Альфред Норт Уайтхед, Бертран Рассел

«Principia Mathematica, том 1»

Страница 11 из 13 · 56 150 зн. · 65 мин. чтения

Единственное другое предложение этого раздела, которое используется впоследствии, — это

*65·3.

Это предложение используется в *102·84.

*65·01.

*65·02.

*65·03.

*65·04.

*65·1.

*65·11.

*65·12.

*65·13.

Док.

*65·14.

*65·15.

*65·16.

*65·2.

Док.

*65·21.

Док.

*65·22.

Это и следующие три предложения доказываются так же, как доказывается *65·21.

*65·23.

*65·24.

*65·25.

*65·3.

Док.

РАЗДЕЛ C. ОДНО-МНОГИЕ, МНОГО-ОДНИ И ОДНО-ОДНИ ОТНОШЕНИЯ.

Сводка Раздела C.

В настоящем разделе мы должны рассмотреть три очень важных класса отношений, использование которых в арифметике постоянно. Одно-многое отношение — это отношение , такое что, если есть какой-либо член , существует один и только один член , который имеет отношение к , т.е. . Таким образом, отношение отца к сыну является одно-многим, потому что у каждого сына есть один отец и не более. Отношение мужа к жене является одно-многим, за исключением стран, практикующих полиандрию. (Оно является одно-многим как в моногамных, так и в полигамных странах, потому что, согласно определению, ничего не зафиксировано относительно количества релатумов для данного референта, и там может быть только один релатум для каждого данного референта, не переставая быть одно-многим согласно определению.) Отношение в алгебре к является одно-многим, но отношение к таковым не является, потому что существуют два разных значения , которые дают одно и то же значение .

Когда отношение является одно-многим, существует всякий раз, когда , и наоборот; т.е. мы имеем

Таким образом, отношения, которые дают дескриптивные функции, существующие всякий раз, когда их аргументы принадлежат к областям обратных отношений в рассматриваемых отношениях, являются одно-многими отношениями. Следовательно, , , , , , , , , , , , , , , , , , — все они являются одно-многими отношениями.

Когда есть одно-многое отношение, есть однозначная функция; наоборот, каждая однозначная функция выводима из одно-многого отношения. Многозначная функция от есть член , где не является единичным классом, и любой из его членов рассматривается как значение функции для аргумента y; но однозначная функция от — это единственный член , который получается, когда является одно-многим. Таким образом, например, синус в нашем обозначении выглядел бы как отношение, т.е. мы должны были бы положить , так что «» имеет обычное значение . Тогда вместо , мы имели бы , что было бы классом значений ; и вместо «», которое является вводящим в заблуждение обозначением, потому что и не подразумевают , мы имели бы . Аналогичные замечания применимы к любой из других функций, которые встречаются в анализе.

Отношение называется много-одним, когда, если есть какой-либо член , существует один и только один член , к которому имеет отношение , т.е. . Таким образом, много-одни отношения являются обратными к одно-многим отношениям. Когда отношение является много-одним, существует всякий раз, когда .

Отношение называется одно-одним, когда оно является одновременно одно-многим и много-одним, или, что сводится к тому же, когда и оно, и его обратное являются одно-многими. Из перечисленных выше одно-многих отношений , , , , , , являются одно-одними.

Два класса , называются подобными, когда существует одно-одное отношение , такое что , т.е. когда их члены могут быть соединены один к одному, так что ни один член ни одного из них не опущен или не повторен. Мы пишем «» для «подобен ». Когда два класса подобны, кардинальные числа их членов одинаковы; именно этот факт делает одно-одные отношения фундаментально важными в кардинальной арифметике.

Согласно вышесказанному, отношение является одно-многим, когда

Аналогично, отношение является много-одним, когда и отношение является одно-одним, когда выполнены оба условия. Классы , , которые здесь появляются, часто важны; некоторые из их свойств уже были даны в *37·77·771·772·773 и в *53·61 — *53·641.

Удобно рассматривать одно-многое, много-одное и одно-одное отношения как частные случаи отношений, которые для некоторых данных и имеют

Следовательно, без нового определения «» становится классом одно-одных отношений; также, как будет показано, «» становится классом одно-многих отношений, и «» становится классом много-одных отношений. Хотя главным образом эти три специальных значения важны, мы начнем с общего изучения классов отношений вида .

*70. ОТНОШЕНИЯ, ЧЬИ КЛАССЫ РЕФЕРЕНТОВ И РЕЛАТУМОВ ПРИНАДЛЕЖАТ К ДАННЫМ КЛАССАМ.

Сводка *70.

Если и — два данных класса классов, отношение называется принадлежащим к классу , если всякий раз, когда , и всякий раз, когда . Если должно быть наложено только одно из этих условий, этот результат достигается заменой класса, участвующего в другом условии, на «», поскольку «» всегда истинно, как и «», и поэтому ни одно из них не накладывает никакого ограничения на . В наиболее важных случаях и являются либо кардинальными числами, либо одно из них является кардинальным числом, а другое — .

В силу *37·702·703, вышеупомянутые условия, наложенные на посредством принадлежности к , эквивалентны

Эта форма используется в определении (*70·01).

Предложения настоящего раздела почти никогда не используются, за исключением *71, где и оба заменены на или . Наиболее полезные предложения — это

*70·1.

(Это просто воплощает определение.)

*70·13.

*70·22.

*70·4.

*70·41.

*70·42.

*70·54.

с аналогичными предложениями для и .

*70·62.

с аналогичным предложением для .

*70·01.

*70·1.

*70·11.

*70·12.

*70·13.

Док.

*70·14.

*70·15.

*70·16.

*70·17.

Док.

*70·171.

*70·18.

*70·2.

Док.

*70·21.

Док.

*70·22.

Док.

*70·3.

Док.

*70·31.

Док.

*70·32.

Док.

*70·4.

Док.

*70·41.

*70·42.

*70·43.

*70·431.

*70·44.

*70·441.

*70·45.

*70·451.

*70·46.

*70·461.

*70·47.

*70·471.

*70·48.

*70·481.

*70·5.

*70·51.

Док.

*70·52.

*70·53.

Док.

*70·54.

Док.

*70·55.

*70·56.

*70·57.

Док.

*70·6.

Док.

*70·61.

*70·62.

Док.

*70·63.

*71. ОДНО-МНОГОЗНАЧНЫЕ, МНОГО-ОДНОЗНАЧНЫЕ И ВЗАИМНО ОДНОЗНАЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ.

Сводка *71.

В этом параграфе мы рассмотрим более элементарные свойства одно-многозначных, много-однозначных и взаимно однозначных отношений. Эти свойства весьма многочисленны и важны. Свойства много-однозначных отношений (т.е. отношений, принадлежащих классу ) следуют из свойств одно-многозначных отношений посредством *70·5, откуда вытекает, что много-однозначные отношения являются обратными к одно-многозначным. Таким образом, для получения свойства много-однозначного отношения из свойства одно-многозначного отношения достаточно поменять местами и , и , и . Либо мы можем повторить различные шаги любого доказательства, производя указанные перестановки на каждом шаге, в результате чего получится аналогичное предложение. По этой причине в дальнейшем мы будем опускать все доказательства свойств много-однозначных отношений, ограничиваясь доказательством аналогичных свойств одно-многозначных отношений.

В силу *70·42 взаимно однозначные отношения (т.е. отношения, принадлежащие классу ) — это отношения, которые являются одновременно одно-многозначными и много-однозначными; следовательно, их свойства вытекают из объединения свойств одно-многозначных и много-однозначных отношений. Мы будем опускать доказательства, если они состоят лишь из таких комбинаций.

