Jump to content

Пси-функции Бухгольца

Пси-функции Бухгольца представляют собой иерархию одноаргументных порядковых функций. введенный немецким математиком Вильфридом Бухгольцем в 1986 году. Эти функции представляют собой упрощенную версию -функционируют, но, тем не менее, имеют одинаковую силу [ нужны разъяснения ] как те. Позже этот подход был расширен Ягером. [1] и Шютте . [2]

Определение

[ редактировать ]

Бухгольц определил свои функции следующим образом. Определять:

  • Ω ξ = ω ξ , если ξ > 0, Ω 0 = 1

Функции ψ v (α) для α — ординала, v — ординала не выше ω, определяются индукцией по α следующим образом:

  • ψ v (α) — наименьший ординал, не принадлежащий C v (α)

где C v (α) — наименьшее множество такое, что

  • C v (α) содержит все ординалы меньше, чем Ω v
  • C v (α) замкнуто относительно порядкового сложения
  • C v (α) замкнута относительно функций ψ u (при u ⩽ ω), примененных к аргументам, меньшим α.

Пределом этих обозначений является ординал Такеути–Фефермана–Бухгольца .

Характеристики

[ редактировать ]

Позволять — класс аддитивно главных ординалов. Бухгольц показал следующие свойства этой функции:

  • [3] : 197 
  • [3] : 197 
  • [3] : 199 
  • [3] : 197 
  • [3] : 199 
  • [3] : 199 
  • [3] : 206 

Фундаментальные последовательности и нормальная форма функции Бухгольца

[ редактировать ]

Нормальная форма

[ редактировать ]

Нормальная форма для 0 равна 0. Если является ненулевым порядковым числом тогда нормальная форма для является где и и каждый также пишется в нормальной форме.

Фундаментальные последовательности

[ редактировать ]

Основная последовательность порядкового числа с конфинальностью является строго возрастающей последовательностью с длиной и с лимитом , где это -й элемент этой последовательности. Если является порядковым номером преемника, тогда и фундаментальная последовательность имеет только один элемент . Если является предельным порядковым номером, тогда .

Для ненулевых ординалов , записанные в нормальной форме, фундаментальные последовательности определяются следующим образом:

  1. Если где затем и
  2. Если , затем и ,
  3. Если , затем и ,
  4. Если затем и (и обратите внимание: ),
  5. Если и затем и ,
  6. Если и затем и где .

Объяснение

[ редактировать ]

Бухгольц работает в теории множеств Цермело – Френкеля, что означает, что каждый порядковый номер равно множеству . Тогда условие означает, что установлен включает все порядковые номера меньше другими словами .

Состояние означает, что установлен включает в себя:

  • все порядковые номера из предыдущего набора ,
  • все ординалы, которые можно получить суммированием аддитивно главных ординалов из предыдущего набора ,
  • все порядковые номера, которые можно получить, применяя порядковые номера меньше из предыдущего набора как аргументы функций , где .

Поэтому мы можем переписать это условие так:

Таким образом, объединение всех множеств с т.е. обозначает набор всех ординалов, которые могут быть созданы из ординалов функциями + (сложение) и , где и .

Затем — наименьший порядковый номер, не принадлежащий этому множеству.

Примеры

Рассмотрим следующие примеры:

(поскольку нет функций и 0 + 0 = 0).

Затем .

включает в себя и все возможные суммы натуральных чисел и, следовательно, – первый трансфинитный порядковый номер, который по определению больше всех натуральных чисел.

включает в себя и все возможные их суммы и, следовательно, .

Если затем и .

Если затем и – наименьшее число эпсилон, т.е. первая фиксированная точка .

Если затем и .

второе число эпсилон,

т.е. первая фиксированная точка ,

, где обозначает функцию Веблена ,

, где обозначает функцию Фефермана и ординал Фефермана–Шюте ,

ординал Аккермана ,
малый ординал Веблена ,
большой ординал Веблена ,

Теперь давайте исследуем, как работает:

т.е. включает в себя все счетные ординалы. И поэтому включает все возможные суммы всех счетных ординалов и первый неисчисляемый порядковый номер, который по определению больше всех счетных порядковых номеров, т.е. наименьшее число с мощностью .

Если затем и .

где является натуральным числом, ,

Для случая набор включает в себя функции со всеми аргументами меньше то есть такие аргументы, как

а потом

В общем случае:

Мы также можем написать:

Порядковое обозначение

[ редактировать ]

Бухгольц [3] определил порядковую запись связанный с функция. Одновременно определим множества и как формальные строки, состоящие из индексируется , фигурные скобки и запятые следующим образом:

  • ,
  • .
  • .
  • .

