{"id":2145,"date":"-0001-11-30T00:00:00","date_gmt":"-0001-11-29T23:10:04","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"2145","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/2145\/","title":{"rendered":"Vorrei avere una &#8216;semplice&#8217; dimostrazione dell&#8217;esistenza di insiemi infiniti pi\u00f9 potenti dell&#8217;insieme dei numeri naturali. Transfiniti? Cantor?\r\nGrazie. Rita."},"content":{"rendered":"<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">A Georg Cantor,<br \/>\n        matematico russo (Pietroburgo, 1845), dobbiamo i pi\u00f9 importanti<br \/>\n        contributi nel campo delle serie trigonometriche, sui numeri reali come<br \/>\n        insieme non enumerabile, sulla teoria delle dimensioni e, soprattutto,<br \/>\n        alcuni fondamentali risultati sulla teoria degli insiemi. Cantor, per <\/p>\n<p>        primo, ha formulato la prima definizione rigorosa di insieme infinito,<br \/>\n        assieme alla teoria dei numeri transfiniti. <\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Di particolare<br \/>\n        interesse \u00e8 il risultato sull\u2019esistenza di una <i>gerarchia di<br \/>\n        infiniti<\/i>, ovvero che l\u2019infinito, inteso come quantit\u00e0 non finita,<br \/>\n        non \u00e8 univocamente determinato. In altri termini, secondo Cantor,<br \/>\n        esistono insiemi infiniti pi\u00f9 numerosi di altri. Ad esempio, entrambi<br \/>\n        gli insiemi dei numeri reali e dei numeri naturali sono infiniti, ma i<br \/>\n        reali sono &#8220;pi\u00f9 infiniti&#8221; dei naturali, ovvero l\u2019infinito<br \/>\n        dei reali si colloca nella scala gerarchica degli infiniti pi\u00f9<br \/>\n        in alto rispetto all\u2019infinito dei naturali. In questo senso, l\u2019insieme<br \/>\n        dei numeri reali \u00e8 &#8220;pi\u00f9 potente&#8221; di quello dei<br \/>\n        naturali.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><br \/>\n        Ma andiamo con ordine.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">L\u2019idea di<br \/>\n        &#8220;contare l\u2019infinito&#8221; nasce dalla necessit\u00e0 di stabilire<br \/>\n        un modello che determini la cardinalit\u00e0 degli elementi di un insieme<br \/>\n        infinito. Nella teoria degli insiemi si indica come <i>cardinalit\u00e0<br \/>\n        <\/i>di un insieme il numero degli elementi ad esso appartenenti. Contare<br \/>\n        insiemi finiti e fare paragoni di grandezza \u00e8 un\u2019operazione che<br \/>\n        coinvolge essenzialmente la cardinalit\u00e0 degli insiemi. In questo<br \/>\n        senso, una squadra di pallavolo \u00e8 pi\u00f9 piccola (vista come<br \/>\n        insieme di uomini) di una di calcio perch\u00e9 la cardinalit\u00e0<br \/>\n        di questi due insiemi \u00e8 pari a 6 ed 11, rispettivamente.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Ma che cosa<br \/>\n        vuol dire, formalmente, determinare la cardinalit\u00e0 di un insieme<br \/>\n        ?<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Sia <i>{n}<br \/>\n        = 0,1,2,3, \u2026, n-1<\/i>, l\u2019insieme dei primi <i>n<\/i> numeri naturali.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">In teoria<br \/>\n        degli insiemi si dice che un insieme <i>A<\/i> ha cardinalit\u00e0 (indicata<br \/>\n        con <i>|A|<\/i>) <i>n<\/i> se esiste una corrispondenza biunivoca tra gli<br \/>\n        elementi di <i>A<\/i> e gli elementi di <i>{n}<\/i>; ovvero quando \u00e8<br \/>\n        possibile mappare, mediante una funzione (pi\u00f9 propriamente, <i>applicazione<\/i>)<br \/>\n        scritta appositamente, ogni elemento di <i>A<\/i> in uno ed un solo elemento<br \/>\n        di <i>{n}<\/i>.