logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Teoria mnogo艣ci, zadanie nr 3574

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

geometria
post贸w: 865
2015-08-17 01:13:47

Twierdzenie (Cantor-Bernstein)
Jesli $A \subseteq B \subseteq C$ i A$\sim$C, to B$\sim$C.

Korzystajac z powyzszego twierdzenia udowodnic, ze zbiory A i B sa rownoliczne.

A={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$x^{2}+y^{2}$$\le$1}
B={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$x^{2}+y^{2}$$\lt$1}


geometria
post贸w: 865
2015-08-18 19:13:46

Dziekuje.

A czy mozna by to zadanie rozwiazac rowniez tak:

Niech C={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$x^{2}$$+y^{2}$$\le$$\frac{1}{4}$} - kolo domkniete

Zatem
C$\subseteq$B$\subseteq$A i C$\sim$A (bo kola domkniete sa rownoliczne), to B$\sim$A.




janusz78
post贸w: 820
2015-08-18 19:27:10

Mo偶na, wpisuj膮c ko艂o C w ko艂o A, ale musisz wcze艣niej pokaza膰, 偶e dwa ko艂a domkni臋te s膮 zbiorami r贸wnolicznymi czyli $C\sim A.$


geometria
post贸w: 865
2015-08-18 19:51:21

A w jaki sposob to pokazac? Przez stworzenie bijekcji?


geometria
post贸w: 865
2015-08-19 12:45:17

Zrobilem tak:
Niech f bedzie funkcja uzasadniajaca rownolicznosc C$\sim$A.
f: C$\mapsto$A
f($\lt$x,y$\gt$)=$\lt$2x,2y$\gt$ dla $\lt$x,y$\gt$$\in$C.

Poprawnie?


janusz78
post贸w: 820
2015-08-19 21:40:05

Og贸lnie:
$ f(x,y) = (u,v)= (\frac{R}{r}x,\ \ \frac{R}{r}y),$

gdzie $ x,y \in A.$






geometria
post贸w: 865
2015-08-19 23:18:42

Sprobuje zrobic jeszcze ogolniej.
Niech
A={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$(x-a)^{2}$+$(y-b)^{2}$$\le$$R^{2}$}
B={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$(x-c)^{2}$+$(y-d)^{2}$$\le$$r^{2}$}

Funkcja f ustalajaca rownolicznosc zbiorow A i B
f: A$\rightarrow$B
f($\lt$x,y$\gt$)=$\lt$$\frac{R}{r}$$x+|a-c|$, $\frac{R}{r}$$y+|b-d|$$\gt$ dla $x,y \in A$

Dobrze?


geometria
post贸w: 865
2015-08-21 10:07:28

Czy wzor napisany wczesniej jest poprawny? Tworzy sie funkcje podobienstwa czy jednokladnosci?


tumor
post贸w: 8070
2015-08-21 14:07:41

Janusz zn贸w spapra艂, tym razem napisa艂 bzdurk臋 tak膮:

-----

$ A\sim A $ dwa ko艂a z brzegiem s膮 zbiorami r贸wnolicznymi (prosz臋 pokaza膰, w tym przypadku mo偶na skorzysta膰 z faktu, 偶e relacja r贸wnoliczno艣ci zbior贸w jest relacj膮 zwrotn膮)

Usuwaj膮c z $ A $ brzeg otrzymujemy $B$

Z twierdzenia Cantora-Bernsteina

$ (A\subseteq B \subseteq A) \wedge (A\sim A) \rightarrow (B\sim A)$

c.b.d.o.

-----

Pierwszy b艂膮d Janusza polega na \"usuni臋ciu brzegu\" jakby to z ca艂膮 pewno艣ci膮 nie zmienia艂o mocy zbioru. A mo偶e zmienia膰. Je艣li korzystamy z jakiego艣 brzegu (w og贸le gdzie odwo艂anie do jakiej艣 definicji? jakich艣 w艂asno艣ci?) to tak naprawd臋 si臋gamy po narz臋dzia bardziej skomplikowane, by nie u偶y膰 prostszych. Bezzasadne.
Drugi b艂膮d polega na uznaniu A pozbawionego brzegu wci膮偶 za A, gdy w tym przypadku to prawd膮 nie jest (nie tylko: nie bywa prawd膮 w og贸lno艣ci).
NIE JEST prawd膮
$A \subset B \subset A$, skoro A brzeg ma, a B nie ma.



