Кіріспе
Трансфинитті индукция түрі Жинақ теориясында индукция, эпсилондық индукция немесе жиынтық индукция деп те аталады, бұл барлық жиынтықтардың берілген қасиетті қанағаттандыратындығын дәлелдеу үшін қолданылатын принцип. Аксиомалық принцип ретінде қаралғанда, ол жиынтық индукцияның аксиомалық схемасы деп аталады. Бұл принцип трансфинитті индукция мен рекурсияны білдіреді. Оны жақсы негізделген қатынастарға индукцияның жалпы контексті бойынша зерттеуге болады.
In set theory, induction, also called epsilon induction or set induction, is a principle that can be used to prove that all sets satisfy a given property. Considered as an axiomatic principle, it is called the axiom schema of set induction. The principle implies transfinite induction and recursion. It may also be studied in a general context of induction on well founded relations.
Индукцияның байланысты ұғымдары
Экспорттау егер қандай да бір предикат үшін болса, онда ол егер универсалды сынып болса, онда бұл қайтадан схеманың бір мысалы ғана. Бірақ, егер ол кез келген транзитивті сынып болса, онда әлі де және жиынтық индукцияның нұсқасы үшін .
where is defined as
If is the universal class, then this is again just an instance of the schema. But indeed if is any transitive class, then still and a version of set induction for holds inside of .
Ординалдар
Ординалдар транзитивті жиынтықтардың транзитивті жиынтықтары ретінде анықталуы мүмкін. Бірінші шексіз ординалдағы индукциялық жағдай, табиғи сандар жиыны, төменде егжей-тегжейлі қарастырылады. Жинақ индукциясы , бар транзитивті жиынтықтарды индукциялауға мүмкіндік бергендіктен, бұл трансфинитті индукция деп аталатын және трансфинитті рекурсия арқылы анықтаманы береді, шын мәнінде, ординалдардың бүкіл өзіндік класын пайдаланады. Ординалдар кезінде индукция барлық жиындардың ординалдық дәрежесі бар екенін және ординалдың дәрежесі оның өзі екенін дәлелдейді. Фон Нейман ординалдар теориясы осындай жиынтықтарды сипаттайды және онда классикалық түрде дәлелденуге болатын трихотомдық және жалпы реттілік қатынасын үлгілейді. Бір қызығы, ординалдарды ординалдарға сәйкестендіретін операция бар. Классикалық жағдайда, мұрагерлік ординалдар үшін индукция қадамын оңайлатуға болады, сондықтан қасиет тек бірінен соң бірі келетін ординалдар арасында сақталуы керек (бұл әдетте трансфинитті индукция деп түсінілетін формула). Бұл - жақсы негізделген.
Негізгі негізделген қатынастар
Жинақтағы екілік қатынас үшін жақсы негізделгендікті арнайы индукциялық қасиетті талап ету арқылы анықтауға болады: шартта , яғни жоғарыда айтылған тіркесудің орнына әрқашан қабылданады. Жақсы негізделген қатынас үшін шексіз төмендеу тізбектері жоқ екендігін және сонымен қатар, рекурсия арқылы функция анықтамасы олардың домендері бойынша анықталуы мүмкін екендігін көрсету мүмкін. Классикалық тұрғыдан алғанда, жиынтықтағы қатынастың жақсы негізделуі әр субтоп үшін минималды элементтің болуының күшті қасиетімен сипатталуы мүмкін. Тәуелді таңдаумен, оны шексіз төмендеу тізбектердің болмауының әлсіз қасиетімен сипаттауға болады.
