय जिनमें प्राकृतिक संख्याओं के अनंत समुच्चय की तुलना में अधिक तत्व होते हैं।<ref>{{cite journal | author=Georg Cantor | title=मैनिफोल्डनेस के सिद्धांत के एक प्राथमिक प्रश्न के बारे में| journal=Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung | volume=1 | pages=75–78 | year=1891 |url=http://gdz.sub.uni-goettingen.de/pdfcache/PPN37721857X_0001/PPN37721857X_0001___LOG_0029.pdf}}</ref>
अनंत समुच्चयों को श्रेष्ठतर समझने के लिए, समुच्चय सिद्धांत के प्रवर्तक[[ जॉर्ज कैंटोर | जॉर्ज कैंटोर]] द्वारा 1880 के आसपास गणनांक की धारणा तैयार की गई थी। उन्होंने दो समुच्चयों को एक अद्वितीय संबंध के आधार पर दो समुच्चयों के तत्वों के मध्य प्रत्येक से अलग समानता के साथ समीकरण करने की प्रक्रिया की जांच की थी। 1891 में, कैंटर के विकर्ण तर्क के प्रकाशन के साथ उन्होंने प्रदर्शित किया कि संख्याओं के ऐसे समुच्चय हैं जिन्हें प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के साथ प्रत्येक से अलग समानता में नहीं रखा जा सकता है, अर्थात अगणनीय समुच्चय जिनमें प्राकृतिक संख्याओं के अनंत समुच्चय की तुलना में अधिक तत्व होते हैं।<ref>{{cite journal | author=Georg Cantor | title=मैनिफोल्डनेस के सिद्धांत के एक प्राथमिक प्रश्न के बारे में| journal=Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung | volume=1 | pages=75–78 | year=1891 |url=http://gdz.sub.uni-goettingen.de/pdfcache/PPN37721857X_0001/PPN37721857X_0001___LOG_0029.pdf}}</ref>
== समुच्चय की तुलना ==
== समुच्चय की तुलना ==
[[File:Aplicación 2 inyectiva sobreyectiva04.svg|thumb|250px|N से [[ सम संख्या ]]ओं के समुच्चय ''E'' तक विशेषण फलन। हालांकि '''' एन का एक उचित उपसमुच्चय है, दोनों समुच्चयों में समान कार्डिनैलिटी है।]]
[[File:Aplicación 2 inyectiva sobreyectiva04.svg|thumb|250px|'''N''' से[[ सम संख्या | सम संख्याओं]] के समुच्चय ''E'' तक विशेषण फलन हैं। हालांकि ''E'' '''N''' का एक उचित उपसमुच्चय है, दोनों समुच्चयों का गणनांक समान है।]]
[[File:Diagonal argument powerset svg.svg|thumb|250px|N के पास उसके [[ सत्ता स्थापित ]] ''P''(N) के समान कार्डिनैलिटी नहीं है: N से ''P''(N) तक हर फंक्शन ''f'' के लिए, समुच्चय ''T'' = {' 'n''∈N: ''n''∉''f''(''n'')} ''f'' के फंक्शन की रेंज में हर समुच्चय से असहमत हैं, इसलिए ''f'' नहीं कर सकता विशेषण हो। चित्र एक उदाहरण ''f'' और संबंधित ''T'' दिखाता है; {{color|#800000|'''red'''}}: n∈f (एन) \ टी, {{color|#000080|'''blue'''}}:n∈T\f (एन)।]]जबकि एक परिमित समुच्चय की कार्डिनैलिटी केवल उसके तत्वों की संख्या है, इस धारणा को अनंत समुच्चयों तक विस्तारित करना सामान्यतः स्वेच्छाचारी समुच्चय (जिनमें से कुछ संभवतः अनंत हैं) की तुलना की धारणा को परिभाषित करने के साथ प्रारंभ होता है।
[[File:Diagonal argument powerset svg.svg|thumb|250px|'''N''' का गणनांक उसके[[ सत्ता स्थापित | घात समुच्चय]] ''P''('''N''') के समान नहीं है: '''N''' से ''P''('''N''') तक प्रत्येक फलन ''f'' के लिए, समुच्चय ''T'' = {' 'n''∈'''''N''''': ''n''∉''f''(''n'')}, f''की सीमा में प्रत्येक समुच्चय से असहमत है, इसलिए ''f'' विशेषण नहीं हो सकता है''। चित्र एक उदाहरण f और संबंधित T दिखाता है; {{color|#800000|'''red'''}}: n∈f(n)\T, {{color|#000080|'''blue'''}}:n∈T\f(n)।'']]जबकि एक परिमित समुच्चय का गणनांक केवल उसके तत्वों की संख्या है, इस धारणा को अनंत समुच्चयों तक विस्तारित करना सामान्यतः स्वेच्छाचारी समुच्चय (जिनमें से कुछ संभवतः अनंत हैं) की तुलना की धारणा को परिभाषित करने के साथ प्रारंभ होता है।


=== परिभाषा 1: {{abs|''A''}} = {{abs|''B''}}===
=== परिभाषा 1: {{abs|''A''}} = {{abs|''B''}}===
: यदि A से B तक एक द्विभाजन (उर्फ, प्रत्येक से अलग समानता) उपस्तिथ है,<ref name=":1">{{Cite web|date=2019-12-05|title=अनंत सेट और कार्डिनैलिटी|url=https://math.libretexts.org/Bookshelves/Combinatorics_and_Discrete_Mathematics/Supplemental_Modules_for_Discrete_Math/Additional_Discrete_Topics_(Dean)/Infinite_Sets_and_Cardinality|access-date=2020-08-23|website=Mathematics LibreTexts|language=en}}</ref> तो दो समुच्चय A और B में समान कार्डिनैलिटी है, अर्थात A से B तक एक फलन  जो[[ इंजेक्शन | अंतःक्षेपक]] और[[ विशेषण ]]दोनों है। ऐसे समुच्चयों को समविभव, समान या[[ समनुक्रमिक | समसंख्यक]] कहा जाता है। इस संबंध को A ≈ B या A ~ B से भी दर्शाया जा सकता है।
: यदि A से B तक एक द्विभाजन (उर्फ, प्रत्येक से अलग समानता) उपस्तिथ है,<ref name=":1">{{Cite web|date=2019-12-05|title=अनंत सेट और कार्डिनैलिटी|url=https://math.libretexts.org/Bookshelves/Combinatorics_and_Discrete_Mathematics/Supplemental_Modules_for_Discrete_Math/Additional_Discrete_Topics_(Dean)/Infinite_Sets_and_Cardinality|access-date=2020-08-23|website=Mathematics LibreTexts|language=en}}</ref> तो दो समुच्चय A और B में समान गणनांक है, अर्थात A से B तक एक फलन  जो[[ इंजेक्शन | अंतःक्षेपक]] और[[ विशेषण ]]दोनों है। ऐसे समुच्चयों को ''समविभव'', ''समान'' या[[ समनुक्रमिक | ''समसंख्यक'']] कहा जाता है। इस संबंध को A ≈ B या A ~ B से भी दर्शाया जा सकता है।


:उदाहरण के लिए, गैर-ऋणात्मक सम संख्याओं के समुच्चय ''E'' = {0, 2, 4, 6, ...} में प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय '''N''' = {0, 1, 2, 3, ... } के समान कार्डिनैलिटी होती है, क्योंकि फलन ''f(n)'' = 2''n'' '''N''' से E की ओर एक द्विभाजन है (चित्र देखें)।
:उदाहरण के लिए, गैर-ऋणात्मक सम संख्याओं के समुच्चय ''E'' = {0, 2, 4, 6, ...} में प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय '''N''' = {0, 1, 2, 3, ... } के समान गणनांक होती है, क्योंकि फलन ''f(n)'' = 2''n'' '''N''' से E की ओर एक द्विभाजन है (चित्र देखें)।


