可数集

能与自然数集N一一对应的集合
可数集(英文名:Countable set),凡是与自然数所成之集N对等的集合,称为可数集合或可列集合。可数集的基数为自然数集的基数,记作ℵ₀ (读作“阿列夫零”)。[1][2][9][10]
康托尔在1874年提出了集合的定义,此后进一步定义了集合的子集交集并集、映射等一系列概念。[3]康托尔提出了通过一一对应的方法对无限集合的大小进行比较,并将能够彼此建立一一对应的集合称为等势,即可以被认为是“一样大”的。他引入了可数无穷的概念,用来指与自然数集合等势的集合,并证明了有理数集合是可数无穷。[3]
可数集在计算机科学、算法设计、计算水力学中有着广泛的应用。在这些应用中,可数集合也是构建和分析相关模型的重要工具,对于科学研究和实际问题的解决起到了至关重要的作用。[5][6][7]

定义

是一个集合,如果
是空集或者存在正整数
使得集合
和集合
之间有一个一一映射,则称集合
是一个有限集。不是有限集的集合称为无限集;如果存在一个从集合
到正整数集
单射,则称集合
是一个可数集,不是可数集的集合称为不可数集。有限集的任何一个子集都是有限集。因此,有一个无限子集的集合必为无限集。凡有限集皆是可数集,但可数集可为无限集。例如,正整数集
便是一个无限的可数集.
的单射像集也是无限的可数集。[11]