एप्सिलॉन नंबर

This article is about गणित में एक प्रकार का क्रमसूचक. For भौतिक नियतांक ε₀, see वैक्यूम परमिटिटिविटी.

गणित में, एप्सिलॉन संख्याएँ परिमितातीत संख्या का एक संग्रह है, जिसकी विशेषता को परिभाषित करना है कि वे घातीय मानचित्र निश्चित बिंदु (गणित) हैं। परिणामस्वरूप , वे चुने हुए घातीय मानचित्र के अनुप्रयोगों की एक परिमित श्रृंखला के माध्यम से 0 से उपलब्ध नहीं हैं और जोड़ और गुणा जैसे दुर्बल संचालन के माध्यम से 0 से पहुंच योग्य नहीं हैं। क्रमसूचक संख्या अंकगणित के संदर्भ में जॉर्ज कैंटर द्वारा मूल एप्सिलॉन संख्या प्रस्तुत किए गए थे;वे क्रमसूचक संख्या हैं जो समीकरण को संतुष्ट करते हैं

$\varepsilon =\omega ^{\varepsilon },\,$

जिसमें are सबसे छोटा अनंत क्रमसूचक है।

कम से कम इस तरह के क्रमसूचक ε0(उच्चारण एप्सिलॉन शून्य या एप्सिलॉन शून्य ), जिसे छोटे सीमा क्रम के अनुक्रम से परिमितातीत पुनरावृत्ति द्वारा प्राप्त सीमा के रूप में देखा जा सकता है:

$\varepsilon _{0}=\omega ^{\omega ^{\omega ^{\cdot ^{\cdot ^{\cdot }}}}}=\sup\{\omega ,\omega ^{\omega },\omega ^{\omega ^{\omega }},\omega ^{\omega ^{\omega ^{\omega }}},\dots \}\,,$

कहाँ sup अंतिम फलन है, जो वॉन न्यूमैन प्रतिनिधित्व के स्थिति में संघ को समुच्चय करने के बराबर है।

घातीय मानचित्र के बड़े क्रमिक निश्चित बिंदुओं को क्रमबद्ध सदस्यता द्वारा अनुक्रमित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप $\varepsilon _{1},\varepsilon _{2},\ldots ,\varepsilon _{\omega },\varepsilon _{\omega +1},\ldots ,\varepsilon _{\varepsilon _{0}},\ldots ,\varepsilon _{\varepsilon _{1}},\ldots ,\varepsilon _{\varepsilon _{\varepsilon _{\cdot _{\cdot _{\cdot }}}}},\ldots$. क्रमसूचक ε₀ अभी भी गिनती योग्य है, जैसा कि कोई भी एप्सिलॉन संख्या है जिसका सूचकांक गिनती योग्य है (अगणनीय क्रमसूचक संख्या उपस्थित हैं, और अगणनीय एप्सिलॉन संख्या जिनका सूचकांक एक अगणनीय क्रमसूचक संख्या है)।

सबसे छोटा एप्सिलॉन संख्या ε₀ कई गणितीय प्रेरण प्रमाणों में दिखाई देता है, क्योंकि कई उद्देश्यों के लिए, परिमितातीत प्रेरण केवल ε तक आवश्यक है₀ (जैसा कि हम वास्तविक हैं की संगति प्रमाण और गुडस्टीन के प्रमेय के प्रमाण में है)।गेंटज़ेन द्वारा इसका उपयोग मीनो अंकगणित की स्थिरता को साबित करने के लिए, गोडेल के दूसरे अपूर्णता प्रमेय के साथ, दिखाते हैं कि मीनो अंकगणित अच्छी तरह से स्थापित संबंध साबित नहीं कर सकता है।जैसे, प्रूफ-थ्योरिटिक क्रमसूचक संख्या विश्लेषण में, मीनो अंकगणित के सिद्धांत की शक्ति के उपाय के रूप में उपयोग किया जाता है)।

