अलेफ संख्या: Difference between revisions

Revision as of 16:19, 8 February 2023

अलेफ़-नॉट, अलेफ़-ज़ीरो, या अलेफ़-नल, सबसे छोटी अनंत कार्डिनल संख्या

गणित में, विशेष रूप से समुच्चय सिद्धान्त में, अलेफ संख्याएं अनंत समुच्चयों की प्रमुखता या आकार का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग की जाने वाली संख्याओं का एक क्रम है जो कि सुव्यवस्थित किया जाता है। इसे गणितज्ञ जॉर्ज कैंटर द्वारा दर्शाया गया था^[1] और उनका नाम उस प्रतीक के नाम पर रखा गया है जिसका उपयोग वह उन्हें निरूपित करने के लिए करते थे , यहूदी अक्षर अलेफ ( $\,\aleph \,$ ).^[2]^{[lower-alpha 1]}

प्राकृतिक संख्या की प्रमुखता है $\,\aleph _{0}\,$ (अलेफ-नॉट या अलेफ-जीरो पढ़ें; अलेफ-नल शब्द का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है), सुव्यवस्थित समुच्चय की अगली बड़ी कार्डिनैलिटी अलेफ-वन है $\,\aleph _{1}\;,$ तब $\,\aleph _{2}\,$ और इसी तरह जारी रखते हुए एक कार्डिनल संख्या को परिभाषित करना संभव है $\,\aleph _{\alpha }\,$ हर क्रमिक संख्या के लिए $\,\alpha \;,$ जैसा नीचे लिखा है।

अवधारणा और संकेतन जॉर्ज कैंटर के कारण हैं,^[5] जिन्होंने कार्डिनैलिटी की धारणा का स्पष्टिकरण किया और महसूस किया कि अनंत समुच्चय में भिन्न-भिन्न कार्डिनैलिटी हो सकती हैं।

अलेफ़ संख्याएँ विस्तारित वास्तविक संख्या रेखा से भिन्न होती हैं ( $\,\infty \,$ ) सामान्यतः बीजगणित और कलन में पाया जाता है जिसमें अलेफ समुच्चय के आकार को मापते हैं, जबकि अनंत को सामान्यतः या वास्तविक संख्या रेखा की चरम सीमा (गणित) के रूप में परिभाषित किया जाता है (एक फ़ंक्शन (गणित) पर लागू होता है या अनुक्रम जो भिन्न-भिन्न श्रृंखला के लिखा होता है) अनंत या बिना किसी सीमा के बढ़ता है), या विस्तारित वास्तविक संख्या रेखा के चरम बिंदु के रूप में बढ़ता है।

अलेफ-नॉट

$\,\aleph _{0}\,$ (अलेफ-नॉट, अलेफ-जीरो या अलेफ-नल भी) सभी प्राकृतिक संख्याओं के समुच्चय की कार्डिनैलिटी है और एक अनंत संख्या है। सभी परिमित क्रमसूचकों का समुच्चय कहलाता है $\,\omega \,$ या $\,\omega _{0}\,$ (जहाँ पे $\,\omega \,$ लोअरकेस ग्रीक अक्षर ओमेगा है), जिसकी कार्डिनैलिटी $\,\aleph _{0}\,$ है. एक समुच्चय में कार्डिनैलिटी $\,\aleph _{0}\,$ होती है यदि यह गणनीय रूप से अनंत है, अर्थात इसके और प्राकृतिक संख्याओं के बीच एक आक्षेप (एक-से-एक पत्राचार) है। ऐसे समुच्चय के उदाहरण हैं,