Dla przyk艂adu:
A - zbi贸r liczb wymiernych w R
B - zbi贸r pusty
A pozbawiony brzegu daje B
zatem
$(A\subseteq B \subseteq A) \wedge (A \sim A) \rightarrow (A \sim B)$

W ten spos贸b janusz udowadnia, 偶e liczb wymiernych nie ma, bo ich zbi贸r jest r贸wnoliczny ze zbiorem pustym. Gratuluj臋 odkrycia, bo metody jednak nie.


-------

geometria: nie s艂uchaj janusza, chyba 偶e akurat daje tytu艂 ksi膮偶ki, tam si臋 nie myli a偶 tak cz臋sto.
Twoja metoda by艂a odpowiednia, w艂a艣nie tak nale偶a艂o zrobi膰 zadanie
(albo analogicznie: tworz膮c $D=\{<x,y>\in R^2:x^2+y^2<4\}$ i u偶ywaj膮c $B\subset A\subset D$ i r贸wnoliczno艣ci $B\sim D$ dzi臋ki bijekcji)


Funkcja pokazuj膮ca r贸wnoliczno艣膰 dw贸ch dowolnych k贸艂 domkni臋tych nie jest zrobiona ca艂kiem dobrze. Zauwa偶, 偶e warto艣ci bezwzgl臋dne daj膮 wyniki nieujemne, czyli ewentualne przesuni臋cie masz tylko w dodatnich kierunkach osi. A przecie偶 okr臋gi mo偶na te偶 przesuwa膰 w stron臋 przeciwn膮. Po co warto艣膰 bezwzgl臋dna?
Gdy nie wiesz, czy wz贸r dzia艂a, testuj go na przyk艂adach.
We藕 proste okr臋gi jednostkowe, jeden o 艣rodku (1,1), a drugi (0,0), no i ju偶 nie spos贸b mno偶eniem jakiejkolwiek dodatniej wsp贸艂rz臋dnej pierwszego okr臋gu przez liczb臋 dodatni膮 $\frac{R}{r}$ i dodaniem liczby nieujemnej |a-c| uzyska膰 0, czyli na pewno bijekcji mi臋dzy tymi okr臋gami nie masz. :)

Popatrz na to tak:
A - ko艂o o 艣rodku $S_1=(a,b)$ i promieniu R
B - ko艂o o 艣rodku $S_2=(c,d)$ i promieniu r

$<x,y>$ dowolny punkt zbioru A
Wtedy
$<x,y> \mapsto <x-a,y-b>$ przekszta艂ca A na ko艂o o tym samym promieniu i 艣rodku $(0,0)$
nast臋pnie
$\mapsto <\frac{x-a}{R},\frac{y-b}{R}>$ przekszta艂ca powy偶sze na ko艂o jednostkowe, nast臋pnie poprawmy promie艅
$\mapsto <\frac{r(x-a)}{R},\frac{r(y-b)}{R}>$
i przesu艅my w miejsce docelowe
$\mapsto <\frac{r(x-a)}{R}+c,\frac{r(y-b)}{R}+d>$

Jak wida膰 powy偶sze jest z艂o偶eniem translacji i skalowania.

Mo偶na inaczej.
We藕my okr臋gi podobnie jak wy偶ej, ale teraz machnijmy im punkt S tak, aby
$\frac{R}{r}=\frac{|S_1S|}{|S_2S|}$ i by S le偶a艂 na odcinku $S_1S_2$
Je艣li teraz P jest punktem na kole A, to $\vec{PS}$ jest wektorem z P do S, natomiast $P`=P+\frac{r+R}{R}\vec{PS}$ jest obrazem P.

Przy tym je艣li nie pokrywaj膮 si臋 艣rodki k贸艂 i promienie s膮 r贸偶ne, to istnieje te偶 S b臋d膮cy 艣rodkiem jednok艂adno艣ci $f:A\to B$ o dodatnim k.

