В математике термин « почти все » означает «все, кроме незначительного количества». Точнее, если это множество , «почти все элементы » означают «все элементы, кроме тех, которые входят в незначительное подмножество » . Значение слова «незначительный» зависит от математического контекста; например, оно может означать «конечный» , «счетный » или «ноль» .
Напротив, « почти нет » означает «незначительное количество»; то есть «почти нет элементов » означает «незначительное количество элементов ».
Значения в разных областях математики
Преобладающее значение
В математике слово «почти все» иногда используется для обозначения «всех (элементов бесконечного множества ), за исключением конечного числа». [1] [2] Такое использование встречается и в философии. [3] Точно так же «почти все» может означать «все (элементы несчетного множества ), кроме счетного числа». [сек 1]
Примеры:
Почти все положительные целые числа больше 10 12 . [4] : 293
Почти все простые числа нечетны (единственное исключение — 2). [5]
Если P — ненулевой полином , то P(x) ≠ 0 для почти всех x (если не для всех x ).
Значение в теории меры
Функция Кантора как функция, имеющая почти всюду нулевую производную.
Говоря о вещественных числах , иногда «почти все» может означать «все вещественные числа, кроме нулевого множества ». [6] [7] [сек 2] Аналогично, если S — некоторый набор действительных чисел, «почти все числа в S » могут означать «все числа в S , за исключением тех, которые входят в нулевой набор». [8] Реальную линию можно рассматривать как одномерное евклидово пространство . В более общем случае n -мерного пространства (где n — положительное целое число) эти определения можно обобщить на «все точки, кроме тех, которые находятся в нулевом множестве» [раздел 3] или «все точки в S , кроме тех, которые в нулевом множестве» (на этот раз S — множество точек в пространстве). [9] Даже в более общем смысле слово «почти все» иногда используется в смысле « почти везде » в теории меры , [10] [11] [раздел 4] или в тесно связанном смысле « почти наверняка » в теории вероятностей. . [11] [сек 5]
Примеры:
В пространстве меры , таком как действительная линия, счетные множества равны нулю. Множество рациональных чисел счетно, поэтому почти все действительные числа иррациональны. [12]
Множество Кантора также равно нулю. Таким образом, в нем нет почти всех реалов, хотя он и несчетен. [6]
Производная функции Кантора равна 0 почти для всех чисел единичного интервала . [15] Это следует из предыдущего примера, поскольку функция Кантора является локально постоянной и, следовательно, имеет производную 0 вне множества Кантора.
Значение в теории чисел
В теории чисел «почти все положительные целые числа» могут означать «натуральные целые числа в наборе, естественная плотность которых равна 1». То есть, если A — набор положительных целых чисел, и если доля положительных целых чисел в A ниже n (из всех положительных целых чисел ниже n ) стремится к 1, когда n стремится к бесконечности, то почти все положительные целые числа находятся в A. [16] [17] [сек 7]
В более общем смысле, пусть S будет бесконечным набором положительных целых чисел, таким как набор четных положительных чисел или набор простых чисел , если A является подмножеством S и если доля элементов S ниже n , которые находятся в A ( из всех элементов S ниже n ) стремится к 1, когда n стремится к бесконечности, то можно сказать, что почти все элементы S находятся в A.
Примеры:
Естественная плотность коконитных множеств натуральных чисел равна 1, поэтому каждое из них содержит почти все положительные целые числа.
Почти все положительные целые числа являются составными . [сек 7] [доказательство 1]
Почти все четные положительные числа можно выразить в виде суммы двух простых чисел. [4] : 489
Почти все простые числа изолированы . Более того, для каждого положительного целого числа g почти все простые числа имеют пробелы между простыми числами более g как слева, так и справа; то есть между p − g и p + g нет другого простого числа . [18]
Значение в теории графов
В теории графов , если A представляет собой набор (конечных помеченных ) графов , можно сказать, что он содержит почти все графы, если доля графов с n вершинами, находящихся в A , стремится к 1, поскольку n стремится к бесконечности. [19] Однако иногда проще работать с вероятностями, [20] поэтому определение переформулируется следующим образом. Доля графов с n вершинами, находящихся в A , равна вероятности того, что случайный граф с n вершинами (выбранный с равномерным распределением ) находится в A , и выбор графа таким образом имеет тот же результат, что и создание графа путем переворачивания графа. монета за каждую пару вершин, чтобы решить, соединять ли их. [21] Следовательно, что эквивалентно предыдущему определению, множество A содержит почти все графы, если вероятность того, что граф, созданный подбрасыванием монеты с n вершинами, находится в A , стремится к 1, поскольку n стремится к бесконечности. [20] [22] Иногда последнее определение модифицируется так, что граф выбирается случайным образом каким-либо другим способом , при этом не все графы с n вершинами имеют одинаковую вероятность, [21] и эти измененные определения не всегда эквивалентны главный.