Одно-многозначное отношение порождает дескриптивную функцию, которая существует всякий раз, когда её аргумент принадлежит области значений обратного отношения. То есть, если , мы имеем , когда . И наоборот, если для аргумента существует дескриптивная функция , то является одно-многозначным в той мере, в какой это касается данного аргумента, т.е. . Таким образом, мы находим

Дескриптивная функция , производная от одно-многозначного отношения , имеет, таким образом, определённое значение всякий раз, когда , и не имеет его в противном случае. Следовательно, класс аргументов, для которых существует такая функция, есть область значений обратного отношения, порождающего эту функцию, т.е. , и обратная импликация также справедлива.

Часто случается, что отношение, которое в общем случае не является одно-многозначным, становится таковым, когда его область определения, область значений обратного отношения или поле подвергаются некоторому ограничению. Например, пусть будет отношением «родитель — ребёнок», — класс мужчин, а — класс женщин. Тогда не является одно-многозначным, но и являются одно-многозначными, и, фактически, ( = отец ), ( = мать ). Нам часто придётся иметь дело с отношениями, полученными путём ограничений, наложенных на или ; так, принадлежит классу и имеет в качестве своей области определения. Класс может быть устроен так, что только одно отношение удовлетворяет этому условию; в этом случае . Поскольку , мы находим . Этот тип условия, или , или , часто встречается в последующей работе. Другое условие, которое часто встречается, — это . Когда это условие выполняется, член , принадлежащий полю одного отношения из класса , не принадлежит полю никакого другого отношения этого класса, т.е. поля отношений этого класса взаимно исключают друг друга.

Для целей наглядного представления свойств одно-многозначных отношений часто удобно изображать их структуру, как на прилагаемом рисунке.

Здесь , , , ... образуют область определения , и все точки в овале, помеченном , таковы, что имеет отношение к каждой из них, с аналогичными условиями для и . То, что характеризует как , — это отсутствие перекрытий в овалах. Ибо если бы и имели общую точку, она была бы релятумом как для , так и для , и оба и были бы референтами к ней; тогда как в ни один член не имеет более одного референта.

Приведённый выше рисунок иллюстрирует очень важное свойство одно-многозначных отношений, а именно

На приведённом выше рисунке есть отношение тождества, ограниченное , , , .... Если бы не было , мы могли бы иногда перейти от к некоторому члену из по отношению , а оттуда обратно к по отношению . Но когда , должно вернуть нас в точку, с которой мы начали.

Когда , каждый из овалов , , , ... на приведённом выше рисунке сжимается в единственную точку, так что . Таким образом, когда задано как , оно будет , если . Это предложение постоянно используется, как и следствие, что есть , если . (Эти предложения суть *71·54·55 ниже.)

Гипотеза эквивалентна гипотезе (ср. *71·17 ниже), а гипотеза эквивалентна

Для многих целей это наиболее удобные гипотезы для использования.

Наиболее полезными предложениями в настоящем параграфе являются следующие. (Мы опускаем здесь предложения, касающиеся или , которые являются лишь аналогами предложений, касающихся .)

*71·16.

Это даёт связь одно-многозначных отношений с дескриптивными функциями. Мы имеем также

*71·163.

Для многих константных отношений, определяемых время от времени, таких как или , полезно следующее предложение:

*71·166.

*71·17.

Это могло бы быть принято в качестве определения одно-многозначных отношений, если бы мы не хотели вывести их из более общего понятия . При доказательстве того, что отношение является одно-многозначным, *71·17 используется чаще, чем любое другое предложение.

*71·22.

*71·25.

*71·36.

*71·381.

(Это предложение полезнее, чем соответствующее свойство )

*71·55.

Это предложение используется постоянно. Например, подставляя вместо , оно даёт

Большинство отношений, используемых для установления корреляций в арифметике, получаются из одно-многозначного отношения, такого как , путём наложения некоторого ограничения на область значений обратного отношения, которое делает отношение взаимно однозначным.

*71·571.

Здесь « » есть , которое уже сыграло большую роль в качестве гипотезы, например, в *37·6 и сл.

*71·7.

Таким образом, например, мы будем иметь .

*71·01.

*71·02.

*71·03.

*71·04.

*71·1.

*71·101.

*71·102.

*71·103.

*71·11.

*71·111.

*71·112.

*71·12.

*71·121.

*71·122.

*71·13.

*71·131.

*71·132.

*71·14.

*71·141.

*71·142.

*71·15.

*71·151.

*71·152.

*71·16.

Док.

Это предложение очень важно; оно показывает связь дескриптивных функций с одно-многозначными отношениями.

*71·161.

*71·162.

*71·163.

Док.

*71·164.

*71·165.

*71·166.

Док.

*71·167.

*71·168.

*71·17.

Это предложение постоянно используется в дальнейшем.

Док.

*71·171.

*71·172.

*71·18.

Док.

*71·181.

*71·182.

*71·19.

Док.

*71·191.

*71·192.

*71·2.

*71·21.

Док.

*71·211.

*71·212.

*71·22.

Док.

*71·221.

*71·222.

*71·223.

*71·224.

*71·225.

*71·23.

*71·231.

*71·232.

*71·233.

Док.

*71·234.

*71·235.

*71·24.

*71·241.

*71·242.

*71·243.

*71·244.

Док.

*71·245.

*71·25.

Док.

*71·251.

*71·252.

*71·25 может быть также выведено из *70·6 следующим образом:

Альтернативное док. *71·25.

Аналогично, *71·251 может быть выведено из *70·61.

*71·26.

*71·261.

*71·27.

*71·271.

*71.28.

*71·281.

*71·29.

*71·31.

*71·311.

*71·312.

*71·32.

*71·321.

*71·33.

Док.

*71·331.

*71·332.

*71·333.

*71·34.

*71·341.

*71·35.

Док.

*71·351.

*71·352.

*71·36.

Док.

*71·361.

*71·362.

*71·37.

Док.

*71·371.

*71·38.

Док.

*71·381.

*71·4.

*71·401.

*71·41.

*71·411.

*71·42.

*71·421.

*71·43.

*71·431.

*71·44.

*71·441.

*71·45.

Док.

*71·451.

*71·46.

Док.

*71·461.

*71·47.

Док.

*71·471.

*71·48.

Док.

*71·481.

Следующее предложение используется в теории производных ряда (*216·411).

*71·49.

Док.

*71·491.

Это предложение используется в теории производных ряда (*216·4) и в теории порядковых чисел (*251·11).

*71·5.

Док.

*71·501.

*71·51.

Док.

*71·511.

*71·52.

Док.

*71·521.

*71·53.

Док.

*71·531.

*71·532.

*71·54.

Это предложение и следующее (*71·55) используются очень часто.

Док.

*71·55.

Док.

*71·56.

Док.

*71·561.

*71·57.

Док.

*71·571.

Док.

*71·572.

*71·58.

Док.

*71·59.

Док.

Следующее предложение используется в теории выборок (*80·91).

*71·6.

Док.

*71·61.

Док.

*71·611.

*71·612.

*71·613.

*71·613 используется в теории рядов (*206·6) и в теории «подобия положения» (*272·131).

*71·7.

Док.

*71·701.

*72. РАЗЛИЧНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ ОДНО-МНОГОЗНАЧНЫХ, МНОГО-ОДНОЗНАЧНЫХ И ВЗАИМНО ОДНОЗНАЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ.

Сводка *72.

В этом параграфе мы докажем различные предложения, включающие , или , но не воплощающие фундаментальные свойства этих классов отношений.

