$\mathbb{R}$ の閉区間 $[0, 1]$ と半開区間 $(0, 1]$ とは集合として対等であることを証明せよ.
解答例 1
写像 $f:[0, 1]\rightarrow (0, 1]$ を $$ f(x) = \begin{cases} 1, & x=0 \\ \displaystyle\frac{x}{2}, & \displaystyle x=\frac{1}{2^n}\,(n=0, 1, 2, \ldots) \\ x, & \displaystyle x\neq 0, \frac{1}{2^n}\,(n=0, 1, 2, \ldots) \end{cases} $$ によって定め, 写像 $g:(0, 1]\rightarrow [0, 1]$ を $$ g(x) = \begin{cases} 0, & x=1 \\ 2x, & \displaystyle x=\frac{1}{2^n}\,(n=1, 2, 3, \ldots) \\ x, & \displaystyle x\neq\frac{1}{2^n}\,(n=0, 1, 2, \ldots) \end{cases} $$ によって定めると, $g$ は $f$ の逆写像である. ゆえに, $f$ は全単射である.
最終更新日:2011年11月02日