Los axiomas utilizados en Afred Tarski y Steven Givant de Tarski del Sistema de Geometría (1991).
Enlace: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.27.9012
(Esto es, básicamente, un resumen de la primera parte de Tarski y Givant del papel).
Alfred Tarski demostró alrededor de 1930 que su sistema de geometría es completa, decidable y que no es constructivo concistency la prueba de la teoría.
La historia
A través de los años, el conjunto de Tarski los axiomas han cambiado. Al principio, había 20 (1-4, 5$_1$, 6, 7$_2$, 8$^{(2)}$, 9$_1^{(2)}$, 10, 12-21), así como todas las instancias de axioma esquema 11. Este hecho es un sistema de axiomas para primaria 2-dimensiones de la geometría.
Resultó que ese axioma 13 y 19 se deriven de los restantes axiomas, y donde se omite. Axioma 20 fue sustituida por una más precisa variante, el 20$_1$.
En 1956-57 una simplificación sustancial del axioma del set, fue obtenido por los esfuerzos de Eva Kallin, Scott Taylor y Tarski. Los axiomas 5$_1$, 7$_2$, 9$_1^{(2)}$ y 10 respectivamente sustituidos por 5, 7$_1$, 9$^{(2)}$ y el 10$_1$. En el modificado axioma conjunto de los axiomas 12, 14, 16, 17, 20$_1$ y 21 se muestran para ser derivable de las restantes. A continuación, sólo tenemos los doce axiomas 1-6, 7$_1$, 8$^{(2)}$, 9$^{(2)}$, 10$_1$, 15 y 18, y todas las instancias del axioma esquema 11.
En Tarski del curso sobre los fundamentos de la geometría en la Universidad de California (1956-57), señaló que sustituyendo el axioma esquema (11) con la de segundo orden, sentencia de 11 para el completo (no primaria) 2-dimensiones de la geometría Euclidiana. También se señaló que los axiomas 8$^{(2)}$, 9$_1^{(2)}$ podría ser cambiado con el fin de obtener un axioma establecido para $n$-dimensiones de la geometría.
Gupta, a continuación, mostró que los axiomas 6 y 18 años pueden ser derivados de los restantes axiomas. Así que lo que ahora la gente suele decir cuando se habla de Tarski los axiomas de la geometría, es el axiomas 1-5, 7$_1$, 8$^{(n)}$, 9$^{(n)}$ ($n=2,3,...$), 10$_1$, 15 y 11 (el de primer orden axioma esquema o de la de segundo orden de una sola frase). Estos son los marcados con *.
Definiciones
- La relación ternaria $B(abc)$
expresa que la intermediación tiene
entre el$a,b$$c$, lo que
intuitivamente significa que $b$ se encuentra en
el segmento de la línea de unirse a $a$$d$.
- La cuaterna relación $ab \equiv
cd$ expresa que la relación de
equidistancia (o congruencia de
segmentos) tiene entre los puntos
$a,b,c,d$, lo que intuitivamente significa
que la distancia de $a$ $b$es
la misma que la distancia de $c$ a
$d$.
La única primitivo objeto geométrico en Tarski del sistema de axiomas, son los puntos. Todas las variables $a,b,c,...$ se supone que son de la gama más puntos.
*Axioma 1 Reflexividad Axioma de Equidistancia.
$$ab\equiv ba$$
La distancia entre los puntos de $a$ $b$ es la misma que la distancia entre el$b$$a$.
*Axioma 2 Axioma de Transitividad para la Equidistancia.
$$ab \equiv pq \land ab \equiv rs \to pq \equiv rs$$
Si la distancia entre los puntos de $a$ $b$ es la misma que la distancia entre el $p$ $q$ y también la misma que la distancia entre el$r$$s$, entonces la distancia entre el $p$ $q$ es la misma que la distancia entre el$r$$s$.
*Axioma 3 de Identidad Axioma de Equidistancia.
$$ab\equiv cc\to a = b$$
Si la distancia entre el $a$ $b$ es la misma que la distancia entre el$c$$c$, $a$ $b$ son el mismo punto.
*Axioma 4 Axioma del Segmento de la Construcción.
$$\exists x (B(qax)\land ax \equiv bc)$$
Hay un punto de $x$ tal que $a$ se encuentra entre $q$$x$, y la distancia entre el $a$ $x$ es igual a la distancia entre el$b$$c$.
Intuitivamente esto significa que, dado cualquier segmento de la línea de $bc$, es posible construir un segmento de línea congruentes (de igual longitud), comenzando en cualquier punto de $a$ y va en la dirección de ray, que está determinado por $a$ y el extremo de $q$ en el rayo.
