前面我们讨论的都是拓扑学的逻辑基础——集合论的一些基本概念。现转入讨论其数学基础——整数与实数系。
建立起这些基础的一个办法是,仅仅使用集合论公理来构造实数系,也就是说,赤手空拳地干。这样处理问题要花费很多时间和精力,并且其中逻辑的意味远远超过数学。第二种方法比较简单,它假定已有实数的一些公理,从这些公理出发进行讨论。本节大体上就是这样处理实数的。
首先,我们将要用到集合论中的一个定义。
定义 集合\(A\)中的一个二元运算(binary operation)是将\(A\times A\)映到\(A\)中的一个函数\(f\)。
对于集合\(A\)中的二元运算\(f\),往往使用一种与函数这一节引进的标准函数记号不同的记号。函数\(f\)在\((a,a')\)处的值不用\(f(a,a')\),而是把函数符号写在两个分量中间,即用\(afa'\)表示。与关系的情况一样,今后也经常使用一些不同于字母的符号来表示一个运算。常用的符号有加号(\(+\))、乘号(\(\cdot\))和(\(\circ\)),以及星号(*)等等。
假定
我们假定有一个称为实数(real numbers)的集合\(\mathbb{R}\),在\(\mathbb{R}\)上有分别称之为加法运算和乘法运算的两个二元运算\(+\)和\(\cdot\),以及\(\mathbb{R}\)上的一个全序关系\(y\),则\(x+z>y+z\)。若\(x>y\)和\(z>0\),则$x\cdot z > y\cdot z $;
序性质
(7) 全序关系\( |