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Si un conjunto $S$ puede dividirse en $\mathfrak{n}$ conjuntos amorfos, puede $S$ se dividirá en $\mathfrak{m}$ ¿conjuntos infinitos?

Supongamos que $\sf{ZF}$ . Un conjunto $A$ es amorfo si es infinito y no la unión disjunta de dos conjuntos infinitos. La existencia de un conjunto amorfo es inconsistente con $\sf{ZFC}$ (incluso $\sf{ZF}+\sf{AC}_{\omega}$ ).

La declaración $P_{F}(\mathfrak{n},\mathfrak{m})$ donde $\mathfrak{n}$ y $\mathfrak{m}$ son cardinales se define como sigue:

Dejemos que $A_{i},i\in I$ sea una colección de conjuntos amorfos disjuntos por pares donde $|I|=\mathfrak{n}$ y que $A=\bigcup\limits_{i\in I}A_{i}$ . Entonces existen conjuntos no vacíos y disjuntos entre sí $B_{j},j\in J$ con $|J|=\mathfrak{m}$ tal que $A=\bigcup\limits_{j\in J}B_{j}$ .

Del mismo modo, la declaración $P_{I}(\mathfrak{n},\mathfrak{m})$ se define como

Dejemos que $A_{i},i\in I$ sea una colección de conjuntos amorfos disjuntos por pares donde $|I|=\mathfrak{n}$ y que $A=\bigcup\limits_{i\in I}A_{i}$ . Entonces existen conjuntos infinitos disjuntos por pares $B_{j},j\in J$ con $|J|=\mathfrak{m}$ tal que $A=\bigcup\limits_{j\in J}B_{j}$ .

Por último, la declaración $P_{A}(\mathfrak{n},\mathfrak{m})$ se define como

Dejemos que $A_{i},i\in I$ sea una colección de conjuntos amorfos disjuntos por pares donde $|I|=\mathfrak{n}$ y que $A=\bigcup\limits_{i\in I}A_{i}$ . Entonces existen conjuntos amorfos disjuntos por pares $B_{j},j\in J$ con $|J|=\mathfrak{m}$ tal que $A=\bigcup\limits_{j\in J}B_{j}$ .

Para lo cual $\mathfrak{n},\mathfrak{m}$ son $P_{F}(\mathfrak{n},\mathfrak{m})$ , $P_{I}(\mathfrak{n},\mathfrak{m})$ y $P_{A}(\mathfrak{n},\mathfrak{m})$ verdadero, falso e indecidible en $\sf{ZF}$ ?

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ManuelSchneid3r Puntos 116

Como respuesta muy parcial, observe que las cosas son bastante sencillas en el caso del conjunto de índices finitos para $P_A$ : no puede haber instancias no triviales del principio.

Supongamos que $$X=\bigsqcup_{i\in I}A_i=\bigsqcup_{j\in J}B_j$$ donde $A_i, B_j$ son todos amorfos. Consideremos la función $$f: I\rightarrow J$$ enviando cada $i$ al único $j\in J$ tal que $A_i\cap B_j$ es infinito. Esto sí está bien definido: $A_i$ es amorfo, por lo que no podemos tener $A_i\cap B_j$ y $A_i\cap B_{j'}$ ambos sean infinitos para $j\not=j'$ . La función $f$ es inyectiva, ya que cada $B_j$ es amorfo: si $f(i)=f(i')=j$ para $i\not=i'$ entonces $B_j\cap A_{i}$ y $B_j\cap A_{i'}$ serían dos subconjuntos infinitos disjuntos de $B_j$ .

Por simetría, obtenemos igualmente una inyección $J\rightarrow I$ y, por tanto, una biyección $I\cong J$ por Cantor-Bernstein (que sí no requieren elección).


En términos más generales, "finito" es realmente un sustituto de "no admite una incrustación finita a uno de un conjunto amorfo", que a su vez es lo mismo que "no tiene un subconjunto amorfo". Así que en realidad tenemos:

Si $I\not\cong J$ y tampoco $I$ ni $J$ tienen un subconjunto amorfo, entonces ningún conjunto es a la vez un $I$ -doble y una $J$ -unión disjunta de conjuntos amorfos.

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