Stevilo se ne konča(PI)

O matematiki, številih, množicah in računih...
Uporabniški avatar
kren
Prispevkov: 1651
Pridružen: 17.2.2005 12:54

}

Odgovor Napisal/-a kren »

Po definiciji je kartezicni produkt mnozic A in B (pisemo: AxB) mnozica vseh urejenih parov (a,b) kjer je \(a\in A\) in \(b\in B\) (poudarek je na vseh moznih takih parih).

Recimo kartezicni produkt mnozice H={1,2,3} in K={7,8} bi bil mnozica HxK={(1,7), (1,8), (2,7), (2,8), (3,7), (3,8)}. Lahko bi pogledali tudi kartezicni produkt mnozice H same s seboj, to bi blo HxH={(1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,2), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3)}. No ocitno je res, da je moc mnozice HxH (devet elementov) vecja kot moc mnozice H (tri elemente). Ampak pri neskoncnih mnozicah pa to ni vedno res, js sem dal primer \(\mathbb{N}\times\mathbb{N}\). Graficno si to lahko predstavlamo kokr koordinate v I. kvadrantu ravnine (desno zgoraj) ampak samo cela stevila, tko nekak (ne vem kok lepo mi bo to uspel prikazat):

Koda: Izberi vse

...

(1,5)    ...

(1,4)   (2,4)   ...

(1,3)   (2,3)   (3,3)   ...

(1,2)   (2,2)   (3,2)   (4,2)   ...

(1,1)   (2,1)   (3,1)   (4,1)   (5,1)  ... (itd)
No ampak ocitno je to ekvipolentno mnozici pozitivnih racionalnih stevil (namesto "koordinate" (a,b) si mislimo kar ulomek a/b). Vemo pa tudi da je mnozica pozitivnih racionalnih stevil ekvipolentna naravnim (konstrukcijo je pokazal Aniviller na prejsnji strani) in ker je relacija ekvipolence tudi tranzitivna lahko sklepamo da je mnozica NxN ekvipolentna N, s simboli je mogoce bolj razvidno:
Vemo: \(\mathbb{N}\times\mathbb{N}\sim}\mathbb{Q}_+\) in \(\mathbb{Q}_+ \sim \mathbb{N}\)
\(\Rightarrow\)
\(\mathbb{N}\times\mathbb{N}\sim\mathbb{N}\)

No v tem primeru torej kartezicni produkt mnozice same s seboj nima vecje moci kot ta mnozica sama. Kaksno vezo ima zdaj to s kompleksnimi?.. Ja ima, zato ker kompleksna stevila si lahko mislimo kot urejene pare kartezicnega produkta \(\mathbb{R}\times\mathbb{R}\) (oz. bolje: ti dve mnozici imata enako moc). Zdaj pa vprasanje ali je moc RxR res vecja od R je relevantno, sam namrec mislim da bi se dalo skronstruirati bijektivno preslikavo, samo tkole na prvi pogled je pa ne vidim.

edit: aha sej med tem ko sm pisu je ze shrink dal povezavo, da imata enako moc

Roman
Prispevkov: 6600
Pridružen: 21.10.2003 8:03

Odgovor Napisal/-a Roman »

kren napisal/-a:
Roman napisal/-a:Še to: naravna števila so najmanjša neskončna množica v matematiki. Manjše ni.
Ne verjamem, bi lahko to dokazal?
Mislim, da je to dokazano. Res pa se ne spomnim, kako. Rečeno je nekako tako: vsaka podmnožica naravnih števil je bodisi končna, bodisi ima enako število elementov kot cela množica naravnih števil.

Rokerda
Prispevkov: 799
Pridružen: 11.11.2006 16:18

Odgovor Napisal/-a Rokerda »

shrink napisal/-a:Hotel sem samo povedati, da so realna števila podmnožica kompleksnih števil tako, kot so npr. soda števila podmnožica naravnih števil. V tem smislu so kompleksna števila nad realnimi, kar sem menil, da je želel vedeti Rokerda.
ja hvala za "podrazlago" za ljudi ki nismo tako podkovani v teh strokovnih izrazih :D

Maedhros
Prispevkov: 162
Pridružen: 16.1.2004 23:57

Odgovor Napisal/-a Maedhros »

shrink, tisti komentar na prvi strani se je nanašal na (precej verjetno) končnost sveta. Medtem, ko za število PI poznamo končen zapis (algoritem, ki ga generira, je pač končen) pa obstaja (v matematičnem svetu) neskončno mnogo števil, za katera ne obstaja noben končen algoritem in jih zato v tem končnem svetu pač ne moremo predstaviti niti na ta način... verjetno.