Jeszcze inaczej: w og贸le popatrz na problem geometrycznie. Na ile czysto geometrycznych sposob贸w mo偶na jedno ko艂o przekszta艂ci膰 na drugie! Mo偶na najpierw przeskalowa膰, by zgadza艂y si臋 promienie, a potem zrobi膰 symetri臋 punktow膮 lub osiow膮.
Mo偶na kilka z przekszta艂ce艅 (jednok艂adno艣膰, translacja, obr贸t, symetria, skalowanie) z艂o偶y膰, dostaj膮c przer贸偶ne warianty.
Nie m贸wi膮c o tym, 偶e to, co tu robimy, to wszystko izometrie (pami臋tasz z geometrii?) nie zmieniaj膮ce odleg艂o艣ci pomi臋dzy dwoma punktami, do tego skalowania, czyli przekszta艂cenia liniowe. Natomiast bijekcja, kt贸ra pokazuje r贸wnoliczno艣膰, nie musi by膰 przekszta艂ceniem liniowym, afinicznym, izometri膮, mo偶na wi臋c na wiele sposob贸w wykrzywia膰 i zniekszta艂ca膰 okr臋gi, byle ostatecznie stworzy膰 bijekcj臋. A dr贸g rozwi膮zania jest du偶o.

Niech $A=B=\{<x,y>:x^2+y^2\le 1\}$
oraz niech
$f(<x,y>)=<xcos(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2}) - ysin(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2}), xsin(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2})+ycos(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2})>$
Powy偶sze jest zabawnym przekszta艂ceniem okr臋gu na ten sam okr膮g, kt贸re 艣rodek zostawia w miejscu, a punkty dalsze od 艣rodka zostawia w tej samej odleg艂o艣ci, ale obraca je dooko艂a 艣rodka o pewien k膮t zale偶ny od odleg艂o艣ci od 艣rodka.
A mo偶na to jeszcze zmodyfikowa膰, na przyk艂ad tak:

$f(<x,y>)=<\sqrt[5]{xcos(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2}) - ysin(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2})}, \sqrt[5]{xsin(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2})+ycos(\frac{\pi(x^2+y^2)}{2})}>$

To ostatnie przekszta艂cenie jeszcze rozci膮ga odleg艂o艣ci punkt贸w od 艣rodka, zostawiaj膮c jednak sta艂膮 odleg艂o艣膰 brzegu ko艂a od 艣rodka i nie ruszaj膮c te偶 samego 艣rodka.

Ba, to, co robi臋, to s膮 nadal przekszta艂cenia ci膮g艂e, a przecie偶 bijekcja nie musi by膰 ci膮g艂a nawet. To zwi臋ksza ilo艣膰 mo偶liwo艣ci bardzo bardzo znacznie.

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2015-08-21 14:32:20 przez tumor

geometria
post贸w: 865
2015-08-21 17:42:03

Dziekuje bardzo za wyjasnienia.

Dla przecwiczenia zrobie takie zadanie:
Korzystajac z twierdzenia Cantora-Bernsteina udowodnic, ze zbiory A i B sa rownoliczne.

A={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$x^{2}$+$y^{2}$$\le$1}
B={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$(x-1)^{2}$+$(y-2)^{2}$$\le$9}; $S_{1}$=(1, 2); r=3

Niech C={$\lt$x,y$\gt$$\in$$R^{2}$:$x^{2}$+$y^{2}$$\le$$\frac{1}{4}$}; $S_{2}$=(0, 0); R=$\frac{1}{2}$.

Wtedy
C$\subseteq$A$\subseteq$B i C$\sim$B, to na podstawie tw. Cantora-Bernsteina A$\sim$B.

Funkcja f swiadczaca o rownolicznosci C$\sim$B, to
$f: C\rightarrow$B
f($\lt$x,y$\gt$)=$\lt$$\frac{3(x-0)}{0,5}$+1, $\frac{3(y-0)}{0,5}$+2$\gt$=$\lt$6x+1, 6y+2$\gt$ dla x,y$\in$C.

Mam nadzieje, ze sie nie pomylilem.

strony: 1 2

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj