Кіріспе

Математикадағы кардинал санның түрі
Жинақтар теориясында, тұрақты кардинал – өзінің кофиналдығына тең болатын кардинал сан. Нақтырақ айтқанда, егер және тек қана әрбір шексіз жиынның кардиналдылығы болса, онда ол тұрақты кардинал болып табылады. Шегі шексіз реттелген кардиналдар, егер тұрақты болмаса, дара кардиналдар деп аталады. Ақырғы кардинал сандар әдетте тұрақты немесе дара деп атаылмайды. Таңдау аксиомасы болған жағдайда, кез келген кардинал сан жақсы реттелген болуы мүмкін, және сол кезде келесі шарттар кардинал үшін эквивалентті болады: – тұрақты кардинал. Егер және барлық үшін , онда. Егер , және егер және барлық үшін , онда. Кардиналдығы кем жиындардың санаты және олардың арасындағы барлық функциялар, кем кардиналдылық шегінде жабық болады, ал – тұрақты ординал (төменде қараңыз).
Дөңгелек оймен айтқанда, тұрақты кардинал – кішкентай бөліктерге бөлінбейтін кардинал. Жағдай таңдау аксиомасы орындалмаса, сәл күрделірек, себебі бұл жағдайда барлық кардиналдар міндетті түрде жақсы реттелген жиындардың кардиналдықтары емес. Бұл жағдайда, жоғарыдағы эквиваленттілік тек жақсы реттелген кардиналдар үшін ғана қолданылады. Шексіз ординал, егер ол кіші ординалдар жиынының лимиті болмаса, лимит ординал болса, тұрақты ординал болып табылады. Тұрақты ординал әрқашан бастапқы ординал болады, бірақ кейбір бастапқы ординалдар тұрақты емес, мысалы, (төмендегі мысалға қараңыз).

Мысалдар

Одан кіші ординалдар шекті. Шекті ординалдар тізбесінің шекті максимумы әрқашан шекті болады, сондықтан ол , кем ординалдардың тізбегінің шегі бола алмайды, элементтерінен кіші, және осылайша тұрақты ординал болып табылады. (алеф нуль) – тұрақты кардинал, өйткені оның бастапқы ординалы , тұрақты. Оны тікелей тұрақты деп көруге болады, себебі шекті кардиналдардың шекті санының кардиналдық қосындысы өзі шекті болады. – келесі ординал саны, ол бірлікте, өйткені ол шекті ординал емес. келесі шекті ординал, оны , , , және т.б. тізбегінің шегі ретінде жазуға болады. Бұл тізбектің рет түрі , сондықтан элементтерінен кіші типтегі тізбектің шегі; демек, ол жеке. – келесі кардинал саны, ол бірлікте, сондықтан бірліктегі кардиналдар санаулы (шекті немесе санаулы). Таңдау аксиомасын қабылдасақ, санаулы жиынтықтардың санаулы жиынтығының бірігуі өзі санаулы болады. Сондықтан оны санаулы кардиналдардың жиынтығы ретінде жазуға болмайды, және ол тұрақты. келесі кардинал саны , , , және т.б. Оның бастапқы ординалы – тізбегінің шегі, рет түрі , , , және т.б. болып табылады, сондықтан ол жеке, және солай болады. Таңдау аксиомасын қабылдағанда, – бірінші шексіз кардинал, ол жеке (бірінші шексіз ординал, ол жеке – , және бірінші шексіз шекті ординал, ол жеке – ). Жеке кардиналдардың бар екенін дәлелдеу үшін алмастыру аксиомасы қажет, және шын мәнінде, Зермело жиын теориясында -ның бар екенін дәлелдеуге болмауы Френкельді осы аксиоманы тұжырымдауға итермеледі. Сонымен қатар тұрақты болып келетін (әлсіз) шекті кардиналдар (әлсіз) қолжетімсіз кардиналдар деп аталады. Олардың ZFC-де бар екені дәлелденбеді, бірақ олардың бар болуы ZFC-ге қайшы келмейді. Олардың болуы кейде қосымша аксиома ретінде қабылданады. Қолжетімсіз кардиналдар міндетті түрде алеф функциясының тұрақты нүктелері болып табылады, бірақ барлық тұрақты нүктелер тұрақты емес. Мысалы, бірінші тұрақты нүкте – тізбектің шегі, сондықтан ол жеке болады.

Қасиеттері

Егер таңдау аксиомасы орындалса, онда әрбір іздестіруші кардинал тұрақты болады. Осылайша, көптеген алеф сандарының тұрақтылығы немесе ерекшелігі кардиналдың іздестіруші кардинал немесе лимит кардинал екеніне байланысты тексерілуі мүмкін. Кейбір кардиналдықтардың кез келген нақты алефке тең екені дәлелденуі мүмкін емес, мысалы, континуумның кардиналдылығы, оның ZFC-дегі мәні санаусыз кофиналдылығы бар кез келген санаусыз кардинал болуы мүмкін (Истон теоремасын қараңыз). Континуум гипотезасы континуумның кардиналдылығы тең деп постулаттайды , бұл таңдау аксиомасы болғанда тұрақты болады. Таңдау аксиомасы болмаса, жақсы реттелмейтін кардинал сандар болар еді. Сонымен қатар, кездейсоқ жиынның кардиналдық қосындысын анықтау мүмкін болмас еді. Сондықтан, тек алеф сандарын ғана мағыналы түрде тұрақты немесе ерекше кардиналдар деп атауға болады. Бұдан әрі, іздестіруші алефтің тұрақты болуы міндетті емес. Мысалы, саналатын жиындардың саналатын жиынының біріктірілісі саналатын болуы міндетті емес. ZF-мен үйлесімді, ол саналатын ординалдар тізбегінің лимиті болып табылады, сонымен қатар нақты сандар жиыны саналатын жиындардың саналатын біріктірілісі болады. Бұдан әрі, ZF-мен үйлесімді, одан үлкен әрбір алеф ерекше болады (Моти Гитик дәлелдеген нәтиже). Егер лимит ординалы болса, онда ол тұрақты, егер элементтік енгізулердің критикалық нүктелерінің жиыны үшін клуб болса. Кардиналдар үшін, элементтік енгізу кішкентай енгізу болып саналады, егер транзитивті болса және кардинал санаусыз және тұрақты болса, онда әрбір үшін кішкентай енгізу бар. 2.2-қосымша.