Настоящий параграф начинается с различных предложений (*72·1 — ·191), показывающих, что различные специальные отношения являются одно-многозначными или взаимно однозначными. Наиболее полезными из них являются

*72·182.

*72·184.

Далее у нас идёт набор предложений, касающихся , когда и являются одно-многозначными, или , когда является взаимно однозначным, и смежных вопросов. Наиболее полезным из них является

*72·241.

Далее у нас идёт набор предложений (*72·3 — ·341), касающихся произведений и сумм классов отношений; из них наиболее часто используемым является

*72·32.

которое является расширением *71·24.

Далее у нас идёт набор предложений (*72·4 — ·481), дающих различные отношения и , когда , или и , когда . Более полезными предложениями этого набора являются те, которые имеют гипотезу ; они иногда полезны в арифметике. Мы имеем

*72·401.

*72·411.

Например, отношение сына к отцу является много-однозначным. Пусть = члены кабинета министров, = глупцы; тогда, предполагая , отсюда следует, что сыновья членов кабинета министров и сыновья (мужчин-)глупцов не имеют общего члена. Если мы сделаем отношение сына к родителю (которое не является много-однозначным), то уже не следует, что сыновья членов кабинета министров и сыновья глупцов не имеют общего члена.

Мы имеем

*72·451.

Смысл этого предложения в том, что если и оба содержатся в , и , то (используя ).

Далее у нас есть набор предложений, касающихся отношений и ( , или, что сводится к тому же, обстоятельств, при которых и при которых . Мы имеем

*72·502.

Таким образом, например, отцы детей мудрых отцов являются классом мудрых отцов; но отцы детей мудрых родителей не все мудры, и родители детей мудрых родителей не все мудры — первое потому, что « » не выполняется, второе потому, что « » не выполняется.

Мы имеем также

*72·52.

Далее у нас идёт набор предложений (*72·59 — ·66), в которых встречается относительное произведение , если , или , если . Наиболее полезные предложения в этом наборе:

*72·591.

*72·601.

*72·66.

Это «принцип абстракции». Он показывает, что каждое отношение, обладающее формальными свойствами равенства, т.е. которое является транзитивным и симметричным, равно относительному произведению много-однозначного отношения на его обратное; т.е. всякий раз, когда отношение выполняется между и , существует член такой, что , где есть много-однозначное отношение; и *72·64 показывает, что этот член может быть взят как , которое равно . Этот принцип воплощает большую часть оснований для наших определений различных видов чисел; при поиске этих определений мы всегда имеем, для начала, некоторое транзитивное симметричное отношение, которое мы рассматриваем как тождество числа; таким образом, согласно *72·64, желаемые свойства чисел рассматриваемого вида обеспечиваются принятием числа объекта за класс объектов, к которым данный объект имеет рассматриваемое транзитивное симметричное отношение. Именно таким образом мы приходим к определению кардинальных чисел как классов классов, а порядковых чисел — как классов отношений.

Оставшиеся предложения этого параграфа менее важны, за исключением

*72·92.

Это предложение показывает, что каждое отношение, содержащееся в одно-многозначном отношении, может быть получено ограничением области значений обратного отношения. Так, например, каждое отношение, содержащееся в отношении отца к сыну, может быть специфицировано путём спецификации класса сыновей, которые должны быть его областью значений обратного отношения; ибо тогда все отцы этих сыновей должны быть включены, чтобы обеспечить референты. Но если мы возьмём отношение родителя и ребёнка, которое не является одно-многозначным или много-однозначным, содержащееся отношение не является детерминированным даже тогда, когда заданы и его область определения, и область значений обратного отношения; ибо отношение может соотносить некоторых детей в любой семье с отцом, а некоторых — с матерью, и до тех пор, пока все дети и оба родителя связаны каждый с кем-то данным отношением, область определения и область значений обратного отношения остаются неизменными при перестановках внутри семьи.

*72·1.

Док.

*72·11.

Док.

*72·12.

*72·121.

Док.

*72·13.

*72·131.

*72·132.

*72·14.

Это предложение применимо к очень многим отношениям, с которыми нам приходится иметь дело, например , , , , , , , и т.д.

*72·15.

В *72·16 ниже имеет значение, определённое в *40·01, и не представляет собой переменную пропозицию. Аналогично, s в *72·161 имеет значение, определённое в *40·02.

*72·16.

Док.

*72·161.

*72·162.

*72·163.

*72·17.

Док.

*72·18.

*72·181.

*72·182.

Док.

*72·184.

*72·185.

*72·19.

*72·191.

*72·192.

*72·193.

*72·2.

Док.

*72·201.

*72·202.

*72·21.

Док.

*72·211.

*72·22.

Док.

*72·221.

*72·23.

Док.

*72·24.

Док.

*72·241.

*72·242.

Док.

*72·243.

Док.

Вышеуказанное предложение используется в *272·4·41, которые используются в теории «рациональных рядов», т.е. рядов, порядково подобных ряду рациональных чисел.

*72·25.

Док.

Предложения и , которые были доказаны ранее, являются частными случаями вышеуказанного; первое является частным случаем, потому что .

*72·26.

В этом предложении условия значимости требуют, чтобы область определения состояла из классов. Это предложение используется в *72·27.

Док.

*72·27.

*72·27 используется в *74·63·631 и снова в *163·15.

*72·3.

Док.

*72·301.

*72·302.

*72·303.

*72·31.

Док.

*72·311.

*72·312.

*72*32.

Док.

*72·321.

*72·322.

*72·323.

Док.

*72·34.

Док.

*72·341.

Это предложение следует сравнить с *40·37 и *40·38.

*72·4.

Док.

Когда не является , мы имеем в общем случае (ср. *37·21)

*72·401.

*72·41.

*72·411.

*72·42.

*72·421.

*72·43.

Док.

*72·431.

*72·44.

*72·441.

*72·441 используется в теории кардинального возведения в степень (*116·659).

*72·45.

Док.

*72·451.

*72·46.

*72·461.

*72·47.

Док.

*72·471.

*72·48.

Док.

*72·481.

*72·49.

Док.

*72·491.

*72·492.

*72·5.

Док.

*72·501.

*72·502.

*72·503.

*72·504.

Заметьте, что означает , а не ( . *72·504 используется в теории сегментов ряда (*211·64).

*72·51.

*72·511.

*72·512.

Док.

*72·513.

*72·52.

*72·53.

Док.

*72·54.

Док.

*72·541.

*72·55.

Док.

*72·551.

*72·57.

Док.

*72·59.

Док.

*72·591.

*72·6.

*72·601.

*72·61.

*72·611.

Следующие предложения подводят к «принципу абстракции» (*72·66), который, хотя и не упоминается явно в дальнейшем, имеет определённый внутренний интерес и обобщает тип рассуждения, часто нами используемый.

*72·62.

Док.

*72·621.

Док.

*72·622.

*72·63.

Док.

*72·64.

Док.

*72·65.

*72·66.

*72·7.

Док.

*72·71.

*72·72.

*72·8.

Вышеуказанное предложение используется в *72·62.

*72·81.

*72·9.

Док.

*72·91.

Док.

*72·911.

*72·92.

Док.

*72·921.

*72·93.

Док.

*72·931.

*72·94.

Док.

*73. ПОДОБИЕ КЛАССОВ.

Сводка *73.

Два класса и называются подобными, когда существует взаимно однозначное отношение, область определения которого есть , а область значений обратного отношения есть . Мы выражаем « подобен » нотацией « » . Когда два класса подобны, они имеют одинаковое кардинальное число членов: именно этот факт придаёт важность отношению подобия.

