很水的数学分析002:戴德金分割

(-----上接自己的数学分析001视频笔记----)
6.实数集上的运算
加法:
由于当前实数是由集合定义的,本身没有集合加集合这样的运算。
我们可以任取两个集合中的元素,这两个元素相加(这两个元素应位于有理数域),其相加结果的值构成的新集合,这就是加法运算。【具体算术化语言定义详见讲义】
可以证明这样的加法是良定义的。
定义了加法后,加法满足运算律:①加法结合律、②加法交换律、③加法零元、④加法负元。
加法零元和加法负元的证明注意构造零元、负元的下集的方法。其中负元的构造体现了数学分析的思想,构造一个极小值ε,是目标刚好越过某个临界点。【证明见讲义】
此外,加法有保序性。
实数集上乘法运算同加法。
注意乘法运算的定义,由于研究的对象是下集,所以可以使用先解决>0的情况,再对<0等情况作特殊处理的思想。
此外,运算律中乘法负元的证明也体现了和加法负元同样的思想,先构造集合,再构造某个极小值(乘以某个小于1的数),使达到目标范围。
7.通过戴德金分割定义的实数集中,可以找到一个真子集,与原先定义的有理数集同构。

由于证明了两者同构,实数集中的零元和单位元可以借用实数集直接记作 0 和 1。