:परिमित समुच्चय ''A'' और ''B'' के लिए, यदि ''A'' से ''B'' तक कुछ द्विभाजन प्रस्तुत है, तो ''A'' से ''B'' तक प्रत्येक अंतःक्षेपक या विशेषण फलन एक द्विभाजन है। यह अब अनंत ''A'' और ''B'' के लिए यथार्थ नहीं है। उदाहरण के लिए, ''g''(''n'') = 4''n'' द्वारा परिभाषित '''N''' से ''E'' तक फलन ''g'' अंतःक्षेपक है, लेकिन विशेषण नहीं है, और '''N''' से ''E'' तक ''h, h(n) = n - (n mod 2)''  द्वारा परिभाषित विशेषण है, लेकिन अंतःक्षेपक नहीं है। ''g'' और ''h'' दोनों में से कोई भी  {{abs|''E''}} = {{abs|'''N'''}} को चुनौती दे सकते हैं, जो कि ''f'' के अस्तित्व द्वारा स्थापित किया गया था।
:परिमित समुच्चय ''A'' और ''B'' के लिए, यदि ''A'' से ''B'' तक ''कुछ'' द्विभाजन प्रस्तुत है, तो ''A'' से ''B'' तक प्रत्येक अंतःक्षेपक या विशेषण फलन एक द्विभाजन है। यह अब अनंत ''A'' और ''B'' के लिए यथार्थ नहीं है। उदाहरण के लिए, ''g''(''n'') = 4''n'' द्वारा परिभाषित '''N''' से ''E'' तक फलन ''g'' अंतःक्षेपक है, लेकिन विशेषण नहीं है, और '''N''' से ''E'' तक ''h, h(n) = n - (n mod 2)''  द्वारा परिभाषित विशेषण है, लेकिन अंतःक्षेपक नहीं है। ''g'' और ''h'' दोनों में से कोई भी  {{abs|''E''}} = {{abs|'''N'''}} को चुनौती दे सकते हैं, जो कि ''f'' के अस्तित्व द्वारा स्थापित किया गया था।


=== परिभाषा 2: {{abs|''A''}} ≤ {{abs|''B''}}===
=== परिभाषा 2: {{abs|''A''}} ≤ {{abs|''B''}}===
: यदि ''A'' से ''B'' में कोई अंतःक्षेपक फलन प्रस्तुत है, तो ''A'' की कार्डिनैलिटी ''B'' की कार्डिनैलिटी से कम या उसके समान है।
: यदि ''A'' से ''B'' में कोई अंतःक्षेपक फलन प्रस्तुत है, तो ''A'' का गणनांक ''B'' का गणनांक से कम या उसके समान है।


=== परिभाषा 3: {{abs|''A''}} < {{abs|''B''}}===
=== परिभाषा 3: {{abs|''A''}} < {{abs|''B''}}===
: यदि ''A'' से ''B'' तक कोई विशेषण फलन है, लेकिन कोई अंतःक्षेपक फलन नहीं है, तो ''A'' की कार्डिनैलिटी ''B'' की कार्डिनैलिटी से पूर्णतः कम है।
: यदि ''A'' से ''B'' तक कोई विशेषण फलन है, लेकिन कोई अंतःक्षेपक फलन नहीं है, तो ''A'' का गणनांक ''B'' का गणनांक से पूर्णतः कम है।


:उदाहरण के लिए, सभी प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय '''N''' की कार्डिनैलिटी उसके घात समुच्चय ''P''('''N''') से पूर्णतः कम है, क्योंकि ''g''(''n'') = { ''n'' } '''N''' से ''P''('''N''') तक एक अंतःक्षेपक फलन है, और यह दिखाया जा सकता है कि '''N''' से ''P''('''N''') तक कोई भी फलन विशेषण नहीं हो सकता है (चित्र देखें)। इसी तर्क के अनुसार, '''N''' की कार्डिनैलिटी सभी[[ वास्तविक संख्या | वास्तविक संख्याओं]] के समुच्चय '''R''' की कार्डिनैलिटी से पूर्णतः कम है। प्रमाण के लिए, कैंटर का विकर्ण तर्क या कैंटर का पहला अगणनीय प्रमाण देखें।
:उदाहरण के लिए, सभी प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय '''N''' का गणनांक उसके घात समुच्चय ''P''('''N''') से पूर्णतः कम है, क्योंकि ''g''(''n'') = { ''n'' } '''N''' से ''P''('''N''') तक एक अंतःक्षेपक फलन है, और यह दिखाया जा सकता है कि '''N''' से ''P''('''N''') तक कोई भी फलन विशेषण नहीं हो सकता है (चित्र देखें)। इसी तर्क के अनुसार, '''N''' का गणनांक सभी[[ वास्तविक संख्या | वास्तविक संख्याओं]] के समुच्चय '''R''' का गणनांक से पूर्णतः कम है। प्रमाण के लिए, कैंटर का विकर्ण तर्क या कैंटर का पहला अगणनीय प्रमाण देखें।


यदि {{abs|''A''}} ≤ {{abs|''B''}} तथा {{abs|''B''}} ≤ {{abs|''A''}}, फिर {{abs|''A''}} = {{abs|''B''}} (एक तथ्य जिसे श्रोडर-बर्नस्टीन प्रमेय के नाम से जाना जाता है)। चयन का स्वयंसिद्ध इस कथन के समतुल्य है कि प्रत्येक  ''A'', ''B'' के लिए {{abs|''A''}} ≤ {{abs|''B''}} या {{abs|''B''}} ≤ {{abs|''A''}} है।<ref>{{citation | author=Friedrich M. Hartogs | author-link=Friedrich M. Hartogs | editor=Felix Klein | editor-link=Felix Klein |editor2=Walther von Dyck |editor2-link=Walther von Dyck |editor3=David Hilbert |editor3-link=David Hilbert |editor4=Otto Blumenthal |editor4-link=Otto Blumenthal | title=Über das Problem der Wohlordnung | journal=[[Mathematische Annalen]] | volume=76 | number=4 | publisher=B.&nbsp;G. Teubner | location=Leipzig | year=1915 | pages=438–443 | issn=0025-5831 |url=http://gdz.sub.uni-goettingen.de/index.php?id=11&PPN=PPN235181684_0076&DMDID=DMDLOG_0037&L=1 | doi=10.1007/bf01458215| s2cid=121598654 }}</ref><ref>{{citation | author=Felix Hausdorff | author-link=Felix Hausdorff | editor=Egbert Brieskorn | editor-link=Egbert Brieskorn |editor2=Srishti D. Chatterji| title=Grundzüge der Mengenlehre | edition=1. | publisher=Springer | location=Berlin/Heidelberg | year=2002 | pages=587 | isbn=3-540-42224-2| url=https://books.google.com/books?id=3nth_p-6DpcC|display-editors=etal}} - [https://jscholarship.library.jhu.edu/handle/1774.2/34091 Original edition (1914)]</ref>
यदि {{abs|''A''}} ≤ {{abs|''B''}} तथा {{abs|''B''}} ≤ {{abs|''A''}}, फिर {{abs|''A''}} = {{abs|''B''}} (एक तथ्य जिसे श्रोडर-बर्नस्टीन प्रमेय के नाम से जाना जाता है)। चयन का स्वयंसिद्ध इस कथन के समतुल्य है कि प्रत्येक  ''A'', ''B'' के लिए {{abs|''A''}} ≤ {{abs|''B''}} या {{abs|''B''}} ≤ {{abs|''A''}} है।<ref>{{citation | author=Friedrich M. Hartogs | author-link=Friedrich M. Hartogs | editor=Felix Klein | editor-link=Felix Klein |editor2=Walther von Dyck |editor2-link=Walther von Dyck |editor3=David Hilbert |editor3-link=David Hilbert |editor4=Otto Blumenthal |editor4-link=Otto Blumenthal | title=Über das Problem der Wohlordnung | journal=[[Mathematische Annalen]] | volume=76 | number=4 | publisher=B.&nbsp;G. Teubner | location=Leipzig | year=1915 | pages=438–443 | issn=0025-5831 |url=http://gdz.sub.uni-goettingen.de/index.php?id=11&PPN=PPN235181684_0076&DMDID=DMDLOG_0037&L=1 | doi=10.1007/bf01458215| s2cid=121598654 }}</ref><ref>{{citation | author=Felix Hausdorff | author-link=Felix Hausdorff | editor=Egbert Brieskorn | editor-link=Egbert Brieskorn |editor2=Srishti D. Chatterji| title=Grundzüge der Mengenlehre | edition=1. | publisher=Springer | location=Berlin/Heidelberg | year=2002 | pages=587 | isbn=3-540-42224-2| url=https://books.google.com/books?id=3nth_p-6DpcC|display-editors=etal}} - [https://jscholarship.library.jhu.edu/handle/1774.2/34091 Original edition (1914)]</ref>
== कार्डिनल नंबर ==
== गणनसंख्या ==
{{main article|Cardinal number}}
{{main article|गणनसंख्या }}
उपरोक्त खंड में, एक समुच्चय की कार्डिनैलिटी को फलनात्मक रूप से परिभाषित किया गया था। दूसरे शब्दों में, इसे एक विशिष्ट वस्तु के रूप में परिभाषित नहीं किया गया था। हालाँकि, ऐसी वस्तु को निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है।


