实数与完备性
有序域
设想一个数系,你既能做加减乘除(除数不为零),又能把每个元素排在一条数轴上,使得问两个数谁大谁小总是有意义的。有序域正是这样的系统:它具备全部通常的算术运算,并配有一个与这些运算和谐相容的“小于”关系。
严格地说,有序域是一个配有全序的域,并满足两条相容性规则:若 a 小于 b,则对任意 c 都有 a 加 c 小于 b 加 c;若 a 与 b 都为正,则它们的乘积为正。由此可以推出一切熟悉的符号法则,例如负负得正,以及可以把不等式相加或乘以一个正量。
有理数和实数都是有序域。复数是一个域,却根本无法成为有序域,因为在任何有序域中平方都不会为负,而 i 的平方等于负一。所以成为有序域是一种真正的限制,并非每个数系都自动具备的性质。
在任何有序域中,由 0 < 1 可推出 1 < 1 + 1,再推出 1 + 1 < 1 + 1 + 1,依此类推,于是该域内含有一份严格递增排列的自然数副本。
序加上算术迫使域内嵌有一份自然数。
仅仅是有序域还不足以确定实数:有理数也是有序域。在所有有序域中把实数单独区分出来的,是完备性,即没有缝隙。
又称
另见