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Aufgabe:

Es sei M ≠ ∅ eine Menge und R ⊂M ×M eine totale Ordnung
auf M . Zeigen Sie mittels vollständiger Induktion, dass jede endliche Teilmenge N ⊂ M
ein größtes Element bezüglich R besitzt.

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Sei \(N\subset M\) beliebig und endlich. Aufgrund der Endlichkeit schreiben wir \(N=\{n_1,...,n_k\}\) für ein \(k\in \mathbb{N}\).

Ich nehme mal an, dass in der Aufgabe \(N\neq \varnothing\), vergessen wurde, denn offensichtlich hat die leere Menge kein (größtes/maximales) Element. Also ist \(k\geq 1\) anzunehmen.


Induktionsanfang \(k=1\): Klar, im Falle \(N=\{n_1\}\) ist das größte Element offensichtlich \(n_1\).

Induktionshypothese: Sei \(k\geq 1\) fest. Dann besitzt jede Menge \(N=\{n_1,...,n_t\}\subseteq M\) mit \(1\leq t\leq k\) ein größtes Element \(n_{max}\in N\).

Induktionsschritte \(k\rightarrow k+1\): Wir betrachten die Menge \(N'=\{n_1,...,n_{k+1}\}\subseteq M\).

Nach Induktionshypothese gibt es für die Menge \(N=\{n_1,...,n_k\}\subseteq N' \subseteq M\) ein größtes Element \(n_{max}\in N\).

Für dieses gilt zum einen nach Definition \(\forall n\in N: \ n \ R \ n_{max}\).

Da \(R\) total ist, gilt insbesondere \(n_{k+1} \ R \ n_{max}\) oder \(n_{max} \ R \ n_{k+1}\).

Im ersten Fall gilt dann offensichtlich \(\forall n\in N': \ n \ R \ n_{max}\). Also wäre \(n_{max}\) maximal in \(N'\).

Im zweiten Fall gilt wg. der Transitivität der Ordnung dann \(\forall n\in N': \ n \ R \ n_{k+1}\). Also wäre \(n_{k+1}\) maximal in \(N'\).

In beiden Fällen gibt es offenbar ein größtes Element in \(N'\) bezüglich \(R\).

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