• 締切済み

有限列全体の集合を公理から構成する方法

集合Xが与えられた時,Xの元の有限列全体を要素に持つ集合は,公理的集合論からはどのようにして,その存在が示されますでしょうか? {X^n | n∈N}という集合の存在が言えるならば,和集合の公理から, __∪{X^n | n∈N} によって,Xの元の有限列全体のなす集合Z という物の存在が主張できるような気はしましたが,自身は全くありません。 また,昔,「ACを使わなければ,Zの存在は主張できない」という文章も見た事があるような記憶がぼんやりとあります。 何か役に立つサイト,テキストなどあれば御教示いただきたく思います。宜しくお願いします。

みんなの回答

  • stomachman
  • ベストアンサー率57% (1014/1775)
回答No.1

「pがXの長さnの有限列」ってのは、ご質問にある通り    X^nの要素のこと、 つまり、うるさく言えば、    Xのべき集合のべき集合の中から「順序n対になっている要素(たとえばp=<a,b,c>={{a},{a,b},{a,b,c}})」という条件で分出した部分集合のこと、 と考えてもいいし、    {k | k=1~n}からXヘの関数p = {<k, p(k)>| k∈1~n}のこと、 あるいは    NからXヘの関数φ全体の集合において、「k=1~nでφ(k)どれもが一致している」という同値関係による同値類のこと、 など、いろいろ捉え方はできるでしょうが、いずれも、べき集合の公理と分出公理と自然数の全体Nがあれば作れましょう。なので、長さnの有限列の全体P(n)は構成できる。  ならば、おっしゃる通り、{P(n) | n∈N}だって定義でき、合併集合の公理を使って∪{P(n) | n∈N}。  もちろん、長さnで分類しなくたって、Xのべき集合のべき集合の中からイキナリ「列になってて長さn(n∈N)が存在するもの」を分出したっていいけど。

関連するQ&A

  • ZF公理系に「積集合の公理」がないのは何故ですか?

    (I)外延公理   ∀z(z∈x <-> z∈y)-> x=y (II)対公理    ∃z∀u(u∈z <-> u=x ∨u=y) (III)和集合公理  ∃y∀z(z∈y <-> ∃u(u∈x∧z∈u)) (IV)ベキ集合公理 ∃y∀z(z∈y <-> z⊆x) (V)空集合公理  ∃x∀y¬(y∈x) (VI)無限公理   ∃x(Φ∈z∧∀y(y∈x ー> y∪{y}∈x)) (VII)置換公理   ∀x∀y∀z(φ(x,y)∧φ(x,z)->y=z) -> ∃v∀y(y∈v <-> ∃x(x∈u∧φ(x,y))) (VIII)正則性公理  x≠Φ ー> ∃y(y∈x ∧ y∩x=Φ) このように和集合の公理はあるのに何故積集合の公理はないのでしょうか? 他から導けるのでしょうか?

  • 集合は有限集合と無限集合だけですか?

    有限集合の元の数を考えるとき、 「いかなる有限集合よりも元の数が多い有限集合は存在しない」------(A) ことがわかります。一番大きな基数の有限集合が存在しないと言い換えても良いですね。 ところがここに無限集合の概念を導入すると 「いかなる基数の有限集合よりも大きい集合として無限集合がある」---(A’) ここで「大きい」とは二つの集合の元を対応させて行くと、「大きい」方の元が余ることを言います。 ここでは、“超有限集合”=無限集合という関係が成り立ちます。 さて、公理的集合論の公理により、無限集合Rから常にPower(R)が作れるので、 「いかなる無限集合よりも濃度の数が多い無限集合は存在しない」------(B) が成立しました。 一番大きな濃度の無限集合が存在しないと言い換えても良いですね。 ここで、有限、無限に続く第三の概念として、“超無限集合”=寿限無集合(仮名)という概念を導入します。 すると、(A)に対して(A’)が成り立ったように、(B)に対して(B’)が成り立ちます。 「いかなる濃度の無限集合よりも大きい集合として寿限無集合がある」---(B’) 質問1:このような寿限無集合はZFC公理系で無矛盾に定義できますか? 質問2:集合の種類は有限と無限の二種類でしたが、第三の概念を導入すると、無限集合では成り立たないが寿限無集合の世界だけで成り立つ定理も発見できると思うのですが、このような概念の拡張をした数学者はいましたか? 質問3:有限と無限以外に第三の概念を導入することが無意味であると立証できますか?

