Inter-universal geometry と ABC予想 (応援スレ) 74

Inter-universal geometry と ABC予想 (応援スレ) 74 (895ﾚｽ)
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524: 現代数学の系譜 雑談 ◆yH25M02vWFhP  [] 2025/08/30(土) 16:36:09.71 ID:jE3Cs7nW

>>468 戻る
(引用開始)
形式的冪級数環R[[x]]を、どうメンタルピクチャー（>>8 加藤文元）として とらえるか？
それは各人自由だが
『形式冪級数は収束の概念とは独立して考えられる無限和』（下記）
と考えるのも ”あり”だろう
https://en.wikipedia.org/wiki/Formal_power_series
Formal power series
（google訳）
形式冪級数
形式冪級数は収束の概念とは独立して考えられる無限和であり、級数に対する通常の代数演算（加算、減算、乗算、除算、部分和など）で操作することができます。
A formal power series with coefficients in a ring R is called a formal power series over R.
The formal power series over a ring R form a ring, commonly denoted by R[[x]].
(It can be seen as the (x)-adic completion of the polynomial ring
R[x], in the same way as the p-adic integers are the p-adic completion of the ring of the integers.)
環R上の係数を持つ形式的な冪級数Rは、R環上の形式的冪級数環を形成する。
環R上の形式的冪級数は、一般的にはR[[×]]と書かれる。
（これは多項式環R[×]の（x）進完備化として見ることができる、p進整数が整数環のp進完備化であるのと同じです）
(引用終り)

形式冪級数
Σ_n=0〜∞ an X^n=a0+a1X+a2X^2+・・・
ここで >>483 川崎徹郎流 で
可算無限列 a0, a1X, a2X^2, ・・・
を構成して 間に和の記号 + を挿入
”極限の操作を経ずに、いっぺんに定まる”>>483
で
”Σ_n=0〜∞ an X^n=a0+a1X+a2X^2+・・・”
を考えれば良いだけのことよ■

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/524

539: 現代数学の系譜 雑談 ◆yH25M02vWFhP  [] 2025/08/30(土) 20:48:08.86 ID:jE3Cs7nW

>>531 補足
　>>518 より
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9A%E3%82%A2%E3%83%8E%E3%81%AE%E5%85%AC%E7%90%86
ペアノの公理
自然数の集合論的構成
N:=∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
ここでAは無限公理により存在する集合を任意に選んだものである
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A1%E9%99%90%E5%85%AC%E7%90%86
無限公理
定義
集合を構築する記法を用いた場合は
∃I(∅∈I∧∀x(x∈I⇒(x∪{x})∈I)).
である
(引用終り)

補足するよ
下記の 順序数 での 無限集合部分を使う
名前を付ける
S0=ω,
S1=S(ω),
S2= S(S(ω)),
S3=S(S(S(ω))),
　・
　・
Sn=S(Sn-1),
ここで、Peano axioms en.wikipedia 訳で ”各自然数は、それより小さい自然数の集合と（集合として）等しくなります”
に注目しよう。これは、無限順序数でも成り立つ
いま、S3=S(S(S(ω)))＝{0,1,2,・・・,ω,S(ω),S(S(ω))} となる
そこで、上記”N:=∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”において
A=S3=S(S(S(ω)))＝{0,1,2,・・・,ω,S(ω),S(S(ω))} としよう
すると ”∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”が Aにおける 無限集合の積と解釈できるとして（要証明事項）
∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}＝ω∩S(ω)∩S(S(ω)) と書ける
ここで、ω∩S(ω)∩S(S(ω))＝ω は簡単に分ること

同様のことが、任意nのSnで言えるだろう(数学的帰納法でも使えば)
さて、問題は順序数 での 無限集合という素性の知れた集合だから簡単に言えることだが

無限公理の主張に戻ると、無限公理は 有限の帰納的に生成される集合全てを含む なにか無限集合Iの存在を主張するものである
無限集合Iで分っていることは、”有限の帰納的に生成される集合全てを含む”だけ
だから、素直に 無限集合Iから ”有限の帰納的に生成される集合全てを含む”を取り出す式を書けば良いだけと 単純に考えることができる

集合積∩を使う問題点は、上記のように 無限集合Iの大きさと具体的な構成に依存して
式 ”∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”が変わってしまうこと
（なお、無限集合Iは、順序数に限定されない）

結論として、”ωが最小の無限集合で、全ての無限集合の共通部分”は分っていることだから
いずれ 手間を掛ければ その結論には達するが
無限集合Iの大きさと その具体的な構成に依存する式を使うと
話が 大袈裟になるってことだ■