समान कार्डिनैलिटी होने के संबंध को [[ समरूपता ]] कहा जाता है, और यह सभी समुच्चयों के वर्ग (समुच्चय थ्योरी) पर एक [[ तुल्यता संबंध ]] है। इस संबंध के तहत एक समुच्चय ए के समकक्ष वर्ग में, उन सभी समुच्चयों का समावेश होता है जिनकी कार्डिनैलिटी ए के समान होती है। समुच्चय की कार्डिनैलिटी को परिभाषित करने के दो तरीके हैं:
उपरोक्त खंड में, एक समुच्चय के गणनांक को फलनात्मक रूप से परिभाषित किया गया था। दूसरे शब्दों में, इसे एक विशिष्ट वस्तु के रूप में परिभाषित नहीं किया गया था। हालाँकि, ऐसी वस्तु को निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है।


# समुच्चय A की कार्डिनैलिटी को समनुक्रमिकता के तहत इसके [[ तुल्यता वर्ग ]] के रूप में परिभाषित किया गया है।
समान गणनांक होने के संबंध को[[ समरूपता | समसंख्याकता]] कहा जाता है, और यह सभी समुच्चयों के वर्ग (समुच्चय थ्योरी) पर एक[[ तुल्यता संबंध | समतुल्यता संबंध]] है। इस संबंध के अंतर्गत समुच्चय ''A'' के समतुल्य वर्ग में वे सभी समुच्चय सम्मिलित होते हैं जिनका गणनांक ''A'' के समान होता है। समुच्चय के गणनांक को परिभाषित करने के दो प्रकार हैं:
# एक [[ प्रतिनिधि (गणित) ]] समुच्चय को प्रत्येक समकक्ष वर्ग के लिए नामित किया गया है। सबसे आम पसंद [[ वॉन न्यूमैन कार्डिनल असाइनमेंट ]] है। इसे सामान्यतः [[ स्वयंसिद्ध सेट सिद्धांत | स्वयंसिद्ध समुच्चय सिद्धांत]]  में कार्डिनल नंबर की परिभाषा के रूप में लिया जाता है।


पसंद के स्वयंसिद्ध को मानते हुए, अनंत समुच्चयों की कार्डिनैलिटी को निरूपित किया जाता है
# किसी समुच्चय ''A'' के गणनांक को समसंख्यता के अंतर्गत उसके[[ तुल्यता वर्ग ]] के रूप में परिभाषित किया गया है।
# प्रत्येक समतुल्य वर्ग के लिए एक प्रतिनिधि समुच्चय निर्दिष्ट किया गया है। सबसे सामान्य विकल्प उस कक्षा में प्रारंभिक क्रमसूचक है। इसे सामान्यतः[[ स्वयंसिद्ध सेट सिद्धांत | स्वयंसिद्ध समुच्चय सिद्धांत]] में गणनसंख्या की परिभाषा के रूप में लिया जाता है।
 
चयन के स्वयंसिद्ध को मानते हुए, अनंत समुच्चयों का गणनांक को दर्शाया गया है
:<math>\aleph_0 < \aleph_1 < \aleph_2 < \ldots . </math>
:<math>\aleph_0 < \aleph_1 < \aleph_2 < \ldots . </math>
प्रत्येक सामान्य संख्या के लिए <math>\alpha</math>, <math>\aleph_{\alpha + 1}</math> से कम से कम कार्डिनल संख्या है <math>\aleph_\alpha</math>.
प्रत्येक क्रमसूचक <math>\alpha</math> के लिए, <math>\aleph_{\alpha + 1}</math> <math>\aleph_\alpha</math>से बड़ी सबसे छोटी गणनसंख्या है।


[[ प्राकृतिक संख्या ]]ओं की कार्डिनैलिटी को [[ अलेफ नंबर ]] | एलेफ-नल (<math>\aleph_0</math>), जबकि वास्तविक संख्याओं की कार्डिनैलिटी को द्वारा निरूपित किया जाता है<math>\mathfrak c</math>(एक लोअरकेस फ्रैक्टूर (स्क्रिप्ट) सी), और इसे [[ सातत्य की कार्डिनैलिटी ]] के रूप में भी जाना जाता है। कैंटर ने कैंटर के विकर्ण तर्क का उपयोग करते हुए दिखाया कि <math>{\mathfrak c} >\aleph_0</math>. हम दिखा सकते हैं कि <math>\mathfrak c = 2^{\aleph_0}</math>, यह प्राकृत संख्याओं के सभी उपसमुच्चयों के समुच्चय की प्रमुखता भी है।
[[ प्राकृतिक संख्या |प्राकृतिक संख्याओं]] का गणनांक को एलेफ-नल (<math>\aleph_0</math>) द्वारा दर्शाया जाता है, जबकि वास्तविक संख्याओं का गणनांक को <math>\mathfrak c</math> (एक लोअरकेस फ्रैक्टूर आलेख <nowiki>''c''</nowiki>) द्वारा दर्शाया जाता है, और इसे[[ सातत्य की कार्डिनैलिटी | सांतत्यक के गणनांक]] के रूप में भी जाना जाता है। कैंटर के विकर्ण तर्क का उपयोग <math>{\mathfrak c} >\aleph_0</math> दिखाया गया है। हम दिखा सकते हैं कि <math>\mathfrak c = 2^{\aleph_0}</math>, यह प्राकृत संख्याओं के सभी उपसमुच्चयों के समुच्चय का गणनांक भी है।


सातत्य परिकल्पना कहती है कि <math>\aleph_1 = 2^{\aleph_0}</math>, अर्थात। <math>2^{\aleph_0}</math> से बड़ी सबसे छोटी कार्डिनल संख्या है <math>\aleph_0</math>, यानी ऐसा कोई समुच्चय नहीं है जिसकी कार्डिनैलिटी पूर्णांकों और वास्तविक संख्याओं के मध्य सख्ती से हो। निरंतरता परिकल्पना ज़र्मेलो-फ्रेंकेल समुच्चय सिद्धांत की [[ स्वतंत्रता (गणितीय तर्क) ]] पसंद के स्वयंसिद्ध के साथ है, समुच्चय सिद्धांत का एक मानक स्वयंसिद्धकरण; अर्थात्, ZFC से सातत्य परिकल्पना या इसके निषेध को सिद्ध करना असंभव है - बशर्ते कि ZFC संगत हो। अधिक विवरण के लिए, कार्डिनैलिटी#कार्डिनैलिटी ऑफ़ द कॉन्टिनम|§ नीचे दिए गए कॉन्टिनम की कार्डिनैलिटी देखें।<ref>{{Cite journal
सातत्य परिकल्पना कहती है कि <math>\aleph_1 = 2^{\aleph_0}</math>, अर्थात <math>2^{\aleph_0}</math> <math>\aleph_0</math> से बड़ी सबसे छोटी गणनसंख्या है, अर्थात ऐसा कोई समुच्चय नहीं है जिसका गणनांक पूर्णांकों और वास्तविक संख्याओं के मध्य है। सांतत्यक परिकल्पना ZFC से स्वतंत्र है, जो समुच्चय सिद्धांत का एक मानक स्वयंसिद्धकरण है; अर्थात्, ZFC से सातत्य परिकल्पना या उसके निषेध को सिद्ध करना असंभव है - परंतु ZFC संगत है। अधिक विवरण के लिए, नीचे § सातत्य का गणनांक देखें।<ref>{{Cite journal
  | first = Paul J. | last = Cohen
  | first = Paul J. | last = Cohen
  | title = सातत्य परिकल्पना की स्वतंत्रता| journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
  | title = सातत्य परिकल्पना की स्वतंत्रता| journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
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  | doi-access = free
  | doi-access = free
  }}</ref><ref>{{Citation|first=R|last=Penrose|author-link=Roger Penrose|title=The Road to Reality: A Complete guide to the Laws of the Universe|publisher=Vintage Books|year=2005|isbn=0-09-944068-7}}</ref>
  }}</ref><ref>{{Citation|first=R|last=Penrose|author-link=Roger Penrose|title=The Road to Reality: A Complete guide to the Laws of the Universe|publisher=Vintage Books|year=2005|isbn=0-09-944068-7}}</ref>
==परिमित, गणनीय और बेशुमार समुच्चय ==
==परिमित, गणनीय और अगणनीय समुच्चय ==
यदि पसंद का स्वयंसिद्ध धारण करता है, तो [[ ट्राइकोटॉमी (गणित) ]] कार्डिनैलिटी के लिए है। इस प्रकार हम निम्नलिखित परिभाषाएँ बना सकते हैं:
यदि चयन का स्वयंसिद्ध मान्य है, तो [[त्रिभाजन]] का नियम गणनांक के लिए मान्य है। इस प्रकार हम निम्नलिखित परिभाषाएँ बना सकते हैं:


*कोई भी समुच्चय X जिसकी कार्डिनैलिटी प्राकृत संख्याओं से कम है, या | X | < | 'N' |, एक परिमित समुच्चय कहा जाता है।
*प्राकृतिक संख्याओं या | X | < | '''N''' | से कम गणनांक वाला कोई भी समुच्चय ''X'', एक परिमित समुच्चय कहा जाता है।
*कोई भी समुच्चय X जिसमें प्राकृत संख्याओं के समुच्चय के समान कार्डिनैलिटी हो, या | X | = | 'एन' | = <math>\aleph_0</math>, को एक अनंत अनंत समुच्चय कहा जाता है।<ref name=":1" />*कोई भी समुच्चय X जिसकी कार्डिनैलिटी प्राकृत संख्याओं से अधिक है, या | X | > | 'एन' |, उदाहरण के लिए | 'आर' | = <math>\mathfrak c </math> > | N |, को बेशुमार समुच्चय कहा जाता है।
*कोई भी समुच्चय ''X'' जिसमें प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के समान गणनांक है, या | X | = | '''N''' | = <math>\aleph_0</math>, एक गणनीय अनंत समुच्चय कहा जाता है।<ref name=":1" />
*प्राकृतिक संख्याओं से अधिक गणनांक वाला कोई भी समुच्चय ''X'', या | X | > | '''N''' |, उदाहरण के लिए | '''R''' | = c> | '''N''' |, को अगणनीय कहा जाता है।


== अनंत समुच्चय ==
== अनंत समुच्चय ==
परिमित समुच्चयों से प्राप्त हमारा अंतर्ज्ञान अनंत समुच्चयों के साथ व्यवहार करते समय टूट जाता है। उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में जॉर्ज कैंटर, [[ थैंक गॉड फ्रीज ]], [[ रिचर्ड डेडेकिंड ]] और अन्य ने इस विचार को खारिज कर दिया कि पूरे हिस्से के आकार के समान नहीं हो सकते।<ref name="Cantor.1932">{{citation | author=Georg Cantor | title=Mitteilungen zur Lehre vom Transfiniten |journal=[[Zeitschrift für Philosophie und philosophische Kritik]]| volume=91 |pages=81–125 |year=1887 }}<BR>Reprinted in: {{citation | author=Georg Cantor |editor1=Adolf Fraenkel (Lebenslauf) |editor2=Ernst Zermelo | title=Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts| publisher= Springer | location=Berlin | year=1932 | pages=378–439 | url=http://gdz.sub.uni-goettingen.de/dms/load/img/?PPN=PPN237853094&DMDID=DMDLOG_0060}} Here: p.413 bottom</ref>{{citation needed|reason=Give more early references by Frege, Dedekind, and others. There might also be an earlier reference by Cantor?|date=November 2019}} इसका एक उदाहरण ग्रैंड होटल के हिल्बर्ट का विरोधाभास है।
उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में जॉर्ज कैंटर, [[ थैंक गॉड फ्रीज |थैंक गॉड फ्रीज]], [[ रिचर्ड डेडेकिंड |रिचर्ड डेडेकिंड]] और अन्य ने इस विचार को अस्वीकृत कर दिया कि पूरे भाग के आकार के समान नहीं हो सकता है।<ref name="Cantor.1932">{{citation | author=Georg Cantor | title=Mitteilungen zur Lehre vom Transfiniten |journal=[[Zeitschrift für Philosophie und philosophische Kritik]]| volume=91 |pages=81–125 |year=1887 }}<BR>Reprinted in: {{citation | author=Georg Cantor |editor1=Adolf Fraenkel (Lebenslauf) |editor2=Ernst Zermelo | title=Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts| publisher= Springer | location=Berlin | year=1932 | pages=378–439 | url=http://gdz.sub.uni-goettingen.de/dms/load/img/?PPN=PPN237853094&DMDID=DMDLOG_0060}} Here: p.413 bottom</ref>{{citation needed|reason=Give more early references by Frege, Dedekind, and others. There might also be an earlier reference by Cantor?|date=November 2019}} इसका एक उदाहरण हिल्बर्ट का ग्रैंड होटल का विरोधाभास है। वास्तव में, डेडेकाइंड ने एक अनंत समुच्चय को एक ऐसे रूप में परिभाषित किया है जिसे एक यथार्थ उपसमुच्चय के साथ प्रत्येक से अलग समतुल्यता में रखा जा सकता है (अर्थात, कैंटर के अर्थ में समान आकार वाला); अनंत की इस धारणा को[[ डेडेकाइंड अनंत ]]कहा जाता है। कैंटर ने गणनसंख्या को प्रस्तावित किया, और दिखाया- आकार की उनकी द्विभाजन-आधारित परिभाषा के अनुसार- कि कुछ अनंत समुच्चय दूसरों की तुलना में अधिक हैं। सबसे छोटी अनंत गणनांक प्राकृतिक संख्या (<math>\aleph_0</math>) की है।
दरअसल, डेडेकाइंड ने एक अनंत समुच्चय को एक के रूप में परिभाषित किया है जिसे एक सख्त उपसमुच्चय के साथ एक-से-एक पत्राचार में रखा जा सकता है (अर्थात, कैंटर के अर्थ में समान आकार वाला); अनंत की इस धारणा को [[ डेडेकाइंड अनंत ]] कहा जाता है। कैंटर ने कार्डिनल नंबरों को पेश किया, और दिखाया- आकार की उनकी द्विभाजन-आधारित परिभाषा के अनुसार- कि कुछ अनंत समुच्चय दूसरों की तुलना में बड़े हैं। सबसे छोटी अनंत कार्डिनैलिटी प्राकृतिक संख्याओं की है (<math>\aleph_0</math>).
 
=== सातत्य का गणनांक ===
{{main article|सातत्य का गणनांक}}


=== सातत्य की कार्डिनैलिटी ===
कैंटर के सबसे महत्वपूर्ण परिणामों में से एक यह था कि सातत्य (<math>\mathfrak{c}</math>) का गणनांक प्राकृतिक संख्याओं (<math>\aleph_0</math>) से अधिक है; अर्थात्, प्राकृतिक संख्याएँ '''N''' की तुलना में अधिक वास्तविक संख्याएँ '''R''' हैं। अर्थात्, कैंटर ने दिखाया कि <math>\mathfrak{c} = 2^{\aleph_0} = \beth_1</math> (बेथ एक देखें) संतुष्ट करता है:
{{main article|Cardinality of the continuum}}
कैंटर के सबसे महत्वपूर्ण परिणामों में से एक यह था कि सातत्य की प्रमुखता (<math>\mathfrak{c}</math>) प्राकृत संख्याओं से अधिक है (<math>\aleph_0</math>); अर्थात्, प्राकृत संख्याओं N से अधिक वास्तविक संख्याएँ R हैं। अर्थात्, कैंटर ने दिखाया कि <math>\mathfrak{c} = 2^{\aleph_0} = \beth_1</math> (बेथ नंबर देखें#बेथ वन) संतुष्ट करता है:
:<math>2^{\aleph_0} > \aleph_0</math>
:<math>2^{\aleph_0} > \aleph_0</math>
:(कैंटोर का विकर्ण तर्क या कैंटर का पहला बेशुमार प्रमाण देखें)।
:(कैंटर का विकर्ण तर्क या कैंटर का पहला अगणनीय प्रमाण देखें)।


सातत्य परिकल्पना में कहा गया है कि वास्तविक संख्याओं की कार्डिनैलिटी और प्राकृतिक संख्याओं की कार्डिनैलिटी के मध्य कोई कार्डिनल संख्या नहीं है, अर्थात,
सातत्य परिकल्पना बताती है कि वास्तविक संख्याओं का गणनांक और प्राकृतिक संख्याओं के गणनांक के मध्य कोई गणनसंख्या नहीं है, अर्थात,
:<math>2^{\aleph_0} = \aleph_1</math>
:<math>2^{\aleph_0} = \aleph_1</math>
हालाँकि, इस परिकल्पना को व्यापक रूप से स्वीकृत [[ ZFC ]] स्वयंसिद्ध समुच्चय सिद्धांत के भीतर न तो सिद्ध किया जा सकता है और न ही अस्वीकृत किया जा सकता है, यदि ZFC सुसंगत है।
हालाँकि, यदि[[ ZFC ]]सुसंगत है, तो इस परिकल्पना को व्यापक रूप से स्वीकृत ZFC स्वयंसिद्ध समुच्चय सिद्धांत के अंतर्गत न तो सिद्ध किया जा सकता है और न ही अस्वीकृत किया जा सकता है।