  • 組み合わせの全体と部分集合の全体は等しいか?

    「組み合わせの全体」と「有限集合の部分集合の全体」は等しいと感じますが,この事に関する「証明」または「定理」は存在するでしょうか? ご存じの方,教えて下さい. 以下が質問の内容の詳細です. 正の整数を,1, 2, 3, ....., n-1, n とします.この n個の正の整数の組み合せ(重複は許さない)の総数 N は, N=Σ[r=1→n] n!/(r!(n-r)!)= =n!/(1!(n-1)!) + n!/(2!(n-2)!) + n!/(3!(n-3)!) +・・・+ n!/((n-1)!(n-(n-1))!) + n!/(n!(n-n)!) =(2^n)-1 ですから, N=(2^n)-1 です. そして,組み合せの全体そのものは, (1),(2),・・・,(n-1),(n), (1,2),(1,3),・・・, (2,3),(2,4),・・・, (1,2,3),(1,2,4),・・・, (2,3,4),(2,3,5),・・・, (1,2,3,4),(1,2,3,5),・・・, (2,3,4,5),(2,3,4,6),・・・, ・・・・・, (1,2,3,4,・・・,n-1,n) となります. 次に,有限集合を S = {1, 2, 3, ....., n-1, n} とします. n は正の整数です.S の部分集合(真部分集合でない,かつ,空集合は除く)の全体は, {1},{2},・・・,{n-1},{n}, {1,2},{1,3},・・・, {2,3},{2,4},・・・, {1,2,3},{1,2,4},・・・, {2,3,4},{2,3,5},・・・, {1,2,3,4},{1,2,3,5},・・・, {2,3,4,5},{2,3,4,6},・・・, ・・・・・, {1,2,3,4,・・・,n-1,n} となります. これらの S の部分集合の全体は,集合の元の構成が組み合せの全体と等しいですか? 分かる方,教えて下さい.お願いします.

  • 有限集合の定義って? {1,2,…}は有限集合?

    無限の公理は ∃A;[(φ∈A)∧((¬(x∈A))∨(x∪{x}∈A))] というものなので 集合Aが無限集合の定義は「(φ∈A)∧(¬(x∈A)∨(x∪{x}∈A)」ですよね。 すると、有限集合の定義は無限集合ではないもの 即ち Aが有限集合であるとは「¬[(φ∈A)∧(¬(x∈A)∨(x∪{x}∈A)]」 と言う風に書けると思います。 ¬[(φ∈A)∧(¬(x∈A)∨(x∪{x}∈A)]は ¬(φ∈A) ∨ ¬(¬(x∈A)∨(x∪{x}∈A))と書け、 ¬(φ∈A) ∨ ((x∈A)∧¬(x∪{x}∈A)) したがって、 (Aはφを含まない) ∨ (x∈A)∧(Aはx∪{x}を含まない) となってしまい、自然数全体の集合から0を差し引いたN\{0}という集合 {φ∪{φ},(φ∪{φ})∪{φ∪{φ}},…}は有限集合となってしまいますよね。 (∵この集合はφを含んでいないので) でもこれを有限集合とは到底思えませんよね。 一体何処から間違っているのでしょうか?

  • 集合論の空集合の公理で

    お世話になります。 「Q&A数学基礎論入門」(久間栄道 著)を読んでいたら次のようにありました。 無限公理と分出公理があれば空集合の公理は必要ないので,現在では空集合の公理を省いてある体系もある。具体的には{x∈ω'|¬(x=x)}とすれば,これは無限公理と分出公理から存在が言えるが、これはφそのものである。 無限公理は次のように書いてあります。   ∃a((φ∈a)∧∀x∈a((x∪{x}∈a))   このaをω'とする。 疑問…何だか循環論のような気がします。 質問…空集合の公理を採用しない体系での無限公理はどのように書くのですか? どうか教えて下さい。 当方素人ですので、分かり易くお願いいたします。