шексіз төмен түсетін тізбектер
Жоғарыда келтірілген мәндегі алғы сөзді ол бос жиын үшін вакуумдық түрде қолданылады деп білдіруге болады. Кез келген төмендеу мүшелік тізбегі бар болса , алмастыру аксиомасы осыны да орындайтын жиынның бар екенін дәлелдейді. Индукция принципіне сүйенсек, мұндай тізбектің болуы қарама-қайшы болады. Осы тармақта индукция принципі орнына тәуелді таңдау аксиомасын қабылдаңыз. Жоғарыда келтірілген адебиеттің кез келген салдары екі рет теріске шығару арқылы алынған мәлімдемеде де бар, бұл конструктивті түрде күшейтілген шарт болып табылады. Осы қасиетті жиынтығын қарастырайық. Жинақты мекендеген деп болғанда, тәуелді таңдау тізбек ретінде шексіз төмендеу мүшелік тізбегінің болуын білдіреді, яғни натуралдарының функциясы. Сонымен, қасиетті жиын үшін осындай тізбектің жоқтығын белгілеу (немесе тіпті тұжырымдау) болжамның қате екенін білдіреді, яғни сонымен қатар жиынтық индукция шексіз төмендеу тізбектердің жоқтығы тұжырымдамасымен байланысты. Бірақ соңғы жағдайда қажет болатын қосымша болжамдарды ескере отырып, жай ғана жоқ болу постулаты салыстырмалы түрде әлсіз.
So set induction relates to the postulate of non existence of infinite descending chains. But given the extra assumptions required in the latter case, the mere non existence postulate is relatively weak in comparison.
Өзін-өзі мүшелеу
Қайшылық үшін, белгілі бір қасиетке ие мекенделген жиын бар деп болжайық, ол өзінің жеке жиынтығына тең, формальды түрде , одан кейін , және сонымен қатар барлық мүшелері барлық қасиеттерін бөліседі, мысалы, принциптің алдыңғы түрінен кейін , қайшылық. Жоғарыда қарастырылған басқа көмекші терминологияларды қолдану арқылы, біреу осындай жиынтықтарға тең емес жиынтықтардың класы үшін индукция жиынтығын зерттейді. Сонымен, терістелген предикат тұрғысынан алғанда, предикат , яғни жиынтықты анықтайтын қасиеттерге ие жиынтық құрастырушы белгісін қолдану арқылы , кез келген бос қиылысу мәлімдемесі жай ғана қарама-қайшылыққа дейін жеңілдетеді. Бастапқы формулаға қайтып, ол және барлық жиынтықтардың домені деп тұжырымдалады. Жинақ индукциясы бар теорияда, сипатталған рекурсивті қасиетті a шын мәнінде жиын емес. Осыған ұқсас талдау күрделі сценарийлерге де қолданылуы мүмкін. Мысалы, егер және екеуі де жиын болса, онда қоныстанған жұптасу арқылы өмір сүреді, бірақ бұл да қасиетке ие.
Тарих
Орнатуларды теориялық тұрғыдан қарастыруда қолданылуының арқасында, тұрақтылық аксиомасын фон Нейман 1925 жылы тұжырымдады. Оның мотивациясы 1922 жылы Сколемнің Зермелоның жинақ теориясындағы шексіз төмендеу тізбектер туралы талқылауына, жүйелілігі немесе орнын алмастыруы жоқ теорияға барып тығады. Теория барлық индукциялық инстанстарды дәлелдей алмайды. Қалыптылық - бұл, дәлелденгендей, теріске шығарылған мәлімдемелер үшін жиынтық индукцияның қарама-қарсы әсері. Сессиядан сабаққа дейінгі көпір төменде көрсетілген.
Транзитивті жиынның болуы
Жоғарыда келтірілген дәлелдеме кез келген берілген жиынтықты қамтитын кейбір транзитивті жиынның бар екенін болжайды. Бұл транзитивті ұстап тұру аксиомасы деп қарастыруға болады. Кез келген жиын үшін мүшелікке қатысты күшейтілген транзитивті жабылудың болуы кейбір күшейтілген стандартты аксиомалардан да алынуы мүмкін. Бұл үшін шексіздік аксиомасы керек, жиынтық ретінде, рекурсивті функциялар , алмастыру аксиомасы және ақыр соңында одақ аксиомасы. Яғни, оған көптеген стандартты аксиомалар қажет, тек күштердің аксиомасын сақтап қалу керек. Қатты бөлінусіз жағдайда рекурсивті функцияны анықтау үшін тиісті функция кеңістігі принциптерін қабылдау қажет болуы мүмкін. минус шексіз де тек Регулярлық Сет индукциясына көтерілген кезде ғана транзитивті жабылудың бар екенін дәлелдейді.