Frage zur Definition von Familien?

3 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Eine endliche oder abzählbare Familie kann man sich durchaus als ein (möglicherweise unendliches) Tupel vorstellen. Aber eigentlich werden Familien nicht eingeführt, um Tupel zu definieren, sondern sie lösen ein ganz anderes Problem.

Stell dir eine beliebige Abbildung f: I -> X vor. Die Menge B = {f(i) | i ∈ I} ist bekanntermaßen das Bild der Abbildung und enthält alle Werte aus X, die durch f getroffen werden. Aber aus der Menge B kann man nicht ablesen, ob ein Element mehrfach von f getroffen wird oder nicht, weil Mengen doppelte Elemente ignorieren.

Warum ist das ein Problem? Schauen wir uns einmal den Begriff der linearen Abhängigkeit an und versuchen, ihn ohne Familien zu definieren. Man könnte etwas versuchen wie "Eine Menge A heißt linear abhängig, wenn es eine nichttriviale Linearkombination von Vektoren in A gibt, die den Nullvektor ergibt". Aber dann hätten wir z.B. das Problem, dass identische Vektoren nicht linear abhängig wären, etwa weil {v, v} = {v} nach obiger Definition nicht linear abhängig ist, wenn nicht gerade v = 0 gilt [Schlimmer noch: Streng genommen könnte man nicht einmal die Aussage formulieren, dass zwei identische Vektoren linear abhängig sind]. Für die Definition muss also eine Struktur geschaffen werden, die "ähnlich" wie Mengen funktioniert, aber Mehrfachnennungen von Elementen berücksichtigt.

Im Prinzip ist eine Familie nur eine andere Schreibweise für eine Funktion, bei der man den Definitionsbereich und die Zuordnungsvorschrift ein wenig in den Hintergrund rückt und so den getroffenen Elementen mehr Bedeutung verleiht. Bei Familien interessiert man sich nämlich sehr häufig gar nicht so richtig für das I.

Nach obiger Erklärung muss I auch in keiner Weise geordnet sein. Man könnte z.B. die Familie (a_i)_{i ∈ C} betrachten mit a_i = |i|, wobei C hier die (ungeordnete) Menge der komplexen Zahlen darstellt.

Insofern würde ich Familien nicht als Definitionshilfe von Tupeln verwenden; für Tupel gibt es immerhin die elementare Definition nach Kuratowski. Bei der dreht man sich bei seinen Definitionen dann auch nicht im Kreis ;)

AOMkayyy 
Fragesteller
 28.11.2019, 02:03

Vielen, vielen Dank schon mal! Ich werde mir morgen, mit einem frischen Kopf, das Ganze dann ordentlich durchdenken.

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Die Indexmenge muss aber nicht unbedingt abzählbar einschließlich endlich sein (sollte aber geordnet sein).

Mit der Abbildung f: I -> X legst du fest, wie die x_i auszusehen haben und kannst auf diese zurück greifen. Wenn du es als kartesisches Produkt schreibst, werden diverse Beweise etwas umständlicher (aber nur etwas).

AOMkayyy 
Fragesteller
 27.11.2019, 12:54

Ja, dass sie nicht zwangsweise abzählbar sein muss, ist mir klar, aber ich habe mich bei der Definition eben gewundert, denn angenommen die Indexmenge wäre nicht geordnet, so könnte ich aus den Paaren die sich aus der Funktion ergeben nicht auf das Tupel der Familie schließen und dann würde diese Definition für mich gar keinen Sinn ergeben.

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grtgrt  27.11.2019, 13:06
@AOMkayyy

Die Indexmenge muss weder abzählbar sein, noch geordnet.

Die "Paare", von denen man spricht, wenn man f als Relation auffasst, sind die Paare ( i, f(i) ) aus I x X.

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AOMkayyy 
Fragesteller
 27.11.2019, 13:10
@grtgrt

Mhm, aber wie kann ich dann, im Falle einer ungeordneten Indexmenge, von einer Menge aus Paaren auf das Tupel der Familie schließen. Das ist der Schritt an dem ich in der Definition etwas hänge.

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grtgrt  27.11.2019, 13:18
@AOMkayyy

Das "Tupel", von dem du sprichst, wird man ganz sicher nur hinschreiben wollen, wenn die Urbildmenge I endlich und geordnet ist.

In jedem anderen Fall kann es nur so geschrieben werden, wie es schon in deiner frage steht:



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AOMkayyy 
Fragesteller
 27.11.2019, 13:35
@grtgrt

Sorry, dass ich jetzt noch weiter nerve, aber unabhängig davon ob nun die Indexmenge endlich oder unendlich ist, die Vorstellung als Tupel (endlich oder unendl.) ist ja korrekt. Ein Tupel ist ja geordnet, bzw. die Reihenfolge ist relevant, deshalb will mir nicht in den Kopf, wie das bei einer ungeordneten Indexmenge funktionieren soll.

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bert00712  27.11.2019, 13:03

Bemerkung: die Indexmenge _kann_ ungeordnet sein.

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Zusatzfrage: Ist eigentlich eine Art Ordnung für die Indexmenge benötigt?

iokii  27.11.2019, 12:39

I kann alles mögliche sein, ich sehe nicht, was hieran unsauber sein soll.

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AOMkayyy 
Fragesteller
 27.11.2019, 12:41
@iokii

Das hier ist eigentlich die Zusatzfrage, die bedingt mit dem Oberen zusammenhängt. Was ich als "unsauber" ansehe habe ich ja eigentlich in der Frage bereits geschildert.

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