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Cofinal $\Sigma_0$-incrustaciones entre modelos transitivos de $\mathrm{ZFC}^-$

Que $M,N$ ser transitivas conjuntos y dejar $$ \pi \colon (M; \in) \to (N; \in) $ ser $\Sigma_0$-primaria y cofinal (, es decir $N = \bigcup {\pi(x) \mid x \in M }$).

Hoy me recordé de los siguientes:

Si al menos uno de $(M;\in), (N; \in)$ es un modelo de $\mathrm{ZFC}^-$ $(\dagger)$, entonces el $\pi$ es completamente elemental.

P. ¿cómo uno demostrar este hecho?


$(\dagger)$ $\mathrm{ZFC}^-$ $\mathrm{ZFC}$ sin el axioma de powerset, pero incluyendo el esquema del axioma de la colección de medios.

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Stefan Puntos 2124

Como he dicho en un comentario anterior, me imaginé cómo probar esto poco después de la publicación de mi pregunta. Ya no me gusta mi solución, he pospuesto responder a mi propia pregunta en la esperanza de que alguien ha publicado una más elegante respuesta primero. Ahora que parece poco probable, déjame arreglar este problema proporcionando un boceto:

La clave para mi prueba es la prueba de que el Principio de Reflejo (como se puede encontrar en Kunen de la Teoría de conjuntos libro, por ejemplo) -- la declaración solo no ayuda desde $\pi[\mathrm{Ord}]$ no puede contener una $N$definibles por el club (o de cualquier club, para el caso).

Primero vamos a suponer que $(M; \in) \models \mathrm{ZFC}^-$. Deje $\vec{x} \in M$ $\phi$ ser tal que $(M; \in) \models \phi[\vec{x}]$. Arreglar tu favorito $M$-definible, monotono, cofinal secuencia $(M_{\alpha} \mid \alpha \in M \cap \mathrm{Ord})$ tal que $\phi$ y todos sus subformulae son absolutos entre el $M$ y todos los $M_\alpha$ $(\dagger)$. Para $\alpha \in M \cap \mathrm{Ord}$ deje $N_\alpha = \pi(M_{\alpha}$). Lo que me desconcertó al principio, es que el$(N_{\alpha} \mid \alpha \in M \cap \mathrm{Ord})$, en general, no inherente a todos los lindos propiedades adicionales de la $M_\alpha$-secuencia, pero sin duda sigue siendo monotono, cofinal y, para todos los $\alpha$ y todos los $\vec{y} \in M_{\alpha}$ hemos $$ \begin{align*} (M; \in) \models \phi[\vec{y}] & \iff (M_{\alpha}; \in) \models \phi[\vec{y}] \\ & \iff (N_{\alpha}; \in) \models \phi[\pi(\vec{y})]. \end{align*} $$ Ahora uso este para concluir, a través de una inducción sobre la complejidad de $\phi$,$(N; \in) \models \phi[\pi(\vec{x})]$.

Si, por otro lado, $(N; \in) \models \mathrm{ZFC}^-$, básicamente la misma prueba en obras $(\ddagger)$. Este tiempo de empezar con un $N$-definible, monotono, cofinal secuencia $(N_\alpha \mid \alpha \cap N \cap \mathrm{Ord})$ de los transitivos conjuntos tales que a $\phi$ y todos sus subformulae son absoluta entre todos los $N_\alpha$ $N$ y considerar la posibilidad de que el pullback $$ (\pi^{-1}[N_{\alpha}] \mid \alpha \N \cap \mathrm{Ord}). $$ Esta secuencia, en mi mente, se ve aún más desagradable que el de antes, pero por suerte conseguimos que todavía se compone de conjuntos transitivos $(\Diamond)$ (lo que ayudará a lidiar con delimitada fórmulas) que combinados son cofinal en $M$ y todavía podemos obtener, por $\alpha \in N \cap \mathrm{Ord}$ $\vec{y} \in \pi^{-1}[N_{\alpha}]$ que

$$ \begin{align*} (\pi^{-1}[N_\alpha]; \in) \models \phi[\vec{y}] & \iff (N_{\alpha}; \in) \models \phi[\vec{y}] \\ & \iff (N; \in) \models \phi[\vec{y}]. \end{align*} $$

Una similar en la inducción como antes, a continuación, finaliza la prueba.


$(\dagger)$ Esto existe por el Principio de Reflejo-que es comprobable en $\mathrm{ZFC}^-$ - y podríamos, si quisiéramos, imponer más requisitos de esta secuencia (por ejemplo, elegir ser continua o a ser un club-subsequece de $(V_\alpha^M \mid \alpha \in M \cap \mathrm{Ord}$).

$(\ddagger)$ Le gustaría tener un cofinal secuencia $(M_{\alpha} \mid \alpha \in M \cap \mathrm{Ord})$ tal que $(\pi(M_{\alpha}) \mid \alpha \in M \cap \mathrm{Ord})$ es monotono, continua, cofinal y $N$-definibles para aplicar el Principio de Reflejo y tire de la declaración de la espalda a través de $\pi$. Pero no podemos-no, incluso si supiéramos que $(M; \in) \models \mathrm{ZFC}^-$.

$(\Diamond)$ A ver que ellos son transitivos, parece más fácil mirar a $(\pi[M]; \in)$ $\Sigma_0$- subestructura de $(N; \in)$ e ver $\pi$ como el colapso de Mostowski. A continuación, $N_\alpha \cap \pi[M]$ se derrumba para el conjunto transitivo $\pi^{-1}[N_\alpha]$.

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