सभी पूर्णांकों का समुच्चय ,
पूर्णांकों का कोई अनंत उपसमुच्चय, जैसे कि सभी वर्ग संख्याओं का समुच्चय या सभी अभाज्य संख्याओं का समुच्चय,
सभी परिमेय संख्याओं का समुच्चय ,
सभी रचनात्मक संख्याओं का समुच्चय (ज्यामितीय अर्थ में),
सभी बीजीय संख्याओं का समुच्चय ,
सभी गणना योग्य संख्याओं का समुच्चय,
परिमित लंबाई के सभी बाइनरी स्ट्रिंग (अभिकलित्र विज्ञान) का समुच्चय, और
किसी भी गिने-चुने अनंत समुच्चय के सभी परिमित उपसमुच्चयों का समुच्चय ।

ये अनंत अध्यादेश: $\,\omega \;,$ $\,\omega +1\;,$ $\,\omega \,\cdot 2\,,\,$ $\,\omega ^{2}\,,$ $\,\omega ^{\omega }\,$ और एप्सिलॉन नंबर (गणित) $\,\varepsilon _{0}\,$ गिने-चुने अनंत समुच्चय ों में से हैं।^[6] उदाहरण के लिए, अनुक्रम (क्रमिकता के साथ $\,\omega \,\cdot 2\,$ ) सभी धनात्मक विषम पूर्णांकों के बाद सभी धनात्मक सम पूर्णांक

\,\{\,1,3,5,7,9,...,2,4,6,8,10,...\,\}\,

समुच्चय की ऑर्डरिंग है (कार्डिनैलिटी के साथ $\aleph _{0}$ )।

यदि [[गणनीय पसंद का स्वयंसिद्ध]] (पसंद के स्वयंसिद्ध का एक दुर्बल संस्करण) धारण करता है, तो $\,\aleph _{0}\,$ किसी भी अन्य अनंत कार्डिनल से छोटा है।

अलेफ-वन

$\,\aleph _{1}\,$ सभी गणनीय क्रमिक संख्याओं के समुच्चय की प्रमुखता है जिसे $\,\omega _{1}\,$ कहा जाता है या कभी कभी $\,\Omega \,$ . यह $\,\omega _{1}\,$ अपने आप में एक क्रमिक संख्या है जो सभी गणनीय संख्याओं से बड़ी है, इसलिए यह एक अगणनीय समुच्चय है। इसलिए, $\,\aleph _{1}\,$ से $\,\aleph _{0}\,$ भिन्न है, की परिभाषा $\,\aleph _{1}\,$ तात्पर्य है (ZF में, ज़र्मेलो-फ्रेंकेल समुच्चय थ्योरी बिना पसंद के स्वयंसिद्ध) कि कोई कार्डिनल संख्या बीच में नहीं है $\,\aleph _{0}\,$ और $\,\aleph _{1}\,$ यदि पसंद के स्वयंसिद्ध का उपयोग किया जाता है, तो यह आगे साबित किया जा सकता है कि कार्डिनल संख्याओं का वर्ग पूरी तरह से क्रमबद्ध है, और इस प्रकार $\,\aleph _{1}\,$ दूसरी सबसे छोटी अनंत कार्डिनल संख्या है। पसंद के स्वयंसिद्ध का उपयोग करके, समुच्चय के सबसे उपयोगी गुणों $\,\omega _{1}\,$ में से एक दिखा सकता है के कोई गणनीय उपसमुच्चय $\,\omega _{1}\,$ में एक ऊपरी सीमा $\,\omega _{1}\,$ है . (यह इस तथ्य से अनुसरण करता है कि गणनीय समुच्चयों की एक गणनीय संख्या का संघ स्वयं गणनीय है - पसंद के स्वयंसिद्ध के सबसे सामान्यतः अनुप्रयोगों में से एक है।) यह $\,\aleph _{0}\;$ तथ्य स्थिति के अनुरूप है: प्राकृतिक संख्याओं के प्रत्येक परिमित समुच्चय में एक अधिकतम होता है जो एक प्राकृतिक संख्या भी है, और परिमित समुच्चय ों के परिमित संघ परिमित होते हैं।

