ダイコトミカリー(2分割的に)非ディスジョイント(互いに素)リアル(実)インターバル(区間)たちセット(集合)のユニオン(和集合)はリアル(実)インターバル(区間)であることの記述/証明
話題
About: セット(集合)
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、ダイコトミカリー(2分割的に)ディスジョイント(互いに素)なセット(集合)たちのセット(集合)の定義を知っている。
- 読者は、\(\mathbb{R}\)インターバル(区間)の定義を知っている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のアンカウンタブル(不可算)かもしれないダイコトミカリー(2分割的に)非ディスジョイント(互いに素)\(\mathbb{R}\)インターバル(区間)たちセット(集合)のユニオン(和集合)は\(\mathbb{R}\)インターバル(区間)であるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義の一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題の一覧があります。
本体
1: 記述
任意のダイコトミカリー(2分割的に)非ディスジョイント(互いに素)\(\mathbb{R}\)インターバル(区間)たちセット(集合)\(\{I_\alpha\vert \alpha \in A\}\)、ここで、\(A\)は任意のアンカウンタブル(不可算)かもしれないインデックスたちセット(集合)、に対して、ユニオン(和集合)\(\cup_{\alpha \in A} I_\alpha\)は\(\mathbb{R}\)インターバル(区間)である。
2: 証明
以下を満たす任意のポイントたち\(r_1, r_2 \in \cup_{\alpha \in A} I_\alpha\)、つまり、\(r_1 \lt r_2\)、に対して、以下を満たす任意の\(r_3 \in \mathbb{R}\)、つまり、\(r_1 \lt r_3 \lt r_2\)、に対して、\(r_3 \in \cup_{\alpha \in A} I_\alpha\)であるか?\(r_3 \notin \cup_{\alpha \in A} I_\alpha\)であったと仮定しよう。すると、各\(I_\alpha\)は全体として\(r_3\)より小さいか全体として\(r_3\)より大きいかであるということになるだろう、なぜなら、もしも、\(I_\alpha\)が\(r_3\)より小さなあるポイントと\(r_3\)より大きなあるポイントの両方を包含していたら、\(r_3\)は\(I_\alpha\)の中に、したがって、当該ユニオン(和集合)の中に、包含されているということになるだろう。したがって、以下を満たすダイコトミー(2分割的)、つまり、\(r_3\)より小さな全てのインターバル(区間)たちが一方の部分内に、\(r_3\)より大きな全てのインターバル(区間)たちが他方の部分内にある、があることになるだろう。当該ダイコトミー(2分割的)はディスジョイント(互いに素)であるということになるだろう、矛盾。