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chatGPT帮我写的构造

2023-06-16 23:44 作者:真绝对全能sans  | 我要投稿

设 A 是一个极限序数,记 B 为所有在 A 之前的序数之和,即 B = sup{X | X < A}。其中,sup 表示上确界。 我们希望证明 A > B。在集合论中,序数的比较通常是基于序数之间的序关系,即存在一个单射(injective)从一个序数到另一个序数的集合之间的映射。 首先,我们观察到对于任何序数 X,X ∈ P(P(...P(B)...)),这是因为幂集操作可以逐级将序数集合扩展到更大的序数。 接下来,我们将使用归纳法来证明对于任意序数 X,都有 X ≤ P(P(...P(B)...))。我们首先考虑 X = 0 的情况,它是最小的序数,自然满足 X ≤ P(P(...P(B)...))。 现假设对于某个序数 Y,有 Y ≤ P(P(...P(B)...)),我们希望证明 Y+1 ≤ P(P(...P(B)...))。根据幂集的定义,我们有 Y+1 = P(Y)。 根据归纳假设,我们有 Y ≤ P(P(...P(B)...)),进一步应用幂集操作,我们得到 P(Y) ≤ P(P(P(...P(B)...)))。由于 Y+1 = P(Y),我们可以得出 Y+1 ≤ P(P(P(...P(B)...))),即 Y+1 ≤ P(P(...P(B)...))。 因此,我们通过归纳法证明了对于任意序数 X,都有 X ≤ P(P(...P(B)...))。 接下来,我们证明 A > B。根据集合论中的定义,我们可以使用超限归纳原理来证明这一点。假设对于任意的 X < A,都有 X ≤ P(P(...P(B)...))。 考虑集合 S = {X | X 是一个序数且 X ≤ P(P(...P(B)...))},即 S 是所有不超过 P(P(...P(B)...)) 的序数构成的集合。 由于 S 中的元素是序数,因此 S 是一个序数集合。我们可以使用超限归纳原理来证明 S 的最大元素是不可达序数。 假设 S 有一个最大元素 D,我们可以证明 A > D。 现在我们使用反证法。假设不存在不可达序数 D 使得 A > D。这意味着对于 S 中的每个元素 E,我们都有 A ≤ E。 考虑集合 T = {X | X} 是一个序数且 X ≥ P(P(...P(B)...))},即 T 是所有大于或等于 P(P(...P(B)...)) 的序数构成的集合。 根据假设,A 属于 T。由于 S 和 T 都是序数集合根据假设,A 属于 T。由于 S 和 T 都是序数集合,并且 T 包含 S,我们可以使用良序性质得出 T 中存在最小元素 F。 现在我们有 P(P(...P(B)...)) ≤ F ≤ A。由于 A 是极限序数,F 不能是 A 的后继序数。因此,F 必须是 A 自身或者是 A 的一个极限序数。 如果 F = A,那么我们得到 P(P(...P(B)...)) ≤ F ≤ A,这与我们的假设 A > B 矛盾。 如果 F 是 A 的一个极限序数,那么我们可以得到 P(P(...P(B)...)) ≤ F ≤ A-1,再次与 A > B 矛盾。 因此,我们可以排除不存在不可达序数 D 使得 A > D 的假设,从而得出结论 A > B。 通过超限归纳法和归纳假设,我们证明了 A > B。因此,A 是一个不可达序数。 (是否正确)

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