कार्डिनल अंकगणित का उपयोग न केवल यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि एक [[ वास्तविक संख्या रेखा ]] में बिंदुओं की संख्या उस रेखा के किसी भी [[ रेखा खंड ]] में बिंदुओं की संख्या के समान होती है, बल्कि यह कि यह एक समतल पर बिंदुओं की संख्या के समान है और वास्तव में , किसी भी परिमित-आयामी स्थान में। ये परिणाम अत्यधिक प्रतिकूल हैं, क्योंकि उनका अर्थ है कि अनंत समुच्चय एस के उचित उपसमुच्चय और [[ उचित सुपरसेट | उचित सुपरसमुच्चय]] मौजूद हैं, जिनका आकार एस के समान है, हालांकि एस में ऐसे तत्व शामिल हैं जो इसके उपसमुच्चय से संबंधित नहीं हैं, और एस के सुपरसमुच्चय में ऐसे तत्व होते हैं जो इसमें शामिल नहीं हैं।
कार्डिनल अंकगणित का उपयोग न केवल यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि[[ वास्तविक संख्या रेखा ]]में बिंदुओं की संख्या उस रेखा के किसी भी[[ रेखा खंड | खंड]] में बिंदुओं की संख्या के समान है, लेकिन यह एक समतल पर और वास्तव में, किसी भी परिमित-विमीय समष्टि में बिंदुओं की संख्या के समान है। यह परिणाम अत्यधिक प्रतिकूल हैं, क्योंकि उनका तात्पर्य यह है कि अनंत समुच्चय ''S'' के उचित उपसमुच्चय और[[ उचित सुपरसेट | उचित अधिसमुच्चय]] उपस्थित हैं, जिनका आकार ''S'' के समान है, हालांकि ''S'' में ऐसे तत्व सम्मिलित हैं जो इसके उपसमुच्चय से संबंधित नहीं हैं, और ''S'' के अधिसमुच्चय में ऐसे तत्व सम्मिलित हैं जो इसमें सम्मिलित नहीं हैं।


इनमें से पहला परिणाम, उदाहरण के लिए, स्पर्शरेखा फलन पर विचार करके स्पष्ट होता है, जो [[ अंतराल (गणित) ]] (-½π, ½π) और 'आर' के मध्य एक-से-एक पत्राचार प्रदान करता है (हिल्बर्ट के ग्रैंड के विरोधाभास को भी देखें) होटल)।
इनमें से पहला परिणाम, उदाहरण के लिए, स्पर्शरेखा फलन पर विचार करके स्पष्ट होता है, जो [[ अंतराल (गणित) |अंतराल]] (-½π, ½π) और '''R''' के मध्य प्रत्येक से अलग समतुल्यता प्रदान करता है (ग्रैंड होटल के हिल्बर्ट विरोधाभास भी देखें) होटल)।


दूसरा परिणाम पहली बार 1878 में कैंटर द्वारा प्रदर्शित किया गया था, लेकिन यह 1890 में और अधिक स्पष्ट हो गया, जब [[ ग्यूसेप पीनो ]] ने अंतरिक्ष-भरने वाले घटता, घुमावदार रेखाएं पेश कीं जो किसी भी वर्ग, या घन, या [[ अतिविम ]] को भरने के लिए पर्याप्त मोड़ और मोड़ देती हैं। या परिमित-आयामी स्थान। ये वक्र प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं हैं कि एक रेखा में परिमित-आयामी स्थान के समान अंक होते हैं, लेकिन इनका उपयोग अंतरिक्ष-भरने वाले वक्र को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है # प्रमाण है कि एक वर्ग और उसके पक्ष में समान अंक होते हैं।
दूसरा परिणाम पहली बार 1878 में कैंटर द्वारा प्रदर्शित किया गया था, लेकिन यह 1890 में और अधिक स्पष्ट हो गया, जब[[ ग्यूसेप पीनो ]]ने समष्टि-भरण वक्र, वक्र रेखाएं प्रस्तावित कीं जो किसी भी वर्ग, या घन, या [[ अतिविम |अतिविम]] या परिमित-आयामी समष्टि को भरने के लिए पर्याप्त रूप से मुड़ती और घूमती हैं। ये वक्र इस बात का प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं हैं कि एक रेखा में परिमित-आयामी समष्टि के समान बिंदुओं की संख्या होती है, लेकिन इनका उपयोग इस तरह का प्रमाण प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।


कैंटर ने यह भी दिखाया कि कार्डिनैलिटी वाले समुच्चय सख्ती से से अधिक हैं <math>\mathfrak c</math> मौजूद हैं (उनके कैंटर के विकर्ण तर्क # सामान्य समुच्चय और कैंटर के प्रमेय देखें)। उनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए:
कैंटर ने यह भी दिखाया कि <math>\mathfrak c</math> से अधिक गणनांक वाले समुच्चय प्रस्तुत हैं (उनके सामान्यीकृत विकर्ण तर्क और प्रमेय देखें)। उनमें सम्मिलित हैं, उदाहरण के लिए:


:* R के सभी उपसमुच्चय का समुच्चय, अर्थात, R का घात समुच्चय, लिखा हुआ ''P''(R) या 2<sup>आर</sup>
:* '''R''' के सभी उपसमुच्चयों का समुच्चय, अर्थात, '''R''' का घात समुच्चय, ''P''('''R''') या 2<sup>'''R'''</sup> लिखा जाता है
:* समुच्चय आर<sup>R</sup> R से R . तक सभी फलनों का
:* '''R''' से '''R''' तक सभी फलनों का समुच्चय '''R<sup>R</sup>'''


दोनों में कार्डिनैलिटी है
दोनों में गणनांक है
:<math>2^\mathfrak {c} = \beth_2 > \mathfrak c </math>
:<math>2^\mathfrak {c} = \beth_2 > \mathfrak c </math>
:(बेथ संख्या#बेथ दो देखें)।
:(बेथ दो देखें)।


निरंतरता की कार्डिनैलिटी#कार्डिनल समानताएं <math>\mathfrak{c}^2 = \mathfrak{c},</math> <math>\mathfrak c^{\aleph_0} = \mathfrak c,</math> तथा <math>\mathfrak c ^{\mathfrak c} = 2^{\mathfrak c}</math> कार्डिनल अंकगणित का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है:
प्रमुख समानताएं <math>\mathfrak{c}^2 = \mathfrak{c},</math> <math>\mathfrak c^{\aleph_0} = \mathfrak c,</math> और <math>\mathfrak c ^{\mathfrak c} = 2^{\mathfrak c}</math> को गणनांक अंकगणित का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है:
:<math>\mathfrak{c}^2 = \left(2^{\aleph_0}\right)^2 = 2^{2\times{\aleph_0}} = 2^{\aleph_0} = \mathfrak{c},</math>
:<math>\mathfrak{c}^2 = \left(2^{\aleph_0}\right)^2 = 2^{2\times{\aleph_0}} = 2^{\aleph_0} = \mathfrak{c},</math>
:<math>\mathfrak c^{\aleph_0} = \left(2^{\aleph_0}\right)^{\aleph_0} = 2^{{\aleph_0}\times{\aleph_0}} = 2^{\aleph_0} = \mathfrak{c},</math>
:<math>\mathfrak c^{\aleph_0} = \left(2^{\aleph_0}\right)^{\aleph_0} = 2^{{\aleph_0}\times{\aleph_0}} = 2^{\aleph_0} = \mathfrak{c},</math>
:<math> \mathfrak c ^{\mathfrak c} = \left(2^{\aleph_0}\right)^{\mathfrak c} = 2^{\mathfrak c\times\aleph_0} = 2^{\mathfrak c}.</math>
:<math> \mathfrak c ^{\mathfrak c} = \left(2^{\aleph_0}\right)^{\mathfrak c} = 2^{\mathfrak c\times\aleph_0} = 2^{\mathfrak c}.</math>
==उदाहरण और गुण ==
==उदाहरण और गुण ==
* यदि एक्स = {, बी, सी} और वाई = {सेब, संतरे, आड़ू}, जहां , बी, और सी अलग हैं, तो | X | = | यू| क्योंकि {(, सेब), (बी, संतरे), (सी, आड़ू)} समुच्चय एक्स और वाई के मध्य एक द्विभाजन है। एक्स और वाई में से प्रत्येक की कार्डिनैलिटी 3 है।
* यदि ''X'' = {''a'', ''b'', ''c''} और ''Y'' = {सेब, संतरे, आड़ू}, जहां ''a'', ''b'', और ''c'' भिन्न हैं, तो | X | = | ''Y'' | क्योंकि {(''a'', सेब), (''b'', संतरे), (''c'', आड़ू)} समुच्चय ''X'' और ''Y'' के मध्य एक द्विभाजन है। ''X'' और ''Y'' में से प्रत्येक का गणनांक 3 है।
* अगर | X | | Y |, तब Z का अस्तित्व इस प्रकार है कि | X | = | Z | और जेड वाई।
* अगर | X | | Y |, तो ''Z'' का अस्तित्व इस प्रकार है कि | X | = | Z | और ''Z'' ⊆ ''Y''।
*अगर | X | | यू| और | यू| | एक्स |, फिर | X | = | यू|. यह अनंत कार्डिनल्स के लिए भी मान्य है, और इसे कैंटर-बर्नस्टीन-श्रोएडर प्रमेय के रूप में जाना जाता है।
*अगर | ''X'' | | ''Y'' | और | ''Y'' | | ''X'' |, फिर | ''X'' | = | ''Y'' | है। यह अनंत प्रमुख के लिए भी मान्य है, और इसे कैंटर-बर्नस्टीन-श्रोएडर प्रमेय के रूप में जाना जाता है।
* सातत्य की प्रधानता# सातत्य की प्रधानता के साथ समुच्चय में सभी वास्तविक संख्याओं का समुच्चय, सभी अपरिमेय संख्याओं का समुच्चय और अंतराल शामिल है <math>[0, 1]</math>.
* सातत्य का गणनांक वाले समुच्चय में सभी वास्तविक संख्याओं का समुच्चय, सभी अपरिमेय संख्याओं का समुच्चय और अंतराल <math>[0, 1]</math> सम्मिलित है।


