Creo que esto me servirá para repasar si entendí o no lo que me han estado explicando.
pongamos las cosas claras , o aclarenmelas...
Ordinal : es el numero que establece la posición de un elemento dentro de un conjunto.
Cardinal: es el numero resultado de contar todos los elementos de un conjunto.
Numeral: es el valor numérico incluido en un conjunto, con relación univoca a la posición indicada por su ordinal.
Ej: Dado $$A=\{5,6,4,9\}$$ Su cardinal es 4 , en el ordinal 2 tenemos al numeral 6.
EL ordinal no es exactamente así. El ordinal es un conjunto. Por ejemplo $$w$$ es el primer ordinal transfinito y expresa al conjunto de los naturales bien ordenado: $$w=\left\{{0,1,2,3,4,5,6,...}\right\}$$.
Piensa que en teoría de conjuntos se cuenta mediante biyecciones, no tomando los elementos uno a uno. Además, cabe destacar que el ordinal y el cardinal, para conjuntos finitos, van como de la mano: si dos conjunto finitos tienen el mismo cardinal, entonces tendrán el mismo ordinal de seguro. Pero en conjuntos transfinitos no, pues conjuntos que tienen el mismo cardinal pueden ser de ordinales diferentes.
¿Por qué? La suma es conmutativa, el orden de los sumandos no altera el resultado de la suma. Si dices que están todos los términos, pues se entiende que estan "todos" , estén o no ordenados.
Fíjate que la función que representa cada sumando es una relación biyectiva entre un numero natural y un elemento de la serie, puedes decir que relaciona su ordinal con el numeral de la serie, ten en cuenta que si arrancas a sumar desde el cero , el primer sumando justamente tiene primer numero ordinal es decir 1 en tu caso $$n=w-1$$ pero es anecdótico puedes escribir la serie de diversas maneras.
No sé si era eso lo que querías decir, pero en principio no existe el ordinal $$w-1$$ (no he entendido muy bien qué querías decir en esta última frase)
Entonces, el elemento del conjunto que representa el primer sumando ocupa la primera posición, por ser el primer elemento del conjunto. Esto se puede interpretar como que su ordinal es 1. Aunque el concepto de ordinal de un conjunto es más amplio que eso.
No, justamente si al conjunto le agregas un elemento al final, el orden de los anteriores no se altera, conservan el mismo w.
Técnicamente no le agrego un valor final, sin más. Lo que hago es lo siguiente:
Tomo, por ejemplo, el conjunto de los naturales $$\Bbb N=\left\{{0,1,2,3,4,5,6,7,...}\right\}$$. Su ordinal es $$w$$ por pura definición. Y cualquier conjunto que sin modificar el orden de sus elementos se pueden biyectar con él, también tendrá por ordinal $$w$$.
Ahora podemos desordenar el conjunto de los naturales de esta forma:
$$N_6=\left\{{0,1,2,3,4,5,7,8,...,6}\right\}$$. "Pescamos" el número seis y lo colocamos más allá de todos los demás elementos del conjunto. En realidad, por el
axioma de extensionalidad el conjunto $$N_6$$ y $$\Bbb N$$ son el mismo conjunto, porque tienen exactamente los mismos elementos. Sin embargo el conjunto $$N_6$$ tiene por ordinal $$w+1$$, indicando, con ello, que no está tan bien ordenado como $$\Bbb N$$.
Cabe destacar, por tanto, que del conjunto de los naturales podemos "pescar" cualquiera de sus elementos y colocarlo más allá de todos los demás elementos, generando así un conjunto $$N_n$$ cuyo ordinal será mayor que el de los naturales. Será $$w+1$$.
En este sentido podemos generar $$N_n=\left\{{0,1,2,3,4,5,...,n}\right\}$$ siendo $$n$$ el valor más grande posible del conjunto. Hemos "pescado" el valor más grande de todos los naturales y lo colocamos más allá de todos los demás valores. Lo que ocurre, pero, es que $$n$$ no es un valor definido, porque la secuencia de todos los naturales no se aproxima a ningún valor concreto máximo cuando la analizamos "uno a uno".
Ahora tomemos el conjunto de todos los sumandos de la serie de Euler, cuyo ordinal es $$w$$. Esta secuencia sí se aproxima a un valor concreto $$\displaystyle\frac{\pi^2}{6}$$ cuando tomamos los elementos "uno a uno"; o hacemos suma parciales. Por tanto, aquí al "pescar" este valor límite sí tendremos un valor concreto y bien definido, $$\displaystyle\frac{\pi^2}{6}$$ , y lo colocamos más allá de todos los elementos del conjunto, formando un nuevo conjunto que contiene los mismo elementos que el anterior, pero cuyo ordinal es mayor por estar más desordenado; en concreto su ordinal será $$w+1$$.