Использование термина «почти все» в теории графов не является стандартным; Для этой концепции чаще используется термин « асимптотически почти наверняка ». [20]
В топологии [24] и особенно в теории динамических систем [25] [26] [27] (включая приложения в экономике) [28] «почти все» точки топологического пространства могут означать «все точки пространства, за исключением те, что в скудном наборе ». Некоторые используют более ограниченное определение, согласно которому подмножество содержит почти все точки пространства, только если оно содержит некоторое открытое плотное множество . [26] [29] [30]
Пример:
Для неприводимого алгебраического многообразия свойства , которые справедливы для почти всех точек многообразия, являются в точности общими свойствами . [раздел 8] Это связано с тем, что в неприводимом алгебраическом многообразии, снабженном топологией Зариского , все непустые открытые множества плотны.
Значение в алгебре
В абстрактной алгебре и математической логике , если U является ультрафильтром на множестве X, «почти все элементы X » иногда означают «элементы некоторого элемента U ». [31] [32] [ 33] [34] Для любого разделения X на два непересекающихся множества одно из них обязательно будет содержать почти все элементы X. Можно думать об элементах фильтра на X как о содержащих почти все элементы X , даже если это не ультрафильтр. [34]
Доказательства
^ Теорема о простых числах показывает, что количество простых чисел, меньших или равных n , асимптотически равно n /ln( n ). Следовательно, доля простых чисел примерно равна ln( n )/ n , которая стремится к 0, когда n стремится к бесконечности , поэтому доля составных чисел, меньших или равных n , стремится к 1, когда n стремится к бесконечности. [17]
^ Каэн, Поль-Жан; Шабер, Жан-Люк (7 декабря 2010 г.) [Впервые опубликовано в 2000 г.]. «Глава 4: Что нового в целочисленных полиномах в подмножестве?». В Хазевинкеле, Михил (ред.). Ненётерова коммутативная теория колец . Математика и ее приложения. Том. 520. Спрингер . п. 85. дои : 10.1007/978-1-4757-3180-4. ISBN978-1-4419-4835-9.
^ Мовшовиц-хадар, Ница; Шрики, Атара (08 октября 2018 г.). Логика в стране чудес: введение в логику через чтение «Приключений Алисы в стране чудес» — пособие для учителя. Всемирная научная. п. 38. ISBN978-981-320-864-3. Это также можно выразить в утверждении: «Почти все простые числа нечетные».
^ Аб Кореваар, Джейкоб (1 января 1968 г.). Математические методы: Линейная алгебра / Нормированные пространства / Распределения / Интегрирование . Том. 1. Нью-Йорк: Академик Пресс . стр. 359–360. ISBN978-1-4832-2813-6.
↑ Сохраб, Хоушанг Х. (15 ноября 2014 г.). Базовый реальный анализ (2-е изд.). Биркхойзер . п. 307. дои : 10.1007/978-1-4939-1841-6. ISBN978-1-4939-1841-6.
^ Хельмберг, Гилберт (декабрь 1969 г.). Введение в спектральную теорию в гильбертовом пространстве . Серия Северной Голландии по прикладной математике и механике. Том. 6 (1-е изд.). Амстердам: Издательская компания Северной Голландии . п. 320. ИСБН978-0-7204-2356-3.
↑ Веструп, Эрик М. (18 сентября 2003 г.). Теория меры и интегрирование . Ряд Уайли по вероятности и статистике. США: Wiley-Interscience . п. 182. ИСБН978-0-471-24977-1.
^ аб Биллингсли, Патрик (1 мая 1995 г.). Вероятность и мера (PDF) . Серия Уайли по вероятности и статистике (3-е изд.). США: Wiley-Interscience . п. 60. ИСБН978-0-471-00710-4. Архивировано из оригинала (PDF) 23 мая 2018 года.
↑ Берк, Фрэнк (3 ноября 1997 г.). Мера Лебега и интегрирование: Введение . Серия текстов, монографий и трактатов Wiley-Interscience. США: Wiley-Interscience . п. 260. ИСБН978-0-471-17978-8.