Мы имеем

Отношение подобия есть отношение области определения к области значений обратного отношения, т.е. это относительное произведение и , или, что сводится к тому же, это относительное произведение и .

Большинство свойств подобия вытекают непосредственно из свойств взаимно однозначных отношений и не представляют никакой трудности.

Когда существуют отношения, которые коррелируют 'ы с 'ами так, чтобы сделать подобным , мы обозначаем класс таких отношений через « » . Таким образом, мы имеем

Когда, как в этом случае, мы имеем дескриптивную двойную функцию, тесно связанную с отношением, мы возьмём за правило различать дескриптивную двойную функцию чертой.

Следует заметить, что « » , подобно и , и , и , неоднозначно в отношении типа и приобретает определённое значение только тогда, когда специфицированы типы его области определения и области значений обратного отношения. Область определения и область значений обратного отношения могут быть или не быть одного и того же типа, т.е. « » может или не может быть гомогенным отношением. Это позволяет нам говорить о двух классах разных типов как имеющих одинаковое число членов. Мы вернёмся к этому пункту в связи с кардинальными числами (ср. особенно *102—*106).

Предложения настоящего параграфа важны и очень часто упоминаются на протяжении всей кардинальной арифметики. Чтобы доказать, что два класса и имеют одинаковое кардинальное число членов, обычно необходимо, в фундаментальных арифметических предложениях, с которыми мы имеем дело, фактически построить отношение такое, что . Такое отношение будет называться коррелятором и . Обычно оно будет получено путём взятия некоторого отношения , для которого мы имеем ( , и ограничения области значений обратного отношения до , так что есть требуемый коррелятор. Очень часто мы будем иметь , не , но будет таковым, что .

Среди наиболее важных предложений настоящего параграфа следующие:

*73·142.

Т.е. есть коррелятор и , если (1) взаимно однозначно, (2) содержится в области значений обратного отношения , (3) есть класс тех членов, которые имеют отношение к членам .

*73·2.

Это вытекает непосредственно из определения.

*73·22.

*73·3.

*73·31.

*73·32.

Вышеуказанные три предложения показывают, что подобие рефлексивно, симметрично и транзитивно.

*73·36.

*73·41.

Таким образом, каждый класс подобен классу более высокого типа, состоящему целиком из единичных классов.

*73·45.

Таким образом, 1 есть класс всех классов, подобных любому единичному классу.

*73·48.

Таким образом, 0 есть класс всех классов, подобных пустому классу.

*73·611.

Это предложение очень часто полезно. Для арифметических целей мы часто хотим получить взаимно исключающие классы. Теперь, независимо от того, являются ли и взаимно исключающими, и взаимно исключают друг друга, при условии . Таким образом, посредством вышеуказанного предложения мы всегда можем построить взаимно исключающие классы, каждый из которых подобен данному классу, т.е. каждый имеет некоторое заданное число членов.

*73·71.

Это предложение фундаментально в теории сложения.

*73·88.

Т.е. «если подобен части , и подобен части , то подобен ». Это теорема Шрёдера — Бернштейна. Приведённое ниже доказательство принадлежит Цермело.

*73·01.

*73·02.

*73·03.

*73·04.

*73·1.

*73·11.

Док.

*73·12.

*73·13.

Док.

*73·131.

*73·14.

Док.

Использование этого предложения при доказательстве подобия очень часто.

*73·141.

*73·142.

Док.

*73·15.

Док.

*73·2.

Док.

Следующие предложения, вплоть до *73·241, выводятся из предыдущих предложений этого параграфа точно так же, как « » было выведено в *73·2 из *73·1. Поэтому доказательства лишь обозначены ссылками на предыдущие предложения этого параграфа, которые используются.

*73·21.

*73·22.

*73·23.

*73·231.

*73·24.

*73·241.

*73·25.

Док.

Это предложение будет удобно в таких случаях, как следующий: Пусть есть класс отношений, области определения которых взаимно исключают друг друга, т.е. таких, что никакие два члена не имеют областей определения, имеющих общий член, и предположим, что мы хотим доказать, что класс этих областей определения подобен . Класс областей определения есть , и мы имеем ( . Следовательно, нам остаётся только доказать (подставляя вместо из *73·25) , что в предполагаемом случае доказывается немедленно.

*73·26.

Док.

*73·27.

*73·28.

Док.

*73·3.

Док.

Это рефлексивное свойство подобия. Условия значимости требуют, чтобы был классом некоторого типа, но не налагают ограничений на тип класса.

*73·301.

Док.

*73·31.

Это предложение показывает, что подобие есть симметричное отношение.

*73·311.

Док.

*73·32.

Это предложение показывает, что подобие есть транзитивное отношение. Таким образом, мы теперь доказали, что подобие рефлексивно, симметрично и транзитивно.

*73·33.

*73·34.

Док.

*73·35.

Док.

*73·36.

Док.

*73·37.

Док.

*73·4.

*73·41.

Это предложение полезно, потому что оно даёт класс ( подобный , но более высокого типа. Таким образом, если есть кардинальное число, и известно, что в некотором типе существуют классы, имеющие членов, то отсюда следует, что будут существовать классы, имеющие членов в следующем более высоком типе, и, следовательно, в следующем типе выше этого, и так далее. Соответствующих средств для понижения типа не существует.

*73·42.

Док.

Это предложение даёт средство понижения типа без изменения кардинального числа, при условии, что наш класс состоит целиком из единичных классов; ибо есть типа, непосредственно предшествующего типу . Но когда не состоит целиком из единичных классов, эта конструкция не работает.

*73·43.

*73·44.

Док.

*73·45.

Док.

*73·46.

*73·47.

Док.

*73·48.

Следующее предложение используется в теории двойной подобия (*111·111).

*73·5.

Док.

*73·501.

Док.

*73·51.

Док.

*73·511.

*73·52.

Док.

*73·521.

*73·53.

*73·531.

*73·61.

*73·611.

*73·62.

*73·621.

*73·63.

Док.

Вышеприведенное предложение используется один раз в связи с кардинальным сложением (*112·231) и один раз в связи с кардинальным умножением (*114·561).

Следующее предложение (*73·69) является леммой для *73·7.

*73·69.

Док.

*73·7.

*73·701.

Док.

*73·71.

*73·72.

Док.

Следующие предложения дают доказательство теоремы Шрёдера-Бернштейна, а именно: если один класс подобен части другого, а другой подобен части первого, то эти два класса подобны. Приведенное здесь доказательство принадлежит Цермело [60]. Пояснение к следующему доказательству дается в связи с другим доказательством в сводке *94.

*73·8.

Док.

*73·801.

Здесь «Hp*73·8» означает «гипотеза *73·8».

Док.

*73·802.

Док.

*73·81.

Док.

*73·811.

Док.

*73·812.

Док.

*73·82.

Док.

*73·821.

Док.

*73·83.

Док.

*73·84.

Док.

*73·841.

Док.

*73·85.

*73·86.

Док.

*73·87.

Док.

*73·88.

Док.

Это теорема Шрёдера-Бернштейна.

СНОСКИ:

[60] Math. Annalen, том LXV. Выпуск 2, февраль 1908 г.

*74. ОБ ОТНОШЕНИЯХ «ОДИН-МНОГИЕ» И «МНОГИЕ-ОДИН» С ОГРАНИЧЕННЫМИ ОБЛАСТЯМИ.

Сводка *74.

Цель настоящего параграфа — собрать вместе различные предложения, в которых мы имеем такие гипотезы, как или в которых такие гипотезы показаны как выводимые из других. Гипотезы такого рода встречаются очень часто, и важно уметь легко с ними обращаться. Ради полноты мы повторим здесь предложения, доказанные ранее по этому предмету.