$\,\omega _{1}~$ वास्तव में एक उपयोगी अवधारणा है, यदि कुछ आकर्षक लगता है। योग्य संचालन के संबंध में एक अनुप्रयोग गणना बंद हो रही है; उदाहरण के लिए, सिग्मा-अल्जेब्रा (σ-अल्जेब्रा) का स्पष्ट रूप से वर्णन करने की कोशिश करी जा रही है जो उपसमुच्चय के मनमाने संग्रह द्वारा उत्पन्न होता है (उदाहरण के लिए बोरेल पदानुक्रम देखें)। यह बीजगणित (वेक्टर रिक्त स्थान, समूह सिद्धांत, आदि) में पीढ़ी के सबसे स्पष्ट विवरणों की तुलना में कठिन है क्योंकि उन मामलों में हमें केवल परिमित संक्रियाओं - योग, उत्पाद, और इसी तरह के संबंध में बंद करना होता है। इस प्रक्रिया में परिभाषित करना सम्मलित है, प्रत्येक गणनीय क्रमसूचक के लिए, पारपरिमित आगमन के माध्यम से, सभी संभावित गणनीय यूनियनों और पूरकों में फेंक कर एक समुच्चय, और सभी के ऊपर सभी $\,\omega _{1}$ का संघ लेना .

निरंतरता परिकल्पना

वास्तविक संख्याओं के समुच्चय की कार्डिनैलिटी (सातत्य की कार्डिनैलिटी) है $\,2^{\aleph _{0}}~.$ यह ZFC से निर्धारित नहीं किया जा सकता है (ज़र्मेलो-फ्रेंकेल समुच्चय सिद्धांत पसंद के स्वयंसिद्ध के साथ संवर्धित) जहां यह संख्या अलेफ संख्या पदानुक्रम में बिल्कुल सटीक बैठती है, लेकिन यह ZFC से अनुसरण करती है कि सातत्य परिकल्पना, CH पहचान के बराबर है।

2^{\aleph _{0}}=\aleph _{1}.

^[7]

CH बताता है कि ऐसा कोई समुच्चय नहीं है जिसका कार्डिनैलिटी पूर्णांक और वास्तविक संख्याओं के बीच सख्ती हो।^[8] CH, ZFC से स्वतंत्र है: यह उस स्वयंसिद्ध प्रणाली के संदर्भ में न तो सिद्ध किया जा सकता है और न ही अप्रमाणित (बस शर्त यह है कि ZFC संगति हो)। 1940 में कर्ट गोडेल द्वारा प्रदर्शित किया गया था कि CH, ZFC के अनुरूप है, जब उन्होंने दिखाया कि इसका निषेध ZFC का प्रमेय नहीं है। यह ZFC से स्वतंत्र है। 1963 में पॉल कोहेन द्वारा प्रदर्शित किया गया था, जब उन्होंने इसके विपरीत दिखाया कि फोर्सिंग (गणित) की (तत्कालीन-उपन्यास) विधि द्वारा CH स्वयं ZFC का एक प्रमेय नहीं है।^[7]

अलेफ-ओमेगा

अलेफ-ओमेगा है

\aleph _{\omega }=\sup \,\{\,\aleph _{n}:n\in \omega \}=\sup \,\{\,\aleph _{n}:n\in \left\{\,0,1,2,\dots \,\right\}\,\}~

जहां सबसे छोटा अनंत क्रमसूचक निरूपित $ω$ किया जाता है। अर्थात कार्डिनल नंबर $\,\aleph _{\omega }\,$ की न्यूनतम ऊपरी सीमा है

\left\{\,\aleph _{n}:n\in \left\{\,0,1,2,\dots \,\right\}\,\right\}~.