Uporabniški avatar
shrink
Prispevkov: 14610
Pridružen: 4.9.2004 18:45

Odgovor Napisal/-a shrink »

Maedhros napisal/-a:shrink, tisti komentar na prvi strani se je nanašal na (precej verjetno) končnost sveta. Medtem, ko za število PI poznamo končen zapis (algoritem, ki ga generira, je pač končen) pa obstaja (v matematičnem svetu) neskončno mnogo števil, za katera ne obstaja noben končen algoritem in jih zato v tem končnem svetu pač ne moremo predstaviti niti na ta način... verjetno.
Za vsako iracionalno število obstaja "algoritem za njegovo generiranje"; ponavadi je to (neskončna) vrsta, zato mi ni jasno, kaj si s tem želel povedati.

NoComent
Prispevkov: 24
Pridružen: 2.2.2004 21:51

Odgovor Napisal/-a NoComent »

Za vsako iracionalno število obstaja "algoritem za njegovo generiranje"; ponavadi je to (neskončna) vrsta, zato mi ni jasno, kaj si s tem želel povedati.
Mislim da je želel povedati, da je končnih "algoritmov za njihovo generiranje" samo števno neskončno.

Roman
Prispevkov: 6600
Pridružen: 21.10.2003 8:03

Odgovor Napisal/-a Roman »

Kaj pomeni končni algoritem? Vsak algoritem za izračun števila pi je končen v smislu zaporedja korakov, vendar se morajo ti koraki v zanki vrteti neskončno časa, pa tudi medij za hranjenje izidov posameznih korakov morajo imeti neskončno prostora. Torej sklepam, da moramo takemu algoritmu priznati neskončnost.

Jurij
Prispevkov: 585
Pridružen: 27.2.2006 11:09

Odgovor Napisal/-a Jurij »

pa dobr, sj \(\pi\) se da tud z limito napisat če vam že algoritmi niso všeč :lol:

Uporabniški avatar
kren
Prispevkov: 1651
Pridružen: 17.2.2005 12:54

Odgovor Napisal/-a kren »

Roman napisal/-a:Mislim, da je to dokazano. Res pa se ne spomnim, kako. Rečeno je nekako tako: vsaka podmnožica naravnih števil je bodisi končna, bodisi ima enako število elementov kot cela množica naravnih števil.
Bi lahko potem napotil na vire kjer bi nasu ta dokaz?..

Roman
Prispevkov: 6600
Pridružen: 21.10.2003 8:03

Odgovor Napisal/-a Roman »

Mogoče je to res težje poguglati, a jaz sem našel tole:
http://www.earlham.edu/~peters/writing/infapp.htm#thm6

Uporabniški avatar
kren
Prispevkov: 1651
Pridružen: 17.2.2005 12:54

Odgovor Napisal/-a kren »

Aha hvala! Mal sem bil v dvomih zato, ker nekatere trditve (in njihove negacije) so v ZFC nedokazljive, pol se jih pa vcasih kr privzame da so resnicne. No tko da tista omenjena (alef 0 je 'najmanjsa neskoncnost') je pa uredu, tko da hvala se 1x!

Uporabniški avatar
shrink
Prispevkov: 14610
Pridružen: 4.9.2004 18:45

Odgovor Napisal/-a shrink »

NoComent napisal/-a:
Za vsako iracionalno število obstaja "algoritem za njegovo generiranje"; ponavadi je to (neskončna) vrsta, zato mi ni jasno, kaj si s tem želel povedati.
Mislim da je želel povedati, da je končnih "algoritmov za njihovo generiranje" samo števno neskončno.
Sam sem razumel njegov post popolnoma drugače in sicer da za določena (iracionalna) števila algoritmi (kakršnikoli že) ne obstajajo, kar pa seveda ne drži.

