* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
206
ПОНЯТИЯ МНОЖЕСТВА, ГРУППЫ, КОЛЬЦА И ПОЛЯ
Д о к а з а т е л ь с т в о . Поле Р изоморфно и с сохранением порядка отображается на расположенное поле Q, содержащее поле рацио нальных чисел. Так как Р архимедовски расположено, то то же верно для Q. Для поля Q теорема получается попутно при доказатель стве теоремы 2, если заменить там D на Q, так как везде, кроме последнего абзаца доказательства, мы не пользовались полнотой поля D В силу изоморфизма Р и Q теорема 3 верна также для поля Р . Итак, если поле действительных чисел D существует, то только одно (до изоморфизма). Переходим к доказательству его существования. Как и в случае целых и рациональных чисел, достаточно построить одно поле (одну интерпретацию поля), удовлетворяющее определению 1. Существует несколько приёмов построения такого поля. Мы приведём построение Кантора. Конструкция одного из изоморфных полей действительных чи сел подсказывается теоремой 1. Если D — искомое поле, то каждый элемент поля D равен пределу фундаментальной последовательности рациональных чисел, и любая такая последовательность должна иметь предел в D в силу непрерывности поля. За исходный элемент построения поля действительных чисел D мы принимаем фундаментальную последовательность рациональных чисел й|, а , а , . . . = { а [ т. е. последовательность, обладающую таким свойством: для любого рационального числа е ^ > 0 существует натуральное число «о такое, что \а — а \<^в при любых р и q ббльших л о ( § 24, определение 4). Пусть М—множество всех таких последовательностей. Определяем отношение эквивалентности, сло жение и умножение последовательностей из М так, чтобы им соот ветствовали равенство, сложение и умножение элементов искомого поля Д равных пределам этих последовательностей [§ 24, теорема 2, а), б), B)J, а именно,
t v 9 3 п в р д f
тогда и только тогда, когда Шп(а„ — * „ ) = 0 ; К Ж и = { « , . + Ы ; (2)
Надо, конечно, доказать, что (2) и (3) действительно определяют операции во множестве М, т. е. что последовательности в правых частях этих равенств снова являются фундаментальными. В случае сложения берём рациональное число е > 0. Так как { a \ и { Ь \ фундаментальны, то существуют натуральные
n п