==संघ और चौराहा ==
==संयोग और प्रतिच्छेदन ==


यदि A और B असंयुक्त समुच्चय हैं, तो
यदि ''A'' और ''B'' असंयुक्त समुच्चय हैं, तो
:<math>\left\vert A \cup B \right\vert = \left\vert A \right\vert + \left\vert B \right\vert.</math>
:<math>\left\vert A \cup B \right\vert = \left\vert A \right\vert + \left\vert B \right\vert.</math>
इससे, कोई यह दिखा सकता है कि सामान्य तौर पर, संघ (समुच्चय थ्योरी) और इंटरसेक्शन (समुच्चय थ्योरी) की कार्डिनैलिटी निम्नलिखित समीकरण से संबंधित हैं:<ref>Applied Abstract Algebra, K.H. Kim, F.W. Roush, Ellis Horwood Series, 1983, {{ISBN|0-85312-612-7}} (student edition), {{ISBN|0-85312-563-5}} (library edition)</ref>
इससे, कोई यह दिखा सकता है कि सामान्य रूप में, संयोग और प्रतिच्छेदन का गणनांक निम्नलिखित समीकरण से संबंधित हैं:<ref>Applied Abstract Algebra, K.H. Kim, F.W. Roush, Ellis Horwood Series, 1983, {{ISBN|0-85312-612-7}} (student edition), {{ISBN|0-85312-563-5}} (library edition)</ref>
:<math> \left\vert C \cup D \right\vert + \left\vert C \cap D \right\vert = \left\vert C \right\vert + \left\vert D \right\vert.</math>
:<math> \left\vert C \cup D \right\vert + \left\vert C \cap D \right\vert = \left\vert C \right\vert + \left\vert D \right\vert.</math>
==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
* अलेफ नंबर
* [[अलेफ संख्या]]
*[[ बेथ नंबर ]]
*[[ बेथ नंबर | बेथ संख्या]]
*कैंटोर का विरोधाभास
*[[कैंटोर का विरोधाभास]]
* कैंटर की प्रमेय
* [[कैंटर का प्रमेय]]
* [[ गणनीय सेट | गणनीय समुच्चय]]
* [[ गणनीय सेट |गणनीय समुच्चय]]
*[[ गिनती ]]
*[[ गिनती |गणना]]
*साधारणता
*[[साधारणता]]
*कबूतर सिद्धांत
*[[कोष्ठ सिद्धांत]]
==संदर्भ==
==संदर्भ==
{{reflist}}
{{reflist}}

Revision as of 15:37, 26 July 2023

सभी सैद्धांतिक ठोसों के समुच्चय में 5 तत्व होते हैं। इस प्रकार का गणनांक 5 या, प्रतीकों में, है।

गणित में, किसी समुच्चय का गणनांक समुच्चय के तत्वों की संख्या का माप है। उदाहरण के लिए, समुच्चय में 3 तत्व हैं, और इसलिए का गणनांक 3 है। 19वीं सदी के अंत में आरंभ करते हुए, इस अवधारणा को अनंत समुच्चयों के लिए सामान्यीकृत किया गया था, जो किसी को विभिन्न प्रकार के अनंत के मध्य अंतर करने और उन पर अंकगणित करने की अनुमति देता है। गणनांक के दो दृष्टिकोण हैं: एक जोद्विभाजन और अंतःक्षेपक का उपयोग करके स्पष्ट रुप से समुच्चयों की तुलना करता है, और दूसरा जो गणन संख्या का उपयोग करता है।[1] किसी समुच्चय का गणनांक को उसका आकार भी कहा जाता है, जब आकार की अन्य धारणाओं के साथ कोई भ्रम संभव नहीं होता है।[2]

समुच्चय का गणनांक को सामान्यतः दर्शाया जाता है, जिसमें प्रत्येक तरफ एक ऊर्ध्वाधर पट्टी होती है;[3] यह निरपेक्ष मूल्य के समान ही संकेतन है, और अर्थ संदर्भ पर निर्भर करता है। समुच्चय का गणनांक को वैकल्पिक रूप से , , या द्वारा दर्शाया जा सकता है।

इतिहास

गणनांक की एक अपरिष्कृत भावना, एक जानकारी है कि वस्तु या घटनाओं के समूह की तुलना अन्य समूहों से अधिक, जिसमें अधिक, कम, या समान संख्या में उदाहरणों के द्वारा की जाती है, वर्तमान समय की विभिन्न पशु प्रजातियों में देखा गया है, जो लाखों साल पहले एक उत्पत्ति का सुझाव देता है।[4] गणनांक की मानवीय अभिव्यक्ति 40000 साल पहले देखी गई थी, जिसमें एक समूह के आकार को अभिलिखित नौच के समूह, या अन्य वस्तु के प्रतिनिधि संग्रह, जैसे कि छड़ी और सीपियाँ के साथ समान किया गया था।[5] एक संख्या के रूप में गणनांक की अमूर्तता 3000 ईसा पूर्व से सुमेरियन गणित में और वस्तु या घटनाओं के एक विशिष्ट समूह के संदर्भ के बिना संख्याओं के प्रहस्तन में स्पष्ट है।[6]

छठी शताब्दी ईसा पूर्व से, ग्रीक दार्शनिकों के लेखन अनंत समुच्चयों का गणनांक का पहला संकेत मिलता है। जबकि वे अनंत की धारणा को क्रियाओं की एक अंतहीन श्रृंखला के रूप में मानते थे, जैसे कि किसी संख्या में बार-बार 1 जोड़ना, उन्होंने संख्याओं के अनंत समुच्चय के आकार को एक वस्तु नहीं माना है।[7] अनंत की प्राचीन यूनानी धारणा ने वस्तु को बिना किसी सीमा के दोहराए गए भागों में विभाजित करने पर भी विचार किया गया था। यूक्लिड के तत्वों में, अनुरूपता को दो रेखा खंडों, a और b की लंबाई की अनुपात के रूप में तुलना करने की क्षमता के रूप में वर्णित किया गया था, जब तक एक तीसरा खंड था, चाहे वह कितना भी छोटा क्यों न हो, उसे a और b दोनों में एक से दूसरे अंत तक कई बार रखा जा सकता था। अपरिमेय संख्या के अनवेषण के साथ, यह देखा गया कि सभी परिमेय संख्याओं का अनंत समुच्चय भी प्रत्येक संभावित रेखाखंड की लंबाई का वर्णन करने के लिए पर्याप्त नहीं था।[8] फिर भी, अनंत समुच्चय की ऐसी कोई अवधारणा नहीं थी, जिसमें गणनांक थी।

अनंत समुच्चयों को श्रेष्ठतर समझने के लिए, समुच्चय सिद्धांत के प्रवर्तक जॉर्ज कैंटोर द्वारा 1880 के आसपास गणनांक की धारणा तैयार की गई थी। उन्होंने दो समुच्चयों को एक अद्वितीय संबंध के आधार पर दो समुच्चयों के तत्वों के मध्य प्रत्येक से अलग समानता के साथ समीकरण करने की प्रक्रिया की जांच की थी। 1891 में, कैंटर के विकर्ण तर्क के प्रकाशन के साथ उन्होंने प्रदर्शित किया कि संख्याओं के ऐसे समुच्चय हैं जिन्हें प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के साथ प्रत्येक से अलग समानता में नहीं रखा जा सकता है, अर्थात अगणनीय समुच्चय जिनमें प्राकृतिक संख्याओं के अनंत समुच्चय की तुलना में अधिक तत्व होते हैं।[9]

