¿Qué es la teoría de conjuntos?

La teoría de conjuntos en general trata con conjuntos de elementos y sus características, así como con las operaciones y relaciones de esos conjuntos.

La teoría de conjuntos (en aquellos días en una especie de visión ingenua porque se definía en un lenguaje natural en lugar de una forma formal y estricta) fue iniciada por Georg Cantor 1874 hasta 1897 y Richard Dedekind.

Como dijo Hilbert: Nadie nos expulsará del Paraíso que Cantor ha creado.

Cantor dijo: “Por un ‘conjunto’ nos referimos a cualquier resumen M de ciertos objetos bien definidos en nuestra intuición o nuestro pensamiento (que se llaman los ‘elementos’ de M) en un todo”.

Es un campo matemático bastante joven que evoluciona después de la llamada crisis fundamental de las matemáticas que está relacionada con la paradoja de Russell. La paradoja fue descubierta por Zermelo pero publicada primero por Russell. Dice (en la ingenua teoría de conjuntos) que cada colección definible es un conjunto. Por lo tanto, puede definir una colección con conjuntos, que no se contienen a sí mismos. Según la ingenua teoría de conjuntos, ha definido un conjunto que contiene todos los conjuntos que no se contienen a sí mismos. Esta es la paradoja.

El conjunto podría llamarse R:

[matemáticas] \ text {Let} R = \ {x \ mid x \ not \ in x \} \ text {, luego} R \ in R \ iff R \ not \ in R [/ math]

Una respuesta a eso fue un “conjunto” de axiomas para describir la teoría de conjuntos más formal. Esto fue presentado por Zermelo y Fraenkel y se llama ZFC (si incluye el axioma de elección)

Hay otras soluciones que resolverán esta paradoja, por ejemplo, la teoría de tipos o NFU.

Entonces, la teoría de conjuntos define qué es un conjunto y trata con conjuntos que contienen elementos o ningún elemento (el conjunto vacío).

Ahora puede definir relaciones entre diferentes conjuntos, por ejemplo, si los conjuntos son disjuntos o disjuntos o un subconjunto o si un conjunto contiene parcialmente otro conjunto. Con estas relaciones es fácil definir operaciones como las de aritmética o álgebra. Los axiomas de Zermelo y Fraenkel describirán esas relaciones entre conjuntos de una manera estricta y formal.

Por ejemplo: dos conjuntos son iguales si tienen los mismos elementos.

[matemática] \ forall x \ forall y [\ forall z (z \ in x \ Leftrightarrow z \ in y) \ Rightarrow x = y]. [/ math]

Usando esta forma formal y estricta de definir conjuntos y sus relaciones, puede simplificar axiomas, leyes y pruebas en aritmética. Tiene una introducción fácil al álgebra abstracta y la lógica que utilizará ZFC …

Pero como dijo David, hay otras teorías establecidas que se utilizarán si simplifican aún más en otro campo de las matemáticas que el ZFC.

Se supone que un cierto conjunto de axiomas con ciertos axiomas lógicos axiomatiza la intuición ingenua que los matemáticos tienen sobre el manejo de las colecciones.

A lo largo de los años, se han desarrollado varias versiones de la teoría de conjuntos y la mayoría de las versiones son equiconsistentes, lo que básicamente significa que todo lo que se puede expresar en un sistema también se puede expresar en el otro. Creo que la versión más estudiada es ZFC, pero la mayoría de los matemáticos usarán la versión que sea más conveniente para el tipo de matemática que están tratando de desarrollar. Para obtener más información, lo remito al artículo de Wikipedia en http://en.wikipedia.org/wiki/Set

Dato interesante sobre la palabra “conjunto”: tiene más significados en el Diccionario de Inglés de Oxford que cualquier otra palabra. The link set – set set en inglés | Oxford Dictionaries proporciona más de 100. Por lo tanto, es la palabra más ambigua en el idioma inglés.

¿Dónde entra en matemáticas?

Bueno, en el siglo XIX sabíamos bastante sobre aritmética. Pero para usar felizmente la aritmética, necesitábamos un número infinito de axiomas (reglas). Cosas como 3 + 4 = 7 y a + b = b + a

Esto no fue satisfactorio, no deberíamos necesitar un número infinito de reglas, cada una aparentemente bastante arbitraria, para hacer aritmética.

La teoría de conjuntos se convirtió en la solución a este problema. Podríamos crear una docena de reglas sobre cómo se comportan los conjuntos, conocidos como los axiomas ZF (o ZFC).

Esto nos dio una forma de modelar aritmética. Básicamente sabemos por la teoría de conjuntos que existe el conjunto vacío {}. Se le asigna el valor 0. Sabemos por la teoría de conjuntos que si A es un conjunto, también lo es {A}, por lo que {{}} debe existir, llamemos a que 2. {{{}}} se convierte en 3, y así sucesivamente . (Ese no es exactamente el esquema que se usó, es un poco más complicado, pero esa es la idea general).

Así que ahora podemos probar declaraciones aritméticas como a + b = b + a directamente, usando la teoría de conjuntos.

El requisito de un número infinito de axiomas (reglas) que especifique cómo funciona la aritmética se puede reducir a 8 o más reglas que especifiquen cómo funcionan los conjuntos.

Y así todos estaban contentos, el requisito de un número infinito de axiomas para explicar la aritmética se redujo a un conjunto de reglas mucho más pequeño.

De valor estrictamente teórico.

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