$\,\aleph _{\omega }$ पहला अगणनीय कार्डिनल नंबर है जिसे ज़र्मेलो-फ्रेंकेल समुच्चय थ्योरी के भीतर प्रदर्शित किया जा सकता है जो सभी वास्तविक संख्याओं के समुच्चय की कार्डिनैलिटी के बराबर नहीं है; किसी भी धनात्मक पूर्णांक n के लिए हम हर बार यह मान सकते हैं $\,2^{\aleph _{0}}=\aleph _{n}~,$ और इसके अतिरिक्त यह मान लेना संभव है $\,2^{\aleph _{0}}\,$ जितना हम चाहते हैं वह उतना बड़ा है। हम इसे केवल कुछ विशेष कार्डिनलों $\,\aleph _{0}~,$ के लिए सह-अंतिमता के साथ स्थापित करने से बचने के लिए मजबूर हैं जो के इसके लिए वहाँ से एक असीमित कार्य है $\,\aleph _{0}\,$ (ईस्टन की प्रमेय देखें)।

अलेफ-α सामान्यतः α के लिए परिभाषित करना $\,\aleph _{\alpha }\,$ मनमाना क्रम संख्या के लिए $\,\alpha ~,$ हमें उत्तराधिकारी कार्डिनल को परिभाषित करना चाहिए, जो किसी भी कार्डिनल नंबर को निर्दिष्ट करता है $\,\rho \,$ अगला बड़ा सुव्यवस्थित कार्डिनल $\,\rho ^{+}\,$ (यदि पसंद का स्वयंसिद्ध धारण करता है, तो यह अगला बड़ा कार्डिनल है)।

इसके बाद हम अलेफ संख्या को निम्नानुसार परिभाषित कर सकते हैं:

\aleph _{0}=\omega

\aleph _{\alpha +1}=\aleph _{\alpha }^{+}~

और के लिए

λ

, एक अनंत सीमा क्रमसूचक,

\aleph _{\lambda }=\bigcup _{\beta <\lambda }\aleph _{\beta }~.

α-th अनंत प्रारंभिक क्रमसूचक लिखा जाता है

\omega _{\alpha }

. इसकी कार्डिनलिटी लिखी गई है

\,\aleph _{\alpha }~.

ZFC में, अलेफ़ फ़ंक्शन

\,\aleph \,

अध्यादेशों से लेकर अनंत कार्डिनलों तक एक आक्षेप है।^[9]
== ओमेगा == के निश्चित बिंदु हमारे पास किसी भी क्रमिक α के लिए

\alpha \leq \omega _{\alpha }~.

कई मामलों में

\omega _{\alpha }

से सख्ती से

α

बड़ा है। उदाहरण के लिए, किसी भी उत्तराधिकारी क्रमसूचक संख्या α के लिए यह धारण करता है, चूंकि, सामान्यतः कार्यों के लिए निश्चित-बिंदु लेम्मा के कारण, कुछ सीमा अध्यादेश हैं जो ओमेगा फ़ंक्शन के निश्चित बिंदु (गणित) हैं। पहले ऐसे अनुक्रम की सीमा है

\omega ,\,\omega _{\omega },\,\omega _{\omega _{\omega }},\,\ldots ~.

कोई दुर्गम कार्डिनल भी अलेफ़ फ़ंक्शन का एक निश्चित बिंदु है।^[10] इसे ZFC में इस प्रकार दिखाया जा सकता है। कल्पना करना

