題:∞はそのものが無限であるのだから、∞よりも大きなものは存在するのだろうか。もしあるとすれば、2^∞とイコール関係になるのか?
正解:∞<2^∞
仮定:任意の集合Sとそのべき集合である2^Sにおいて、両者の要素がそれぞれ一対一で対応するものとする。
Sの要素をXとすると、それに対応する2^Sで対応する要素をΩxとする
① X ⇔ Ωx
S'を2^S内のΩxに対応しない要素、xの集合とする
② S' ⊂ 2^S
S'はあるxを集めた要素(xの要素のうち、Ωxに対応していないxだけを集めた)の集合である。なのでS'はSの部分集合である。
③ S' ⊂ S
仮定から、S'に対してSの要素が一つ対応する。その要素をβとする
しかし、S' はβを要素として含まない。(S' にあるのはΩxに対応していないxだけであって、βはない)一対一対応していないため、この仮定は矛盾する。
以上から、S' に対応するβは存在しない。だから仮定は間違っており、 2^Sの要素の中にはS' に対応付けられない要素が存在するため、
∞<2^∞ は成り立つ!!