В теория множеств , филиал математика , а набор А называется переходный если выполнено одно из следующих эквивалентных условий:
всякий раз, когда Икс ∈ А , и у ∈ Икс , тогда у ∈ А . всякий раз, когда Икс ∈ А , и Икс не является урэлемент , тогда Икс это подмножество из А . Аналогично класс M транзитивен, если каждый элемент M это подмножество M .
Примеры
Используя определение порядковые номера предложено Джон фон Нейман , порядковые номера определяются как по наследству транзитивные множества: порядковый номер - это транзитивный набор, члены которого также транзитивны (и, следовательно, порядковые номера). Класс всех ординалов - это транзитивный класс.
Любой из этапов V α и L α что привело к строительству Вселенная фон Неймана V и Конструируемая вселенная Гёделя L являются транзитивными множествами. В вселенные L и V сами являются переходными классами.
Это полный список всех конечных транзитивных множеств, содержащий до 20 скобок:[1]
{ } , { displaystyle {},} { { } } , { Displaystyle { {} },} { { } , { { } } } , { Displaystyle { {}, { {} } },} { { } , { { } } , { { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } } },} { { } , { { } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } } } ,} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { {} }, { { { } } } } },} { { } , { { } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { } , { { } } } , { { } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { {}, { {} } }, { {}, { {} , { {} } } } },} { { } , { { } } , { { } , { { } } } , { { { } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { {}, { {} } }, { { {} }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { } , { { } } } , { { } , { { } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { {}, { {} } }, { {}, { {} }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { { { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { {}, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { {}, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { { } } , { { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { { {} }, { { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { } , { { { } } } } } , { { } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { {}, { { {} } } } }, { {}, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { { } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { { {} }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { {}, { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { { } } } } , { { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { { {} } } }, { { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { { { } } } , { { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { { { {} } }, { { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { } } , { { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { {} }, { { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { { { } } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { { { {} } }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { {}, { {} }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { { } } } } , { { } , { { } , { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { { {} } } }, { {}, { {}, { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { { } } } } , { { } , { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { { {} } } }, { {}, { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { { } , { { } } } } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { { {}, { {} } } } }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } }, { {}, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { { } } } , { { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { { {} } }, { { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } , { { { } } } } } , { { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} }, { { {} } } } }, { { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { { } } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { {} } }, { {}, { { {} } }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { } , { { { } } } } , { { { } } , { { } , { { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { {}, { { {} } } }, { { {} }, { {}, { { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { } } , { { { } } } } , { { } , { { } } , { { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { {} }, { { { } } } }, { {}, { {} }, { { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { { } , { { } } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } }, { {}, { { {}, { {} } } } } },} { { } , { { } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } , { { { } } , { { } , { { } } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } }, { { {} }, { {}, { {} } } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { { { { } } } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { { { { {} } } } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { { } , { { } } } } , { { } , { { } } } } , { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { { {}, { {} } } }, { {}, { {} } } },} { { } , { { } } , { { { } } } , { { { { } } } } , { { } , { { } } } , { { } , { { { } } } } } . { Displaystyle { {}, { {} }, { { {} } }, { { { {} } } }, { {}, { {} } }, { {}, { { {} } } } }.} Характеристики
Множество Икс транзитивен тогда и только тогда, когда ⋃ Икс ⊆ Икс { textstyle bigcup X substeq X} , где ⋃ Икс { textstyle bigcup X} это союз всех элементов Икс это наборы, ⋃ Икс = { у ∣ ∃ Икс ∈ Икс : у ∈ Икс } { textstyle bigcup X = {y mid существует x in X: y in x }} .
Если Икс транзитивно, то ⋃ Икс { textstyle bigcup X} транзитивен. Если Икс и Y транзитивны, то Икс ∪Y ∪{Икс ,Y } транзитивен. В общем, если Икс класс, все элементы которого являются транзитивными множествами, то Икс ∪ ⋃ Икс { textstyle X чашка bigcup X} транзитивен.
Множество Икс который не содержит урэлементов, является транзитивным тогда и только тогда, когда он является подмножеством собственного набор мощности , Икс ⊆ п ( Икс ) . { textstyle X substeq { mathcal {P}} (X).} Силовой набор переходного набора без мочевых элементов является переходным.
