戴德金原理
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- 中文名:戴德金原理
- 外文名:Dedekind principle
- 所属学科:数学
- 所属问题:高等几何(几何基础)
- 别 名:戴德金分割
- 提出者:戴德金((J.W.)R.Dedekind)
实数集R分成两个子集S和T,它们满足:
;
;
(3)
,总有x<y(称S为左集,T为右集)
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实数,简称为不空。第二条要求是S和T包含了所有的实数,换句话说,对于任何一个实数或者属于左集S或者属于右集T,二者必居其一,简称为不漏。第三条要求是左集S中的实数都比右集T中的实数小,简称为不乱。由第三条可以推知左集中的实数不会在右集中出现,右集中的数也不会在左集中出现。若x属于左集,凡小于x的实数也都属于左集,若y属于右集,凡大于y的实数也都属于右集。
例如令
},
T={x∈R | x≥1}。
这也确定了一个戴德金分割(S,T)。
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柯西收敛准则。
也必然是有理数并且c一定介于a和b之间。
现在对有理数集Q任意作一个戴德金分割(S,T),此时可能会出现以下3种情况。
不存在(4)S中有最大值,且T中有最小值。这是因为如果设S中的最大值为a,T中的最小值为b,根据引理,它们的算术平均数c也是有理数且a<c<b。但因为a是S中的最大值,所以c不在S中。而b是T中的最小值,所以c也不在T中。这就导致了有理数c不属于S和T的任意一个集合,与戴德金分割要求S∪T=全集Q矛盾。
对于情况(1)和(2)戴德金称该分割确定了一个有理数,或者把这样的分割叫做一个有理数。对于(3),戴德金称该分割确定了一个无理数,或者把这样的分割叫做一个无理数。有理数和无理数统称为实数,记做R,因此每个实数就是一个对有理数集Q的分割。
在这样的定义下可以给出实数相等的定义以及大小的比较。
相等:设实数a、b是两个戴德金分割(S,T)、(S',T')。若集合S=S'(此时必有T=T'),则称a=b。
大小比较:若集合S⫋S',则称a<b。若集合S⊆S',则称a≤b。
也就是说,要证明两个实数相等,只需要证明分割所得到的S和S'相等。
(称为中介数或中介点),它或者是S的最大数(此时T中无最小数),或者是T的最小数(此时S中无最大数)。
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