Types, tokens og rationalisme i matematikkens filosofi

Relaterede dokumenter
Matematik: Videnskaben om det uendelige 1

Om begrebet relation

Konstruktion af de reelle tal

Nogle grundlæggende begreber

Vi indleder med at minde om at ( a) = a gælder i enhver gruppe.

En karakteristik af de regulære sprog. Ugens emner. FA minimering [ ] MyHill-Nerode-sætningen en algoritme til minimering af FA er

Matematik YY Foråret Kapitel 1. Grupper og restklasseringe.

Matematisk Metode Notesamling

t a l e n t c a m p d k Matematik Intro Mads Friis, stud.scient 7. november 2015 Slide 1/25

Den sproglige vending i filosofien

Note om endelige legemer

Geom2-dispositioner (reeksamen)

MM05 - Kogt ned. kokken. Jacob Aae Mikkelsen. 23. januar 2007

Kalkulus 2 - Grænseovergange, Kontinuitet og Følger

Affine rum. a 1 u 1 + a 2 u 2 + a 3 u 3 = a 1 u 1 + (1 a 1 )( u 2 + a 3. + a 3. u 3 ) 1 a 1. Da a 2

t a l e n t c a m p d k Matematiske Metoder Anders Friis Anne Ryelund 25. oktober 2014 Slide 1/42

DesignMat Komplekse tal

GEOMETRI-TØ, UGE 8. X = U xi = {x i } = {x 1,..., x n }, U α, U α = α. (X \ U α )

Lidt alment om vektorrum et papir som grundlag for diskussion

83 - Karakterisation af intervaller

Omskrivningsregler. Frank Nasser. 10. december 2011

Projekt 10.1 Er der huller i Euklids argumentation? Et moderne aksiomsystem (især for A)

Komplekse tal. Mikkel Stouby Petersen 27. februar 2013

Grundlæggende Matematik

De rigtige reelle tal

Regularitet og Automater. Tobias Brixen Q4-2012

Archimedes Princip. Frank Nasser. 12. april 2011

Konvergens i L 1 -forstand. Definition af L 1 -seminorm. Topologi i pseudometrisk rum. Seminorm til norm

************************************************************************

Gödels ufuldstændighedssætninger

t a l e n t c a m p d k Matematik Intro Mads Friis, stud.scient 27. oktober 2014 Slide 1/25

Matroider Majbritt Felleki

Elementær Matematik. Tal og Algebra

Matematiske metoder - Opgavesæt

Vektorrum. enote Generalisering af begrebet vektor

Grundlæggende Matematik

Banach-Tarski Paradokset

Teoretiske Øvelsesopgaver:

Hilbert rum. Chapter Indre produkt rum

Institut for Matematik, DTU: Gymnasieopgave. I. De komplekse tals historie. Historien om 3. grads ligningerne

2. Fourierrækker i en variabel

Fraktaler Mandelbrots Mængde

Matematik, der afgør spil

Selam Friskole Fagplan for Matematik

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

ANALYSE 1. Uge 7, 4. juni juni, 2007

Elementær Matematik. Mængder og udsagn

MATEMATIK. Formål for faget

Algebra med Bea. Bea Kaae Smit. nøgleord andengradsligning, komplekse tal, ligningsløsning, ligningssystemer, nulreglen, reducering

Hvad er et tal? Dan Saattrup Nielsen

Fraktaler. Mandelbrots Mængde. Foredragsnoter. Af Jonas Lindstrøm Jensen. Institut For Matematiske Fag Århus Universitet

ANALYSE 1, 2014, Uge 5

Algebra. Dennis Pipenbring, 10. februar matx.dk

DesignMat Uge 1 Gensyn med forårets stof

Konstruktionen af de reelle tal gennem decimaltalsrepræsentation og Dedekind-snit

Matematik samlet evaluering for Ahi Internationale Skole

Oversigt over gruppeteori: definitioner og sætninger

Analyse 2. Bevis af Fatous lemma (Theorem 9.11) Supplerende opgave 1. Øvelser

1 Punktmængdetopologi. metriske rum, fuldstændighed

Ligningssystemer - nogle konklusioner efter miniprojektet

DM72 Diskret matematik med anvendelser

Ufuldstændighed, mængdelære og beregnelighed

Fra logiske undersøgelser til fænomenologi

UENDELIG, MERE UENDELIG, ENDNU MERE UENDELIG, Indledning

Matricer og Matrixalgebra

Evaluering af matematik undervisning

3. klasse 6. klasse 9. klasse

Gult Foredrag Om Net

1.1 Legemer. Legemer er talsystemer udstyret med addition og multiplikation, hvor vi kan regner som vi plejer at gøre med de reelle tal.

DM547/MM537. Spørgsmål 2 (3%) Hvilke udsagn er sande? Which propositions are true? Svar 1.a: x Z: x > x 1. Svar 2.h: x Z: y Z: x + y = 5. Svar 1.

Komplekse tal og rækker

Eksempel på den aksiomatisk deduktive metode

er et helt tal. n 2 AB CD AC BD (b) Vis, at tangenterne fra C til de omskrevne cirkler for trekanterne ACD og BCD står vinkelret på hinanden.

Matematik, dannelse og kompetencer. Mogens Niss, IMFUFA/INM Roskilde Universitet

Analyse 2. Gennemgå bevis for Sætning Supplerende opgave 1. Øvelser. Sætning 1. For alle mængder X gælder #X < #P(X).

Appendiks 6: Universet som en matematisk struktur

Kontinuitet og Intuition

1 Sætninger om hovedidealområder (PID) og faktorielle

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

Hvad er matematik? C, i-bog ISBN

Udvalgsaksiomet. Onsdag den 18. november 2009

Beregnbarhed, diagonalisering og matematikkens grundlag

Diskrete Matematiske Metoder. Jesper Lützen

Tidligere Eksamensopgaver MM505 Lineær Algebra

MATEMATIK. GIDEONSKOLENS UNDERVISNINGSPLAN Oversigt over undervisning i forhold til trinmål og slutmål

ANALYSE 1, 2014, Uge 6

Lineær Algebra. Lars Hesselholt og Nathalie Wahl

{ } { } {( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )}

z 1 = z 1z 1z 1 z 1 2 = z z2z 1 z 2 2

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

Matematik: Videnskaben om det uendelige. Anden forelæsning: Indivisibler

Sammenhængskomponenter i grafer

Ordbog over Symboler

01017 Diskret Matematik E12 Alle bokse fra logikdelens slides

Undervisningsplan for faget matematik. Ørestad Friskole

Fundamentale begreber fra Analysen. Introduktion. De reelle tal. Carsten Lunde Petersen

Første konstruktion af Cantor mængden

Gödel: Über formal unentschiedbare Sätze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I, 1931

Transkript:

Types, tokens og rationalisme i matematikkens filosofi Klaus Frovin Jørgensen Afdelingen Filosofi og Videnskabsteori, RUC 6. marts, 2010 1 / 29

Hilbert og den aksiomatiske metode David Hilbert (1862-1943) Über den Zahlbegriff er en lille artikel fra 1899. Trotz des hohen pädagogischen und heuristischen Wertes der genetischen Methode verdient doch zur endgültigen Darstellung und völligen logischen Sicherung des Inhaltes unserer Erkenntnis die axiomatische Methode den Vorzug. (Hilbert, 1899) 2 / 29

Det filosofiske grundlag for den genetiske metode 3 / 29

Types og tokens (1/4) Type-token: En vigtigt distinktion imellem kategori og et element af kategorien. En type eksemplificeres af en token. Når vi fælder subjekt-prædikat-domme benytter vi types (prædikaterne) og refererer til tokens (objekterne). Type Token 4 / 29

Types og tokens (2/4) Brugen af types og tokens er helt fundamental for erkendelsen. 5 / 29

Types og tokens (3/4) 6 / 29

Types og tokens (4/4) 5 7 / 29

Ækvivalensrelationer (1/3) Vi siger, at er en ækvivalensrelation over D, når den er refleksiv, symmetrisk og transitiv, dvs. hvis det for alle elementer i D gælder at: i) x x ii) x y medfører y x iii) x y og y z medfører x z Eksempler har samme farve som er parallel med er lig med kongruent modulus n er ækvipotent med... Vi betegner med [x] klassen af alle elementer fra D, som er ækvivalente med x, det vil sige: [x] = {y D y x} 8 / 29

Ækvivalensrelationer (2/3) l [ ] Ækvivalensklassen til linjen l under ækvivalensrelationen er parallel med. 9 / 29

Ækvivalensrelationer (3/3) For alle a, b D gælder [a] = [b] eller [a] [b] =. Sætning. Ækvivalensklasserne udgør en disjunkt forening af hele mængden. Givet et mængde D og en ækvivalensrelation kan vi gruppere D mht. ækvivalent opførsel. 10 / 29

Ækvivalensklasser som objekter På baggrund af en mængde D og ækvivalensrelation konstruerer vi [a]. Hvordan kan vi opfatte ækvivalensklassen som et objekt? Vores håndtering af de oprindelige objekter løftes til de nye, da [a] = [b] a b. Vi håndterer/opererer med de nye objekter (nemlig ækvivalensklasserne) ved hjælp af de gamle objekter (repræsentanterne). Vi samler alle ækvivalensklasserne i en kvotient-struktur: X/ = {[a] a D}. 11 / 29

Ækvivalensklasser og generatorer En ækvivalensrelation har en karakteristisk funktion: { 1, hvis a b, χ(a, b) = 0, ellers. Vi kan parametrisere χ: { 1, hvis a b, χ a (b) = 0, ellers. [a] b χ a (b)=1 χ a (b)=0 Således kan vi (intensionelt) forstå en ækvivalensklasse som genereret af et i) paradigmatisk eksempel samt ii) den tilhørende karakteristiske funktion. 12 / 29

Naturlige tal som konceptuelle objekter Relationen er parvist relateret til er en ækvivalensrelation. Vi forstår da et naturligt tal som bestående af 1 Et prototypisk eksempel, 2 Den tilhørende karakteristiske funktion. 13 / 29

Kant (1724-1804) om tallene (1/2) 14 / 29

Kant (1724-1804) om tallene (2/2) Begrebet tolv er på ingen måde alle medtænkt, når jeg tænker på foreningen af syv og fem. Jeg kan analysere mit begreb om en sådan forening så meget, jeg vil, og alligevel støder jeg ikke på tolv i det. Man må altså gå hinsides begrebet og gøre brug af den anskuelse, der svarer til det ene af de to tal, eksempelvis sine fem fingre eller (som Segner i sin aritmetik) fem punkter, hvorefter man led for led tilføjer enhederne i de i anskuelsen givne fem til begrebet syv. Jeg tager altså først tallet 7, og idet jeg for begrebet 5 tager min hånds fingre til hjælp som anskuelse, tilføjer jeg nu til mit billede de enheder, som jeg før har bragt sammen for at danne tallet 5, den ene efter den anden til tallet 7, hvorpå jeg ser tallet 12 træde frem. (Kant, Kritik af den rene fornuft, B 15-6) 15 / 29

Addition gennem tokens/repræsentanter 5 7 12 sætte efter hinanden 16 / 29

Naturlige og hele tal På basis af N kan vi konstruere de hele tal Z. Definér følgende relation på N N. (m, n) (m, n ) m + n = m + n Ækvivalens mellem par reduceres til identitet mellem naturlige tal. Derved bliver en ækvivalensrelation. Ækvivalensklasserne bliver til de hele tal. 17 / 29