\,\kappa =\aleph _{\lambda }\,

एक अशक्त दुर्गम कार्डिनल है। यदि

\lambda

एक उत्तराधिकारी अध्यादेश थे, तब

\,\aleph _{\lambda }\,

एक उत्तराधिकारी कार्डिनल होगा और इसलिए यह अशक्त दुर्गम नहीं होगा। यदि

\,\lambda \,

से कम एक सीमा अध्यादेश

\,\kappa ~,

थे, फिर इसकी सह-अनिवार्यता (और इस प्रकार की सह-अनिवार्यता

\aleph _{\lambda }

) से

\,\kappa \,

कम होगा इसलिए

\,\kappa \,

नियमित नहीं होगा और इस प्रकार अशक्त दुर्गम नहीं होगा। इस प्रकार

\,\lambda \geq \kappa \,

और इसके परिणामस्वरूप

\,\lambda =\kappa \,

जो इसे एक निश्चित बिंदु बनाता है।

पसंद के स्वयंसिद्ध की भूमिका

किसी भी अनंत क्रमिक संख्या की कार्डिनैलिटी एक अलेफ संख्या है। हर अलेफ किसी ऑर्डिनल की कार्डिनैलिटी है। इनमें से सबसे कम इसका प्रारंभिक क्रमसूचक है। कोई भी समुच्चय जिसका कार्डिनैलिटी एक अलेफ है, एक ऑर्डिनल के साथ समतुल्य है और इस प्रकार यह अच्छी तरह से व्यवस्थित है।

प्रत्येक परिमित समुच्चय अच्छी तरह से व्यवस्थित है, लेकिन इसकी कार्डिनैलिटी के रूप में अलेफ़ नहीं है।

यह धारणा है कि प्रत्येक अनंत समुच्चय की कार्डिनैलिटी एक अलेफ़ संख्या है, जो प्रत्येक समुच्चय के एक सुव्यवस्थित क्रम के अस्तित्व के लिए ZF के बराबर है, जो बदले में पसंद के स्वयंसिद्ध के बराबर है। ZFC समुच्चय थ्योरी, जिसमें पसंद का स्वयंसिद्ध सम्मलित है, का तात्पर्य है कि प्रत्येक अनंत समुच्चय में कार्डिनैलिटी के रूप में एक अलेफ़ संख्या होती है (अर्थात इसके प्रारंभिक क्रम के साथ समतुल्य है), और इस प्रकार अलेफ़ संख्याओं के प्रारंभिक क्रम सभी के लिए प्रतिनिधियों के एक वर्ग के रूप में काम करते हैं।

जब पसंद के स्वयंसिद्ध के बिना ZF में कार्डिनैलिटी का अध्ययन किया जाता है, तो यह साबित करना संभव नहीं होता है कि प्रत्येक अनंत समुच्चय में कार्डिनैलिटी के रूप में कुछ अलेफ संख्या होती है; वे समुच्चय जिनकी कार्डिनैलिटी एक अलेफ नंबर है, वास्तव में अनंत समुच्चय हैं जिन्हें सुव्यवस्थित किया जा सकता है। ZF की समुच्चयिंग में कार्डिनल नंबरों के लिए प्रतिनिधियों के निर्माण के लिए स्कॉट की चाल की विधि को कभी-कभी वैकल्पिक तरीके के रूप में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए परिभाषित किया जा सकता है $कार्ड(S)$ के रूप में एक ही कार्डिनैलिटी के साथ समुच्चय का $S$ न्यूनतम संभव रैंक का समुच्चय होना । इसमें वह गुण है $कार्ड(S) = कार्ड(T)$ यदि और केवल यदि $S$ और $T$ एक ही कार्डिनैलिटी है। (समुच्चय $कार्ड(S)$ में सामान्यतः रूप से $S$ के सभी तत्व करते हैं की इसमें समान कार्डिनलता नहीं है।)

