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0到1之间所有有理数之和 ,和1到2之间的有理数之和,哪个大?

2021-05-04知识

已知 \aleph_0 是可数集的元素个数.

用 \lvert S \rvert 表示集合S 的元素个数

定义集合 Q[a,b] 是a到b之间的有理数

于是有

\sum_{x\in Q[1, 2]}x\ge \sum_{x\in Q[1, 2]} 1= \lvert Q[1, 2] \rvert=\aleph_0

\sum_{x\in Q[1, 2]}x\le\sum_{x\in Q[1, 2]} 2 =2 \lvert Q[1, 2] \rvert = 2 \aleph_0 = \aleph_0

同理有

\sum_{x\in Q[0, 1]}x\le\sum_{x\in Q[0, 1]} 1 =\lvert Q[0, 1] \rvert = \aleph_0

\sum_{x\in Q[0, 1]}x\ge \sum_{x\in Q[0.5, 1]} 1/2 =\lvert Q[0.5, 1] \rvert/2 = \aleph_0 /2 = \aleph_0

所以有 \sum_{x\in Q[0, 1]}x = \sum_{x\in Q[1, 2]}x= \aleph_0

不过 集合的势 \aleph_0 是定义在集合上的, 用来表示集合的序关系, 不是传统意义上的数, 所以不是很严谨... 但并不影响结论.