Предложения этого параграфа по большей части носят характер лемм, которые будут использоваться в теории выборок (Часть II, Раздел D), а также в кардинальной и ординальной арифметике. Наиболее полезными из них являются *74·772·773·774·775. Эти предложения касаются обстоятельств, при которых или , с ограничением или без ограничения области значений, является взаимно-однозначным отношением. Причина их важности заключается в том, что корреляторы, с помощью которых доказываются многие фундаментальные теоремы кардинальной и ординальной арифметики, являются такими отношениями, как (с ограниченной областью значений) для подходящих значений и . Вышеупомянутые предложения следующие:

*74·772.

Гипотеза этого предложения будет подтверждена, если мы положим, например, . Таким образом . Это предложение используется в *116·531, которое применяется при доказательстве одного из формальных законов возведения в степень, а именно .

*74·773.

Это предложение используется в связи как с кардинальным, так и с ординальным умножением и возведением в степень. Если и коррелируют с и с , то если мы возьмем в качестве класс всех ординальных пар, которые могут быть образованы из и , ( будет классом всех пар , которые могут быть образованы из и . Таким образом, в силу вышеприведенного предложения, если подобен , а подобен , то класс ординальных пар, образованных из и , подобен классу ординальных пар, образованных из и . Этот результат полезен, поскольку мы определяем произведение числа членов и числа членов как число ординальных пар, образованных из и .

*74·774.

Это предложение полезно, когда, например, есть .

*74·775.

Это частный случай *74·773, имеющий аналогичное применение.

*74·1.

Док.

*74·11.

*74·12.

*74·13.

*74·131.

*74·14.

*74·141.

*74.15.

*74·151.

*74·16.

*74·161.

*74·17.

*74·171.

*74·2.

Док.

*74·201.

*74·21.

*74·211.

*74·22.

*74·221.

*74·23.

*74·231.

*74·24.

*74·25.

*74·251.

*74·26.

Док.

*74·27.

Док.

*74·271.

*74·3.

Док.

*74·301.

*74·31.

Док.

*74·311.

*74·32.

Док.

*74·4.

Док.

*74·41.

Док.

*74·42.

*74·43.

*74·44.

*74·5.

Док.

*74·51.

Док.

*74·511.

*74·52.

Док.

*74·521.

*74·53.

Док.

*74·531.

*74·6.

Док.

*74·61.

Док.

*74·62.

Док.

*74·63.

*74·631.

*74·632.

*74·7.

Док.

*74·701.

*74·71.

*74·711.

*74·72.

Док.

*74·721.

*74·73.

*74·731.

*74·74.

*74·741.

*74·75.

Док.

*74·751.

*74·76.

*74·761.

*74·77.

Док.

*74·771.

*74·772 и его непосредственные следствия очень полезны в кардинальной и ординальной арифметике.

*74·772.

*74·773.

Док.

*74·774.

Док.

*74·775.

*74·8.

Док.

*74·801.

*74·81.

Док.

*74·811.

*74·82.

Док.

*74·821.

*74·822.

*74·823.

*74·83.

*74·831.

*74·832.

*74·833.

*74·84.

Док.

*74·841.

*74·842.

*74·843.

РАЗДЕЛ D. ВЫБОРКИ.

Сводка Раздела D.

Предмет, рассматриваемый в этом разделе, важен главным образом в связи с умножением, как кардинальным, так и ординальным. Чтобы получить определение умножения, которое не ограничивается случаем, когда число множителей конечно, мы должны искать конструкцию, с помощью которой из данного класса классов, скажем , мы конструируем другой класс, который, когда конечно, имеет то число членов, которое в обычном элементарном смысле является произведением чисел членов в различных классах, являющихся членами , и который, независимо от того, конечно или нет, подчиняется как можно большему числу формальных законов умножения. Обычный элементарный смысл умножения выводится из сложения; то есть должно быть числом членов в , где есть класс взаимно исключающих классов, каждый из которых имеет членов, или наоборот. Этот смысл может быть распространен на любое конечное число множителей, но не на бесконечное число множителей; следовательно, для числа множителей, которое может быть бесконечным, нам требуется иное определение, и оно выводится из теории выборок.

Выборки бывают двух видов: выборки из классов классов и выборки из отношений. Последнее является более общим понятием, из которого выводится первое. Но поскольку первое понятие проще, мы начнем с объяснения выборок из классов классов.

Для данного класса классов класс называется выбранным классом из , когда формируется путем выбора одного члена из каждого члена . Например, если состоит из двух членов, и , и если и , то есть выбранный класс из . Если каждый избирательный округ избирает местного жителя, то Парламент является выбранным классом от избирательных округов. Если есть класс взаимно исключающих классов, т.е. класс, никакие два члена которого не имеют общего члена, то выбранный класс состоит только из одного члена от каждого члена ; т.е. есть выбранный класс, если . Но если не является классом взаимно исключающих классов, это не обязательно верно; ибо член , который является членом как , так и (где ), может быть выбран в качестве представителя , в то время как какой-то другой член может быть выбран в качестве представителя , так что два члена могут принадлежать к выбранному классу. Опять же, если есть класс взаимно исключающих классов, отношение представителя к своему классу должно быть взаимно однозначным, потому что, поскольку ни один член не принадлежит двум классам, являющимся членами , ни один член не может быть представителем двух классов. Но когда не является классом взаимно исключающих классов, член, который принадлежит двум классам и , может быть выбран в качестве представителя обоих. Таким образом, отношение представителя к своему классу может быть только «один-многие», а не взаимно однозначным.

Отношение представителя к своему классу можно назвать селективным отношением. Селективное отношение из есть такое отношение, которое выбирает из каждого класса , являющегося членом , определенный член в качестве представителя ; то есть мы имеем, если есть селективное отношение, . Это условие эквивалентно .

Если есть селективное отношение, то есть выбранный класс; и если есть выбранный класс, то существует селективное отношение такое, что . Таким образом, изучение выборок из классов классов полностью содержится в изучении селективных отношений.

Класс селективных отношений из класса называется . Таким образом, . Тогда есть класс выбранных классов.

Будет видно, что если , может быть любым членом , и мы получаем различный для каждого различного члена . Таким образом, если мы сохраним представителей всех остальных членов неизменными, число селективных отношений, получаемых путем варьирования представителя , есть число членов . Следовательно, число селективных отношений в целом может быть справедливо определено как произведение чисел членов, которыми обладают различные члены . В случае если конечно, это согласуется с обычным определением умножения; и независимо от того, конечно или бесконечно, произведение, определенное таким образом, подчиняется всем формальным законам умножения.

Чтобы проиллюстрировать понятие селективных отношений, возьмем очень простой случай, случай, когда состоит из двух классов и , каждый из которых имеет два члена. Пусть и будут членами , а и — членами . Мы предполагаем , , . Тогда селективными отношениями из являются следующие: Таким образом, их четыре, т.е. число членов есть произведение числа членов и числа членов . Аналогичный процесс показал бы, что наше определение произведения согласуется с обычным определением в любом случае, когда все рассматриваемые числа конечны.

Выборки из отношений являются очевидным обобщением выборок из классов классов. Мы имели выше . Мы полагаем, в общем, , которое мы выводим из определения . Это фундаментальное определение в предмете выборок. Мы имеем, в силу этого определения, . Когда , мы можем назвать класс выборок из . Таким образом, в общем, есть класс выборок из при условии ; и если это условие не выполняется, . Мы можем назвать класс классом «-выборок из ». Класс «-выборок из » будет тем, что мы ранее называли классом «селективных отношений из ». Будет замечено, что мы имеем . Таким образом, если есть класс взаимно исключающих классов, выбирает по одному из каждого из этих классов и, следовательно, является селективным классом из ; следовательно, в этом случае .