*Axioma 5 Cinco Segmento De Axioma.
$$[a \neq b \land B(abc)\land B(a'b'c')\land ab \equiv a'b'\land bc \equiv b'c' \land ad \equiv a'd' \land bd \equiv b'd']\to cd \equiv c'd'$$
Si
- $a$ $b$ no es el mismo punto y
- $b$ se encuentra entre $a$ $c$ y
- $b'$ se encuentra entre $a'$ $c'$ y
- la distancia entre la $a$ $b$ es la misma que la distancia entre el $a'$ $b'$ y
- la distancia entre la $b$ $c$ es la misma que la distancia entre el $b'$ $c'$ y
- la distancia entre la $a$ $d$ es la misma que la distancia entre el $a'$ $d'$ y
- la distancia entre la $b$ $d$ es la misma que la distancia entre el$b'$$d'$,
a continuación, la distancia entre el $c$ $d$ es la misma que la distancia entre el$c'$$d'$.
"Los Cinco Segmentos Axioma afirma (en el no-degenerada caso) que, dados dos triángulos $\triangle acd$$\triangle a'c'd'$, y de los interiores de los puntos de $b$ $b'$ de los costados $ac$$a'c'$, a partir de las congruencias de ciertos correspondientes pares de segmentos de línea, se puede concluir de la congruencia de otro par de los correspondientes segmentos de línea. Por lo tanto, este axioma es similar en carácter a los conocidos teoremas de la geometría Euclidiana que permiten concluir, a partir de las hipótesis acerca de la congruencia de ciertos lados correspondientes y los ángulos de los dos triángulos, de la congruencia de otros lados correspondientes y los ángulos."
(Hay otra variante de este axioma en la página 179 en el papel he ligado.)
Axioma 6 de Identidad Axioma de Intermediación.
$$B(aba) \to a = b$$
Axioma 7 Primeros (o Interior) de la forma de la Pascua Axioma.
$$B(apc) \land B(bqc) \to \exists x [B(pxb)\land B(qxa)]$$
*Axioma 7$_1$ Segundo (o Exterior) forma de Pascua Axioma.
$$B(apc) \land B(qcb) \to \exists x [B(axq)\land B(bpx)]$$
Si $p$ se encuentra entre $a$$c$, e $c$ se encuentra entre $q$$b$, entonces no es un $x$ tal que $x$ se encuentra entre $a$ $q$ $p$ se encuentra entre $b$$x$.
"En la forma externa de la Pascua Axioma [...] el punto de $b$ se encuentra sobre la prolongación del lado de la $cq$ en la dirección de la $q$$c$, y la línea se supone que cruzan el "interior" del lado del triángulo (desde la perspectiva de $bp$). La conclusión es que se debe intersectar el lado de la $aq$ en algún punto de $x$ sobre la prolongación del lado de la $bp$; esto se expresa por la afirmación de $B(bpx)$. En otras palabras, se intersecta con el "exterior" del lado del triángulo."
(Página 180 contiene otra variante de este axioma.)
Axioma 7$_3$ Débil Axioma De Pasch.
$$B(atd) \land B(bdc) \to \exists x \, \exists y [B(axb) \land B(ayc)\land B(ytx)]$$
Axioma 8$^{(1)}$ Inferior 1-Dimensional Axioma.
$$\exists a \,\exists b \, (a \neq b)$$
Axioma 8$^{(2)}$ Menor De 2 Dimensiones Axioma.
$$\exists a\, \exists b\, \exists c\, [\neg B(abc) \land \neg B(bca) \land \neg B(cab)]$$
"El Menor de 2 Dimensiones Axioma afirma que existen tres no collin-
puntos de la oreja."
*Axioma 8$^{(n)}$ Menor $n$-Dimensiones Axioma de $n = 3, 4, ...$.
$\exists a \, \exists b \, \exists c \, \exists p_1 \, \exists p_2 \,\cdots \, \exists p_{n-1} \,$ $$\left[ \bigwedge_{1\leq i < j < n} p_i \neq p_j \land \bigwedge_{i=2}^{n-1} a p_1 \equiv a p_i \land \bigwedge_{i=2}^{n-1} b p_1 \equiv b p_i \land \bigwedge_{i=2}^{n-1} c p_1 \equiv c p_i \land [\neg B(abc)\land \neg B(bca) \land \neg B(cab)]\right]$$
"La parte Inferior $n$-Dimensiones Axioma de $n = 3, 4, . . .$ afirma que no existen
$n − 1$ distintos puntos de $p_1 , p_2 , . . . , p_{n−1}$ y tres puntos de $a, b, c$ de manera tal que cada uno de los tres puntos es equidistante de cada uno de los $n-1$ puntos, pero los tres puntos no colineales."
Axioma 9$^{(0)}$ Superior 0-Dimensional Axioma.
$$a=b$$
Axioma 9$^{(1)}$ Superior 1-Dimensional Axioma.
$$B(abc) \lor B(bca) \lor B(cab)$$
Axioma 9$_1^{(2)}$ Superior 2-Dimensional Axioma.
$\exists y \,$ {$([B(xya) \lor B(yax) \lor B(axy)] \land B(byc))$
$([B(xyb) \lor B(ybx) \lor B(bxy)] \land B(cya))$
$([B(xyc) \lor B(ycx) \lor B(cxy)] \land B(ayb))$}
(Página 183 contiene otra variante de este axioma.)