De hele tal Z er kvotientstrukturen ( N N ) /. Det vil sige: Z = {[n, 0] n N} {[0, n] n N}. De kanoniske repræsentanter for de positive hele tal er (n, 0), og for de negative har vi (0, n). Vi refererer til en hel ækvivalensklasse ved hjælp af i) Et kanonisk eksempel, samt (mere implicit), ii) Den tilhørende karakteristiske funktion. 18 / 29

Addition Z via tokens i N N Hvordan adderes to ækvivalensklasser? Baseret på addition i N definerer vi addition i Z: + Z : Z Z Z, (m n, r s) (m n) + Z (r s) := (m + N r) (n + N s) Vi skal herefter sikre os, at definitionen er veldefineret. Altså, at + Z respekterer ækvivalensklasserne. 19 / 29

+ Z er veldefineret Lemma. m n = m n og r s = r s medfører: (m + N r) (n + N s) = (m + N r ) (n + N s ). Addition i Z reduceres til (komponentvis) addition i N: z 1 z 2 z 3 m n m n r s r s (m + r) (n + s) (m + r ) (n + s ) m + N r og n + N s m + N r og n + N s 20 / 29

Algebra, aksiomatik og den genetiske metode 21 / 29

Algebra og aksiomatik Lad G være en mængde med en operation : G G G. Dette kaldes en gruppe, hvis 1 (x y) z = x (y z), for alle x, y, z G 2 Der er et neutralt element e sådan at G: i) e x = x, for alle x ii) For alle x findes der x 1 sådan at x x 1 = e. Vi kan nu vise, at (Z, +) er en gruppe og, at (Z, ) er en semi-gruppe (dvs. en gruppe uden 2), samt at addition og multiplikation opfører sig distributivt. Altså, er Z en Ring. 22 / 29

De rationelle tal Genetisk metode. Konstruér Q som samlingen af ækvivalensklasserne af ordnede par af hele tal (a, b), med b 0. Den afgørbare ækvivalensrelation er defineret ved (a, b) (c, d) ad = bc. Q er bliver kvotient-strukturen (Z Z)/. På grundlag af repræsentanter af ækvivalensklasserne kan regnearterne i Z løftes til Q. (Vi skal også her vise veldefinerethed). Aksiomatisk metode. Går vi til det abstrakte kan vi vise, at (Q, +, ) er en kommutativ ring, med (Q, \{0}, ) som en gruppe. Altså er Q et legeme. 23 / 29

Mod de reelle tal: Cauchy-følger Cauchy-følge: En følge af rationelle tal x 1, x 2,... er Cauchy, hvis der for ethvert ɛ eksisterer et N således, at for alle n, m > N x n x m < ɛ Ud fra klassen Cau af alle Cauchy-følger kan vi konstruere de reelle tal. 24 / 29

Konstruktion af de reelle tal To Cauchy-følger (a n ) og (b n ) er ækvivalente, hvis deres forskel er 0 i grænsen; altså: (a n ) (b n ) lim(a n b n ) = 0 Fra klassen Cau af Cauchy-følger kan de reelle tal konstrueres som ækvivalensklasser: [(a n )] = {(b n ) Cau (a n ) (b n )}. Bemærk, et reelt tal er generelt en ret uendelig størrelse. 25 / 29

Regneregler for de reelle tal Definition. Lad x og y være reelle tal. Vælg (a n ) i x og (b n ) i y; vi definerer da x + y = [(a n + b n )] x y = [(a n b n )] 0 = [(0)] 1 = [(1)] Vi kan ligeledes definere < for de reelle tal. Derved får vi, at R = (Cau/, +,, <) er et fuldstændigt ordnet arkimedisk legeme. Altså fuldstændigt, uden infinitisimaler med Q tæt i R. 26 / 29

Den genetiske og den aksiomatiske metode 27 / 29

Samspil mellem de to metoder N Monoide Z Ring Q Legeme R Fuldstændigt arkimedisk legeme 28 / 29

Diskussion og konklusion 29 / 29