В кардинальной арифметике является важным понятием, а более общее понятие требуется редко. В ординальной арифметике является важным понятием. Будет видно, что . Таким образом, значимо только тогда, когда есть класс отношений; в этом случае мы имеем . Таким образом, выбирает представительный член области каждого члена . Наиболее важный случай — это когда имеет вид , где есть сериальное отношение, область которого состоит из сериальных отношений. Тогда становится областью отношения, которое может быть определено как ординальное произведение отношений, составляющих ; таким образом, мы получаем бесконечное ординальное произведение, аналогичное бесконечному кардинальному произведению. Это будет объяснено на более позднем этапе (*172).

Хотя в дальнейшем потребуются главным образом и , мы будем рассматривать в общем виде, поскольку это вносит мало дополнительных сложностей, и большинство теорем, которые верны для или , имеют точные аналоги для .

, как определено выше, есть класс отношений «один-многие», содержащихся в и имеющих в качестве своей области значений. Мы не знаем доказательства того, что такие отношения существуют всегда, когда . Фактически, предложение эквивалентно «мультипликативной аксиоме», т.е. аксиоме о том, что для любого класса взаимно исключающих классов, ни один из которых не является пустым, существует по крайней мере один класс, образованный из одного члена каждого из этих классов. (Эта эквивалентность доказана в *88·36 ниже.) Она также эквивалентна аксиоме Цермело [61], которая , следовательно, она также эквивалентна предложению о том, что каждый класс может быть вполне упорядочен. В отсутствие доказательств истинности или ложности этих различных предложений мы не будем предполагать их истинность, а будем явно вводить их в качестве гипотез везде, где они уместны.

В настоящем разделе мы начнем (*80) с рассмотрения таких свойств , которые не зависят от какой-либо гипотезы относительно . Затем (*81) мы перейдем к рассмотрению таких дальнейших свойств , которые вытекают из гипотезы . Эта гипотеза важна, поскольку она подтверждается во многих приложениях, которые мы хотим сделать, и поскольку она ведет к важным свойствам , которые не являются истинными в общем случае, когда не подчиняется никакой гипотезе. Эти особые свойства по большей части обусловлены тем фактом, что когда есть отношение «многие-один», состоит из взаимно однозначных отношений (а не просто из отношений «один-многие», как это имеет место в общем случае). Это доказано в *81·1. Затем (*82) мы переходим к рассмотрению случая относительных произведений, т.е. (. Будет видно, что при подходящей гипотезе ( и . В следующем параграфе (*83) мы применяем результаты *80 к частному случаю, где заменяется на , что является важным случаем для кардинальной арифметики. В *84 мы применяем предложения *81 к случаю, где заменяется на , и где, следовательно, мы имеем гипотезу . Эта гипотеза эквивалентна гипотезе о том, что никакие два члена не имеют общих членов, т.е. что . Когда удовлетворяет этой гипотезе, это класс взаимно исключающих классов. Для классов взаимно исключающих классов мы принимаем обозначение «». В *84·14 показано, что есть такой, для которого мы имеем . Когда есть , есть взаимно однозначное отношение, и . Также в этом случае состоит из всех классов, образованных из одного члена каждого члена , т.е. всех классов таких, что . В *85 мы доказываем различные важные предложения, главным из которых является форма ассоциативного закона [62], а именно . Наконец, в *88 мы рассматриваем вопрос о существовании выборок. Это не может быть доказано в общем случае, когда есть бесконечный класс. Предположение о том, что никогда не является пустым, если только один член не является пустым, эквивалентно различным другим предположениям, например, предположению о том, что каждый класс может быть вполне упорядочен. Одно из этих эквивалентных предположений называется «мультипликативной аксиомой». Эта аксиома эквивалентна предположению о том, что арифметическое произведение не может быть равно нулю, если только один из его множителей не равен нулю, и рассматривается некоторыми математиками как самоочевидная истина. Это может быть доказано, когда число множителей конечно, т.е. когда есть конечный класс, но не тогда, когда число множителей бесконечно. Мы не предполагали ее истинность в общем случае, где она не может быть доказана, но включили ее в гипотезы всех предложений, которые от нее зависят.

СНОСКИ:

[61] См. его «Beweis, dass jede Menge wohlgeordnet werden kann», Math. Annalen, том LIX, стр. 514-516.

[62] Ср. примечания к *42·1·11.

*80. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ СВОЙСТВА ВЫБОРОК.

Сводка *80.

В этом параграфе мы приведем такие свойства , которые наиболее непосредственно следуют из определения, без какой-либо ограничительной гипотезы относительно .

Если , выбирает один член из , всякий раз, когда , в качестве выбранного референта . Ибо, поскольку , мы имеем ; и поскольку , мы имеем , т.е. . Называя выбранным референтом , очевидно, что мы можем заменить на любой другой член , и все еще иметь член . (Это доказано в *80·4.) Таким образом, если имеет хоть какие-то члены, мы можем получить столько членов, сколько имеется членов , просто изменяя выбранный референт , оставляя другие выбранные референты неизменными.

В настоящем разделе мы сначала доказываем различные простые свойства . Большинство из них являются почти непосредственными следствиями

*80·14.

Наиболее полезными из них являются

*80·2.

*80·291.

*80·3.

*80·33.

Затем мы имеем различные предложения (*80·4—·46), касающиеся , когда . Из них наиболее важными являются следующие:

*80·41.

Т.е. при заданном селективном отношении выбранный референт (где ) может быть заменен любым другим членом , имеющим отношение к , и мы все равно будем иметь селективное отношение.

*80·45.

Затем мы имеем набор предложений (*80·5—·54), связывающих ( с и . Они полезны главным образом как ведущие к следующему набору

(*80·6—·69), связывающих с и . Наиболее полезными из них являются следующие:

*80·6.

*80·65.

*80·66.

Далее у нас есть набор предложений (*80·7—·78), имеющих дело с отношениями и , когда (например) и . Эти предложения используются редко, но они были бы полезны при рассмотрении деления.

Далее у нас есть набор предложений (*80·8—·84), имеющих дело с отношениями и . Наиболее полезными являются

*80·81.

*80·82.

Наконец, у нас есть четыре предложения (*80·9—·93) о и одно о . Наиболее полезным из них является

*80·9.

*80·01.

*80·1.

*80·11.

*80·12.

*80·13.

*80·14.

*80·15.

*80·16.

Док.

*80·17.

Док.

Это предложение используется в теории ординального умножения (*172·162).

*80·2.

Док.

*80·21.

*80·22.

Док.

*80·23.

Док.

*80·24.

*80·25.

*80·26.

Док.

Заметьте, что есть единичный класс, а не пустой класс. Именно благодаря этому факту (как станет ясно позже), если есть любое кардинальное число, . См. примечание к *83·15.

*80·27.

Док.

*80·28.

Док.

*80·29.

Док.

*80·291.

Док.

*80·3.

Док.

*80·31.

Док.

*80·32.

Док.

*80·33.

Док.

*80·34.

Док.

*80·35.

*80·36.

Док.

Это предложение используется при рассмотрении «больше» и «меньше» среди кардинальных чисел (*117·68).

*80·4.

Это предложение важно. Оно показывает, что если и есть выбранный референт (т.е. есть ), то может быть заменен любым другим членом , не переставая быть членом .

Док.