कई बड़े एप्सिलॉन संख्याओं को वेबलेन फलन का उपयोग करके परिभाषित किया जा सकता है।

एप्सिलॉन संख्याओं के एक अधिक सामान्य वर्ग की पहचान जॉन हॉर्टन कॉनवे और डोनाल्ड नुथ द्वारा वास्तविक संख्या प्रणाली में की गई है, जिसमें सभी सर्जरी सम्मिलित हैं जो आधार के निश्चित बिंदु हैं।^x ।

Hessenberg (1906) परिभाषित GAMMA संख्याएं (Additively Indecompopopopable ordinal देखें) γ> 0 होने के लिए जैसे कि α+γ = γ जब भी α <γ, और डेल्टा संख्या (देखें additively indecomposable ordinal#multivically indecomposable देखें) Δ> 1 ऐसा है कि αΔ = Δजब भी 0 <α <Δ, और एप्सिलॉन संख्या संख्या ε> 2 हो जैसे कि α^{E </kup> = e जहाँ भी 1 <a <e।उनके गामा संख्या फॉर्म ω के हैंβ , और उसके डेल्टा संख्याएँ फॉर्म ω के हैंωB ।}

क्रमसूचक संख्या ε संख्या

आधार α के साथ क्रमिक घातांक की मानक परिभाषा है:

• $\alpha ^{0}=1\,,$
• $\alpha ^{\beta }=\alpha ^{\beta -1}\cdot \alpha \,,$ कब $\beta$ एक तत्काल पूर्ववर्ती है $\beta -1$।
• $\alpha ^{\beta }=\sup \lbrace \alpha ^{\delta }\mid 0<\delta <\beta \rbrace$, जब कभी भी $\beta$ एक सीमा क्रमसूचक है।

इस परिभाषा से, यह इस प्रकार है कि किसी भी निश्चित क्रमसूचक के लिए α > 1, मानचित्र (गणित) $\beta \mapsto \alpha ^{\beta }$ एक सामान्य फलन है, इसलिए यह सामान्य कार्यों के लिए निश्चित बिंदु लेम्मा द्वारा मनमाने ढंग से बड़े निश्चित बिंदु (गणित) है।कब $\alpha =\omega$, ये निश्चित बिंदु ठीक से क्रमसूचक संख्या एप्सिलॉन संख्या हैं।

• $\varepsilon _{0}=\sup \lbrace 1,\omega ,\omega ^{\omega },\omega ^{\omega ^{\omega }},\omega ^{\omega ^{\omega ^{\omega }}},\ldots \rbrace \,,$
• $\varepsilon _{\beta }=\sup \lbrace {\varepsilon _{\beta -1}+1},\omega ^{\varepsilon _{\beta -1}+1},\omega ^{\omega ^{\varepsilon _{\beta -1}+1}},\omega ^{\omega ^{\omega ^{\varepsilon _{\beta -1}+1}}},\ldots \rbrace \,,$ कब $\beta$ एक तत्काल पूर्ववर्ती है $\beta -1$।
• $\varepsilon _{\beta }=\sup \lbrace \varepsilon _{\delta }\mid \delta <\beta \rbrace$, जब कभी भी $\beta$ एक सीमा क्रमसूचक है।

क्योंकि

$\omega ^{\varepsilon _{0}+1}=\omega ^{\varepsilon _{0}}\cdot \omega ^{1}=\varepsilon _{0}\cdot \omega \,,$

$\omega ^{\omega ^{\varepsilon _{0}+1}}=\omega ^{(\varepsilon _{0}\cdot \omega )}={(\omega ^{\varepsilon _{0}})}^{\omega }=\varepsilon _{0}^{\omega }\,,$

