整列集合の基本的な性質
整列集合の基本的な性質
整列集合\(\left(X,\preceq\right)\)とその部分集合\(A\subseteq X\)について以下が成り立つ。
整列集合\(\left(X,\preceq\right)\)とその部分集合\(A\subseteq X\)について以下が成り立つ。
(1)
整列集合\(\left(X,\preceq_{X}\right)\)の部分集合\(A\subseteq X\)は\(\preceq_{X}\)を\(A\)に制限した順序を\(\preceq_{A}\)として、整列集合\(\left(A,\preceq_{A}\right)\)になる。(2)
\[ X\left\langle \min X\right\rangle =\emptyset \](3)
\[ \forall a,b\in X,b\prec a\rightarrow X\left\langle a\right\rangle \left\langle b\right\rangle =X\left\langle b\right\rangle \](4)
整列集合\(\left(X,\preceq\right)\)の元\(a,a'\in X\)が\(a<a'\)を満たすなら\(a\)の直後の元が存在する。(5)
整列集合\(\left(X,\preceq\right)\)の元\(a\in X\)が最小の元でなくても、つまり\(a\ne\min X\)であっても\(a\)の直前の元が存在するとは限らない。(1)
\(A\)の任意の部分集合\(B\subseteq A\)について、\(B\)は\(X\)の部分集合でもあり、\(\left(X,\preceq_{X}\right)\)は整列集合なので、\(B\)は最小元をもつ。従って、\(\preceq_{X}\)を\(A\)に制限した順序を\(\preceq_{A}\)として、\(\left(A,\preceq_{A}\right)\)は整列集合となる。
従って、題意は成り立つ。
(2)
\(X\left\langle \min X\right\rangle =\left\{ x\in X;x\prec\min X\right\} \)となるが\(x\prec\min X\)を満たす\(x\)は存在しないので与式は成り立つ。(3)
\(b\prec a\)のとき\(X\left\langle a\right\rangle \left\langle b\right\rangle =\left\{ x\in X;x\prec a\right\} \left\langle b\right\rangle =\left\{ x\in X;x\prec a\land x\prec b\right\} =\left\{ x\in X;x\prec b\right\} =X\left\langle b\right\rangle \)なので与式は成り立つ(4)
\(a<a'\)を満たすので\(a\)より後ろに元が存在するので\(X\)の部分集合を\(Y=\left\{ y\in X;a<y\right\} \subseteq X\)とすると\(Y\ne\emptyset\)となり、\(X\)は整列集合なので\(\min Y\)が存在する。この\(\min Y\)は\(a\)の直後の元になっているので題意は成り立つ。
(5)
反例で示す。\(X=\mathbb{N}\cup\left\{ w\right\} \)として、\(\mathbb{N}\)の元同士では通常の大小関係、\(\mathbb{N},\left\{ w\right\} \)についての大小関係は任意の\(n\in\mathbb{N}\)に対し\(n<w\)とする。
このとき、\(\left(\mathbb{N}\cup\left\{ w\right\} ,\preceq\right)\)は整列集合となるが、元\(w\)は直前の元をもたない。
従って、反例が示された。
ページ情報
タイトル | 整列集合の基本的な性質 |
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順序同型は同値関係
順序同型は同値関係(反射律・対称律・推移律)を満たす。
半順序集合・狭義半順序集合の辞書式順序
\[
\left(x_{1},y_{1}\right)\preceq\left(x_{2},y_{2}\right)\Leftrightarrow x_{1}\prec_{X}x_{2}\lor\left(x_{1}=x_{2}\land y_{1}\preceq_{Y}y_{2}\right)
\]
整列集合の定義
上方集合と下方集合の定義
\[
\forall x\in A,\forall y\in X,x\preceq y\rightarrow y\in A
\]