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第506章ZermeloFraenkel集理论公理(第2页)

同样,根据选择公理,没有无限的降序?∈x2∈x1∈x0?∈x2∈x1∈x0。

分离模式

对于任何一套aa和任何谓词P(x)P(x)用ZFC的语言写,集合{x∈a:P(x)}{x∈a:P(x)}存在。更详细地说,给定任何公式φ有自由变量x1,x2,…,xnx1,x2,…,xn以下是一个公理:

?a?x1?x2…?xn?y?z(z∈y(z∈a∧φ(x1,x2,…,xn,z))?a?x1?x2…?xn?y?z(z∈y(z∈a∧φ(x1,x2,…,xn,z))

这样一个y,以扩展性独一无二,并被写入(适用于固定集)a,x1…,xna,x1…,xn)y={z∈a:φ(x1,x2,…,xn,z)}y={z∈a:φ(x1,x2,…,xn,z)}。

到目前为止,我们无法证明无限集的存在。即?Vω,∈?是前五个公理和无限多分离实例的模型。每个成员Vω事实上是有限的Vω是世袭有限集的集合。这基本上是标准模型?。

无限

有无限的集合。这正式表示为

?x(?∈x∧?z(z∈x→z∪{z}∈x).?x(?∈x∧?z(z∈x→z∪{z}∈x).

此时我们可以定义ω,+,ω,+,和??在ωω,得出基本事实ω以及数学归纳原理ω(即,我们可以证明皮亚诺公理在?ω,+,???ω,+,??)。但我们还不能证明一个数不清的集合的存在。

电源设置

对于任何一套x还有一套y作为成员,所有子集x没有其他元素。y是电源集x。这正式表示为

?x?y?z(z∈y?w(w∈z→w∈x))?x?y?z(z∈y?w(w∈z→w∈x))

[独特的yy写成y=(x)y=P(x).]

定义有序对(a,b)(a,b)是{{a},{a,b}}{{a},{a,b}}。关系作为有序对的集合,函数作为关系ff以至于(a,b)∈f(a,b)∈f和(a,c)∈f(a,c)∈f暗示b=cb=c。

选择

这个公理有很多公式。这是历史上最具争议的公理ZFCZFC。

?x[?y(y∈x→y≠?)→?f(domf=x∧?a∈x(f(a)∈a))]?x[?y(y∈x→y≠?)→?f(dom?f=x∧?a∈x(f(a)∈a))]

Zermelo(1908年)明确阐述了上述公理产生的理论。大多数经典数学都可以在这个理论中进行,但令人惊讶的是,没有比(ω?2)(ω?2)可以证明存在于这一理论中(至少对Zermelo来说是这样,他只是忽视了Frankel和其他人发现的下一个公理)。

替换模式

如果aa是一套,对所有人来说x∈ax∈a有一个独特的y以至于(x,y)(x,y)满足给定的财产,然后收集此类财产y这是一套。更详细地说,给定一个公式φ(x1,…,xn,x,y)φ(x1,…,xn,x,y)以下是替换模式的实例:

?a?x1…?xn[(?x∈a?!yφ(x1,…,xn,x,y))→?z?w(w∈z?u∈aφ(x1,…,xn,u,w))].?a?x1…?xn[(?x∈a?!yφ(x1,…,xn,x,y))→?z?w(w∈z?u∈aφ(x1,…,xn,u,w))].

更换申请

替换公理证明,每个有序集都与(唯一)序数同构。

证明。只需为每个世界展示这一点。?L,

?x?α(x∈Vα)?x?α(x∈Vα)。

对于所有序数α,?α存在(即为每个α至少有α+1α+1-许多无限红衣主教)。

此外,置换公理也证明了分离公理,反过来又证明了空集公理。此外,与功率集公理一起证明了配对公理。

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