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