เซตคันทอร์

เซตคันทอร์ (อังกฤษ: Cantor set) เป็นเซตในทางคณิตศาสตร์ที่เสนอขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน เกออร์ก คันทอร์ เป็นเซตที่ประกอบด้วยจุดบนเส้นตรงที่มีคุณสมบัติที่พิเศษและซับซ้อน จากการพิจารณาเซตนี้ คันเตอร์และนักคณิตศาสตร์ท่านอื่น ๆ วางรากฐานวิชาทอพอโลยีทั่วไป (General topology) ถึงแม้ว่าคันเตอร์จะนิยามเซตในแบบกว้าง ๆ และเป็นนามธรรม เซตคันเตอร์ที่แพร่หลายสุดคือ เซตเทอร์นารี (Cantor ternary set) ซึ่งสร้างโดยการนำเศษหนึ่งส่วนสามของเส้นตรงออก

วิธีการสร้างเซตเทอร์นารี

เซตเทอร์นารีของคันทอร์ สร้างโดยการลบช่วงเปิดขนาดหนึ่งในสามของเส้นตรงแต่ละท่อนออกไปเรื่อย ๆ โดยเริ่มจากเส้นตรงหรือช่วงปิด [0, 1] ลบครั้งแรกจะเหลือ [0, 1/3] ∪ [2/3, 1] ซึ่งเป็นเส้นตรงสองท่อน ถัดจากนี้ก็ลบหนึ่งในสามของแต่ละท่อนไปเรื่อย ๆ ไม่มีที่สิ้นสุด เซตเทอร์นารีของคันทอร์ คือเซตของจุดในช่วง [0, 1] ที่เหลือจากการลบ

รูปต่อไปนี้แสดงการลบ 6 ครั้งแรกในการสร้างเซตเทอร์นารี

เซตคันทอร์รูปแบบอื่น ๆ ก็ล้วนถูกสร้างด้วยวิธีแบบเดียวกันและมีคุณสมบัติเหมือนกับเซตเทอร์นารี ต่อไปจะกล่าวถึงเซตคันทอร์โดยใช้เซตเทอร์นารีเป็นตัวอย่างการอธิบาย

อะไรอยู่ในเซตคันทอร์

เนื่องจากเซตคันทอร์ถูกนิยามด้วยจุดที่เหลือจากการลบ ถ้าคำนวณความยาวทั้งหมดที่ถูกลบออกไปด้วยอนุกรมเรขาคณิต

$\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {2^{n}}{3^{n+1}}}={\frac {1}{3}}+{\frac {2}{9}}+{\frac {4}{27}}+{\frac {8}{81}}+\cdots ={\frac {1}{3}}\left({\frac {1}{1-{\frac {2}{3}}}}\right)=1.$

ดังนั้นส่วนที่หลงเหลือจากการลบ คือ 1 - 1 = 0 นั่นคือเซตคันทอร์มีการวัดเป็นศูนย์ แต่เซตคันทอร์ไม่ใช่เซตว่าง ตัวอย่างเช่น จุด 1/3 และ 2/3 ที่เหลือจากการลบครั้งแรกจะไม่ถูกลบในขั้นถัด ๆ ไป ทั้งสองจุดนี้เป็นสมาชิกของเซต

ดูเพิ่ม

• ฟังก์ชันคันทอร์
• ฝุ่นคันทอร์