$\omega ^{\omega ^{\omega ^{\varepsilon _{0}+1}}}=\omega ^{{\varepsilon _{0}}^{\omega }}=\omega ^{{\varepsilon _{0}}^{1+\omega }}=\omega ^{(\varepsilon _{0}\cdot {\varepsilon _{0}}^{\omega })}={(\omega ^{\varepsilon _{0}})}^{{\varepsilon _{0}}^{\omega }}={\varepsilon _{0}}^{{\varepsilon _{0}}^{\omega }}\,,$

एक ही सुप्रीम के साथ एक अलग अनुक्रम, $\varepsilon _{1}$, 0 से शुरू करके प्राप्त किया जाता है और आधार के साथ घातांक होता है₀ बजाय:

$\varepsilon _{1}=\sup\{1,\varepsilon _{0},{\varepsilon _{0}}^{\varepsilon _{0}},{\varepsilon _{0}}^{{\varepsilon _{0}}^{\varepsilon _{0}}},\ldots \},$

सामान्यतः , एप्सिलॉन संख्या $\varepsilon _{\beta }$ किसी भी क्रमसूचक द्वारा अनुक्रमित जो एक तत्काल पूर्ववर्ती है $\beta -1$ इसी तरह का निर्माण किया जा सकता है।

$\varepsilon _{\beta }=\sup\{1,\varepsilon _{\beta -1},\varepsilon _{\beta -1}^{\varepsilon _{\beta -1}},\varepsilon _{\beta -1}^{\varepsilon _{\beta -1}^{\varepsilon _{\beta -1}}},\dots \}$

विशेष रूप से, सूचकांक β एक सीमा क्रमसूचक है या नहीं, $\varepsilon _{\beta }$ एक निश्चित बिंदु है न केवल आधार ω घातांक का बल्कि सभी क्रमसूचक के लिए आधार of घातांक का भी $1<\delta <\varepsilon _{\beta }$।

चूंकि एप्सिलॉन संख्या क्रमसूचक संख्याओं का एक अनबाउंड सबक्लास हैं, इसलिए वे स्वयं क्रमिक संख्याओं का उपयोग करके गणना की जाती हैं।किसी भी क्रमसूचक संख्या के लिए $\beta$, $\varepsilon _{\beta }$ क्या कम से कम एप्सिलॉन संख्या (घातीय मानचित्र का निश्चित बिंदु) पहले से ही समुच्चय में नहीं है $\{\varepsilon _{\delta }\mid \delta <\beta \}$।ऐसा प्रतीत हो सकता है कि यह पुनरावृत्त घातांक का उपयोग करके रचनात्मक परिभाषा के गैर-निर्माण समतुल्य है;लेकिन दो परिभाषाएँ सीमा अध्यादेशों द्वारा अनुक्रमित चरणों में समान रूप से गैर-कंस्ट्रक्टिव हैं, जो एक घातीय श्रृंखला के सुप्रीम को लेने की तुलना में एक उच्च क्रम के परिमितातीत पुनरावृत्ति का प्रतिनिधित्व करती हैं।

एप्सिलॉन संख्याओं के बारे में निम्नलिखित तथ्य साबित करने के लिए सीधे हैं:

• हालांकि यह काफी बड़ी संख्या है, $\varepsilon _{0}$ अभी भी गिनती करने योग्य है, गणना योग्य अध्यादेशों का एक गिनती करने योग्य संघ है;वास्तव में, $\varepsilon _{\beta }$ यदि और केवल अगर और केवल अगर $\beta$ गिनती योग्य है।
• एप्सिलॉन संख्याओं के किसी भी गैर -रिक्त समुच्चय का संघ (या सुप्रीम) एक एप्सिलॉन संख्या है;उदाहरण के लिए

$\varepsilon _{\omega }=\sup\{\varepsilon _{0},\varepsilon _{1},\varepsilon _{2},\ldots \}$

एक एप्सिलॉन संख्या है।इस प्रकार, मानचित्रण $\beta \mapsto \varepsilon _{\beta }$ एक सामान्य फलन है।

