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Cómo es la inducción justificado en intuitionistic lógica?

Esta pregunta podría ser muy ingenuo para que me disculpo de antemano.

El principio de la inducción puede ser enunciada como:

Si $A ⊂ ℕ$ tal que

  1. $1 ∈ A$, y
  2. $ν(A) ⊂ A$ (donde $ν\colon ℕ → ℕ$ es el sucesor de la función),

a continuación,$A = ℕ$.

Se puede demostrar de la siguiente manera:

Si $ℕ\setminus A$ no estaba vacía, habría por lo menos un elemento (lo que de nuevo puede ser comprobado por el axioma de regularidad utilizando un conjunto teórico definición de los productos naturales y el uso de contradicción), decir $x ∈ ℕ\setminus A$: 1.) $x ≠ 1$, por lo que hay un $y ∈ ℕ$$x = ν(y)$. Por supuesto, $y ∈ A$, y 2.) $x = ν(y) ∈ A$ que no puede ser.

Esta prueba utiliza la contradicción. Pero es, por supuesto, asumiendo que (otros) axiomas de ZF.

Pero ¿cómo es manejado con intuitionistic lógica donde la contradicción no está permitido? Es un axioma de inducción en su propia?

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Hanno Puntos 8331

La respuesta depende del sistema formal en la que trabaja. Aquí están algunos ejemplos - y de hecho, como se especuló que podría ser el caso, en todas ellas hemos de inducción integrada directamente en el axiomatics o la definición de ${\mathbb N}$:

En Constructivo de la Teoría de conjuntos como Intuitionistic Zermelo Fraenkel (IZF) que usted necesita para encontrar un reemplazo para el Axioma de Fundación ya que implica la Ley de Medio Excluido (para una proposición $\phi$, considere la posibilidad de una $\in$-el mínimo elemento de $\{\emptyset\ |\ \phi\}\cup\{\{\emptyset\}\}$). El (clásico equivalente) una alternativa utiliza es la siguiente:

$$ \text{(Law of Set Induction):}\quad\quad\forall x ((\forall y\in x: A(y))\Rightarrow A(x))\Rightarrow \forall z: A(z)$$

Thus, inductive proofs of statements parametrized over ${\mathbb N}$ are realized directly through the axiomatics.

In topos theory, which one can also view of an intuitionistic foundation of mathematics, one uses the notion of a natural number object, which is by definition the initial pointed object with an endomorphism. Hence, it is the definition of ${\mathbb N}$ there that maps with domain ${\mathbb N}$ are constructed inductively.

In type theory, ${\mathbb N}$ is an example of an inductive type which usually comes directly with the corresponding induction scheme.

In System F, for example, the natural numbers could be implemented as the polymorphic type ${\mathbb N}:\equiv\forall X: X \(X\X)\X$ which reads as: An element of ${\mathbb N}$ is a uniform procedure to associate to any type $X$, any element $x_0:X$ and any rule $X\a X$ an element of $X$. Indeed it turns out that these are, up to normalization, the Church presentations $\lambda X.\lambda (x_0:X) (f:X\to X). f(f(...(f(x))...))$ de los naturales.

En Coq la definición de un tipo inductivo, tales como

Inductive Nat := | O : Nat | succ : Nat -> Nat.

automáticamente los resultados en la aplicación de la inducción de esquemas tales como

Nat_ind: forall P : Nat -> Prop, P O -> (forall n : Nat, P n -> P (succ n)) -> forall n : Nat, P n

permitiendo que el "inductivo" construcción de una prueba de $\forall n\in{\mathbb N}: P(n)$ fuera de una prueba de $P(0)$ y una regla de giro de una prueba de $P(n)$ en una prueba de $P(n+1)$.

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