1.11 Принцип множества образований

Ограниченные кванторы дают множествам их основополагающую роль в качестве диапазонов связанных переменных, неизвестных предикатом ∈, который позволяет им играть роль только классов. Технически, ограниченного квантора (∃ ∈,) достаточно, чтобы определить предикат ∈, как

xE ⇔ (∃yE, x=y)

но это не определение, в случае если вернуться в множество теоретического формализма, так как обратное определение включает в себя открытый квантор. Если посмотреть на это с точки зрения философии, восприятие множества как класса не обеспечивает восприятие его полностью как набора.

Принцип множества образований. Для любого класса C (определяемым данной ограниченной формулой с параметрами), если формула (∀x,C(x) ⇒ A(x)), выражающая ∀C на неопределенном унарном предикате, то доказано, что если она эквивалентна с ограниченной формулой (здесь сокращенно (Qx, A(x) , как квантор), то С является набором, который может быть назван новым символом оператора K, добавленный к языку теории множеств, аргументами и параметрами С и Q, и аксиомы:

(Для всех принятых значений параметров), множество (K) ∧ (∀xK, C(x)) ∧ (Qx, xK).

Эта эквивалентность между Q и ∀C выражается в следующем списке 3 утверждений, где квантор Q*, определяемый (Q*x, A(x)) ⇎ (QxA(x)) будет эквивалентен с ∃C:

(1) ∀x, (C(x) ⇔ Q*y, x=y) (на самом деле нужно только ∀x, C(x) ⇒ Q*y, x=y) )

(2) Qx, C(x)

(3) Для всех (неопределенных символов) одноместных предикатов A и B, (∀x, A(x) ⇒ B(x)) ⇒ ((Qx, A(x)) ⇒ (Qx, B(x))).

Действительно, эти 3 условия уже известные следствия «Q=∀C ». Наоборот,

((2) ∧ (3)) ⇒ ((∀C x, A(x)) ⇒ Qx,A(x))
((1) ∧ ∃C x, A(x)) ⇒ ∃y, (Q*x, x=y) ∧ (∀x, x=yA(x)) ∴ ((3) ⇒ Q*x,A(x)) ∎

(3) часто будет незамедлителным, из-за отсутствия какого-либо возникновения A в Q (внутри отрицания, эквивалентности, или слева от ⇒), оставляя нас, чтобы убедиться в (1) и (2).

Вот примеры таких символов оператора (первый столбец является общим сокращением, в то время как другие являются эффективными примерами, и обозначается D=Dom f):

K {yE|B(y)} E Im f {y} {y,z}
dK xE, dB(x) Set(E) ∧ ∀xE, Set(x)
Fnc(f) 1
1
1
C(x) xEB(x) yE, xy yD, f(y)=x 0
x=y x=yx=z
Qx, A(x) xE, B(x) ⇒ A(x) yE, ∀xy, A(x) xD, A(f(x)) 1 A(y) A(y) ∧ A(z)
Q*x, A(x) xE, B(x) ∧ A(x) yE, ∃xy, A(x) xD, A(f(x)) 0
A(y) A(y) ∨ A(z)

Определение множества K={xE | B(x)}, которое была выражено только как класс, также может быть записано в виде конкретного случае вышеупомянутой аксиомой, т.е.

Set(K) ∧ (∀xK, xEB(x)) ∧ (∀xE, B(x) ⇒ xK)

или если коротко сказать

Set(K) ∧ KE ∧ (∀xE, xKB(x))

с помощью которого, доказательство парадокса Рассела должно быть описано

F={xE | Set(x) ∧ xx} ⇒ ((∀xE, xF ⇔ (Set(x) ∧ xx)) ∧ (FF ⇎ (Set(F) ∧ FF))) ⇒ FE

Функтор ⋃ является символом объединения, и его аксиомы - аксиомы объединения.

Набор значений F(x), когда x пробегает Dom f, называется образом f.

Определим предикат f:EF как

(f:EF) ⇔ (Fnc(f) ∧ Set(F) ∧ Domf = E ∧ ImfF)

который читается «F является функцией от E до F». Множество F такое, что если ⊂ FxDom f, f(x) ∈ F), которое называется целевым множестовм f.

Точнее (Fnc(f) ∧ Dom f=EImf = F) будет обозначаться f:EF . (F сюръекция или сюръективная функция от E до F, или функция от E на F).

Пустое множество ⌀ является единственным множеством без элемента, и входит в любое множество E (⌀ ⊂ E).

Таким образом, (E=⌀ ⇔ E ⊂ ⌀ ⇔ ∀xE, 0), (E ≠ ⌀; ⇔ ∃xE,1).

Этот символ константы ⌀ обеспечивает существование множества; для любого множества E мы также можем получить ⌀ = {xE | 0}.

Как (Dom f=⌀ ⇔ Imf=⌀) и (Dom f=Dom g=⌀ ⇒ f=g) только функции с областью ⌀ называется пустой функцией.

Мы можем пересмотреть ∃ из вышеизложенного двумя способами: (∃xE, A(x)) ⇔ {xE | A(x)} ≠ ⌀ ⇔ (1 ∈ Im(ExA(x))).

Для всех x, {x,x}={x}. Такой набор с одним элементом называется одиночкой.

Для всех x, y нас есть {x, y}={y, x}. Если xy, то множество {x, y} с 2 элементами x и y называется парой.

Наша теория множеств позже будет дополнена другими символами и аксиомами, в случае необходимости или дополнится (открывая разнообразие возможных теорий множеств).