Si agregas un elemento que es el limite, pasan al menos 3 cosas,
1) El elemento que agregaste puede o no tener las mismas propiedades que los demás elementos que definieron la pertenencia al conjunto, cada elemento de la serie se corresponde con un valor racional, pero el que agregaste es irracional.
Buen punto. Sin embargo, el conjunto que formo con los sumandos de la serie de Euler, por ejemplo, lo defino precisamente como el conjunto de todos los sumandos de la serie de Euler. Esta definición no me exige, realmente, que sus elementos sean exclusivamente racionales. ¿no te parece? Sólo exige que sean la suma de los términos de la serie.
2) Entiendo que si nombras $$w$$ al ordinal del ultimo elemento del conjunto compuesto de la serie $$S_M$$ con la adición del limite como último elemento, ese ordinal debería coincidir con el cardinal del conjunto. Si el conjunto tiene infinitos elementos tanto cardinal como ordinal lo representas con $$\infty$$ puesto que $$\infty+1$$ sigue siendo $$\infty$$.
Varias cosas:
a) Como ya he dicho en conjuntos transfinitos dos conjuntos con el mismo cardinal pueden tener ordinales diferentes, muy diferentes. Por ejemplo, el conjunto de los naturales tiene un ordinal menor que el conjunto de los racionales, sin embargo ambos tienen el mismo cardinal.
b) Técnicamente $$w$$ no es el ordinal del último elemento del conjunto. $$w$$ indica el orden que muestra el conjunto de todos los naturales, y cualquier conjunto que podamos biyectar con él sin cambiar su orden, también será de ordinal $$w$$. Nada más.
Por ejemplo, el subconjunto de los naturales $$C=\left\{{5,6,7,8,9,10,...}\right\}$$ también tiene por ordinal $$w$$ o el conjunto de todos los números primos, dado que todos ellos se pueden biyectar con los naturales sin necesidad de reordenar sus elementos. En cambio, para biyectar los naturales con los racionales hay que reordenar de forma muy concreta los racionales para hacerlo (el típico cuadro de Cantor).
Por tanto, dicho todo esto, hablar de infinitos tal cual no parece tener mucho sentido, ni de últimos elementos, y cosas así. Aquí se toma el conjunto de los naturales como conjunto de referencia de todos los transfinitos, y a partir de él se valora, tanto el orden como el tamaño de tales conjuntos.
3) si cada elemento de la serie tenia una biyección con un numero natural, el limite no podrá estar en biyección con ningún natural ,los elementos de la serie los habrán usado todos, no puedes decir ya habrá más, para dárselo al elemento " limite"... así que ese elemento debes ordenarlo en alguna posición finita de la serie para que quede definido su ordinal. Ponerlo último es solo una decisión subjetiva pero contradictoria a la definición del conjunto, al menos para mi de ese modo no puedes definir el conjunto.
No entiendo muy bien este punto, si lo pudieras ejemplificar o especificar.
En cualquier caso, que el conjunto de todos los sumandos de la serie de Euler se pueda biyectar con los naturales simplemente significa que podemos enumerar cada sumación: primera sumación (1), segunda sumación (3/2), tercera sumación (49/36),... Y enumerando "una a una" las sumaciones no hay forma de hallar el valor $$\displaystyle\frac{\pi^2}{6}$$. Lo único que podemos decir es que las sumaciones se aproximan a dicho valor. Ahora bien, es un elemento del conjunto de todos los sumandos de la serie de Euler. Es el elemento límite.
Ya veía desafortunado la expresión del conjunto anterior ,menos esta. ¿Por qué?
Des del momento que podemos reordenar los elementos de un conjunto transfinito para convertirlo en un conjunto con un ordinal mayor todo esto parece viable: podemos "pescar" cualquiera de sus elementos y colocarlo más allá de todos los demás elementos.
Por todo lo que me explicaron en mi hilo https://foro.rinconmatematico.com/index.php?topic=127203.0
No hay ningún elemento anterior al elemento limite que puedas definir, cuando fijes $$n$$ y halles su valor de sumatoria, existirá un elemento $$n+1$$ cuyo valor de sumatoria estará mas cerca del limite que el que has definido como anterior, luego no existe el previo o anterior al límite.
Eso es cierto, pero sólo si te dedicas a contar los elementos "uno a uno" o mediante sumas parciales. Si cambias la forma de contar, esto no tiene porqué ser exactamente así ya que se está interpretando el objeto de forma muy diferente.
Por ejemplo, tenemos la función $$f(n)=\displaystyle\frac{1}{n}$$. Entonces, llamamos $$A$$ al conjunto de todas las soluciones de $$f(n)$$. Por tanto:
$$A=\left\{{1,\displaystyle\frac{1}{2},\displaystyle\frac{1}{3},...}\right\}$$. Su ordinal es $$w$$.