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Pi\u00f9<br \/>\n        formalmente:<\/font><\/p>\n<p align=\"center\"><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"217\" height=\"21\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image17.gif\" alt=\"\"\/><\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Ricordiamo<br \/>\n        brevemente che una <i>applicazione<\/i> o <i>funzione<\/i> tra due insiemi<br \/>\n        \u00e8 un oggetto <i>f<\/i> che mappa elementi di un insieme A in un<br \/>\n        altro insieme B, e si indica con <i>f : A -&gt; B<\/i> <br \/>\n        <i>A<\/i> \u00e8 detto <i>Dominio<\/i> e <i>B<\/i> \u00e8 detto <i>Codominio<\/i><br \/>\n        della funzione <i>f<\/i>. <br \/>\n        L&#8217;insieme degli elementi distinti in <i>B<\/i> ottenuti applicando <i>f<\/i><br \/>\n        ad <i>A<\/i> \u00e8 detto &#8220;<i>immagine di A secondo f<\/i>&#8221; e si indica<br \/>\n        con <\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><i>f(A) :=<br \/>\n        Im(f) := {b in B tali che b = f(a) per ogni a in A}<\/i><\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><i>f<\/i><br \/>\n        \u00e8 detta: <\/font><\/p>\n<ul>\n<li><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><i>iniettiva<\/i><br \/>\n          se <i>f(a) = f(b) &lt;=&gt; a = b per ogni a, b in A<\/i> <\/font><\/li>\n<li><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><i>suriettiva<\/i><br \/>\n          se <i>f(A) = B<\/i> <\/font><\/li>\n<li><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><i>biettiva<\/i><br \/>\n          se f \u00e8 suriettiva ed iniettiva <\/font><\/li>\n<\/ul>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Se f \u00e8<br \/>\n        biettiva si dice anche &#8220;<i>isomorfismo tra A e B<\/i>&#8221; o &#8220;<i>corrispondenza<br \/>\n        uno a uno<\/i>&#8220;, una funzione iniettiva non mappa due volte un elemento<br \/>\n        di <i>A<\/i> in uno di <i>B<\/i> ed una suriettiva mappa invece tutto <i>A<\/i><br \/>\n        in <i>B<\/i>.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">La grande<br \/>\n        intuizione di Cantor fu di contare la cardinalit\u00e0 degli insiemi<br \/>\n        stabilendo classi di applicazioni tra i loro elementi. In questo senso,<br \/>\n        quando affermiamo che due insiemi hanno la stessa cardinalit\u00e0,<br \/>\n        diciamo in realt\u00e0 che esiste una corrispondenza biunivoca tra di<br \/>\n        essi. Se invece la cardinalit\u00e0 di un insieme <i>B<\/i> \u00e8<br \/>\n        maggiore di un altro insieme <i>A<\/i>, allora la funzione che mappa <i>A<br \/>\n        <\/i>in <i>B<\/i> \u00e8 iniettiva.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Estendendo<br \/>\n        questo principio agli insiemi infiniti, si ottengono risultati sorprendenti.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Un insieme<br \/>\n        <i>A<\/i> infinito \u00e8 detto <i>infinito enumerabile<\/i> se ha la<br \/>\n        stessa cardinalit\u00e0 di <i>N<\/i>, l\u2019insieme dei numeri naturali.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Quindi, se<br \/>\n        esiste una biiezione tra <i>A<\/i> ed <i>N<\/i>, allora <i>A<\/i> \u00e8<br \/>\n        un insieme infinito enumerabile ed ha una cardinalit\u00e0 dello stesso<br \/>\n        ordine di infinito di <i>N<\/i>.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Un primo<br \/>\n        risultato sorprendente dell\u2019applicazione di questa definizione \u00e8<br \/>\n        il seguente:<\/font><\/p>\n<p align=\"center\"><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><i>i<br \/>\n        numeri pari\/dispari sono tanti quanti i numeri naturali<\/i><\/font><\/p>\n<p align=\"left\">\u00a0<\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Anche se<br \/>\n        apparentemente assurdo, ci\u00f2 significa che gli insiemi <i>{0,1,2,3,4<br \/>\n        \u2026 ,n } <\/i>(i numeri naturali), <i>{0,2,4,6, \u2026, 2n} <\/i>(i numeri naturali<br \/>\n        pari) e <i>{1,3,5,7, \u2026, 2n+1}<\/i> (i numeri naturali dispari) hanno lo<br \/>\n        stesso numero di elementi.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">La biiezione<br \/>\n        che mappa tutti i numeri naturali in tutti i numeri naturali pari \u00e8<br \/>\n        proprio <i>f(n)=2n<\/i>, mentre quella dei numeri dispari \u00e8 <i>g(n)=2n+1<\/i>.<br \/>\n        Si dimostra che <i>f<\/i> e <i>g <\/i> sono biunivoche per induzione.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Ma Cantor<br \/>\n        si \u00e8 spinto oltre. Ha dimostrato, ad esempio, che l\u2019insieme <i>NxN<\/i><br \/>\n        delle coppie di numeri naturali \u00e8 enumerabile. Sempre a Cantor<br \/>\n        si deve la dimostrazione della non enumerabilit\u00e0 dei numeri reali.