详情

2 策梅洛-弗兰克尔集合论

  ———策梅洛-弗兰克尔公理X6Khi

  在高中课本及大学的某些专业所选用的数学教材中,对于集合论的论述是朴素的,非公理化的。但是,早在n久以前,集合论就已经被公理化了。X6Khi

  同时,有必要指出的是:在本书中,为了避免歧义,不会采取大多数书中使用的写法(如:a,b∈N),本书中,会代之以“a∈N,b∈N”的写法。而且,会大量使用括号以尽量保证不产生歧义。X6Khi7

  在本章中,我们将会学习集合论的ZFC公理。X6Khi

  对于集合论的公理化,解决了我们曾经遇到的悖论(如罗素悖论),但是,我们不能保证,未来不出现新的悖论,如果集合论公理有新的发展,请提醒作者更新,作者本人也会随时留意。X6Khi

  这里,我们将会引入多些的公理,导致从某些公理推导出另一个公理的情况存在,但是这是没有害处而且有助于理解的。X6Khi

  ZF公理:X6Khi

  1.集合是对象X6Khi

  2.存在一个集合∅,它不含有任何元素。X6Khi

  3.若a为对象,则存在集合{a},若a,b均为对象,则存在集合{a,b}X6Khi

  4.设A为集合,对于任意的x∈A,若P(x)是一个关于x的命题,则存在一个集合:{x∈A|P(x)},使得对于任意的对象y,有:X6Khi1

  y∈{x∈A|P(x)} 等价于 (y∈A且P(y)成立)X6Khi

  5.给定集合A,B,存在一个集合A∪B,A∪B由属于A的元素,属于B的元素,同时属于A和B的元素组成。即:X6Khi

  x∈A∪B 等价于 (或者x∈A成立,或者x∈B成立,或者两者都成立)X6Khi

  6.设A为集合,对于任意的对象x∈A和任意的对象y,若命题P(x,y)依赖于x和y,使得对于每个x∈A存在至多一个y,使得P(x,y)成立,那么存在一个集合:X6Khi

  {y|P(x,y)对于某x∈A成立}X6Khi

  该集合对于任意的对象z,有:X6Khi

  z∈{y|P(x,y)对于某x∈A成立} 等价于 (对于某x∈A,P(x,z)成立)X6Khi

  7.存在一个集合N,其元素叫做自然数,0是N中的一个对象,而且每个自然数n∈N所指定的满足皮亚诺公设的对象n的后继也在N中。X6Khi

  8.如果A是非空集合,那么A至少含有一个元素x,x要么不是集合,要么是与A不同的集合X6Khi

  9.设A,B是集合,那么存在一个集合,记作B^A(就是B右上一个A),它由从A到B的一切函数组成,即:X6Khi5

  f∈B^A 等价于 (f是一个以A为定义域以B为值域的函数)X6Khi

  10.设A是集合,它的每个元素本身是一个集合,那么存在一个集合∪A,∪A的元素是A的元素的元素,即:X6Khi

  x∈∪A 等价于 (对于某个S∈A,x∈S)X6Khi

  事实上,公理10和公理3合在一起,可以得出公理5(为什么?)X6Khi6

  上面这些公理,被称作策梅洛-弗兰克尔集合论(Zermelo-Fraenkel Set Theory)当不含选择公理时,记作ZF,含选择公理的,记作ZFC。那么,选择公理是什么呢?X6Khi

  首先,定义:X6Khi

  集族:指由非空集合组成的集合X6Khi

  选择函数:设f是一个集族上的函数,那么,对于所有在集族X中的集合s,f(s)是s的一个元素X6Khi

  选择公理:X6Khi

  对于所有的集族,均存在选择函数。X6Khi

  信赖选择公理的一个理由是,库尔特·哥德尔(Kurt Gödel)证明:一个使用选择公理证明的结果,绝对不会与不使用选择公理证明的结果相矛盾X6Khi

  OK,今天,就到此为止吧,明天,我们继续哦~X6Khi

本章结束