Bütün bu konuşmalardan sonra, gelelim asıl soruya. Diyelim ki bir nedenden ötürü, reel sayıları daha büyük bir kümenin içine atmak istiyoruz: $$\mathbb{R}\subset X$$ Ama öyle ki, bu daha büyük kümede de bir sıralama olsun ve bu sıralama $\mathbb{R}$'de, reel sayılardaki sıralamanın aynısı olsun ve bu kümede reel sayılardaki her elemandan büyük bir tane daha eleman olsun. Dikkat et, illa da böyle yapmak zorunda değildik. Mesela $X$ kümemizi, $a$ adlı bir elemanı şöyle koyabilirdim.
-
$Y=\mathbb{R}\cup \{a\}$
-
$a>r,\forall r\leq 0$
-
$a<r, \forall r> 0$
Neyse, bu örneğimizi bir kenara bırakalım. Biz şöyle bir şey istiyoruz kümemizden..
-
$X=\mathbb{R}\cup \{a\}$
-
$a>r,\forall r\mathbb{R}$
Şimdi bu $r$ elemanı bizim kafamızdaki sonsuz kavramının bir nevi cisimleşmiş hali. O halde, simge olarak $a$ değil de, $\infty$ simgesini kullanalım.
-
$X=\mathbb{R}\cup \{\infty\}$
-
$\infty>r,\forall r\mathbb{R}$
Pekala, başta istediğimiz tipte bir küme oluşturduk (bazı kümeler kuramı aksiyomlarını şunlarını bunlarını da kullanmışızdır kesin de, onlar aynı konu başlığıdır.) Başka bir şey istiyor muyuz bu $X$ kümesinden? Mesela reel sayılardaki sıralamayla ilgili bazı özellikler sağlamasını istemiştik, o sorunu hallettik. Reel sayılarda toplama da var. Toplamayla ilgili isteklerimiz de olabilir ve bu istekler sıklıkla bir fonksiyonu bir kümenin tamamına belli bir özelliği koruyarak formal biçimde genişletmek istediğimizde karşımıza çıkar.
Örnek: Polinomlar ve derece fonksiyonu. $\deg f\cdot g=\deg f+ \deg g$ özelliği sağlansın istiyoruz ilk olarak. Ve derece fonksiyonu $0$ polinomuna atayacak bir tam sayı bulamıyor. O halde biz bir tane $c$ elemanı ekleyelim bu dereceyi karşılamak için.
-
$Z=\mathbb{Z}\cup \{c\}$
Evet, şimdi $\deg 0=c$ diyip işimize bakabiliriz. Ama biz $\deg (f\cdot g)=\deg f+ \deg g$ eşitliği de sağlansın istiyoruz. Yani $c$ ile toplama da yapabilmemiz gerekiyor. $f$ yerine $0$, $g$ yerine de $X^n$ alırsak, $c$ ile toplamanın hangi özelliği sağlaması gerekir? Şunu $$c= \deg 0=\deg (0\cdot X^n)=\deg 0+\deg X^n=c+n$$ ve $g=0$ alırsak $$c+c=c$$eşitliğini de elde ederiz. O halde biz derece fonksiyonunu artık bütün polinomlar için tanımlayabiliriz. Sıfır olmayan polinomların derecesini bildiğimiz derecesi olarak, sıfır polinomunun derecesini de $c$ olarak: $$\hat{\deg}: \mathbb{R}[X]\longrightarrow Z$$ Kural da şu: $\hat{\deg}(f)=\deg (f)$ eğer $f\neq 0$, $\hat{\deg}(0)=c$. Bu yeni fonksiyonun, eski kısıtlı fonksiyonumuzun sağladığı çarpmayı toplamaya çevirme özelliğini sağlamasını istiyorsak, $Z$ üzerinde bir de toplama olması gerekiyor. Nasıl bir toplama tanımlamalıyız. Yukarıda bulmuştuk: Yeni kümemizde toplamayı da yukarıdaki gibi tanımlarsak sorun çözülür.
Bitmedi. Derece fonksiyonunun şu özelliği de var. $f(g)=\deg f\cdot \deg g$. Bu özellik de sağlansın istiyorsak $\hat{\deg}$ fonksiyonunun, $c$ ile çarpmayı da tanımlamalıyız. Nasıl tanımlamalıyız?
Benzer beklentilerimiz $X$ kümesi için de olabilir. Bir nedenden ötürü
Sonra devam edeceğim...