我出一道题让你们想想,然后你们说说这是为什么——
@我一年是玩了啥啊 @杨付民i5
问题:看!同一个集合,既有上确界又无上确界?
我们先承认一个事实:在实数系 ℝ 中,任何非空且有上界的数集,都必然存在唯一的最小上界(上确界),且这个上确界属于 ℝ。这叫上确界性质。
现在,我们来构造一个有理数集合,取有理数集 ℚ 的子集
S = { q ∈ ℚ ∣ q² < 2 }
S 非空(例如 1 ∈ S);
S 有上界(例如 2 就是一个上界);
在 ℚ 内部,S 没有最大元素(因为只要 q²<2,总能找到更大的有理数仍满足平方小于 2)。
因为 S ⊆ ℚ ⊆ ℝ,把 S 看成 ℝ 的子集,根据承认之事实,S 在 ℝ 中必须有上确界——它就是 √2 ∈ ℝ。
然, √2 是无理数,∉ ℚ。所以在 ℚ 自己的地盘里,S 根本不存在上确界(任何比 √2 小的有理数都不是上界,任何比它大的又不是最小的)。
于是我们面对同一个数学对象 S:
说它“有上确界”是对的(在 ℝ 中);
说它“没有上确界”也是对的(在 ℚ 中)。
同一集合 S,既有上确界又无上确界?请你们回答为什么?

