Кіріспе
Математикадағы түсінік. Математикада Мало кардиналы – нақты бір үлкен кардинал сан. Мало кардиналдары алғаш рет сипатталған. Барлық үлкен кардиналдар сияқты, Мало кардиналдарының ешқайсысының да ZFC арқылы бар екені дәлелдене алмайды (ZFC тұйық деп есептесек). Кардинал сан, егер ол күшті қолжетімді болса және жиын κ-да тұрақты болса, күшті Мало кардиналы деп аталады. Кардинал сан, егер ол әлсіз қолжетімді болса және одан кіші әлсіз қолжетімді кардиналдар жиыны κ-да тұрақты болса, әлсіз Мало кардиналы деп аталады. "Мало кардиналы" термині қазір көбінесе "күшті Мало кардиналы" дегенді білдіреді, бірақ Мало бастапқыда қарастырған кардиналдар әлсіз Мало кардиналдары болған.
In mathematics, a Mahlo cardinal is a certain kind of large cardinal number. Mahlo cardinals were first described by As with all large cardinals, none of these varieties of Mahlo cardinals can be proven to exist by ZFC (assuming ZFC is consistent). A cardinal number is called strongly Mahlo if is strongly inaccessible and the set is stationary in κ. A cardinal is called weakly Mahlo if is weakly inaccessible and the set of weakly inaccessible cardinals less than is stationary in
The term "Mahlo cardinal" now usually means "strongly Mahlo cardinal", though the cardinals originally considered by Mahlo were weakly Mahlo cardinals.
Мало кардинал үшін жеткілікті ең төменгі шарт
Егер κ шекті реттік сан болса және κ-дан кіші реттік сандар жиыны κ-да тұрақты болса, онда κ әлсіз Мало. Мұны дәлелдеудегі басты қиындық – κ тұрақты екенін көрсету. Біз оны тұрақты емес деп есептеп, μ = cf(μ) < cf(κ) < μ < κ шартын қанағаттандыратын μ-ны беретін клуб жиынын құрастырамыз, бұл қайшылыққа әкеледі. Егер κ тұрақты болмаса, онда cf(κ) < κ. Біз cf(κ) + 1 санынан басталатын және κ-ны лимиті ретінде қамтитын қатаң өсуші және үздіксіз cf(κ) тізбегін таңдай аламыз. Бұл тізбектің лимиттері κ-да клуб болады. Демек, осы лимиттердің арасында тұрақты μ болуы керек. μ – cf(κ) тізбегінің бастапқы ішкі тізбегінің лимиті. Олай болса, оның кофиналдығы κ кофиналдығынан кіші де, үлкен де болады; бұл қайшылық. Демек, κ тұрақты емес деген болжам жалған болуы керек, яғни κ тұрақты. Қажетті қасиеттері бар стационарлық жиын төменде болуы мүмкін емес, себебі {2, 3, 4, …} ω-да клуб, бірақ онда тұрақты ординалдар жоқ; сондықтан κ санауға келмейді. Бұл тұрақты кардиналдардың тұрақты лимиті, сондықтан ол әлсіз қолжетімді. Содан кейін κ-дан төменгі санаусыз лимит кардиналдары жиынын клуб жиыны ретінде пайдаланып, стационарлық жиын әлсіз қолжетімді емес кардиналдардан тұрады деп есептеуге болады. Егер κ әлсіз Мало болса және сонымен қатар күшті лимит болса, онда κ Мало. κ әлсіз қолжетімді және күшті лимит, сондықтан ол күшті қолжетімді. Біз κ-дан төменгі санаусыз күшті лимит кардиналдары жиыны κ-да клуб екенін көрсетеміз. μ₀ – шектің және ω₁-дің үлкені болсын. Кез келген шекті n үшін μₙ₊₁ = 2μₙ шартын қанағаттандырады, ол κ-дан кіші, себебі ол күшті лимит кардиналы. Олардың лимиті күшті лимит кардиналы және тұрақтылығы арқасында κ-дан кіші. Санаусыз күшті лимит кардиналдарының лимиттері де санаусыз күшті лимит кардиналдары болады. Сондықтан олардың жиыны κ-да клуб болады. Бұл клуб жиынын κ-дан кіші әлсіз қолжетімді кардиналдардың стационарлық жиынымен қиыстырып, κ-дан кіші күшті қолжетімді кардиналдардың стационарлық жиынын аламыз.
μ = cf(μ) < cf(κ) < μ < κ which is a contradiction. If κ were not regular, then cf(κ) < κ. We could choose a strictly increasing and continuous cf(κ) sequence which begins with cf(κ)+1 and has κ as its limit. The limits of that sequence would be club in κ. So there must be a regular μ among those limits. So μ is a limit of an initial subsequence of the cf(κ) sequence. Thus its cofinality is less than the cofinality of κ and greater than it at the same time; which is a contradiction. Thus the assumption that κ is not regular must be false, i. e. κ is regular. No stationary set can exist below with the required property because {2,3,4, } is club in ω but contains no regular ordinals; so κ is uncountable. And it is a regular limit of regular cardinals; so it is weakly inaccessible. Then one uses the set of uncountable limit cardinals below κ as a club set to show that the stationary set may be assumed to consist of weak inaccessibles. If κ is weakly Mahlo and also a strong limit, then κ is Mahlo. κ is weakly inaccessible and a strong limit, so it is strongly inaccessible. We show that the set of uncountable strong limit cardinals below κ is club in κ. Let μ0 be the larger of the threshold and ω1. For each finite n, let μn+1 = 2μn which is less than κ because it is a strong limit cardinal. Then their limit is a strong limit cardinal and is less than κ by its regularity. The limits of uncountable strong limit cardinals are also uncountable strong limit cardinals. So the set of them is club in κ. Intersect that club set with the stationary set of weakly inaccessible cardinals less than κ to get a stationary set of strongly inaccessible cardinals less than κ.
