女の人のところへ来たドラえもん

21歳の女の人と43歳の男の人が意気投合し、社会の矛盾に科学的に挑戦していく過程です。                    ブログの先頭に戻るには、表題のロゴをクリックして下さい。                                   数式の変形。必ずひと言、添えてよ。それを守ってくれたら、今後も数学に付き合ってあげる。

超実数そして実数(その12)

 現在2023年3月20日11時18分である。この投稿は、(ほぼ2209文字)

麻友「昨日の証明の続きをやるんだろうけど、初めに確認しておくわ」

私「いいよ」

麻友「集合 {X} から、集合 {Y} の部分集合 {U} への全単射が、あるとき、 {X} よりも、 {Y} の方が、元の数、つまり濃度が、大きそうね。また一方、 集合 {Y} から、集合 {X} の部分集合 {V} への全単射があれば、{Y} よりも、 {X} の方が、元の数、つまり濃度が、大きそうね。だけど、 {X} と、 {Y} が、等濃度 だと言うためには、 {X} と、 {Y} の間に、全単射が、存在しなければ、ならない。そこのところが、トリビアルでないのよね。全単射を作らなければ、ならない」

私「まさに、そういうことだよ」

結弦「昨日、 {X} と、{Y} を、いくつもに、分割した。

{A_0 =X-g(Y)} と、{B_0 =Y-f(X)} として、

{A_0’ =f(A_0)} と、定義し、{B_0’=g(B_0)} とする。

お母さんの魔法で描いた絵で見ると、何をやっているか、分かる」

結弦「さらに、{A_1=g(A_0')} と、定義し、{B_1=g(B_0')} と定義する。ダッシュの付いていない{A_0,A_1,A_2,\cdots} は、ひとつおきに、上に並び、ダッシュの付いていない {B_0,B_1,B_2,\cdots} は、ひとつおきに、下に並ぶ」

若菜「そして、さらに、ダッシュの付いた {B_0',B_1',B_2',\cdots} は、ひとつおきに、 {A_0,A_1,A_2,\cdots} の間に上に並ぶ。最後に、ダッシュの付いた {A_0',A_1',A_2',\cdots} は、ひとつおきに、 {B_0,B_1,B_2,\cdots} の間に並ぶ」

私「それぞれ、全単射な関数で、結ばれているので、{A} ナントカ同士と、{B} ナントカ同士は、等濃度だ。ダッシュがあってもなくてもだ」

若菜「ここまで、わかり易くできる」

私「麻友さんの絵のお陰だ」

結弦「科学より、魔法の方が、強い?」


若菜「そして、

{\displaystyle A=\bigcup_{n \in \omega} A_n, B=\bigcup_{n \in \omega} B_n,A’=\bigcup_{n \in \omega} A_n’,B’=\bigcup_{n \in \omega} B_n’}

と、おいて、

{C=X-A-B’,C’=Y-B-A’}

を考える」

若菜「{X=A+B’+C}

と、

{Y=A’+B+C’}

とを、比べることになりますね」

私「具体的には、

{|A+B'|=|A|+|B'|=|A'|+|B'|=|A'|+|B|=|A'+B|}

であったから、{A+B'} と、{A'+B} は、同数で、全単射が、存在する。{h:C \to C'}という、全単射が、存在すれば、問題解決だ」

結弦「{f|C:C \to C'}」が全単射とは、ならないの?」

私「その線で、行ってみよう」


私「ここまで、ポートでスマホで、書いた。スマホでは、書きにくい」

麻友「でも、ノートパソコンは、高いわよ」

私「分かっている。もっと、朝早く起きて、家で原稿を書き、外では、推敲だけを、スマホでやるように、したい」

若菜「そうですね」

結弦「続きやろうよ」

私「よし」


 現在2023年3月20日19時55分である。再開。

私「{f(C)} を、考える。

{C=X-A-B’,C’=Y-B-A’}

だったから、1つ目の式から、

{f(C)=f(X-A-B’)=f(X)-f(A)-f(B’)}

だな」

麻友「はーい、はーい。先生どうして、マイナスを、カッコの外に、出せるんですか?」

私「お、お、来たな。これは、マイナスが、カッコから出たというのではなく、

{C=X-A-B’}

と言うように、{X} から、{A} と、{B’} が、引き算してあったのが、{f} で、写った先の {Y} では、{f(A)} と、{f(B’)} という、単射だからそれぞれ同じ個数の元を、引いたものになるんだ」

麻友「うーん。想像しにくい」


私「悪いけど、もう眠い。今日は、ここまで。解散」

 現在2023年3月20日22時25分である。