*80·41.

Док.

*80·42.

Док.

*80·43.

Док.

*80·44.

Док.

*80·45.

Док.

*80·46.

*80·5.

Док.

*80·51.

Док.

*80·511.

Док.

*80·52.

Док.

*80·53.

Док.

*80·54.

Док.

*80·6.

Док.

*80·61.

Док.

*80·62.

*80·621.

Док.

*80·63.

*80·64.

Док.

*80·65.

*80·651.

Док.

*80·66.

Док.

*80·661.

Док.

*80·67.

Док.

*80·68.

Док.

*80·69.

Док.

*80·7.

Док.

*80·71.

Док.

*80·72.

*80·73.

Док.

*80·731.

Док.

*80·732.

Док.

*80·74.

Док.

*80·75.

*80·76.

Док.

*80·761.

Док.

*80·77.

Док.

*80·771.

Док.

*80·78.

Док.

*80·8.

Док.

*80·81.

Док.

*80·82.

Док.

Следующее предложение используется в *80·84 и в теории двойной подобия (*111·3).

*80·83.

Док.

*80·84.

Док.

Три следующих предложения полезны как в кардинальном, так и в ординальном умножении (*113 и *172).

*80·9.

Док.

*80·91.

Док.

80·9·91 могут быть распространены, посредством точно таких же доказательств, на любое конечное число переменных , , .... Они будут, при случае, приниматься для трех или четырех переменных без новых доказательств.

*80·92.

Док.

*80·93.

*80·94.

Из этого предложения, вместе с *80·26 (которое дает ), мы получим индуктивное доказательство того, что существует всякий раз, когда есть конечный класс, содержащийся в (ср. *120·611).

*81. ВЫБОРКИ ИЗ ОТНОШЕНИЙ «МНОГИЕ-ОДИН».

Сводка *81.

Когда есть отношение «многие-один», имеет много важных свойств, которые не имеют места в общем случае. Во-первых, состоит целиком из взаимно однозначных отношений. Во-вторых, если , берет один член и не более из каждого члена . Опять же, если , детерминировано, когда задано ; т.е. . Отсюда следует, что подобно ; следовательно, число членов есть число способов выбора одного члена из каждого класса, принадлежащего . Следует помнить, что когда есть «многие-один», есть класс взаимно исключающих классов, т.е. никакие два различных члена не имеют общего члена. Это следует непосредственно из *71·181.

Как объяснено во введении к этому разделу, предложения этого параграфа полезны главным образом благодаря их применению к случаю . Это применение сделано в *84. Наиболее важными предложениями в этом параграфе являются:

*81·1.

*81·14.

Это предложение, представляя как функцию от , ведет непосредственно к

*81·21.

Это основное предложение данного параграфа. Следующее также важно:

*81·22.

*81·1.

Док.

*81·11.

Док.

*81·12.

Док.

*81·13.

Док.

*81·14.

Это предложение, представляя как функцию от , показывает, что член детерминирован, когда задана его область, при условии .

*81·15.

Док.

*81·2.

Док.

*81·21.

Это предложение очень важно. Класс , когда , формируется, как мы докажем позже, путем совершения каждой возможной выборки одного члена из каждого члена , причем каждая такая выборка дает нам один член . Тот факт, что при вышеуказанной гипотезе класс классов имеет то же число членов, что и (что следует из вышеприведенного предложения), имеет большое значение в теории кардинального умножения и возведения в степень.

*81·211.

Док.

*81·212.

Док.

*81·22.

*81·221.

Док.

*81·23.

Док.

*81·24.

Док.

*81·25.

Док.

*81·26.

Док.

*81·3.

Док.

*81·31.

Док.

*82. ВЫБОРКИ ИЗ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ.

Сводка *82.

Предложения, содержащиеся в этом параграфе, не используются много, за исключением связи с ассоциативным законом для кардинального умножения, но они имеют определенный внутренний интерес. Мы доказываем в этом параграфе, что при подходящей гипотезе ( получается из путем умножения каждого члена на , т.е.

*82·272.

Также при подходящей гипотезе области ( есть области , т.е.

*82·32.

В приложениях предложений настоящего параграфа в *85 и заменяются на и . По *62·26 , ; таким образом, мы получаем отношения между и .

*82·2.

Док.

*82·21.

Док.

*82·22.

Док.

*82·221.

Док.

*82·23.

Док.

*82·231.

Док.

*82·24.

Док.

*82·241.

Док.

*82·25.

*82·251.

*82·26.

*82·261.

*82·27.

*82·271.

*82·272.

Док.

*82·28.

*82·29.

*82·291.

*82·3.

Док.

*82·31.

Док.

*82·32.

Док.

*82·33.

Док.

Следующие предложения (*82·4·41·411·42) являются леммами для *83·43, которое используется в доказательстве *114·5, в теории кардинального умножения.

*82·4.

Док.

*82·41.

Док.

*82·411.

*82·42.

*82·43.

Док.

*82·45.

Док.

*82·5.

*82·51.

*82·52.

Док.

*82·53.

Док.

*83. ВЫБОРКИ ИЗ КЛАССОВ КЛАССОВ.

Сводка *83.

В этом параграфе общие пропозиции, доказанные для , должны быть применены к важному частному случаю, где есть . В этом случае мы имеем выборки из классов классов: если , то выбирает представителя из каждого класса , который является членом ; т.е. мы имеем

Пропозиции этого параграфа следуют из пропозиций предыдущих параграфов либо непосредственно, путем подстановки вместо , либо с использованием пропозиций *62, в частности (*62·2) и (*62·3).

Пропозиции настоящего параграфа в основном следуют тому же курсу, что и пропозиции *80, с подстановкой вместо (за исключением того, что специальные формы пропозиций до *80·2 не приводятся). Сначала мы имеем набор пропозиций, непосредственно вытекающих из ранних пропозиций *80. Из них наиболее часто используются:

*83·11.

Это приводит к пропозиции о том, что арифметическое произведение равно нулю, если один из его множителей равен нулю. (Мы не можем доказать обратное универсально, не приняв аксиому мультипликативности.)

*83·15.

Таким образом, есть единичный класс. Это источник пропозиции , где есть кардинальное число (ср. примечание к *83·15).

*83·2.

Здесь есть «представитель» .

*83·21.

Далее мы имеем набор пропозиций (*83·4 — ·44) о выборках из единичных классов и классов единичных классов. Мы имеем

*83·41.

Это приводит к пропозиции о том, что произведение из одного множителя равно этому множителю.

*83·43.

Это приводит к

*83·44.

откуда следует, что произведение множителей, каждый из которых равен единице, равно единице. Это верно, даже если число множителей бесконечно или равно нулю.

Далее мы имеем набор пропозиций (*83·5 — *·58) об изменении представителя класса и о выборках из класса классов, некоторые из которых являются единичными классами. На эти пропозиции редко ссылаются в дальнейшем.

Далее мы имеем (*83·6 — ·74) набор пропозиций об областях выборок, т.е. о классе . Мы имеем

*83·66.

(От гипотезы здесь нельзя отказаться, если не принять аксиому мультипликативности.)

*83·7.

*83·71.

Далее мы имеем две пропозиции (*83·8·81) о типах и . Тип совпадает с типом (*83·81).

Последний набор пропозиций в этом параграфе (*83·9 — ·904) касается существования выборок. Мы имеем

*83·9.

*83·901.

*83·904.

Из этих пропозиций мы выведем с помощью математической индукции, что всякий раз, когда есть конечный класс, существует , если только (ср. *120·62). Таким образом, произведение, состоящее из конечного числа множителей (которые сами могут быть конечными или бесконечными), может обратиться в нуль только в том случае, если один из множителей равен нулю.