つづく

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/539

543: １３２人目の素数さん [] 2025/08/30(土) 22:38:22.70 ID:jE3Cs7nW

つづく

>>538
>https://hayabusa9.5ch.net/test/read.cgi/news/1756548285/

おや？
独教授「ABC予想の証明論文は論理に飛躍がある」　望月教授「それはお前がクソ無能だからだ」 [886559449]
か
それ ニュース速報板だね
情報ありがとう

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/543

547: １３２人目の素数さん [] 2025/08/30(土) 23:04:16.32 ID:jE3Cs7nW

>>542
(引用開始)
>”ωが最小の無限集合で、全ての無限集合の共通部分”は分っていることだから
だから大間違いって言ってるんだけど、言葉が通じないの？　言語障害？
偶数全体の集合と奇数全体の集合の共通部分は{}であってωではない。
(引用終り)

なるほど
それ面白いから カマッテクンしておくと
デデキント無限 の話だね
選択公理を仮定すると
自然数N=ω には、
下記「A と同数（equinumerous）であるようなA の真部分集合B が存在することである」
だね。だから、”このような場合（等濃真部分集合）を除外して”という条件が入るだろう

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%83%87%E3%82%AD%E3%83%B3%E3%83%88%E7%84%A1%E9%99%90
デデキント無限
集合A がデデキント無限（Dedekind-infinite）である、またはデデキント無限集合であるとは、A と同数（equinumerous）であるようなA の真部分集合B が存在することである。つまり、A とA の真部分集合B の間に全単射が存在するということである。集合 A がデデキント無限でないとき、デデキント有限であるいう。

デデキント無限は、自然数を用いないような最初の無限の定義である。選択公理を除いたツェルメロ・フレンケルの公理系は、任意のデデキント有限集合は有限個の元を持つという意味での有限である、ということを証明するだけの強さを持たない[1]。

通常の無限集合の定義との比較
デデキントの意味での“無限集合”は、普通の意味での無限集合と比較されるべきであろう:

集合A が無限であるとは、どのような自然数 n に対しても、{0,1,2,..., n -1}（有限順序数）と A との間に全単射が存在しないことである。
無限とは、全単射が存在しないという意味で文字通り有限でないという集合である。

19世紀後半、多くの数学者はデデキント無限であることと通常の意味の無限は同値であると単純に考えていた。しかし実際は、選択公理（“AC”）を除いたツェルメロ・フレンケルの公理系（通常、“ZF”と表記される）からは、その同値性は証明されえない。弱いACを使うことで証明でき、フルの強さは要求されない。その同値性は、可算選択公理（“CC”）より真に弱い形で証明できる。

選択公理との関係
整列可能な任意の無限集合はデデキント無限である。ACは任意の集合が整列可能であることを述べた整列可能定理と同値であるから、ACから無限集合はデデキント無限集合であるということが簡単に導かれる。しかしながら、無限とデデキント無限の同値性はACよりもっと弱いものである。すなわちこの同値性を仮定してもACは導かれない。

可算選択公理を仮定した無限との同値性の証明
デデキント無限集合が無限であることはZFで容易に証明される。実際、任意の有限集合はある有限順序数と等濃であって、有限順序数がデデキント有限であることは帰納法により証明できる。

可算選択公理を用いることによって、その逆が証明できる。つまり、無限集合はデデキント無限であることを以下のように証明できる[2]。
略す

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/547

558: 現代数学の系譜 雑談 ◆yH25M02vWFhP  [] 2025/08/31(日) 09:06:12.61 ID:lylF2dxQ

>>91 戻る
(引用開始)
３）さて、日常の数学では 無限集合を扱う場合に 自然言語で 無限操作を考えることはよくある
　例えば、下記の「箱入り無数目」”可算無限個ある箱に 実数を入れる”など
　無限集合を 自然言語で扱う以上、無限操作を考えることは当然ありだ （極限？ およびじゃない）
要するに、日常の数学では 無限集合を扱う場合に 自然言語で 無限操作を考えることはよくあるってことよ
(引用終り)

下記の日比谷高校のススメ 【数学小話】無限と有限のお話?〜?が参考になるだろう
ゼノンのパラドックス：この話が解決できない理由、それはずばり「無限回の操作には無限の時間がかかると錯覚している点」です
（操作を）無限に積み重ねても有限の値に収まるですね

>>8 加藤文元 メンタルピクチャー 形式化図式と数学の「理解」
要するに、現代数学においては、”無限回の操作は 可能” かかる時間は0
その中で、例外として 無限回の操作が意味が無いとか 不適切の場合がある
確かに、無限回の操作を認めず それを有限の極限として意味づけられる場合のみ 認めるという風潮が
1980年代までの日本にはあった。が、その考えは 21世紀の現代数学では 古い
『現代数学においては、”無限回の操作は 可能” かかる時間は0』という メンタルピクチャー 形式化図式と数学の「理解」が適切でしょう