  • Q.無理数全体の集合Pについて|P|>?0を証明せよ。

    Q.無理数全体の集合Pについて|P|>?0を証明せよ。 レポートを提出したのですが、上記の問いのみ、(1)(下記)を中心に説明不十分とコメントされていました。 レポートは合格したので再提出はないのですが、解答はもらえないため、気になります。 どなたか、修正および補足などをお願いします。 A. Nを自然数全体の集合、Zを整数全体の集合、Qを有理数全体の集合、Rを実数全体の集合とする。 |P|≠アレフゼロを背理法で証明する。 |P|=アレフゼロと仮定すると、アレフゼロからPへの全単射が存在する。 アレフゼロ=|N|だから、NからPへの全単射がある。 A={-n|n∈N}とすると、|A|=|N|=|Q|だから、 A→Qの全単射がある。 Z-{0}=A∪N (A∩N=(空集合)) R=P∪Q (P∩Q=(空集合))だから、|N|=|P|、|A|=|Q|だから、 |Z-{0}|=|R| になる。 |N|=|Z-{0}|であるから、アレフゼロ=|N|=|Z-{0}|=|R|となり、矛盾である。 よって、|P|≠アレフゼロとなる。 また、Pは有限集合であるから|P|<アレフゼロではない。 以上により、|P|>アレフゼロとなる。

  • 【ZFC】等しく無い集合に就いて【外延性公理】

    【ZFC】等しく無い集合に就いて【外延性公理】 外延性公理の定義をネットで調べて診ると、以下の2通りの定義が診受けられます。 ∀x ∀y ( ∀z ( z∈x ⇔ z∈y ) ⇒ x=y ) ... (1) ∀x ∀y ( ∀z ( z∈x ⇔ z∈y ) ⇔ x=y ) ... (2) 要するに最後の矢印が、 ⇒ か、 ⇔ かの違いなのですが、上記から、「等しく無い集合」を考えると、途端に ? に成ります。上記 (1) 、 (2) の否定を採るやり方をして診ると(此処で間違っている可能性が有りますが、悪しからず)、 (1)の否定 ¬ ( ∀x ∀y ( ∀z ( z∈x ⇔ z∈y ) ⇒ x=y ) ) ≡ ∃x ∃y ( ∃z ( z∈x ⇔ z∈y ) ∧ x≠y ) ← ? (2)の否定 ¬ ( ∀x ∀y ( ∀z ( z∈x ⇔ z∈y ) ⇔ x=y ) ) ≡ ∃x ∃y ( ∃z ( ( ( z∈x ⇔ z∈y ) ∨ x=y ) ∧ ( ¬ ( z∈x ⇔ z∈y ) ∨ ¬ (x=y) ) ) ) と成り、一見すると(2)の方が活路を見出せそうな気分がします。実際に、等しく無い集合を考えた時に、上記の方法で正しいのか、正しく無ければ、どう言うやり方でやるのか、もし上記で正しければ、(2)からどの様に展開して行けば良いのかを御指南して頂ければ幸いです。

  • 実数全体の集合,超実数全体の集合,複素数全体の集合の包含関係は?

    超実数なるものを知りました。 「公理:Rは完備順序体である 公理:R*はRの真拡大順序体である Rを実数体,R*を超実数体と言い、それぞれの元を実数,超実数と言う」 といったものですが 実数全体の集合,超実数全体の集合,複素数全体の集合の包含関係はどうなっているのでしょうか? また、実数は直線,複素数は縦軸を書き足して平面として表す事が出来ますよね。超実数はこれらに何を書き足して表されるのでしょうか?

  • 「集合Xが有限集合⇒∃n∈N such that Map(X,{1,2,…n})∋∃f:全単射」

    有限集合の定義は 「Aが無限集合⇔ A⊃∃B:真部分集合 such that Map(A,B)∋∃f:全単射」 の否定 「Aが有限集合⇔ A⊃∀B:真部分集合 に対しても Map(A,B)∋f:全単射 は存在しない」 ですよね。 これから 「集合Xが有限集合⇒∃n∈N such that Map(X,{1,2,…n})∋∃f:全単射」 がどうやって導き出せるのでしょうか?

  • もう1問部分集合族です

    Xを実数全体の集合とし、Xの部分集合An={x∈X:-1/n<x<1/n}とする。このとき、Xの部分集合族{An:n∈N}について、次の集合を求めよ。 (1)∪{An:n∈N} (2)∩{An:n∈N} *定義 ・いずれかのAλの元である Xの元全体の集合を、部分集合族{Aλ:λ∈Λ}の和集合といい ∪{Aλ:λ∈Λ} で表す。 ・すべてのAλの元であるXの元全体の集合を、部分集合族{Aλ:λ∈Λ}の共通集合といい ∩{Aλ:λ∈Λ} で表す。