Элемент называется термином , а элементом называется главным термином . По определению, представляет собой рекурсивный набор и является рекурсивным подмножеством . Каждый термин либо , главный термин или массив главных членов длины в фигурных скобках . Обозначим к . По соглашению каждый термин может быть однозначно выражен либо как или заключенный в фигурные скобки непустой массив основных терминов. Поскольку пункты 3 и 4 определения и применимы только к массивам длины , это соглашение не вызывает серьезной двусмысленности.

Затем мы определяем бинарное отношение на следующим образом:

  • Если , затем:
    • Если для некоторых , затем истинно, если верно любое из следующих условий:
    • Если для некоторых , затем истинно, если верно любое из следующих условий:

представляет собой рекурсивный строгий тотальный порядок . Мы сокращаем как . Хотя сам по себе не является упорядоченным, его ограничение рекурсивным подмножеством , который будет описан позже, образует упорядоченность. Чтобы определить , мы определяем подмножество для каждого следующим образом:

  • Предположим, что для некоторых , затем:
  • Если для некоторых для некоторых .

представляет собой рекурсивное отношение на . Наконец, мы определяем подмножество следующим образом:

  • Для любого , эквивалентно и для любого , .
  • Для любого , эквивалентно и .

является рекурсивным подмножеством , и элемент называется порядковым термином . Затем мы можем определить карту следующим образом:

  • Если для некоторых , затем .
  • Если для некоторых с , затем , где обозначает убывающую сумму ординалов, что совпадает с обычным сложением по определению .

Бухгольц проверил следующие свойства :

  • Карта является сохраняющим порядок биективным отображением относительно и . В частности, является рекурсивным строгим упорядочением .
  • Для любого удовлетворяющий , совпадает с порядковым типом ограничено счетным подмножеством .
  • Порядковый номер Такеути -Фефермана-Бухгольца совпадает с порядковым типом ограничено рекурсивным подмножеством .
  • Порядковый тип больше ординала Такеути-Фефермана-Бухгольца .
  • Для любого , обоснованность ограничено рекурсивным подмножеством в смысле несуществования примитивно-рекурсивной бесконечной нисходящей последовательности недоказуемо при .
  • Обоснованность ограничено рекурсивным подмножеством в том же смысле, что и выше, не доказуемо при .

Нормальная форма

[ редактировать ]

Нормальную форму функции Бухгольца можно определить путем возврата к стандартной форме для порядкового обозначения, связанного с ней по формуле . А именно, набор предикатов, где ординалы в определяется следующим образом:

  • Предикат по порядковому номеру определяется как принадлежит .
  • Предикат где ординалы с определяется как и принадлежит .
  • Предикат где ординалы с целым числом определяется как , , и принадлежит . Здесь является функциональным символом, а не фактическим дополнением, и обозначает класс аддитивных главных чисел.

Полезно также заменить третий случай следующим, полученным объединением второго условия:

  • Предикат где ординалы с целым числом и определяется как , , и принадлежит .

Заметим, что эти две формулировки не эквивалентны. Например, является допустимой формулой, которая неверна по отношению ко второй формулировке из-за , хотя это действительная формула, которая верна по отношению к первой формулировке из-за , , и . Таким образом, понятие нормальной формы во многом зависит от контекста. В обеих формулировках каждый порядковый номер в может быть однозначно выражена в нормальной форме для функции Бухгольца.

  1. ^ Хантер, Дж. (1984). «ρ-недоступные ординалы, схлопывающиеся функции и рекурсивная система обозначений». Архив математической логики и фундаментальных исследований . 24 (1): 49–62. дои : 10.1007/BF02007140 . S2CID   38619369 .
  2. ^ Бухгольц, В.; Шютте, К. (1983). «Порядковая система счисления для теоретико-доказательного разграничения разделения H ~ и индукции стержня». Отчеты о заседаниях Баварской академии наук, Math.-Naturw. Сорт .
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Бухгольц, В. (1986). «Новая система теоретико-доказательных ординальных функций» . Анналы чистой и прикладной логики . 32 : 195–207. дои : 10.1016/0168-0072(86)90052-7 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 07731564514622cb120e1ef32104d694__1707152460
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/07/94/07731564514622cb120e1ef32104d694.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Buchholz psi functions - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)