5 Principio de inducción. Conjuntos finitos y numerables.

5.1 El principio de inducción

Proposition 5.1 (Propiedad del buen orden de \mathbb{N}).

Todo subconjunto no vacío de \mathbb{N} tiene un elemento menor.

Proposition 5.2 (Principio de inducción matemática).

Sea SS un subconjunto de \mathbb{N} que tenga las dos propiedades:

  1. 1.

    El numero 1S1\in S

  2. 2.

    Para toda kk\in\mathbb{N}, si kSk\in S, entonces k+1Sk+1\in S.

Entonces se tiene que S=S=\mathbb{N}.

El principio de induccion matematica suele exponerse en el contexto de propiedades relativas a numeros naturales.

En este contexto, el principio de induccion matematica puede formularse de la manera siguiente.

Para cada nn\in\mathbb{N}, sea P(n)P(n) una proposicion acerca de nn. Suponer que:

  1. 1.

    P(1)P(1) es verdadera

  2. 2.

    Para cualquier kk\in\mathbb{N}, si P(k)P(k) es verdadera, entonces P(k+1)P(k+1) es verdadera.

Entonces P(n)P(n) es verdadera para toda nn\in\mathbb{N}.

5.2 Conjuntos finitos y numerables

Se dice que dos conjuntos AA y BB son equipotentes o coordinables si es posible definir una funcion biyectiva f:ABf\colon A\to B entre dichos conjuntos. Si un conjunto AA es equipotente con el subconjunto de los numeros naturales {1,2,3,,n}\left\{1,2,3,\ldots,n\right\} se dice que el cardinal de AA es nn y se escribe |A|=n|A|=n. Si AA es equipotente con {1,2,3,,n}\left\{1,2,3,\ldots,n\right\} se dice que AA es finito. Por otra parte, si AA es coordinable con el conjunto \mathbb{N}, se dice que AA es numerable.

Tambien se podra demostrar que el conjunto \mathbb{Q} de los numeros racionales es numerable.