^ Прачар, Карл (1957). Primzahlverteiung . Grundlehren der mathematischen Wissenschaften (на немецком языке). Том. 91. Берлин: Шпрингер . п. 164.Цитируется в Гроссвальде, Эмиль (1 января 1984 г.). Темы из теории чисел (2-е изд.). Бостон: Биркхойзер . п. 30. ISBN 978-0-8176-3044-7.
^ Гредель, Эрик; Колайтис, Фокион Г.; Либкин Леонид ; Маркс, Мартен; Спенсер, Джоэл ; Варди, Моше Ю .; Венема, Иде; Вайнштейн, Скотт (11 июня 2007 г.). Теория конечных моделей и ее приложения . Тексты по теоретической информатике ( серия EATCS ). Спрингер . п. 298. ИСБН978-3-540-00428-8.
^ Окстоби, Джон К. (1980). Мера и категория . Тексты для аспирантов по математике . Том. 2 (2-е изд.). США: Спрингер . стр. 59, 68. ISBN.978-0-387-90508-2.Хотя Окстоби не дает здесь явного определения этого термина, Бабай заимствовал его из « Меры и категорий» в своей главе «Группы автоморфизмов, изоморфизм, реконструкция» Грэма, Гретшеля и «Справочника по комбинаторике » Ловаса (том 2), а также Броера и Такенса . обратите внимание в своей книге «Динамические системы и хаос» , что «Мера и категория » сравнивают это значение слова «почти все» с теоретико-мерным значением в реальной линии (хотя в книге Окстоби также обсуждаются скудные множества в общих топологических пространствах).
^ Баратшар, Лоран (1987). «Недавние и новые результаты в рациональном L 2- приближении». В «Занавесе», Рут Ф. (ред.). Моделирование, снижение робастности и чувствительности в системах управления . НАТО ASI Series F. Vol. 34. Спрингер . п. 123. дои : 10.1007/978-3-642-87516-8. ISBN978-3-642-87516-8.
^ Аб Броер, Хенк; Такенс, Флорис (28 октября 2010 г.). Динамические системы и хаос . Прикладные математические науки. Том. 172. Спрингер . п. 245. дои : 10.1007/978-1-4419-6870-8. ISBN978-1-4419-6870-8.
^ Шарковский, АН; Коляда, Сан-Франциско; Сивак, АГ; Федоренко В.В. (30 апреля 1997 г.). Динамика одномерных карт . Математика и ее приложения. Том. 407. Спрингер . п. 33. дои : 10.1007/978-94-015-8897-3. ISBN978-94-015-8897-3.
↑ Юань, Джордж Сянь-Чжи (9 февраля 1999 г.). Теория ККМ и ее приложения в нелинейном анализе . Чистая и прикладная математика; Серия монографий и учебников. Марсель Деккер . п. 21. ISBN978-0-8247-0031-7.
^ Альбертини, Франческа; Зонтаг, Эдуардо Д. (1 сентября 1991 г.). «Транзитивность и прямая доступность нелинейных систем с дискретным временем». В Боннаре, Бернар; Невеста, Бернар; Готье, Жан-Поль; Купка, Иван (ред.). Анализ управляемых динамических систем . Прогресс в теории систем и управления. Том. 8. Биркхойзер . п. 29. дои : 10.1007/978-1-4612-3214-8. ISBN978-1-4612-3214-8.
^ Зальцманн, Гельмут; Грундхёфер, Тео; Хель, Герман; Лёвен, Райнер (24 сентября 2007 г.). Классические поля: структурные особенности действительных и рациональных чисел. Энциклопедия математики и ее приложений. Том. 112. Издательство Кембриджского университета . п. 155. ИСБН978-0-521-86516-6.
^ Аб Раутенберг, Вольфганг (17 декабря 2009 г.). Краткое изложение математической логики . Университетский текст (3-е изд.). Спрингер . стр. 210–212. дои : 10.1007/978-1-4419-1221-3. ISBN978-1-4419-1221-3.
Вторичные источники
^ Шварцман, Стивен (1 мая 1994 г.). Слова математики: этимологический словарь математических терминов, используемых на английском языке . Серия Спектр. Математическая ассоциация Америки . п. 22. ISBN978-0-88385-511-9.
^ Клэпхэм, Кристофер; Николсон, Джеймс (7 июня 2009 г.). Краткий Оксфордский математический словарь . Оксфордские справочники в мягкой обложке (4-е изд.). Издательство Оксфордского университета . п. 38. ISBN978-0-19-923594-0.