Мысал: Малоның κ кардиналдары κ-жетімді емес (гипержетімді емес) екенін көрсету
"Гипер қолжетімсіз" термині күдікті. Осы бөлімде кардинал κ, егер ол κ қолжетімсіз болса, гипер қолжетімсіз деп аталады (бұл 1 қолжетімсіз дегеніңізге қарағанда ерекше мағынасы). κ Махло болсын деп есептейміз. Біз α-ға трансфиниттік индукция арқылы κ-ның кез келген α ≤ κ үшін α қолжетімсіз екенін көрсетеміз. κ Махло болғандықтан, κ қолжетімсіз; демек, 0 қолжетімсіз, бұл бірдей нәрсе. Егер κ α қолжетімсіз болса, онда β қолжетімсіздері (β < α үшін) κ-ға өте жақын болады. Кейбір шектен үлкен, бірақ κ-дан кіші β қолжетімсіздерінің бір мезгілдегі лимиттерінің жиынтығын қарастырайық. Бұл κ-да шексіз (β < α ω реттері үшін β қолжетімсіздері арқылы айналып, әр жолы үлкен кардиналды таңдап, содан кейін реттелу арқылы κ-дан кіші лимит алыңыз (бұл α ≥ κ болса сәтсіздікке ұшырайды)). Бұл жабық, сондықтан κ-да клуб. Осылайша, κ-ның Махлолығы бойынша, ол қолжетімсізді қамтиды. Бұл қолжетімсіз, шын мәнінде α қолжетімсіз. Демек, κ α+1 қолжетімсіз. Егер λ ≤ κ шекті ординал болса және κ барлық α < λ үшін α қолжетімсіз болса, онда кез келген β < λ кейбір α < λ үшін α-дан кіші болады. Сондықтан бұл жағдай тривиальды. Атап айтқанда, κ қолжетімсіз және осылайша гипер қолжетімсіз. κ гипер қолжетімсіздердің лимиті екенін және осылайша 1 гипер қолжетімсіз екенін көрсету үшін, біз μ < κ кардиналдарының диагональдық жиынтығы, олар кез келген α < μ үшін α қолжетімсіз, κ-да клуб екенін көрсетуіміз керек. Шектен жоғары 0 қолжетімсізді таңдаңыз, оны α0 деп атаңыз. Содан кейін α0 қолжетімсізді таңдаңыз, оны α1 деп атаңыз. Бұл процесті μ деп аталатын тұрақты нүктеге жеткенше қайталаңыз. Содан кейін μ қажетті қасиетке ие (α < μ үшін α қолжетімсіздерінің бір мезгілдегі лимиті) және реттелу арқылы κ-дан кіші. Мұндай кардиналдардың лимиттері де осы қасиетке ие, сондықтан олардың жиынтығы κ-да клуб болып табылады. κ-ның Махлолығы бойынша, бұл жиынтықта қолжетімсіз элемент бар және ол гипер қолжетімсіз. Осылайша, κ 1 гипер қолжетімсіз. Біз осы клубты жиынтықты κ-дан кіші тұрақты жиынмен қиып, κ-дан кіші гипер қолжетімсіздердің тұрақты жиынтығын аламыз. κ-ның α гипер қолжетімсіз екендігінің қалған дәлелі α қолжетімсіз екендігінің дәлелінің көшірмесін жасайды. Осылайша, κ гипер-гипер қолжетімсіз, және т.б.
Мало кардиналдары мен ой елегінен өткізу қағидалары
F аксиомасы – ординалдардағы кез келген қалыпты функцияның реттелген түрақты нүктесі бар деген тұжырым. (Бұл бірінші реттік аксиома емес, себебі ол барлық қалыпты функциялар бойынша квантификация жасайды, сондықтан оны екінші реттік аксиома немесе аксиома схемасы ретінде қарастыруға болады.) Кардинал Мало кардиналы деп аталады, егер оның әрбір қалыпты функциясының реттелген түрақты нүктесі болса, демек F аксиомасы белгілі бір мағынада барлық ординалдар класы Мало екенін айтады. Кардинал κ Мало болады, егер және тек қана егер Vκ-де F аксиомасының екінші реттік пішіні орындалса. F аксиомасы өз кезегінде, параметрлері бар кез келген φ формуласы үшін, φ-ны шағылыстыратын (яғни, φ Vα-да орындалса, онда ол бүкіл әлемде де орындалады) кез келгендей үлкен қолжетімді ординалдар α бар деген тұжырымға эквивалентті.
Борел диагональдеуіндегі көрінісі
Мало кардиналдарының болуы жабық бірлік интервалындағы Борель функциялары туралы белгілі бір теоремаларды дәлелдеу үшін қажетті шарт екені көрсетілді. , жабық бірлік интервалының өзімен-өзінің n рет қайталама Картезиан көбейтіндісі болсын. Натурал сандардың шекті саны ғана координаттарды өзгертетін элементтерінің барлық пермутациялары тобы координаттарды ауыстыру арқылы әрекет ете алады. Топтық әрекет кез келген көбейтіндісіне диагональ бойынша әрекет етеді, яғни жазылуы шартты түрде қолданылады. үшін, егер және осы диагональдық әрекет астындағы бір орбитада болса, онда деп белгілейміз. – Борель функциясы болсын, онда кез келген және үшін, егер болса, онда барлық индекс тізбектері үшін тізбегінің бірінші координатасы болады. Бұл теорема теориясында дәлелденеді, бірақ теориясында дәлелдеуге болмайды, мұндағы – нақты сан.