超限归纳法
超限归纳法
超限归纳法()是数学归纳法向(大)良序集合比如基数或序数的集合的扩展。
超限归纳.
假设只要对于所有的formula_1,formula_2为真,则formula_3也为真。那么超限归纳告诉我们formula_4对于所有序数为真。
就是说,如果formula_3为真只要formula_2对于所有formula_1为真,则formula_3对于所有formula_9为真。或者更实用的说:若要证明所有序数formula_9都符合性质formula_4,你可以假定它对于所有更小的formula_1已经是成立的。
通常证明被分为三种情况:
留意,以上三种情况(证明方法)都是相同的,只是所考虑的序数类型不同。正式来说不用分开考虑它们,但在实践时,因为它们的证明过程通常相差很大,所以需要分别表述。在一些情况下,「零情况」会被视为一种「极限情况」,因此可以使用极限序数来证明。
超限递归.
超限递归是一种构造或定义某种对象的方法,它与超限归纳的概念密切相关。例如,可以定义以序数为下标的集合序列 "A"α ,只要指定三个事项:
更形式的说,我们陈述超限递归定理如下。给定函数类formula_32, formula_33, formula_34,存在一个唯一的超限序列formula_35带有formula_36(formula_37 是所有序数的真类),使得
注意我们要求formula_32, formula_33, formula_34的定义域足够广阔来使上述性质有意义。所以满足这些性质的序列的唯一性可以使用超限归纳证明。
更一般的说,你可以在任何良基关系formula_49上通过超限递归定义对象。(formula_49甚至不需要是集合;它可以是真类,只要它是类似集合的关系便可,也就是说:对于任何 formula_51,使得formula_52的所有formula_53的搜集必定是集合。)
同选择公理的联系.
有一个常见的误解是超限归纳法或超限递归法要求选择公理。其实超限归纳可以应用于任何良序集合。但是常见的情况是使用选择公理来良序排序一个集合,使其适用超限归纳法。