*Axioma 9$^{(n)}$ Superior $n$-Dimensiones Axioma (para $n=2,3,...$).
$$\left[ \bigwedge_{1\leq i < j \leq n} p_i \neq p_j \land \bigwedge_{i=2}^{n} a p_1 \equiv a p_i \land \bigwedge_{i=2}^{n} b p_1 \equiv b p_i \land \bigwedge_{i=2}^{n} c p_1 \equiv c p_i\right]\to [B(abc)\lor B(bca) \lor B(cab)]$$
"El Superior de $n$-Dimensiones Axioma de $n = 2, 3, . . .$ afirma que ninguna de las tres
puntos $a$, $b$, $c$ que equidistan de cada una de las $n$ distintos puntos de $p_1, p_2, ..., p_n$ deben ser colineales."
*Axioma 10$_1$ Primera Forma de Euclides del Axioma.
$B(adt) \land B(bdc) \land a \neq d \to \exists x \, \exists y \, [B(abx) \land B(acy) \land B(ytx)]$$
"La Primera Forma de Euclides el Axioma dice que a través de cualquier punto de $t$ en el
interior de un ángulo $\triangle bac$ hay una línea aquí, la línea de $xy$-que cruza ambos lados del ángulo-aquí, en los puntos de $x$$y$."
(Página 183 contiene otra variante de este axioma.)
Axioma 10$_2$ Segunda Forma de Euclides del Axioma.
$$B(abc) \lor B(bca) \lor B(cab) \lor \exists x \, [ax \equiv bx\land ax \equiv cx]$$
Axioma 10$_3$ Tercera Forma de Euclides del Axioma.
$$[B(abf) \land ab \equiv bf \land B(ade) \land ad\equiv de \land B(bdc) \land bd \equiv dc] \to bc \equiv fe$$
*Axioma 11 Axioma de Continuidad.
$$\exists a\, \forall x \, \forall y [x\in X \land y \in Y \to B(axy)] \to \exists b\, \forall x \, \forall y [x\in X \land y \in Y \to B(xby)]$$
"El Axioma de Continuidad afirma: cualquiera de los dos conjuntos de $X$ $Y$ de manera tal que la
elementos de $X$ preceden a los elementos de $Y$ con respecto a algún punto de $a$ (que
es, $B(axy)$ siempre $x$$X$$y$$Y$ ) están separados por un punto de $b$."
*Axioma Esquema 11(alternativa axioma 11.) Axioma Esquema de Continuidad.
$$\exists a\, \forall x \, \forall y [\alpha \land \beta \to B(axy)] \to \exists b\, \forall x \, \forall y [\alpha \land \beta \to B(xby)]$$
donde $\alpha, \beta$ son de primer orden de las fórmulas, de las cuales la primera no contiene ningún apariciones libres de $a, b, y$ y el segundo de los sucesos de $a, b, x$.
Podemos usar el Axioma Esquema en lugar de axioma 11 para mantener los axiomas en el marco de la lógica de primer orden.
Axioma 12 Reflexividad Axioma de Intermediación.
$$B(abb)$$
Axioma 13
$$a=b \to B(aba)$$
Axioma 14 Simetría Axioma de Intermediación.
$$B(abc) \to B(cba)$$
*Axioma 15 Interior Axioma de Transitividad de Intermediación.
$$B(abd) \land B(bcd) \to B(abc)$$
Axioma 16 Exterior Axioma de Transitividad de Intermediación.
$$B(abc) \land B(bcd) \land b \neq c \to B(abd)$$
Axioma 17 Interior de Conectividad Axioma de Intermediación.
$$B(abd) \land B(acd) \to [B(abc) \lor B(acb)]$$
Axioma 18 Externa de Conectividad Axioma de Intermediación.
$$B(abc) \land B(abd) \land a \neq b \to [B(acd) \lor B(adc)]$$
Axioma 19
$$a=b \to ac \equiv bc$$
Axioma 20 Axioma de Unicidad para la Construcción de un Triángulo.
$$[ac\equiv ac'\land bc \equiv bc'\land B(adb) \land B(ad'b)\land B(cdx)\land B(c'd'x) \land d \neq x\land d' \neq x] \to c=c'$$
(Página 187 contiene otra variante de este axioma.)
Axioma 21 de Existencia Axioma para la Construcción de un Triángulo.
$$ab \equiv a'b' \to \exists c \, \exists x \, (ac\equiv a'c' \land bc \equiv b'c' \land B(cxp) \land [B(abx) \lor B(bxa) \lor B(xab)])$$
Axioma 22 Densidad Axioma de Intermediación.
$$x \neq z \to \exists y[x\neq y \land z \neq y \land B(xyz)]$$
Axioma 23
$$[B(xyz) \land B(x'y'z')\land xy \equiv x'y'\land yz \equiv y'z'] \to xz \equiv x'z'$$
Axioma 24
$$[B(xyz) \land B(x'y'z')\land xz \equiv x'z' \land yz \equiv y'z'] \to xy \equiv x'y'$$