複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

子集公理

鎖定
yzx(xz↔xyP(x)),其中P(x)為ZF形式語言中的任一公式。這個公理説明:“給定任何集合y,有着一個集合z.使得給定任何集合x.有x是z的成員當且僅當x是y的成員並且P(x)對於x成立。”注意對於所有這種謂詞P都有一個公理.所以這是個公理模式 [1] 
中文名
子集公理
外文名
axiom of subset
別    名
分類公理模式
別    名
分離公理模式等
所屬學科
集合論
相關概念
外延公理、空集公理、ZF集合論

子集公理定義

若x為集合,則存在集合y,使得對任意x的子集z,有z∈y。 [3] 

子集公理詳細介紹

子集公理的意思是:對於一個已經存在的集合C,可以將其中所有具有性質ψ(x)的元素彙集在一起構成一個新的集合B.顯然,集合B是集合C的子集,子集公理由此得名 [2]  .
子集公理模式是ZF集合論中公理模式之一,它也叫作分類公理模式、分離公理模式、受限概括公理模式.或簡稱概括公理模式。理解這個公理模式,要注意集合z必須是y的子集。所以,這個公理模式實際上説的是.給定集合y和謂詞P.我們可以找到y的子集z,它的成員完全是滿足P的y的成員。通過外延公理可知.這個集合是唯一的。通常使用集合建造符號把它指示為{x∈y I P(x)}。所以這個公理的本質是:一個集合的通過一個謂詞定義的所有子類自身是一個集合 [1] 
無限制的概括公理是説:
zx(x∈z↔P(x))
這個公理表明:存在着一個集合z,它的成員完全是滿足謂詞P的那些對象。集合z再次是唯一的,並通常記為{x丨P(x)}。在採納嚴格公理化之前,這個公理模式默認地用在早年的樸素集合論中。不幸的是,通過採用P(x)為x∉z.它直接導致了羅素悖論。所以,有用的集合論的公理化不使用無限制概括,至少不和經典邏輯公理集合證一起使用。只接受子集公理模式是公理化集合論的開端。多數其他ZF公理系統(不包括外延公理或基礎公理)都包含一個可以替代概括公理的公理;並且.每個這樣公理都聲稱一個特定集合存在,並通過給出它的成員必須滿足的謂詞來定義這個集合。 [1] 
在貝爾奈斯一哥德爾的集合論中.集合和類之間有着區分。一個類T是集合,當且僅當它屬於某個類y。在這個理淪中,有一個定理模式讀做:
xz(zx↔(P(x)∧∃y,z∈y),定義set(x)↔y,x∈y之後,它可以簡寫為
xz(zx↔(P(x)∧set(z)))。這個公理説明:有一個類x使得任何類z是x的成員,當且僅當z是滿足P的一個集合。這個定理模式自身是受限的概括,避免了羅素悖論,因為它要求z是一個集合。接着把集合自身的分類寫為單一的公理:ᗄxz,set(y)→z,set(z)∧ᗄu(u∈z↔uyu)
就是説:給定任何類x和任何集合y.有一個集合z,它的成員完全是x和y二者共有的成員。這説明類x和集合y的交集自身是一個集合z。在這個公理中,謂詞P被替代為可量化在其上的類x。
蒯因( Wilard van Orman Quine)所開創的新基礎集合論中,給定謂詞的概括公理採用無限制形式,但是對可以用於這個模式的謂詞自身是有限制的。謂詞(x∉x)是禁止的,因為同一個符號x出現於成員關係符號的兩端(因而有不同的“相對類型”),從而避免了羅素悖論。但是,採用P(x)為(x=x)是允許的,我們可以形成所有集合的集合 [1] 

子集公理與概括原則

子集公理和概括原則的聯繫,它們之間的區別在於一個是不加任何限制地將所有具有性質ψ(x)的對象彙集為一個集合,一個是將一個已經存在的集合中具有性質ψ(x)的對象彙集為一個集合.所以,可以認為,子集公理是對概括原則的一個限制 [2] 

子集公理與空集公理

ZF2空集公理:∃Bx(x∉B).
空集公理的意思是:存在沒有任何元素的集合.
公理集合論ZFC中的公理不具有獨立性,即並非都是不可缺少的.有了子集公理實際上我們可以證明空集公理.因為,根據定理可知,集合是存在的,那麼我們可以任意取定一個集合A,然後使用x≠x作為性質ψ(x),那麼根據子集公理有:
Bx(x∉B↔x∈A∧x≠x),
由此可得:
Bx(x∉B).
但是為了方便,人們仍然將空集公理作為公理使用 [2] 

子集公理相關定理

一般來説,只有研究的對象存在,這種研究才有意義.
定理1∃x(x=x).
這是一條邏輯定理.它斷定了集合對象的存在.在公理集合論ZFC的論域中只有集合,除了集合沒有別的研究對象.
定理2 存在一個唯一的集合沒有任何元素 [2] 
參考資料
  • 1.    杜文靜.反基礎公理的模型研究:復旦大學出版社,2013.05
  • 2.    杜國平.經典邏輯與非經典邏輯基礎:高等教育出版社,2006年7月
  • 3.    John L. Kelley.普通拓撲學:Springer,1955