समुच्चय की तुलना

N से सम संख्याओं के समुच्चय E तक विशेषण फलन हैं। हालांकि E N का एक उचित उपसमुच्चय है, दोनों समुच्चयों का गणनांक समान है।
N का गणनांक उसके घात समुच्चय P(N) के समान नहीं है: N से P(N) तक प्रत्येक फलन f के लिए, समुच्चय T = {' 'nN: nf(n)}, fकी सीमा में प्रत्येक समुच्चय से असहमत है, इसलिए f विशेषण नहीं हो सकता है। चित्र एक उदाहरण f और संबंधित T दिखाता है; red: n∈f(n)\T, blue:n∈T\f(n)।

जबकि एक परिमित समुच्चय का गणनांक केवल उसके तत्वों की संख्या है, इस धारणा को अनंत समुच्चयों तक विस्तारित करना सामान्यतः स्वेच्छाचारी समुच्चय (जिनमें से कुछ संभवतः अनंत हैं) की तुलना की धारणा को परिभाषित करने के साथ प्रारंभ होता है।

परिभाषा 1: |A| = |B|

यदि A से B तक एक द्विभाजन (उर्फ, प्रत्येक से अलग समानता) उपस्तिथ है,[10] तो दो समुच्चय A और B में समान गणनांक है, अर्थात A से B तक एक फलन जो अंतःक्षेपक औरविशेषण दोनों है। ऐसे समुच्चयों को समविभव, समान या समसंख्यक कहा जाता है। इस संबंध को A ≈ B या A ~ B से भी दर्शाया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, गैर-ऋणात्मक सम संख्याओं के समुच्चय E = {0, 2, 4, 6, ...} में प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय N = {0, 1, 2, 3, ... } के समान गणनांक होती है, क्योंकि फलन f(n) = 2n N से E की ओर एक द्विभाजन है (चित्र देखें)।
परिमित समुच्चय A और B के लिए, यदि A से B तक कुछ द्विभाजन प्रस्तुत है, तो A से B तक प्रत्येक अंतःक्षेपक या विशेषण फलन एक द्विभाजन है। यह अब अनंत A और B के लिए यथार्थ नहीं है। उदाहरण के लिए, g(n) = 4n द्वारा परिभाषित N से E तक फलन g अंतःक्षेपक है, लेकिन विशेषण नहीं है, और N से E तक h, h(n) = n - (n mod 2) द्वारा परिभाषित विशेषण है, लेकिन अंतःक्षेपक नहीं है। g और h दोनों में से कोई भी |E| = |N| को चुनौती दे सकते हैं, जो कि f के अस्तित्व द्वारा स्थापित किया गया था।

परिभाषा 2: |A| ≤ |B|

यदि A से B में कोई अंतःक्षेपक फलन प्रस्तुत है, तो A का गणनांक B का गणनांक से कम या उसके समान है।

परिभाषा 3: |A| < |B|

यदि A से B तक कोई विशेषण फलन है, लेकिन कोई अंतःक्षेपक फलन नहीं है, तो A का गणनांक B का गणनांक से पूर्णतः कम है।
उदाहरण के लिए, सभी प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय N का गणनांक उसके घात समुच्चय P(N) से पूर्णतः कम है, क्योंकि g(n) = { n } N से P(N) तक एक अंतःक्षेपक फलन है, और यह दिखाया जा सकता है कि N से P(N) तक कोई भी फलन विशेषण नहीं हो सकता है (चित्र देखें)। इसी तर्क के अनुसार, N का गणनांक सभी वास्तविक संख्याओं के समुच्चय R का गणनांक से पूर्णतः कम है। प्रमाण के लिए, कैंटर का विकर्ण तर्क या कैंटर का पहला अगणनीय प्रमाण देखें।

यदि |A| ≤ |B| तथा |B| ≤ |A|, फिर |A| = |B| (एक तथ्य जिसे श्रोडर-बर्नस्टीन प्रमेय के नाम से जाना जाता है)। चयन का स्वयंसिद्ध इस कथन के समतुल्य है कि प्रत्येक A, B के लिए |A| ≤ |B| या |B| ≤ |A| है।[11][12]

गणनसंख्या

उपरोक्त खंड में, एक समुच्चय के गणनांक को फलनात्मक रूप से परिभाषित किया गया था। दूसरे शब्दों में, इसे एक विशिष्ट वस्तु के रूप में परिभाषित नहीं किया गया था। हालाँकि, ऐसी वस्तु को निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है।

समान गणनांक होने के संबंध को समसंख्याकता कहा जाता है, और यह सभी समुच्चयों के वर्ग (समुच्चय थ्योरी) पर एक समतुल्यता संबंध है। इस संबंध के अंतर्गत समुच्चय A के समतुल्य वर्ग में वे सभी समुच्चय सम्मिलित होते हैं जिनका गणनांक A के समान होता है। समुच्चय के गणनांक को परिभाषित करने के दो प्रकार हैं:

  1. किसी समुच्चय A के गणनांक को समसंख्यता के अंतर्गत उसकेतुल्यता वर्ग के रूप में परिभाषित किया गया है।
  2. प्रत्येक समतुल्य वर्ग के लिए एक प्रतिनिधि समुच्चय निर्दिष्ट किया गया है। सबसे सामान्य विकल्प उस कक्षा में प्रारंभिक क्रमसूचक है। इसे सामान्यतः स्वयंसिद्ध समुच्चय सिद्धांत में गणनसंख्या की परिभाषा के रूप में लिया जाता है।

चयन के स्वयंसिद्ध को मानते हुए, अनंत समुच्चयों का गणनांक को दर्शाया गया है

प्रत्येक क्रमसूचक के लिए, से बड़ी सबसे छोटी गणनसंख्या है।

प्राकृतिक संख्याओं का गणनांक को एलेफ-नल () द्वारा दर्शाया जाता है, जबकि वास्तविक संख्याओं का गणनांक को (एक लोअरकेस फ्रैक्टूर आलेख ''c'') द्वारा दर्शाया जाता है, और इसे सांतत्यक के गणनांक के रूप में भी जाना जाता है। कैंटर के विकर्ण तर्क का उपयोग दिखाया गया है। हम दिखा सकते हैं कि , यह प्राकृत संख्याओं के सभी उपसमुच्चयों के समुच्चय का गणनांक भी है।

सातत्य परिकल्पना कहती है कि , अर्थात से बड़ी सबसे छोटी गणनसंख्या है, अर्थात ऐसा कोई समुच्चय नहीं है जिसका गणनांक पूर्णांकों और वास्तविक संख्याओं के मध्य है। सांतत्यक परिकल्पना ZFC से स्वतंत्र है, जो समुच्चय सिद्धांत का एक मानक स्वयंसिद्धकरण है; अर्थात्, ZFC से सातत्य परिकल्पना या उसके निषेध को सिद्ध करना असंभव है - परंतु ZFC संगत है। अधिक विवरण के लिए, नीचे § सातत्य का गणनांक देखें।[13][14][15]

परिमित, गणनीय और अगणनीय समुच्चय

यदि चयन का स्वयंसिद्ध मान्य है, तो त्रिभाजन का नियम गणनांक के लिए मान्य है। इस प्रकार हम निम्नलिखित परिभाषाएँ बना सकते हैं:

  • प्राकृतिक संख्याओं या | X | < | N | से कम गणनांक वाला कोई भी समुच्चय X, एक परिमित समुच्चय कहा जाता है।
  • कोई भी समुच्चय X जिसमें प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय के समान गणनांक है, या | X | = | N | = , एक गणनीय अनंत समुच्चय कहा जाता है।[10]
  • प्राकृतिक संख्याओं से अधिक गणनांक वाला कोई भी समुच्चय X, या | X | > | N |, उदाहरण के लिए | R | = c> | N |, को अगणनीय कहा जाता है।

अनंत समुच्चय

उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में जॉर्ज कैंटर, थैंक गॉड फ्रीज, रिचर्ड डेडेकिंड और अन्य ने इस विचार को अस्वीकृत कर दिया कि पूरे भाग के आकार के समान नहीं हो सकता है।[16][citation needed] इसका एक उदाहरण हिल्बर्ट का ग्रैंड होटल का विरोधाभास है। वास्तव में, डेडेकाइंड ने एक अनंत समुच्चय को एक ऐसे रूप में परिभाषित किया है जिसे एक यथार्थ उपसमुच्चय के साथ प्रत्येक से अलग समतुल्यता में रखा जा सकता है (अर्थात, कैंटर के अर्थ में समान आकार वाला); अनंत की इस धारणा कोडेडेकाइंड अनंत कहा जाता है। कैंटर ने गणनसंख्या को प्रस्तावित किया, और दिखाया- आकार की उनकी द्विभाजन-आधारित परिभाषा के अनुसार- कि कुछ अनंत समुच्चय दूसरों की तुलना में अधिक हैं। सबसे छोटी अनंत गणनांक प्राकृतिक संख्या () की है।

