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La existencia de un conjunto ordenado con un elemento especial

Uno de los más alucinante de los resultados es, en mi opinión, con el axioma de elección/principio de orden, no existen cosas tales como los innumerables bien de conjuntos ordenados $(A,\leq)$.

Con esto en mente, ¿existe algún bien conjunto ordenado $(B,\leq)$ con algún elemento especial $b$ de manera tal que el conjunto de todos los elementos menores que $b$ es incontable, pero para cualquier elemento, además de a $b$, el conjunto de todos los elementos es menor contables (contables puedo incluir finita).

Más formalmente declaró, ¿cómo se puede demostrar la existencia de un conjunto ordenado $(B,\leq)$ tal que existe un $b\in B$ tal que $\{a\in X\mid a\lt b\}$ es incontable, pero $\{a\in X\mid a\lt c\}$ es contable para todos los $c\neq b$?

Me parece que ese $b$ a "estar en la final de la orden."

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Greg Case Puntos 10300

No hay necesidad de usar el axioma de elección aquí. Supongamos $X$ es un infinito bien solicitar conjunto. Sostenemos que se trata de un conjunto ordenado $(Y,<)$ $Y$ de los estrictamente mayor cardinalidad de a $X$.

Para esto, considere el conjunto a $A$ de todas las relaciones binarias $R\subseteq X\times X$ tal que $R$ es un buen orden de un subconjunto de a $X$. Vamos a llamar a $X_R$ este subconjunto único.

Te presentamos una relación de equivalencia en $A$ estableciendo que $R_1\sim R_2$ fib $(X_{R_1},R_1)$ $(X_{R_2},R_2)$ son de orden isomorfo. Deje $Y$ el conjunto de clases de equivalencia.

Podemos bien el fin de $Y$ diciendo que $[R_1]<[R_2]$ fib hay una orden de isomorfismo de$(X_{R_1},R_1)$, para un adecuado segmento inicial de $(X_{R_2},R_2)$. Uno fácilmente se comprueba que $<$ está bien definido. Esto significa que si $R_1\sim R_3$$R_2\sim R_4$, $(X_{R_1},R_1)$ es isomorfo a un adecuado segmento inicial de $(X_{R_2},R_2)$ fib $(X_{R_3},R_3)$ es isomorfo a un adecuado segmento inicial de $(X_{R_4},R_4)$. También se verifica fácilmente que $<$ es un buen orden.

Finalmente, $Y$ tiene un tamaño estrictamente mayor que $X$. Para ver esto, observe primero que el $X$ inyecta de forma natural en $Y$, es decir, dado un buen orden $\prec$$X$, y cualquiera de los dos segmentos inicial $X_1$ $X_2$ $X$ bajo$\prec$, $X_1$ un adecuado segmento inicial de $X_2$, $[\prec\upharpoonright X_1]<[\prec\upharpoonright X_2]$. Pero cada punto de $X$ determina un segmento inicial de $X$.

Ahora, si hubo una inyección de $f$ $Y$ a $X$, entonces el rango de a $Z$ $f$ estaría bien hacer pedidos de una manera isomorfo a $(Y,<)$ mediante $f$ a copiar el buen orden $<$$Y$: Simplemente un conjunto de $f(a) R f(b)$ fib $a<b$ para las clases de $a,b\in Y$. Entonces tenemos una copia de $(Y,<)$ como un segmento inicial de $(Y,<)$ (de nuevo, mirando a segmentos inicial de $(Z,R)$), contradiciendo ese $<$ es un buen orden.

Lo anterior puede parecer complicado pero es sencillo: Todo lo que está diciendo es que un buen orden es menor que otro si es un segmento inicial, y este es un "pedido de compra". (Y tenemos que usar clases de equivalencia debido a diferentes órdenes de realidad, pueden ser isomorfos.)

Al $X$ es un countably conjunto infinito, el conjunto resultante $Y$ es bien ordenado e incontables, pero cualquier segmento inicial de $Y$ corresponde a un buen orden de $X$, por lo que es contable. Si quieres un set $B$ como se requiere, simplemente establezca $B=Y\cup\{*\}$ donde $*$ es algún punto no $Y$, ordenado por el simple hecho de hacer $*$ más grande que todos los elementos de a $Y$. A continuación, $\{a\in B\mid a<*\}$ es incontable, pero $\{c\in B\mid c<d\}$ es contable para cualquier $d\in Y$, es decir, para cualquier $d\in B$$d\ne *$.

Una vez que esté familiarizado con la construcción de los números ordinales, lo anterior puede ser simplificado un poco: en Lugar de utilizar una clase de equivalencia, que simplemente usamos el ordinal isomorfo a cualquier representante de la clase. El argumento anterior nos da que la colección de contables ordinales es en realidad un conjunto, y su unión es una (de hecho, en la primera) innumerables ordinal. Como cuestión de hecho, ni siquiera existe la necesidad de tener un sindicato. El conjunto de contables ordinales es ya un incontable número ordinal.

(El argumento anterior muestra que, dado cualquier conjunto ordenado hay un mayor bien-conjunto ordenado. Un argumento similar se da que si tenemos una familia de pedidos, podemos pegarlos juntos para conseguir un buen orden más grande que todos los pequeños de la familia.)

4voto

iturki Puntos 106

Deje $\aleph_1$ ser la primera innumerables ordinal. Se puede definir a ser el ordinal menor que no está en bijection con $\omega$. Este conjunto existe con los axiomas de ZF. El ordinal $\aleph_1 + 1 $ se define como $\aleph_1 \cup \{\aleph_1\}$. Por lo tanto $\aleph_1 + 1$ es el conjunto deseado que contiene un elemento particularmente $\aleph_1$ tal que $\{x \in \aleph_1 + 1 : x < \aleph_1\}$ es incontable, pero en el segmento inicial determinado por cualquier otro elemento contable.

Para más detalles sobre cómo mostrar $\aleph_1$ existe : Con el axión de elección, vamos a $Z$ ser un incontable número ordinal. Deje $A = \{x \in Z : x \text{ is in bijection with } \omega\}$, que puede ser escrito de manera más formal en el lenguaje de conjuntos, que existe por la separación. $\aleph_1$ luego $\bigcup A$, que existe por el axioma de la unión.

3voto

Homer Puntos 198

Deje $b$ ser la primera innumerables ordinal, y $B$ ser el conjunto de todos los ordinales hasta e incluyendo la $b$.

1voto

MiDiMaN Puntos 81

La mejor explicación que he visto de este para el laico tiene que ser "La tortilla en la parte Inferior", por Scott Aaronson: http://www.scottaaronson.com/writings/pancake.html

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