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Un esempio<br \/>\n        di insieme non enumerabile \u00e8 proprio quello dei numeri reali. Applicando<br \/>\n        le definizioni esposte si osserva, infatti, che una funzione che mappi<br \/>\n        <i>N<\/i> in <i>R<\/i> pu\u00f2 essere, al massimo iniettiva (una <i>iniezione<\/i>,<br \/>\n        appunto).<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Qualitativamente,<br \/>\n        una funzione <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"72\" height=\"21\" align=\"absmiddle\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image18.gif\" alt=\"\"\/>pu\u00f2,<br \/>\n        al pi\u00f9, mappare tutti gli elementi interi nei soli elementi interi<br \/>\n        di <i>R<\/i>, assumendo carattere di iniettivit\u00e0. Ma, come visto,<br \/>\n        ci\u00f2 implica che |<i>R<\/i>| &gt; |<i>N<\/i>| e, quindi, l\u2019insieme<br \/>\n        dei reali \u00e8 &#8220;pi\u00f9 potente&#8221; di quello dei naturali.<br \/>\n        <\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Cantor ha<br \/>\n        identificato la cardinalit\u00e0 dell\u2019insieme dei numeri naturali con<br \/>\n        la prima lettera dell\u2019alfabeto ebraico (<i>aleph<\/i>) con zero come pedice:<br \/>\n        <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"21\" height=\"24\" align=\"absmiddle\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image19.gif\" alt=\"\"\/>.<\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"21\" height=\"24\" align=\"absmiddle\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image19.gif\" alt=\"\"\/><br \/>\n        \u00e8 il primo dei numeri transfiniti. Applicando la stessa operazione<br \/>\n        di accrescimento dell\u2019insieme {<i>n<\/i>}, che permette di definire {<i>n+1<\/i>}<br \/>\n        come aggiunta del naturale <i>n<\/i> all\u2019insieme {<i>n<\/i>}, ovvero:<\/font><\/p>\n<p align=\"center\"><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"109\" height=\"21\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image20.gif\" alt=\"\"\/><\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">\u00e8<br \/>\n        possibile definire <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"21\" height=\"24\" align=\"absmiddle\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image19.gif\" alt=\"\"\/>+1<br \/>\n        allo stesso modo:<\/font><\/p>\n<p align=\"center\"><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"129\" height=\"24\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image21.gif\" alt=\"\"\/><\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">e l\u2019insieme<br \/>\n        degli elementi ottenuti reiterando questo processo di unione \u00e8<br \/>\n        detto <i>insieme dei numeri transfiniti<\/i>. <\/font><\/p>\n<p><font size=\"2\" face=\"Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif\">Infine, si<br \/>\n        ricordi sempre di applicare le definizioni fornite per determinare confronti<br \/>\n        tra cardinalit\u00e0 di insiemi. Quando si trattano insiemi infiniti,<br \/>\n        si capita spesso in situazioni del tutto contro-intuitive: infatti, al<br \/>\n        pari dei numeri naturali dispari e pari, gli insiemi <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"21\" height=\"24\" align=\"absmiddle\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image19.gif\" alt=\"\"\/><br \/>\n        e <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"21\" height=\"24\" align=\"absmiddle\" src=\"..\/..\/esperti\/mat\/cantor\/Image19.gif\" alt=\"\"\/>+1, pur<br \/>\n        essendo diversi, hanno la stessa cardinalit\u00e0.<\/font><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":180,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[72],"tags":[],"class_list":["post-2145","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-teoria-dei-numeri"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2145","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/users\/180"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2145"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2145\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2145"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2145"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2145"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}