(参考)
https://hibiyastudy.ｈａｅｎａblog.com/entry/math/infinite/01
日比谷高校のススメ
2018-03-29
【数学小話】無限と有限のお話?
数回に分けて無限とはどのようなものか、無限をどのように扱うのかについて解説していけたらなと思います。
私はこの「無限個」という言葉は数学用語でなくあくまで日常会話で使われる一般的な言葉として捉え、当ブログでも使っていきます。「無限に多い個数」という意味で使っていきます。

全ての整数の範囲において、最も大きな数はないということを言っています。
例えば、負の整数の範囲において、最も大きな数は-1です。考える範囲によっては当然最も大きい数が存在してしまうこともあります。

・ゼノンのパラドックス
「アキレスと亀」という名前で知られる、ゼノンが唱えた有名なパラドックスです。
「アキレスが亀のいた地点に行く→その間に亀がほんの少し前に進む」
これが無限に繰り返されるのです。

無限に繰り返されるので、いつまでたっても終わりがない、よって追いつかないというこのパラドックスは、長年数学者を苦しめました。ゼノンは紀元前5世紀の古代ギリシア哲学者ですが、これを解決に導く現代数学が生まれたのは20世紀です。2500年近くもこの疑問に誰も納得のできるよい反論ができなかったのです。
ではどのようにこの問題を解決したのか。それは次回話していこうと思います

つづく

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/558

559: 現代数学の系譜 雑談 ◆yH25M02vWFhP  [] 2025/08/31(日) 09:07:11.61 ID:lylF2dxQ

つづき

https://hibiyastudy.ｈａｅｎａblog.com/entry/math/infinite/02
日比谷高校のススメ
2018-03-30
【数学小話】無限と有限のお話?
第二回は、前回のゼノンのパラドックスの解決と、無限の種類について説明します。

前回ご紹介したゼノンのパラドックスですが、現実で亀を追い抜かすことはできますから、当然この話はどこかが間違っているはずです。

矢は的に当たらない
略
これを繰り返していくと、矢は限りなく的に近づいていきますが、的に命中することはありません。
この話もおかしいはずです。なぜなら実際に矢は的に当たるからです。当たり前ですよね。ですが、この話を論理的に反論するのはなかなか難しいです。

この話が解決できない理由、それはずばり「無限回の操作には無限の時間がかかると錯覚している点」です。
分かりづらいかもしれませんが言い換えれば、無限に積み重ねても有限の値に収まるとも言えます。

上で述べた矢と的の例でも、それぞれの点までに矢が進んだ距離を足していくと1/2+1/4+1/8+1/16+...となりますが、無限に多く足していくと、やがて1に近づくのです。このように、無限に多くの数を足してもその和が無限にならず、有限の数字に収まることがあるのです。

この「矢は的に当たらない」は次のように解釈すればよいのです。
矢は的まで1/2m、1/4m、1/8m、1/16m、...と、無限個の点を有限の時間で通り終え、的に到達する。
「無限個の点を有限の時間で通り終えることは可能か？」と聞かれたら、1/2+1/4+1/8+...が1を超えないのと同様のことだといえばよいです。

https://hibiyastudy.ｈａｅｎａblog.com/entry/math/infinite/03
日比谷高校のススメ
2018-03-31
【数学小話】無限と有限のお話?

Q4.無限個の飴が入っている瓶から飴を無限個取り出しました。残りはいくら？
A4.無限個。

そもそも無限個の飴というものがないのですが、ようするに、無限個のものからいくつ取り除いても残ったものは無限個であるということです。

無限個の部屋のあるホテルがあり、全ての部屋に人が泊まっています。

Q3.無限人の新たなお客さんが来ました。泊めてあげるにはどうすればよいか？
A3.1号室の人は2号室に、2号室の人は4号室に、3号室の人は6号室に...と2倍の数字の部屋に移ります。そうすれば、全ての人が部屋に泊まりつつ空き部屋が無限個できます。

大学の数学では、偶数が自然数と同じだけ多くあることを証明する方法を習います。これは中学生でも十分理解可能なので、紹介します。
自然数と同じだけ多くあると示したいものが、1つ2つ3つ…と、番号を付けて全てを網羅できることを言えばよいのです

