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Puntos fijos y el cardenal exponenciación

Deje que la función de $F: On \rightarrow On$ se define de la siguiente recursión:

$F(0) = \aleph_0$

$F(\alpha+1) = 2^{F(\alpha)}$ (cardenal exponenciación)

$F(\lambda) = \sup\{F(\alpha):\alpha \in \lambda\}$ $\lambda$ un ordinal límite

Demostrar que existe un punto fijo para $F$, es decir, un ordinal $\kappa$$F(\kappa) = \kappa$.

Son puntos fijos siempre cardenales?

Pensamientos: Por lo que puedo ver que un punto fijo se va a tener que ser para un ordinal límite, ya que la función es estrictamente creciente para el sucesor de los números ordinales.

$F(\lambda) = \sup\{\aleph_{\alpha}: \alpha \in \lambda\}$

Me siento como si $\aleph_{\omega}$ podría ser un punto fijo y la sospecha de que cualquier puntos fijos tienen que ser cardenales, pero no tengo una justificación para cualquiera.

No estoy seguro de cómo ir sobre la prueba de un punto fijo existe y si tiene que ser siempre un cardenal.

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DanV Puntos 281

Lo que se ha definido es, de hecho, el $\beth$ función.

Es una función continua, es decir, es el aumento y el límite es evaluado como el límite de los resultados anteriores. Por lo tanto, no es una clase adecuada de puntos fijos. El hecho de que el cardenal exponenciación devuelve un cardenal, y el supremum de los cardenales es un cardenal asegura que tales puntos fijos necesariamente va a ser cardenales.

$\aleph_\omega$ no es nunca un punto fijo, sin embargo. Porque incluso si $\aleph_\omega$ es un fuerte límite (es decir, $2^{\aleph_n}<\aleph_\omega$ todos los $n<\omega$), no es el caso que $\aleph_\omega=F(\omega_\omega)$. El primer punto fijo, con---y sin duda---asumiendo algunos relativamente mansos continuidad de la función va a ser indescriptiblemente más grande que la de $\aleph_\omega$. Cómo de grande va a ser? Bueno, sólo pensar en ello. Va a ser un ordinal que satisface $\alpha=F(\alpha)$. Tendrá $\alpha$ cardenales que son estrictamente menor que sí mismo. $\aleph_\omega$ sólo ha $\omega$ (bueno, $\omega+\omega$ si recuento de lo finito cardenales).

No hay manera de describir lo "bien" desde abajo en forma razonable.

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Alex McKenzie Puntos 18

Creo que iba a necesitar la generalización en el Continuum de la Hipótesis a demostrar que $\aleph_\omega$ es un punto fijo para $F$, aunque estoy dispuesto a ser corregido por la gente más informada que yo.

Para mostrar que todos estos puntos fijos son los cardenales, supongamos $\gamma$ es un punto fijo y no un cardenal. Como usted bien señala, $\gamma$ debe ser un ordinal límite, por lo que tenemos $$\gamma = F(\gamma) = \sup \{F(\alpha): \alpha \in \gamma \}$$ Así, en particular, para cualquier $\alpha \in \gamma$, $\alpha + 1 \in \gamma$ (como $\gamma$ es un límite) lo $F(\alpha+1) = 2^{\alpha + 1} \in \gamma$. Desde $\gamma$ no es un cardenal, podemos encontrar $\beta \in \gamma$ tal que $\beta \cong \gamma$. A continuación,$2^{\beta+1} \in \gamma$, una contradicción como ordinales no contienen conjuntos más grande que ellos mismos.

Edit: leí mal la pregunta, pensé $F(0) = 0$. Mi error. Me he quitado mi errónea respuesta a la primera parte...

3voto

Stefan Puntos 2124

Esto es una consecuencia de una muy útil cuyo lema general de la prueba es casi tan simple como ofrecer un punto fijo en este caso especial.

Supongamos que una función $F \colon \operatorname{En} \ \operatorname{A}$ es normal iff es estrictamente creciente (es decir, $\alpha < \beta$ implica $F(\alpha) < F(\beta)$) y continua (es decir, $F(\lambda) = \sup_{\alpha < \lambda} F(\alpha)$ de todos los límites de ordinales $\lambda$).

La 'Función Normal Lema' unidos: Vamos a $F \colon \operatorname{On} \to \operatorname{On}$ ser normal la función. Luego, la clase $F' := \{ \alpha \in \operatorname{On} \mid F(\alpha) = \alpha \}$ es cerrado (es decir, si $(\alpha_{\xi} \mid \xi < \theta)$ es estrictamente una el aumento de la secuencia de $F$-puntos fijos, entonces $\alpha := \sup_{\xi < \theta} \alpha_{\xi}$ $F$- punto fijo) y no acotada (es decir, para todos los $\alpha \in \operatorname{On}$ hay algunos ordinal $\alpha < \beta$ tal que $F(\beta) = \beta$). Por otra parte, para cualquiera de los ordinales (recordemos que los números ordinales son los cardenales) $\omega \le \lambda$ hay arbitrariamente grandes puntos fijos de $F$ de cofinality $\lambda$.

Prueba. Si $(\alpha_{\xi} \mid \xi < \theta)$ es estrictamente creciente secuencia en la $F'$, luego $$F(\sup_{\xi < \theta} \alpha_{\xi}) = \sup_{\xi < \theta} F(\alpha_{\xi}) = \sup_{\xi < \theta} \alpha_{\xi}.$$

Por lo tanto es suficiente para demostrar que para cualquier regular el cardenal $\lambda \geq \omega$ and any $\alpha_{0} \in \operatorname{A}$, hay algunos $\alpha_{0} < \alpha$ tal que $F(\alpha) = \alpha$ $\alpha$ ha cofinality $\lambda$: de forma recursiva construir una secuencia de $(\alpha_{\xi} \mid \xi < \lambda)$ as follows. $\alpha_{0}$ es como el anterior y dado $\alpha_{\xi}$, dejamos $\alpha_{\xi+1} := F(\alpha_{\xi})$. Si $\theta < \lambda$ is a limit ordinal and $(\alpha_{\xi} \mid \xi < \theta)$ ha ya se ha construido, deje que $\alpha_{\theta} := \sup_{\xi < \theta} \alpha_{\xi}$. Finally, let $\alfa := \sup_{\xi < \lambda} \alpha_{\xi}$. Since $(\alpha_{\xi} \mid \xi < \lambda)$ es estrictamente en aumento, tenemos que $\operatorname{cf}(\alpha) = \operatorname{cf}(\lambda) = \lambda$ y, además, por la la construcción de la $(\alpha_{\xi} \mid \xi < \lambda)$, $$ \begin{eqnarray*} F(\alpha) &= \sup_{\beta < \alpha} F(\beta) \\ &= \sup_{\xi < \lambda} F(\alpha_{\xi}) \\ &= \sup_{\xi < \lambda} \alpha_{\xi +1} \\ &= \alpha. \end{eqnarray*} $$ Desde $\alpha_{0} < \alpha_{1} < \alpha$, la demanda de la siguiente manera. QED

En su caso, el rango de $F$ constists sólo de cardenales (que es trivial para $F(\alpha +1)$ y sigue para $F(\lambda)$, $\lambda$ límite, porque los límites de los cardenales son los cardenales). Por lo tanto, en su caso, cualquier punto fijo es un cardenal. Esto no es general para las funciones normales.

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