यह भी देखें

बेथ संख्या
गिमेल फ़ंक्शन
नियमित कार्डिनल
परिमित संख्या
क्रमिक संख्या

उद्धरण

↑ Aleph. {{cite encyclopedia}}: |website= ignored (help)
↑ Weisstein, Eric W. "Aleph". mathworld.wolfram.com (in English). Retrieved 2020-08-12.
↑ Sierpiński, Wacław (1958). Cardinal and Ordinal Numbers. Polska Akademia Nauk Monografie Matematyczne. Vol. 34. Warsaw, PL: Państwowe Wydawnictwo Naukowe. MR 0095787.
↑ Swanson, Ellen; O'Sean, Arlene Ann; Schleyer, Antoinette Tingley (1999) [1979]. Mathematics into type: Copy editing and proofreading of mathematics for editorial assistants and authors (updated ed.). Providence, RI: American Mathematical Society. p. 16. ISBN 0-8218-0053-1. MR 0553111.
↑ Miller, Jeff. "Earliest uses of symbols of set theory and logic". jeff560.tripod.com. Retrieved 2016-05-05; who quotes Dauben, Joseph Warren (1990). Georg Cantor: His mathematics and philosophy of the infinite. ISBN 9780691024479. His new numbers deserved something unique. ... Not wishing to invent a new symbol himself, he chose the aleph, the first letter of the Hebrew alphabet ... the aleph could be taken to represent new beginnings ...
↑ Jech, Thomas (2003). Set Theory. Springer Monographs in Mathematics. Berlin, New York: Springer-Verlag.
↑ ^7.0 ^7.1 Szudzik, Mattew (31 July 2018). "Continuum Hypothesis". Wolfram Mathworld. Wolfram Web Resources. Retrieved 15 August 2018.
↑ Weisstein, Eric W. "Continuum Hypothesis". mathworld.wolfram.com (in English). Retrieved 2020-08-12.
↑ aleph numbers at PlanetMath.
↑ Harris, Kenneth A. (April 6, 2009). "Lecture 31" (PDF). Department of Mathematics. kaharris.org. Intro to Set Theory. University of Michigan. Math 582. Archived from the original (PDF) on March 4, 2016. Retrieved September 1, 2012.

बाहरी संबंध

"Aleph-zero", Encyclopedia of Mathematics, EMS Press, 2001 [1994]
Weisstein, Eric W. "Aleph-0". MathWorld.

[5] In older mathematics books, the letter aleph is often printed upside down by accident – for example, in Sierpiński (1958)^[3]^: 402 the letter aleph appears both the right way up and upside down – partly because a monotype matrix for aleph was mistakenly constructed the wrong way up.^[4]

[1] Aleph. {{cite encyclopedia}}: |website= ignored (help)

[2] Weisstein, Eric W. "Aleph". mathworld.wolfram.com (in English). Retrieved 2020-08-12.

[Sierpiński-1958-3] Sierpiński, Wacław (1958). Cardinal and Ordinal Numbers. Polska Akademia Nauk Monografie Matematyczne. Vol. 34. Warsaw, PL: Państwowe Wydawnictwo Naukowe. MR 0095787.

[4] Swanson, Ellen; O'Sean, Arlene Ann; Schleyer, Antoinette Tingley (1999) [1979]. Mathematics into type: Copy editing and proofreading of mathematics for editorial assistants and authors (updated ed.). Providence, RI: American Mathematical Society. p. 16. ISBN 0-8218-0053-1. MR 0553111.

[6] Miller, Jeff. "Earliest uses of symbols of set theory and logic". jeff560.tripod.com. Retrieved 2016-05-05; who quotes Dauben, Joseph Warren (1990). Georg Cantor: His mathematics and philosophy of the infinite. ISBN 9780691024479. His new numbers deserved something unique. ... Not wishing to invent a new symbol himself, he chose the aleph, the first letter of the Hebrew alphabet ... the aleph could be taken to represent new beginnings ...

[7] Jech, Thomas (2003). Set Theory. Springer Monographs in Mathematics. Berlin, New York: Springer-Verlag.

[WolframCH-8] 7.0 ^7.1 Szudzik, Mattew (31 July 2018). "Continuum Hypothesis". Wolfram Mathworld. Wolfram Web Resources. Retrieved 15 August 2018.

[9] Weisstein, Eric W. "Continuum Hypothesis". mathworld.wolfram.com (in English). Retrieved 2020-08-12.

[10] umbers at PlanetMath.

[Harris-2009-04-06-Math-582-11] Harris, Kenneth A. (April 6, 2009). "Lecture 31" (PDF). Department of Mathematics. kaharris.org. Intro to Set Theory. University of Michigan. Math 582. Archived from the original (PDF) on March 4, 2016. Retrieved September 1, 2012.

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