実数の定義

実数を特徴づける公理として、それが加法と乗法、そして大小関係について全順序体であるものと定めました。しかし、こうした性質は有理数についても成立します。数としての実数を特徴づける性質は連続性です。連続性をデデキントの切断と呼ばれる概念を用いて解説します。

実数空間の非空かつ上に有界な部分集合は上限を持ちます。これを上限性質と呼びます。また、実数空間の非空かつ下に有界な部分集合は下限を持ちます。これを下限性質と呼びます。上限性質や下限性質はデデキントの公理と必要十分であるため、実数の連続性を特徴づける公理として採用することができます。

実数空間の部分集合が帰納的集合であることの意味を定義した上で、すべての帰納的集合の部分集合として自然数集合を定義します。

実数の連続性より、すべての自然数からなる集合 N は上に有界ではないことが示されます。これをアルキメデスの原理と呼びます。

数学的帰納法とは、自然数 n に関する命題 P(n) が全ての自然数 n に対して成り立つことを示す手法の1つですが、この証明方法が有効であることの根拠（数学的帰納法の原理）を解説します。

数学的帰納法の原理は完全帰納法の原理（強数学的帰納法の原理）と呼ばれる命題と必要十分です。完全帰納法の原理を用いた証明方法を完全帰納法による証明と呼びます。

2つの異なる実数を任意に選んだとき、それらの間には必ず有理数が存在します。このような性質を有理数の稠密性と呼びます。

2つの異なる実数を任意に選んだとき、それらの間には必ず無理数が存在します。このような性質を無理数の稠密性と呼びます。また、すべての無理数からなる集合は非可算集合です。

実数の特別な部分集合である区間という概念を定義します。

実数の絶対値と呼ばれる概念を定義した上で、その代表的な性質について解説します。

数直線上の2つの点の間の距離という概念を定義した上で、距離の性質について解説します。距離が定義された数直線を1次元ユークリッド空間と呼びます。

R に属するすべての実数と正負の無限大+∞,−∞からなる集合を拡大実数系と呼びます。