大阪の全体Rは[0,1] = 1×EIR 10ミ入了と対等であることを示せ、 これは、「大阪の全体R」が何を指しているのか不明であり、数式として不適切な部分(1×EIR 10ミ入了)が含まれているため、正確な問題文の意図を把握できません。しかし、文脈から判断すると、おそらく、実数全体 $R$ と、閉区間$[0,1]$が濃度に関して対等であることを示す問題であると推測されます。

解析学集合論濃度全単射実数区間
2025/7/12

1. 問題の内容

大阪の全体Rは[0,1] = 1×EIR 10ミ入了と対等であることを示せ、
これは、「大阪の全体R」が何を指しているのか不明であり、数式として不適切な部分(1×EIR 10ミ入了)が含まれているため、正確な問題文の意図を把握できません。しかし、文脈から判断すると、おそらく、実数全体 RR と、閉区間[0,1][0,1]が濃度に関して対等であることを示す問題であると推測されます。

2. 解き方の手順

実数全体 RR と閉区間 [0,1][0,1] が濃度に関して対等であることを示すには、全単射関数 f:R[0,1]f: R \to [0,1] を構成すればよいです。
* ステップ1: 開区間 (π/2,π/2)(-π/2, π/2) と実数全体 RR が濃度同等であることを示す。
関数 f(x)=tan(x)f(x) = \tan(x) を考えると、f:(π/2,π/2)Rf: (-π/2, π/2) \to R は全単射です。なぜなら、tan(x)\tan(x) は区間 (π/2,π/2)(-π/2, π/2) で連続かつ単調増加であり、xπ/2x \to -π/2-\infty に、xπ/2x \to π/2++\infty に発散するため、全単射となります。
* ステップ2: 開区間 (0,1)(0,1) と開区間 (π/2,π/2)(-π/2, π/2) が濃度同等であることを示す。
関数 g(x)=πxπ/2g(x) = πx - π/2 を考えると、g:(0,1)(π/2,π/2)g: (0,1) \to (-π/2, π/2) は全単射です。これは、線形関数なので、単調であり、区間 (0,1)(0,1) の端点でそれぞれ π/2-π/2π/2π/2 に対応するため、全単射となります。
* ステップ3: 閉区間 [0,1][0,1] と開区間 (0,1)(0,1) が濃度同等であることを示す。
このことを示すには、全単射関数 h:(0,1)[0,1]h: (0,1) \to [0,1] を構成します。
(0,1)(0,1)の数列 ana_nを以下のように定義する。
a0=0a_0 = 0, a1=1a_1 = 1
an=1/n(n>=2)a_n = 1/n (n >=2)
次に、h:(0,1)[0,1]h:(0,1) \to [0,1] を以下のように定義する。
h(a2)=a0h(a_2) = a_0
h(a3)=a1h(a_3) = a_1
h(an)=an2h(a_n) = a_{n-2} for n>=4n >= 4
h(x)=xh(x) = x for xanx \neq a_n
この関数hは全単射となる。
* ステップ4: 結論
ステップ1, 2, 3から、 (0,1)(π/2,π/2)R(0,1) \sim (-π/2, π/2) \sim R および [0,1](0,1)[0,1] \sim (0,1) が言えます。したがって、R(0,1)[0,1]R \sim (0,1) \sim [0,1] となり、実数全体 RR と閉区間 [0,1][0,1] は濃度同等であることが示されました。

3. 最終的な答え

実数全体 RR と閉区間 [0,1][0,1] は濃度同等である。

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