つづく

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/559

566: 現代数学の系譜 雑談 ◆yH25M02vWFhP  [] 2025/08/31(日) 13:40:18.46 ID:lylF2dxQ

>>539 戻る
１）下記 未確認飛行 Cさんが、面白い
　1つ無限集合 a を選び、「x は無限集合である」という命題 M(x)
　a の「冪集合」P (a)で、無限集合の族 a^ ＝ {x ∈P(a) | M(x)}を作る
　a^ の全ての元の共通部分 ωa ＝ ∩a^
　ωa が 自然数の定義だと
２）これと対比して ペアノの公理
　自然数の集合論的構成
　N:=∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
　ここでAは無限公理により存在する集合を任意に選んだもの
　無限公理は (下記のIをAに書き換えて)
　∃A(∅∈A∧∀x(x∈A⇒(x∪{x})∈A)).となるが
　未確認飛行 Cさんとの対比で 1)「冪集合」P (a)使用が無いこと
　2)「x は無限集合である」という命題 M(x)が無いこと
　それと、3)”全ての元の共通部分”の宣言がないこと
　の3点が問題になる
３）いま、>>539 で示したように 無限順序数で
　0, 1, 2, 3, ............, ω, S1=S(ω), S2= S(S(ω)), S3=S(S(S(ω))), ....
　において  ”各自然数は、それより小さい自然数の集合と（集合として）等しくなります”
　が、”順序数においても 同様にそれより小さい順序数の集合と（集合として）等しくなります”
　が成り立つから
　S3=S(S(S(ω)))＝{0,1,2,・・・,ω,S(ω),S(S(ω))} となる
　後続者 S(α) ≔ α ∪ { α }  なので ω⊂S(ω)⊂S(S(ω)) 成立
　未確認飛行 Cさん 同様に ”全ての無限集合の共通部分”なら
　∩(ω,S(ω),S(S(ω))=ω={0,1,2,・・・｝ とめでたく 自然数 N=ωが抽出できた
　ところが、もし”全ての”のしばりがないと ∩(S(ω),S(S(ω)) となって
　自然数 N=ωが うまく抽出できない
４）別例で
　S3'=：S(S(S(ω)))-ω＝{0,1,2,・・・,S(ω),S(S(ω))} を考えよう
　ここで S3'の元で 無限集合は S(ω),S(S(ω))のみ
　∩(S(ω),S(S(ω)) では 自然数 N=ωが うまく抽出できない

よって、結論として ペアノの公理の
　自然数の集合論的構成
　N:=∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
（Aは無限公理により存在する集合を任意に選んだもの）
　が ちょっとまずいってことだ■

(参考)
　>>119-120 より再録
１）
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1753002417/171
https://ufcpp.net/study/math/set/natural/
Copyright Nobuyuki Iwanaga since 2000 ++C++; // 未確認飛行 C について
自然数の定義
まず、何でもいいので1つ無限集合 a を選びます。 また、「x は無限集合である」という命題を M(x) とし、 以下のような集合 a^ を作ります。
a^ ＝ {x ∈P(a) | M(x)}
P (a) は a の「冪集合」です。 すなわち、a^ は a の部分集合のうち、無限集合になるようなもの全てを集めた集合です。
そして、a^ の全ての元の共通部分を取ります。
ωa ＝ ∩a^
証明は省きますが、このようにして得られた無限集合 ωa は、 元の無限集合 a のとり方によらずただ1つに定まります。
略す

つづく

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/566

567: 現代数学の系譜 雑談 ◆yH25M02vWFhP  [] 2025/08/31(日) 13:41:04.66 ID:lylF2dxQ

つづき
２）
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1753002417/185
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9A%E3%82%A2%E3%83%8E%E3%81%AE%E5%85%AC%E7%90%86
ペアノの公理
自然数の集合論的構成
N:=∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
ここでAは無限公理により存在する集合を任意に選んだものである

>>539-540 より再録
３）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A1%E9%99%90%E5%85%AC%E7%90%86
無限公理
定義
集合を構築する記法を用いた場合は
∃I(∅∈I∧∀x(x∈I⇒(x∪{x})∈I)).
４）
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A0%86%E5%BA%8F%E6%95%B0
順序数
順序数の大小関係
3.α が順序数のとき、S(α) ≔ α ∪ { α } は α より大きな順序数のうちで最小のものである。S(α) を α の後続者 (successor of α)と呼ぶ
順序数の並び方を次のように図示することができる：
0, 1, 2, 3, ............, ω, S(ω), S(S(ω)), S(S(S(ω))), ............, ω + ω, S(ω + ω), S(S(ω + ω)), S(S(S(ω + ω))), ..............................
https://en.wikipedia.org/wiki/Peano_axioms
Peano axioms
(google訳)
集合論的モデル
ペアノの公理は、自然数の集合論的構成やZFなどの集合論の公理から導くことができる。[ 15 ]ジョン・フォン・ノイマンによる自然数の標準的な構成は、0を空集合∅として定義し、次のように定義された集合上の 演算子sから始まる。
s（a）＝a∪{a}
自然数Nの集合は、空集合を含むsで閉じたすべての集合の共通部分として定義されます。
各自然数は、それより小さい自然数の集合と（集合として）等しくなります。
(引用終り)
以上

http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1755784703/567

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