सातत्य का गणनांक

कैंटर के सबसे महत्वपूर्ण परिणामों में से एक यह था कि सातत्य () का गणनांक प्राकृतिक संख्याओं () से अधिक है; अर्थात्, प्राकृतिक संख्याएँ N की तुलना में अधिक वास्तविक संख्याएँ R हैं। अर्थात्, कैंटर ने दिखाया कि (बेथ एक देखें) संतुष्ट करता है:

(कैंटर का विकर्ण तर्क या कैंटर का पहला अगणनीय प्रमाण देखें)।

सातत्य परिकल्पना बताती है कि वास्तविक संख्याओं का गणनांक और प्राकृतिक संख्याओं के गणनांक के मध्य कोई गणनसंख्या नहीं है, अर्थात,

हालाँकि, यदिZFC सुसंगत है, तो इस परिकल्पना को व्यापक रूप से स्वीकृत ZFC स्वयंसिद्ध समुच्चय सिद्धांत के अंतर्गत न तो सिद्ध किया जा सकता है और न ही अस्वीकृत किया जा सकता है।

कार्डिनल अंकगणित का उपयोग न केवल यह दिखाने के लिए किया जा सकता है किवास्तविक संख्या रेखा में बिंदुओं की संख्या उस रेखा के किसी भी खंड में बिंदुओं की संख्या के समान है, लेकिन यह एक समतल पर और वास्तव में, किसी भी परिमित-विमीय समष्टि में बिंदुओं की संख्या के समान है। यह परिणाम अत्यधिक प्रतिकूल हैं, क्योंकि उनका तात्पर्य यह है कि अनंत समुच्चय S के उचित उपसमुच्चय और उचित अधिसमुच्चय उपस्थित हैं, जिनका आकार S के समान है, हालांकि S में ऐसे तत्व सम्मिलित हैं जो इसके उपसमुच्चय से संबंधित नहीं हैं, और S के अधिसमुच्चय में ऐसे तत्व सम्मिलित हैं जो इसमें सम्मिलित नहीं हैं।

इनमें से पहला परिणाम, उदाहरण के लिए, स्पर्शरेखा फलन पर विचार करके स्पष्ट होता है, जो अंतराल (-½π, ½π) और R के मध्य प्रत्येक से अलग समतुल्यता प्रदान करता है (ग्रैंड होटल के हिल्बर्ट विरोधाभास भी देखें) होटल)।

दूसरा परिणाम पहली बार 1878 में कैंटर द्वारा प्रदर्शित किया गया था, लेकिन यह 1890 में और अधिक स्पष्ट हो गया, जबग्यूसेप पीनो ने समष्टि-भरण वक्र, वक्र रेखाएं प्रस्तावित कीं जो किसी भी वर्ग, या घन, या अतिविम या परिमित-आयामी समष्टि को भरने के लिए पर्याप्त रूप से मुड़ती और घूमती हैं। ये वक्र इस बात का प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं हैं कि एक रेखा में परिमित-आयामी समष्टि के समान बिंदुओं की संख्या होती है, लेकिन इनका उपयोग इस तरह का प्रमाण प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

कैंटर ने यह भी दिखाया कि से अधिक गणनांक वाले समुच्चय प्रस्तुत हैं (उनके सामान्यीकृत विकर्ण तर्क और प्रमेय देखें)। उनमें सम्मिलित हैं, उदाहरण के लिए:

  • R के सभी उपसमुच्चयों का समुच्चय, अर्थात, R का घात समुच्चय, P(R) या 2R लिखा जाता है
  • R से R तक सभी फलनों का समुच्चय RR

दोनों में गणनांक है

(बेथ दो देखें)।

प्रमुख समानताएं और को गणनांक अंकगणित का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है:

उदाहरण और गुण

  • यदि X = {a, b, c} और Y = {सेब, संतरे, आड़ू}, जहां a, b, और c भिन्न हैं, तो | X | = | Y | क्योंकि {(a, सेब), (b, संतरे), (c, आड़ू)} समुच्चय X और Y के मध्य एक द्विभाजन है। X और Y में से प्रत्येक का गणनांक 3 है।
  • अगर | X | | Y |, तो Z का अस्तित्व इस प्रकार है कि | X | = | Z | और ZY
  • अगर | X | ≤ | Y | और | Y | ≤ | X |, फिर | X | = | Y | है। यह अनंत प्रमुख के लिए भी मान्य है, और इसे कैंटर-बर्नस्टीन-श्रोएडर प्रमेय के रूप में जाना जाता है।
  • सातत्य का गणनांक वाले समुच्चय में सभी वास्तविक संख्याओं का समुच्चय, सभी अपरिमेय संख्याओं का समुच्चय और अंतराल सम्मिलित है।

संयोग और प्रतिच्छेदन

यदि A और B असंयुक्त समुच्चय हैं, तो

इससे, कोई यह दिखा सकता है कि सामान्य रूप में, संयोग और प्रतिच्छेदन का गणनांक निम्नलिखित समीकरण से संबंधित हैं:[17]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. Weisstein, Eric W. "Cardinal Number". MathWorld.
  2. Such as length and area in geometry. – A line of finite length is a set of points that has infinite cardinality.
  3. "कार्डिनैलिटी | शानदार गणित और विज्ञान विकी". brilliant.org (in English). Retrieved 2020-08-23.
  4. Cepelewicz, Jordana Animals Count and Use Zero. How Far Does Their Number Sense Go?, Quanta, August 9, 2021
  5. "प्रारंभिक मानव गणना उपकरण". Math Timeline. Retrieved 2018-04-26.
  6. Duncan J. Melville (2003). Third Millennium Chronology Archived 2018-07-07 at the Wayback Machine, Third Millennium Mathematics. St. Lawrence University.
  7. Allen, Donald (2003). "अनंत का इतिहास" (PDF). Texas A&M Mathematics. Retrieved Nov 15, 2019.
  8. Kurt Von Fritz (1945). "मेटापोंटम के हिप्पस द्वारा असंगति की खोज". The Annals of Mathematics.
  9. Georg Cantor (1891). "मैनिफोल्डनेस के सिद्धांत के एक प्राथमिक प्रश्न के बारे में" (PDF). Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung. 1: 75–78.
  10. 10.0 10.1 "अनंत सेट और कार्डिनैलिटी". Mathematics LibreTexts (in English). 2019-12-05. Retrieved 2020-08-23.
  11. Friedrich M. Hartogs (1915), Felix Klein; Walther von Dyck; David Hilbert; Otto Blumenthal (eds.), "Über das Problem der Wohlordnung", Mathematische Annalen, Leipzig: B. G. Teubner, 76 (4): 438–443, doi:10.1007/bf01458215, ISSN 0025-5831, S2CID 121598654
  12. Felix Hausdorff (2002), Egbert Brieskorn; Srishti D. Chatterji; et al. (eds.), Grundzüge der Mengenlehre (1. ed.), Berlin/Heidelberg: Springer, p. 587, ISBN 3-540-42224-2 - Original edition (1914)
  13. Cohen, Paul J. (December 15, 1963). "सातत्य परिकल्पना की स्वतंत्रता". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 50 (6): 1143–1148. Bibcode:1963PNAS...50.1143C. doi:10.1073/pnas.50.6.1143. JSTOR 71858. PMC 221287. PMID 16578557.
  14. Cohen, Paul J. (January 15, 1964). "सातत्य परिकल्पना की स्वतंत्रता, II". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 51 (1): 105–110. Bibcode:1964PNAS...51..105C. doi:10.1073/pnas.51.1.105. JSTOR 72252. PMC 300611. PMID 16591132.
  15. Penrose, R (2005), The Road to Reality: A Complete guide to the Laws of the Universe, Vintage Books, ISBN 0-09-944068-7
  16. Georg Cantor (1887), "Mitteilungen zur Lehre vom Transfiniten", Zeitschrift für Philosophie und philosophische Kritik, 91: 81–125
    Reprinted in: Georg Cantor (1932), Adolf Fraenkel (Lebenslauf); Ernst Zermelo (eds.), Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts, Berlin: Springer, pp. 378–439 Here: p.413 bottom
  17. Applied Abstract Algebra, K.H. Kim, F.W. Roush, Ellis Horwood Series, 1983, ISBN 0-85312-612-7 (student edition), ISBN 0-85312-563-5 (library edition)