Creo has querido decir que
$$A=\left\{{1,\displaystyle\frac{1}{2},\displaystyle\frac{1}{3},...}\right\}$$.
Su cardinal es $$\infty$$. Sino, no le veo nada de lógica, es claro que en este caso cada elemento de $$A$$ esta relacionado biyectivamente con el numeral de su ordinal $$A_i=1/w_i$$
No, para nada.
En teoría de conjuntos no existen cardinales infinitos. Los conjuntos transfinitos tienen cardinales muy bien definidos en base al conjunto de los naturales. El conjunto A claramente se puede biyectar con $$\Bbb N$$, por tanto su cardinal es $$\aleph_0$$. Y como no es necesario reordenar los elementos de A para establecer esta biyección, entonces el ordinal de A es $$w$$, es decir, el mismo ordinal que el de $$\Bbb N$$.
Ahora podemos "pescar" el valor límite reordenando los elementos de A del siguiente modo:
$$A_{limite}=\left\{{1,\displaystyle\frac{1}{2},\displaystyle\frac{1}{3},...,0}\right\}$$. Y su ordinal es $$w+1$$
De nuevo los ordinales de los elementos de esta "serie" coinciden todos con la serie anterior, y no podrás asignar un ordinal finito al valor 0 que has agregado como límite de la serie.
Es cierto que, en la práctica, el ordinal permite indexar la posición que toma cada elemento de un conjunto. Pero de forma general, al menos tal y como lo define Von Neumann:
1) El ordinal es un conjunto (es el conjunto de todos los ordinales menores).
2) $$w$$ es el primer ordinal transfinito y es el conjunto de todos los naturales: $$\Bbb N=w$$
3) Cualquier conjunto que se pueda biyectar con $$w$$ sin reordenar sus elementos tiene por ordinal $$w$$.
Entonces, A tiene por ordinal $$w$$, porque se puede biyectar sin reordenar, con $$\Bbb N$$. Pero si se intenta biyectar el conjunto $$A_{limite}$$ con $$\Bbb N$$ sin reordenar sus elementos entocnes el elemento cuyo valor es 0 queda desparejado. Por tanto, el ordinal del conjunto $$A_{limite}$$ es $$w+1$$, pues todos sus elementos se pueden biyectar con $$\Bbb N$$, menos uno (el 0).
Ahora bien, ¿el elemento 0 está en A?
Sabemos que de la secuencia de valores dada por la función $$f(n)=1/n$$, el 0 es el valor límite. ¿El valor límite forma parte de la secuencia y por tanto, del conjunto A?
Siempre se ha defendido que en tales casos el valor límite no se encuentra en la secuencia, porque la secuencia no tiene un último valor. Tomando nuestro ejemplo, es muy incomodo pensar que dado $$A=\left\{{1,\displaystyle\frac{1}{2},\displaystyle\frac{1}{3},...}\right\}$$, el 0 estuviera ahí, en el final de la secuencia, cuando no hay un elemento final. Por tanto, lo cómodo es pensar que el 0 es el primer elemento del conjunto inmediatamente posterior. Entonces se dice que el conjunto A no tiene máximo, pero tiene supremo.
Ahora bien, según parece la teoría de conjuntos permitiría considerar que el 0 sí pertenece al conjunto A, como "elemento límite" del conjunto. Y podemos "pescar" este elemento reordenado el conjunto $$A$$. Entonces, el conjunto $$A$$ y el conjunto $$A_{limite}$$ son el mismo conjunto, pues tienen los mismos elementos, lo que ocurre es que no están igual de ordenados.
Al contrario cualquier valor que pertenezca a la serie ya esta contado, los ordinales no crecen, lo que crecen son los cardinales cuando agregas elementos , no podemos ponernos a debatir si puede o no tener ordinal infinito menos 1 o mas 1, pero si eso te hace ruido , lo hacemos.
¿De donde sacas eso?
Yo entiendo lo que quieres decir porque estuve de ese lado, pero
Si buscas un elemento de la serie de ordinal $$w$$ finito , entre el valor numérico de ese elemento y el limite hay siempre infinitos elementos $$x$$ que cumplen dada la relación biyectiva $$n\leftrightarrows w$$ tales que $$1/n=1/w >1/x>0$$ No hay un ultimo, no puedes asignar un valor finito al ordinal correspondiente al limite.
Es decir $$\nexists \alpha \in \Bbb Q \ / \ 0<\alpha<1/n \ \forall n \in \Bbb N$$
Al menos eso creo haber entendido del entuerto. No tienes nunca el anterior al limite, siempre hay alguno mas en medio.
Saludos
Insisto, esto que dices es cierto. Pero sólo es cierto si nos limitamos a contar los elementos de una secuencia (o un conjunto) "uno a uno" o por partes.
Un saludo