*83·1.

Док.

*83·11.

*83·12.

*83·13.

*83·14.

*83·15.

В силу этой пропозиции произведение 0 кардинальных чисел равно 1 — пропозиция, частный случай которой, а именно , является общеизвестным. Эта арифметическая пропозиция вытекает из вышесказанного следующим образом. Мы определим произведение чисел членов как число членов . Таким образом, когда , число членов есть произведение 0 множителей. Теперь, согласно вышеприведенной пропозиции, имеет один член, а именно . Следовательно, произведение 0 множителей равно 1.

*83·16.

*83·2.

*83·21.

*83·22.

*83·23.

*83·24.

*83·25.

*83·26.

*83·27.

*83·271.

*83·28.

*83·29.

*83·3.

*83·31.

*83·4.

*83·41.

Эта пропозиция показывает, что кардинальное произведение из одного множителя равно этому одному множителю. Ибо число членов есть произведение чисел членов членов , т.е. это произведение, единственным множителем которого является число членов . Согласно вышеприведенной пропозиции, это произведение равно числу членов .

*83·42.

Док.

Эта пропозиция показывает, что кардинальное произведение, все множители которого равны 1, равно 1. Ибо есть класс, все члены которого являются единичными классами, и, таким образом, число членов есть произведение некоторого количества 1; и, согласно вышеприведенной пропозиции, есть единичный класс, единственным членом которого является . Этот результат становится более явным благодаря *83·43·44.

*83·43.

Док.

*83·44.

*83·5.

Док.

Из этой пропозиции следует, что если есть класс классов, для которых существуют выборки, и если к добавлен один член (не нулевой), то выборки из результирующего класса классов все еще существуют.

*83·51.

*83·52.

*83·54.

Док.

*83·55.

Док.

*83·56.

Док.

Следующая пропозиция используется в теории кардинального умножения (*114·41).

*83·57.

Док.

*83·58.

Док.

Эта пропозиция показывает, что в произведении любое количество множителей, каждый из которых равен 1, может быть опущено без изменения значения произведения.

Следующие пропозиции, вплоть до *83·74, касаются областей селективных отношений, т.е. выбранных классов.

*83·6.

Док.

*83·61.

Док.

*83·62.

*83·63.

Док.

*83·64.

Заметьте, что требуемая здесь гипотеза есть , а не , как в *83·63.

Док.

Следующая пропозиция используется в связи с кардинальным умножением (*115·14).

*83·641.

Док.

*83·65.

Док.

*83·66.

Док.

*83·7.

*83·71.

Док.

*83·72.

Док.

*83·73·731 являются леммами для *83·74.

*83·73.

Док.

*83·731.

Док.

*83·74.

Док.

*83·8.

Док.

*83·81.

Док.

*83·9.

*83·901.

*83·902.

*83·903.

*83·904.

*83·9·904 приводит к индуктивному доказательству (которое будет приведено позже) того, что всякий раз, когда есть конечный класс классов, ни один из которых не является , существует .

*84. КЛАССЫ ВЗАИМНО ИСКЛЮЧАЮЩИХ КЛАССОВ.

Сводка *84.

Класс взаимно исключающих классов — это такой класс, что если и — два различных члена , то и не имеют общих членов; т.е. это класс, состоящий из непересекающихся классов. Классы взаимно исключающих классов обладают многими важными свойствами. Они важны в кардинальной арифметике, среди прочего, потому что если есть класс взаимно исключающих классов, то кардинальное число есть сумма кардинальных чисел членов . Также, если есть класс взаимно исключающих классов, то число выбранных классов (т.е. ) такое же, как число селективных отношений (т.е. ).

« есть класс взаимно исключающих классов» записывается как «».

Важным случаем является тот, когда ни один член не является нулевым; в этом случае мы пишем

Для , которое содержится в классе классов , мы пишем по аналогии с обозначением .

Определения следующие:

*84·01.

*84·02.

*84·03.

Пропозиции этого параграфа начинаются (*84·1 — ·14) с различных эквивалентных форм для определений. Из них наиболее полезными являются:

*84·11.

*84·13.

*84·14.

Последняя из них особенно важна, поскольку она делает пропозиции *81 применимыми к , когда .

Далее мы имеем (*84·2 — ·28) набор пропозиций, касающихся различных частных случаев, таких как и 1. Наиболее полезными из них являются

*84·23.

*84·241.

*84·25.

Далее мы имеем набор пропозиций (*84·3 — ·37), которые являются непосредственными следствиями пропозиций в *81 посредством *84·14. Наиболее полезной из них является

*84·3.

Далее мы имеем набор пропозиций (*84·4 — ·43), касающихся областей выборок из . Они по большей части все еще являются непосредственными следствиями пропозиций в *81 в силу *84·14. Наиболее полезными являются

*84·41.

*84·412.

*84·43.

Эта пропозиция применима к таким случаям, как отношения строк и столбцов. Представьте любой набор терминов, расположенных в строках и столбцах так, чтобы образовать прямоугольник. Тогда каждый столбец является выборкой из строк, а каждая строка — выборкой из столбцов. Это частный случай вышеприведенной пропозиции.

Далее мы имеем набор пропозиций о , и (*84·5 — ·55). Наиболее важными из них являются

*84·51.

*84·53.

Наконец, мы имеем набор пропозиций (*84·59 — ·62), показывающих обстоятельства, при которых является . Единственная из них, которая используется впоследствии, это

*84·62.

*84·01.

*84·02.

*84·03.

*84·1.

*84·11.

*84·12.

*84·121.

*84·13.

Док.

*84·131.

*84·132.

*84·133.

*84·134.

Док.

*84·135.

Док.

*84·14.

Док.

Эта пропозиция важна, поскольку она позволяет нам применять пропозиции *81 к , когда .

*84·2.

Док.

*84·21.

Примечание. есть класс всех единичных классов, членами которых являются классы; это следует из *65·02. Таким образом, «» эквивалентно « состоит из одного класса».

Док.

*84·22.

Док.

*84·23.

*84·24.

Док.

*84·241.

Док.

*84·242.

*84·25.

Док.

*84·26.

Док.

*84·28.

Док.

Следующие пропозиции касаются выборок из . В силу *84·14 пропозиции *81, имеющие гипотезу , становятся применимыми, когда есть и есть . Таким образом, обладает многими важными свойствами, когда есть , которыми оно не обладает в общем случае.

*84·3.

*84·31.

*84·32.

*84·33.

*84·34.

*84·341.

*84·342.

*84·35.

Док.

*84·37.

*84·4.

*84·41.

Это важная пропозиция, поскольку она показывает, что, когда есть , число классов, которые могут быть выбраны из , есть произведение чисел различных классов, являющихся членами .

*84·411.

*84·412.

Эта пропозиция дает то, что можно было бы принять за определение класса выбранных классов, а именно

Мы могли бы, начав с этого как с нашего определения, иметь дело с классом выбранных классов, не рассматривая предварительно селективные отношения. Недостатками этого метода были бы, во-первых, то, что он требует, чтобы было , если мы хотим получить результаты, желаемые в арифметике; во-вторых, то, что он технически гораздо более громоздок, чем метод, который исходит из селективных отношений; в-третьих, то, что он не позволяет нам иметь дело с выборкой из класса классов как с частным случаем выборки из отношения (а именно из ), и поэтому не дает теорем такой общности, как те, что получены принятым выше методом.

Обложка выбранной аудиокниги Выберите главу Плеер готов к воспроизведению
0:00 0:00

Громкость