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Los productos y el axioma de la elección

Aquí: Propiedad universal del producto directo, verificación de la prueba

Matematleta señaló en los comentarios, que la definición del producto utiliza el axioma de elección por defecto. ¿Por qué?

La definición que estoy viendo es simplemente:

Para los conjuntos $X_1, X_2, \dotso, X_n$ es $\prod_{i= 1}^n X_i:=\{(x_1,\dotso, x_n)| x_1\in X_1,\dotso, x_n\in X_n\}$

Análogamente para un conjunto de índices arbitrarios.

Además, siempre me he preguntado por qué se necesita el axioma de elección para afirmar que el producto de conjuntos no vacíos no es vacío.

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ManuelSchneid3r Puntos 116

Porque eso no es una definición ¿Qué es exactamente " $(x_1,...,x_n)$ "? Podríamos tener la tentación de obviar esto, y ciertamente no ocurre nada demasiado sorprendente con finito pero esto es claramente insatisfactorio para productos arbitrarios; por ejemplo, ¿qué pasa si estoy tomando el producto de una familia de conjuntos que ni siquiera está ordenada linealmente en primer lugar?

  • En general, nunca te sientas satisfecho cuando una definición que has escrito tiene todo el "trabajo duro" hecho por la palabra "análogamente" o algo similar.

Así que tenemos que definir rigurosamente lo que entendemos por tuplas ordenadas "grandes".

Intuitivamente, un elemento de $\prod_{i\in I}X_i$ debe ser un " $I$ secuencia de los "-arios", cuya $i$ El término viene de $X_i$ . La forma más sencilla de precisar esto es pensar en las secuencias como si se tratara simplemente de estar bien vestido funciones - la secuencia "Primer término $0$ segundo término $1$ tercer mandato $0$ " es sólo la función con dominio $\{1,2,3\}$ enviando $1$ a $0$ , $2$ a $1$ y $3$ a $0$ .

En abstracto, pues, estamos hablando de lo siguiente

Un elemento de $\prod_{i\in I}X_i$ es una función $p:I\rightarrow\bigcup_{i\in I} X_i$ con $p(i)\in X_i$ para cada $i\in I$ .

Ahora para hablar de funciones basta con hablar de ordenadas pares que podemos hacer, por ejemplo, con la definición de Kuratowski. Así que hemos convertido un solo "ordenado $I$ -tupla" en una set de pares ordenados.

Eso explica de dónde viene la definición. Y con esto en mente queda claro que la no vacuidad del producto de conjuntos no vacíos es equivalente al axioma de elección: ¡una función de elección para una familia de conjuntos no vacíos disjuntos es literalmente un elemento del producto de esa familia de conjuntos!

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