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# Mengenlehre
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## Themen
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## Themen {/* #themen */}
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In diesem Teil möchte ich über folgende Themen sprechen:
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1. [Elemente der Logik](logik)
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@@ -18,7 +18,7 @@ In diesem Teil möchte ich über folgende Themen sprechen:
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4. [Verallgemeinerte mengentheoretische Relationen](verallgemeinerte_relationen)
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5. [Endlichkeit und Kardinalzahlen](endlichkeit)
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## Über die Mengenlehre
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## Über die Mengenlehre {/* #über-die-mengenlehre */}
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Die Logik und die Mengenlehre sind eng miteinander verknüpft und bilden die allgemeinen Grundlagen der Mathematik.
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Sie wurde von [Georg Cantor](https://de.wikipedia.org/wiki/Georg_Cantor) im 19. Jahrh. begründet.
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Cantor definierte dabei, was man unter einer *Menge* versteht und untersuchte diese Strukturen dann, u.a. die *Mächtigkeit* von Mengen.
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@@ -35,8 +35,8 @@ Allerdings führte das Cantor'sche Modell der Mengenlehre, auch *naive Mengenleh
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Die heutige Mathematik beruht auf einer axiomatisierten Mengenlehre und wird auch *Zermelo-Fraenkel-Mengenlehre mit Auswahlaxiom* genannt.
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Doch ist die naive Mengenlehre ein Teil der ZFC-Mengenlehre (**Z**ermelo, **F**raenkel, Axiom of **C**hoice) und daher nach wie vor ein einfacher und guter Zugang.
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## Naive Mengenlehre nach Cantor
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:::note Menge
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## Naive Mengenlehre nach Cantor {/* #naive-mengenlehre-nach-cantor */}
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:::note[Menge]
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Unter einer *Menge* verstehen wir jede Zusammenfassung $M$ von bestimmten wohlunterschiedenen Objekten $m$
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unserer Anschauung oder unseres Denkens zu einem Ganzen.
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@@ -47,26 +47,26 @@ Mengen werden dabei mit den *Mengenklammern* $\{$ und $\}$ aufgeschrieben.
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Außerdem wird das Symbol $\in$ dafür verwendet um zu beschreiben, dass ein *Element* $m$ zu einer Menge $M$ gehört: $m \in M$.
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Dagegen wird $\notin$ dafür verwendet, um zu beschreiben, dass ein Element $n$ nicht zur Menge $M$ gehört: $n \notin M$.
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### Beispiele für Mengen
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#### Ziffern 0 bis 5
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### Beispiele für Mengen {/* #beispiele-für-mengen */}
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#### Ziffern 0 bis 5 {/* #ziffern-0-bis-5 */}
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Die Menge der Ziffern *0* bis *5*:
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$$
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Z = \{ 0, 1, 2, 3, 4, 5 \}
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$$
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Dabei gilt z.B. $1 \in Z$ und $4 \in Z$, aber nicht $8 \in Z$, also $8 \notin Z$.
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#### Ballarten
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#### Ballarten {/* #ballarten */}
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Folgendes könnte eine Menge von verschiedenen, aber nicht allen Ballarten sein:
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$$
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B = \{ \text{Fußball}, \text{Tennisball}, \text{Baseball} \}
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$$
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Es gilt z.B. $\text{Fußball} \in B$ und $\text{Basketball} \notin B$.
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### Antinomien
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### Antinomien {/* #antinomien */}
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Diese *naive* Auffassung von Menge birgt allerdings Widersprüche, auch *Antinomien* genannt.
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#### Russell'sche Menge
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:::note Russell'schen Menge
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#### Russell'sche Menge {/* #russellsche-menge */}
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:::note[Russell'schen Menge]
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Menge aller Mengen, die sich nicht selbst als Element enthalten.
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@@ -77,7 +77,7 @@ $$$
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A \in X \text{ genau dann, wenn } A \notin A
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:::danger Aber gilt nun $X \in X$?
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:::danger[Aber gilt nun $X \in X$?]
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Für $A \coloneqq X$ erhält man den Widerspruch
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$$
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@@ -90,10 +90,10 @@ Das funktioniert eben nicht: Wenn die Menge $X$ in $X$ selbst als Element liegt,
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da wir die Menge $X$ ja gerade so definiert haben, dass sie nur die Mengen enthält, die sich nicht selbst enthalten.
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Andersherum heißt es, dass wenn $X$ nicht in $X$ ist, dann müsste sie in $X$ liegen wegen der Definition von $X$.
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#### Barbier von Sevilla
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#### Barbier von Sevilla {/* #barbier-von-sevilla */}
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Ein anderes Beispiel ist die Anekdote vom *Barbier von Sevilla*, die ebenfalls von Russell stammt.
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:::note Barbier von Sevilla
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:::note[Barbier von Sevilla]
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Der Barbier $B$ ist derjenige Mann von Sevilla, der genau die Männer $M$ von Sevilla rasiert, die sich nicht selbst rasieren.
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@@ -108,7 +108,7 @@ $$$
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M \in B \text{ genau dann, wenn } M \notin M
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:::danger Rasiert der Barbier sich selbst?
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:::danger[Rasiert der Barbier sich selbst?]
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Für $M \coloneqq B$ erhält man den Widerspruch
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