🔰加法反元素 -a
╱additive inverse╱🚧 under construction : -0 = 0, 補集, a <=0 => -a >=0
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若要定義 a∈R 的加法反元素 −a,「取 a 補集再變號」看來是個不錯的選擇:
但如果只是單純這樣做,則會衍生一個問題,也就是「這種有理數子集不一定是戴德金分割」,例如:若 a=(−∞,1),則「取 a 補集再變號」 =(−∞,−1],這時這個子集不具備「開放性」的性質。不過這個問題不大,我們只要做個小修正就可以,也就是「⑴ 取 a 補集 ⑵ 去除可能的最小值 ⑶ 再變號」。
若 a∈R,則定義:
aˉ={ x∈Q ∣ x∈/a }:⑴ 取 a 補集
a^={ x∈aˉ ∣ ∃y∈aˉ∋y<x }:⑵ 去除可能的最小值
−a={ −x∈Q ∣ x∈a^ }:⑶ 再變號
在上面的定義中,我們將 aˉ 可能的最小值去除後,變成 a^,這樣可以保持開放性,然後再變號,就可以形成一個「戴德金分割」。
加法性質:A2╱加法零元素: a+𝟘=a
加法性質:A3╱加法反元素: a+(−a)=𝟘
加法反元素性質
性質證明

根據−a 定義: x∈aˉ ,也就是 x∈/a ▨

[DC1]:∃−x∈−a,∃−p∈/−a
根據 「戴德金分割定義DC1」: ∃p∈a,∃x∈/a
根據 「−a 的性質 1.」:因爲 p∈a,所以 −p∈/−a(若 −p∈−a 則 p∈/a,矛盾)
根據 「戴德金分割性質 2.」:因為 x∈/a 且 x<x+1 所以 x+1∈/a
因此根據 「−a 的定義」: −(x+1)∈−a
由 2. 與 4. 知: −a=ϕ, Q ▨
[DC2]:−w<−x∈−a⟹−w∈−a
若 −w<−x∈−a,則 w>x 且 x∈/a, ∃y∈/a(y<x)
根據 「戴德金分割性質 2.」:因為 x<w 且 x∈/a,所以 w∈/a
又因為 y∈/a, y<x<w,根據 「−a 的定義」: −w∈−a ▨
[DC3]:−x∈−a⟹∃−y∈−a (−x<−y)
根據 「−a 的定義」: −x∈−a 表示 x∈/a, ∃z∈/a(z<x)
設 y=2x+z,則 z<y<x
根據 「戴德金分割性質 2.」:因為 z<y 且 w∈/a,所以 y∈/a
根據 「−a 的定義」:因為 y∈/a 且 z∈/a,z<y,所以 −y∈−a
根據 2. 與 4. 得知: −y 就是我們要找的元素 ▨
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