Glede končnosti algoritmov pa delim Romanov pogled: št. korakov oz. iteracij pač prilagajamo željeni natančnosti.
Jurij napisal/-a:pa dobr, sj \(\pi\) se da tud z limito napisat če vam že algoritmi niso všeč
Očitno ne veš, da gre pri neskončnih vrstah (na katerih temeljijo npr. algoritmi za izračun iracionalnih števil) za limite.

Roman
Prispevkov: 6600
Pridružen: 21.10.2003 8:03

Odgovor Napisal/-a Roman »

Navsezadnje so vsa realna števila limite konvergentnih zaporedij.

Maedhros
Prispevkov: 162
Pridružen: 16.1.2004 23:57

Odgovor Napisal/-a Maedhros »

shrink napisal/-a:Za vsako iracionalno število obstaja "algoritem za njegovo generiranje"; ponavadi je to (neskončna) vrsta, zato mi ni jasno, kaj si s tem želel povedati.
To seveda ne drži. Že množica realnih števil, ki jo je mogoče definirati je le števno neskončna, enako pa velja tudi za izračunljiva števila. S temi zadevami se je svoje čase ukvarjal že Alan Turing v slavnem članku "On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem".
NoComment napisal/-a:Mislim da je želel povedati, da je končnih "algoritmov za njihovo generiranje" samo števno neskončno.
Točno.
Roman napisal/-a:Kaj pomeni končni algoritem?
Najprej se je potrebno dogovoriti kakšna naj bo reprezentacija algoritmov. Običajno je to kar Turingov stroj (TS), lahko pa tudi lambda račun, ali kaj drugega kar je po moči ekvivalentno TSju. Končen algoritem je potem tisti, katerega zapis v obliki TSja je končen (vsebuje končno št. simbolov). Takšnih algoritmov pa je, kot je omenil že NoComment, števno neskončno zato večina realniš števil ni izračunljiva.

Zanimivo je, da obstaja mnogo realnih števil, ki jih je mogoče definirati ne pa izračunati...

Uporabniški avatar
shrink
Prispevkov: 14610
Pridružen: 4.9.2004 18:45

Odgovor Napisal/-a shrink »

Maedhros napisal/-a:
shrink napisal/-a:Za vsako iracionalno število obstaja "algoritem za njegovo generiranje"; ponavadi je to (neskončna) vrsta, zato mi ni jasno, kaj si s tem želel povedati.
To seveda ne drži. Že množica realnih števil, ki jo je mogoče definirati je le števno neskončna, enako pa velja tudi za izračunljiva števila. S temi zadevami se je svoje čase ukvarjal že Alan Turing v slavnem članku "On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem".
Kot je že Roman dejal, so vsa realna števila limite konvergentnih zaporedij. Zato je vsako tako zaporedje možno jemati kot algoritem. Iz tega vidika kvečjemu tvoje izjave ne držijo.
Roman napisal/-a:Kaj pomeni končni algoritem?
Najprej se je potrebno dogovoriti kakšna naj bo reprezentacija algoritmov. Običajno je to kar Turingov stroj (TS), lahko pa tudi lambda račun, ali kaj drugega kar je po moči ekvivalentno TSju. Končen algoritem je potem tisti, katerega zapis v obliki TSja je končen (vsebuje končno št. simbolov). Takšnih algoritmov pa je, kot je omenil že NoComment, števno neskončno zato večina realniš števil ni izračunljiva.
Sedaj mi je jasno, kaj misliš s tem, da realno število ni izračunljivo. Pač v smislu definicije iz omenjenega Turingovega članka (The “computable” numbers may be described briefly as the real numbers whose expressions as a decimal are calculable by finite means). Omenil pa si, da je število \(\pi\) izračunljivo v smislu omenjene definicije (da obstaja končen zapis). To pa ne drži. Tudi tega števila (ker je iracionalno) ni možno zapisati bodisi s končnim številom decimalnih mest bodisi s številom decimalnih mest, ki se periodično ponavlja, in torej ni izračunljivo s končnim številom korakov.
Zanimivo je, da obstaja mnogo realnih števil, ki jih je mogoče definirati ne pa izračunati...
Hja, v smislu Turingove definicije vsako iracionalno število (tudi \(\pi\)) ni izračunljivo, kar pa še ne pomeni, da ni izračunljivo z določeno natančnostjo (recimo v smislu decimalnega zapisa).

Odgovori