• किसी भी अगणनीय समुच्चय बुनियादी संख्या का वॉन न्यूमैन कार्डिनल असाइनमेंट एक एप्सिलॉन संख्या है।

$\alpha \geq 1\Rightarrow \varepsilon _{\omega _{\alpha }}=\omega _{\alpha }\,.$

ε का प्रतिनिधित्व₀ जड़ित पेड़ों द्वारा

किसी भी एप्सिलॉन संख्या ε में कैंटर सामान्य रूप है $\varepsilon =\omega ^{\varepsilon }$, जिसका अर्थ है कि कैंटर सामान्य रूप एप्सिलॉन संख्याओं के लिए बहुत उपयोगी नहीं है।Ε से कम क्रम₀, हालांकि, उनके कैंटर सामान्य रूपों द्वारा उपयोगी रूप से वर्णित किया जा सकता है, जो ε का प्रतिनिधित्व करता है₀ के रूप में सभी पेड़ (ग्राफ सिद्धांत) #Rooted पेड़ के आदेशित समुच्चय के रूप में, निम्नानुसार है।किसी भी क्रमसूचक $\alpha <\varepsilon _{0}$ कैंटर सामान्य रूप है $\alpha =\omega ^{\beta _{1}}+\omega ^{\beta _{2}}+\cdots +\omega ^{\beta _{k}}$ जहां k एक प्राकृतिक संख्या है और $\beta _{1},\ldots ,\beta _{k}$ के साथ क्रमसूचक हैं $\alpha >\beta _{1}\geq \cdots \geq \beta _{k}$, विशिष्ट रूप से निर्धारित किया गया $\alpha$।प्रत्येक क्रमसूचक $\beta _{1},\ldots ,\beta _{k}$ बदले में एक समान कैंटर सामान्य रूप है।हम परिमित रूट किए गए पेड़ को प्राप्त करते हैं जो α का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो पेड़ों की जड़ों में सम्मिलित होकर प्रतिनिधित्व करते हैं $\beta _{1},\ldots ,\beta _{k}$ एक नई जड़ के लिए।(इसका परिणाम यह है कि संख्या 0 को एक ही रूट द्वारा दर्शाया गया है जबकि संख्या $1=\omega ^{0}$ एक जड़ और एक पत्ती युक्त एक पेड़ द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाता है।) परिमित रूट किए गए पेड़ों के समुच्चय पर एक आदेश को पुनरावर्ती रूप से परिभाषित किया गया है: हम पहले आदेश घटाने के क्रम में जड़ में सम्मिलित हो गए, और फिर इन आदेशित अनुक्रमों पर लेक्सिकोग्राफिकल आदेश का उपयोग करेंउपप्रकार।इस तरह से सभी परिमित रूट किए गए पेड़ों का समुच्चय एक अच्छी तरह से आदेश बन जाता है। अच्छी तरह से आदेश किया गया समुच्चय जो ऑर्डर-आइसोमॉर्फिक है₀।

यह प्रतिनिधित्व गुडस्टीन के प्रमेय के प्रमाण से संबंधित है, जो एक ग्राफ-थ्योरिटिक गेम के रूप में क्रमसूचक के घटते दृश्यों का प्रतिनिधित्व करता है।

वेबलन पदानुक्रम

Main article: Veblen function

एप्सिलॉन मैपिंग के निश्चित बिंदु $x\mapsto \varepsilon _{x}$ एक सामान्य फलन बनाते हैं, जिनके निश्चित बिंदु एक सामान्य कार्य बनाते हैं;इसे वेबलन फलन के रूप में जाना जाता है (वेबलन फलन के साथ φ₀(α) & nbsp; = & nbsp; ω^α )।वेलब्लेन पदानुक्रम के अंकन में, एप्सिलॉन मैपिंग φ है₁, और इसके निश्चित बिंदुओं को φ द्वारा गणना की जाती है₂।

इस नस में जारी रखते हुए, कोई भी नक्शे को परिभाषित कर सकता है_α उत्तरोत्तर बड़े क्रमसूचक α के लिए (सहित, इस दुर्लभ रूप से ट्रांसफ़िनेट पुनरावृत्ति के रूप में, सीमाएँ सीमाएँ), उत्तरोत्तर बड़े कम से कम निश्चित बिंदुओं के साथ φ_α+1(०)।इस प्रक्रिया से 0 से कम से कम क्रमिक नहीं - मैं।ई।, कम से कम क्रमसूचक संख्या α जिसके लिए φ_α(0) = α, या समकक्ष रूप से नक्शे का पहला निश्चित बिंदु $\alpha \mapsto \varphi _{\alpha }(0)$—इस फफर्मन - शेट्टे क्रमसूचक संख्या γ₀।एक समुच्चय सिद्धांत में जहां इस तरह के एक क्रमसूचक का अस्तित्व साबित हो सकता है, एक का नक्शा है, जो निश्चित बिंदुओं को दर्शाता है γ₀, सी₁, सी₂, ... का $\alpha \mapsto \varphi _{\alpha }(0)$;ये सभी अभी भी एप्सिलॉन संख्या हैं, क्योंकि वे φ की छवि में झूठ बोलते हैं_β हर γ γ के लिए₀, नक्शे के साथ,₁ यह एप्सिलॉन संख्याओं की गणना करता है।

असली ε संख्याएँ

संख्या और खेलों में, वास्तविक संख्या पर क्लासिक प्रदर्शनी, जॉन हॉर्टन कॉनवे ने अवधारणाओं के कई उदाहरण प्रदान किए, जिनमें क्रमसूचक से लेकर सरेल तक प्राकृतिक एक्सटेंशन थे।ऐसा ही एक कार्य है।$\omega$-नक्शा $n\mapsto \omega ^{n}$;यह मैपिंग स्वाभाविक रूप से एक फलन के अपने डोमेन में सभी वास्तविक संख्याओं को सम्मिलित करने के लिए सामान्य रूप से सामान्यीकरण करता है, जो बदले में सर्जरी संख्या के लिए क्रमिक अंकगणित#कैंटर सामान्य रूप का एक प्राकृतिक सामान्यीकरण प्रदान करता है।

इस विस्तारित नक्शे के किसी भी निश्चित बिंदु पर एक एप्सिलॉन संख्या पर विचार करना स्वाभाविक है, चाहे वह कड़ाई से एक क्रमिक संख्या हो या नहीं।गैर-क्रमसूचक संख्या एप्सिलॉन संख्याओं के कुछ उदाहरण हैं

$\varepsilon _{-1}=\{0,1,\omega ,\omega ^{\omega },\ldots \mid \varepsilon _{0}-1,\omega ^{\varepsilon _{0}-1},\ldots \}$

और

$\varepsilon _{1/2}=\{\varepsilon _{0}+1,\omega ^{\varepsilon _{0}+1},\ldots \mid \varepsilon _{1}-1,\omega ^{\varepsilon _{1}-1},\ldots \}.$

परिभाषित करने का एक स्वाभाविक तरीका है $\varepsilon _{n}$ प्रत्येक वास्तविक संख्या n के लिए, और नक्शा ऑर्डर-संरक्षण रहता है।कॉनवे ने इरेड्यूसिबल वास्तविक संख्याओं के एक व्यापक वर्ग को परिभाषित किया है जिसमें विशेष रूप से दिलचस्प उपक्लास के रूप में एप्सिलॉन संख्या सम्मिलित हैं।

यह भी देखें

• क्रमसूचक अंकगणित
• बड़े गिनती योग्य अध्यादेश

संदर्भ

• J.H. Conway, On Numbers and Games (1976) Academic Press ISBN 0-12-186350-6
• Section XIV.20 of Sierpiński, Wacław (1965), Cardinal and ordinal numbers (2nd ed.), PWN – Polish Scientific Publishers