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Prueba de que $\omega_1$ contable (¿Dónde está el defecto?)

He descubierto una "prueba" de la realidad, que $\omega_1$ pueden ser contables, contradiciendo su definición. No debía de asumir axioma de elección, por lo que supongo que hay algunas partes de esta construcción, que no puede ser hecho sin ella. De todos modos, aquí está mi argumento:

Es relativamente consistente con ZF que $\omega_1$ contables de la unión de contables ordinales (aquí usted puede encontrar esta afirmación). Digamos que $\omega_1=\bigcup\alpha_n$. Para cada contables ordinal $\alpha$ podemos encontrar subconjunto $S_\alpha$ de los números reales con el fin de tipo $\alpha$. Vamos a construir conjuntos de $S_{\alpha_n}$, y sin pérdida de generalidad supongamos que $S_{\alpha_n}\subset(n,n+1)$. Ahora, si tomamos la unión de todos los conjuntos de $S_{\alpha_n}$ obtenemos un subconjunto de los números reales con el fin de tipo $\omega_1$ (a partir de nuestra hipótesis inicial en $\alpha_n$). Pero podemos demostrar que todo bien ordenado subconjunto de los reales es contable: vamos a $r_\alpha$ $\alpha$- ésimo número en este conjunto. Racionales son densos en los números reales, por lo que, como $r_\alpha<r_{\alpha+1}$, podemos encontrar racional $q_\alpha$$r_\alpha<q_\alpha<r_{\alpha+1}$. De esto se sigue que podemos inyectar $\omega_1$ $\mathbb{Q}$ mediante el uso de mapa de $\alpha\rightarrow q_\alpha$, demostrando $\omega_1$ subconjunto de contables conjunto, por lo tanto contables.

Dónde está la falla en el argumento?

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DanV Puntos 281

Tenga en cuenta que usted está usando el axioma de elección dos veces aquí. La primera es elegir a $S_{\alpha_n}$. No hay canónica de la elección de dicho subconjunto. Si solo quiero que sea un subconjunto de a $(n,n+1)$ podría ser un subconjunto de a $(n,n+\frac12)$ o podría ser un subconjunto de a $(n+\frac12,n+1)$.

Se podría argumentar, sin embargo, que usted fije una enumeración de los números racionales y luego incrustarlo en $(n,n+1)\cap\Bbb Q$ el uso de esa enumeración. Sin embargo, para que esto sea posible se necesita para arreglar una enumeración de $\alpha$ (o una vez más se pierde la capacidad de hacer canónica de opciones).

Finalmente, el contable de la unión de contable de conjuntos de números reales no necesitan ser contables sin el axioma de elección. En el clásico ejemplo de "$\omega_1$ es singular" tenemos más, tenemos que $\Bbb R$ es una contables de la unión de conjuntos contables. Eso no significa que $\Bbb R$ contables en ese modelo? No. Sólo significa que los contables de la unión de conjuntos contables no son necesariamente contables.

El defecto es que. Y sólo la empujó de todo un poco. Si el contable de la unión de conjuntos contables es contable, entonces usted no necesita ir a través de los números reales, discutir directamente que los contables de la unión de contables ordinales es contable, y por lo tanto no $\omega_1$. Pero como se dijo, debe elegir una enumeración de cada uno de los ordinales a fin de que su unión contables, y en este tipo de situación no se puede.


Tal vez debería señalar algo de interés aquí.

El argumento puede fallar en dos cuentas, queremos que el contable de la unión de contables ordinales es contable, o queremos que el contable de la unión de contable de conjuntos de números reales es contable. En ambos casos, el argumento falla porque [un fragmento de] contables elección es necesaria para escoger las enumeraciones de los conjuntos con el fin de demostrar el resultado deseado.

Sin embargo es interesante notar que los dos son completamente independientes. Es coherente que los contables de la unión de contable de conjuntos de números reales son contables de nuevo; pero $\omega_1$ es el contable de la unión de contables de los números ordinales. Y también es coherente que el contable de la unión de contables ordinales es contable, pero hay una contables de la familia de conjuntos contables de reales cuya unión es incalculable!

Así que mientras tanto de estos fracasos constan de los mismos "columna vertebral argumento" (la elección de las enumeraciones), que son completamente independientes el uno del otro.

4voto

Hanul Jeon Puntos 12958

La prueba de "Unión de conjunto contable es contable" requiere el axioma de elección contable, pero "$\omega_1$ es una unión contable de conjuntos contables" es relativamente consistente solo con ZF, no con la opción contable ZF +.


Tenga en cuenta que$\omega_1$ no se puede insertar, incluso si no asume la elección. El conjunto$\bigcup_n S_{\alpha_n}$ no es order-isomorphic a$\omega_1$. Especialmente, no hay ninguna razón para que la cardinalidad de$\bigcup_n S_{\alpha_n}$ sea igual a$\aleph_1$.

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