Переходное закрытие
В переходное закрытие набора Икс - наименьшее (по включению) транзитивное множество, содержащее Икс . Предположим, дан набор Икс , то транзитивное замыкание Икс является
TC ( Икс ) = ⋃ { Икс , ⋃ Икс , ⋃ ⋃ Икс , ⋃ ⋃ ⋃ Икс , ⋃ ⋃ ⋃ ⋃ Икс , … } . { Displaystyle OperatorName {TC} (X) = bigcup left {X, ; bigcup X, ; bigcup bigcup X, ; bigcup bigcup bigcup X, ; bigcup bigcup bigcup bigcup X, ldots right }.} Доказательство. Обозначить Икс 0 = Икс { textstyle X_ {0} = X} и Икс п + 1 = ⋃ Икс п { textstyle X_ {n + 1} = bigcup X_ {n}} . Затем мы утверждаем, что множество
Т = TC ( Икс ) = ⋃ п = 0 ∞ Икс п { displaystyle T = operatorname {TC} (X) = bigcup _ {n = 0} ^ { infty} X_ {n}} транзитивен, и всякий раз, когда Т 1 { textstyle T_ {1}} транзитивное множество, содержащее Икс { textstyle X} тогда Т ⊆ Т 1 { textstyle T substeq T_ {1}} .
Предполагать у ∈ Икс ∈ Т { textstyle y in x in T} . потом Икс ∈ Икс п { textstyle x in X_ {n}} для некоторых п { textstyle n} и так у ∈ ⋃ Икс п = Икс п + 1 { textstyle y in bigcup X_ {n} = X_ {n + 1}} . С Икс п + 1 ⊆ Т { textstyle X_ {n + 1} substeq T} , у ∈ Т { textstyle y in T} . Таким образом Т { textstyle T} транзитивен.
Теперь позвольте Т 1 { textstyle T_ {1}} быть как указано выше. Докажем по индукции, что Икс п ⊆ Т 1 { textstyle X_ {n} substeq T_ {1}} для всех п { displaystyle n} , тем самым доказывая, что Т ⊆ Т 1 { textstyle T substeq T_ {1}} : Базовый случай имеет место, поскольку Икс 0 = Икс ⊆ Т 1 { textstyle X_ {0} = X substeq T_ {1}} . Теперь предположим Икс п ⊆ Т 1 { textstyle X_ {n} substeq T_ {1}} . потом Икс п + 1 = ⋃ Икс п ⊆ ⋃ Т 1 { textstyle X_ {n + 1} = bigcup X_ {n} substeq bigcup T_ {1}} . Но Т 1 { textstyle T_ {1}} транзитивен, поэтому ⋃ Т 1 ⊆ Т 1 { textstyle bigcup T_ {1} substeq T_ {1}} откуда Икс п + 1 ⊆ Т 1 { textstyle X_ {n + 1} substeq T_ {1}} . Это завершает доказательство.
Обратите внимание, что это набор всех объектов, связанных с Икс посредством переходное закрытие отношения принадлежности, так как объединение множества может быть выражено через относительный продукт отношения членства к самому себе.
Транзитивные модели теории множеств
Транзитивные классы часто используются для построения интерпретации теории множеств самой по себе, обычно называемой внутренние модели . Причина в том, что свойства, определяемые ограниченные формулы находятся абсолютный для переходных классов.
Транзитивный набор (или класс), являющийся моделью формальная система теории множеств называется переходная модель системы (при условии, что отношение элементов модели является ограничением истинного отношения элементов к универсуму модели). Транзитивность - важный фактор, определяющий абсолютность формул.
В надстройке подход к нестандартный анализ , нестандартные вселенные обладают сильной транзитивностью.[требуется разъяснение ] [2]
Смотрите также
Рекомендации
Цесельский, Кшиштоф (1997), Теория множеств для работающего математика , Студенческие тексты Лондонского математического общества, 39 , Кембридж: Издательство Кембриджского университета , ISBN 0-521-59441-3 , Zbl 0938.03067 Голдблатт, Роберт (1998), Лекции о гиперреалах. Введение в нестандартный анализ , Тексты для выпускников по математике , 188 , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer-Verlag , ISBN 0-387-98464-X , Zbl 0911.03032 Jech, Thomas (2008) [первоначально опубликовано в 1973 году], Аксиома выбора , Dover Publications , ISBN 0-486-46624-8 , Zbl 0259.02051 внешняя ссылка