n实验室有限集合

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介绍

有限集合大致来说是设置只有有限的数量元素有很多方法可以使其精确。

经典地,有限集是有限可表示对象在里面设置。从结构上讲,如果有限呈现正确解释,请参阅此处了解详细信息。

类别FinSet(FinSet)有限集合和它们之间的函数是基本地形它不是格罗森迪克地形它本质上是组合学; 它是结构类型.

定义

标准定义

例如,我们可以做出以下定义。

定义

有限集合是一个设置 其中存在一个双射之间和套装[n个]{k个|k个<n个}[n] \coloneqq\{k\in\mathbb{n}|k\ltn\}对一些人来说n个n\in\mathbb{n},其中\mathbb{N}自然数.

建设性和内部有限性

变化

构造数学和内部到地形,有限性的一些经典等价概念变得可辨:

  • 一套是有限的,有限的(用于强调Bishop-finite公司B类B类-有限的,有限的)如果(如上所述)允许双射具有[n个][无]对一些人来说自然数 n个n个.

  • 一套是亚限定(或B类˜\波浪线{B}-有限的,有限的)如果允许注射到某个有限集[n个][无]; 也就是说,它是一个子集有限集的。

  • 一套是有限索引(或库拉托夫斯基有限,K(K)K(K)-有限的,有限的甚至有时,令人困惑,亚限定)如果它允许灌水从某个有限集[n个][无]; 也就是说,它是一个商集合有限集合的。

  • 一套是次有限索引(或Kuratowski-亚有限K(K)˜\波浪线{K}-有限的,有限的)如果它允许来自子有限集的满射,或者等价地允许对有限索引集的注入;也就是说,它是一个子商集有限集的。

  • 一套X(X)X(X)Dedekind-finite公司如果满足以下条件之一:

    • 任何注射 X(X)X(X)X\挂钩箭头X必须是双射.
    • 对于任何功能(f):X(X)f\colon\mathbb{N}\到X来自自然数,存在n个,n、 米具有n个n\n米这样的话(f)(n个)=(f)()f(n)=f(m).

    与前三个概念相反,Dedekind-finite无限集可以与共存排中律,尽管可数选择足以驱逐他们。上述两个版本的Dedekind-finiteness与排除中间层是等价的,但在结构上可能有所不同。此外,还有其他形式的德德金完整性,即使排除了中间,也会严格加强;看见此MO问题例如。

在构造数学中,人们通常对有限集感兴趣,尽管有限索引集有时也很有用,就像第二种意义上的Dedekind-finite集一样。

属性和关系

当然,我们有

有限地编入索引的 有限的,有限的 亚有限地编入索引的 亚限定\数组{&&有限\;索引\\&\ne箭头&&\se箭头\\有限&&&次有限\;编入索引的\\&\se箭头&&\ne箭头\\&子定义(&S)}

此外:

  • 有限集和亚有限集具有可判定的平等相反,任何补充的有限集的子集是有限的。

  • 有限集在有限极限和共线下是闭合的。

  • 具有可判定等式的有限索引集实际上必须是有限的。因为它是可判定等价关系的商,因此是有限集的协等式。特别是,一个集既是有限索引的,又是子有限的,它必须是有限的,即上述蕴涵的“可交换平方”也是一个“拉回”。

  • 特别是,带有劈裂灌水[n个][无]是有限的,因为它同时具有来自和注入[n个][无].

  • 有限集总是投射的; 也就是说,“有限的选择公理“永远坚持。

  • 然而,如果一个有限集22元素(或任何集合,无论是否有限,至少22不同元素)是选择,或者如果每个有限索引集(甚至任何22-索引集)是投影的,则逻辑必须是经典的(请参见排中律作为证明)。

  • 有限集也是Dedekind-Finite(在任何意义上)。

  • 如果已筛选类别方法承认每个Bishop-finite图的cocones,则集合是Bishop有限的,当它是有限呈现对象如果它是一个有限生成对象在集合中。

无无穷大的有限性

除了Dedekind-finity之外,上述所有定义仅在给定自然数集的情况下才有意义。然而,即使没有无穷大公理在里面集合论,因此在没有自然数对象基本上,您可以定义(对于给定的集合S公司S公司)子集集合的概念S公司S公司这包括所有有限子集,通过要求它在适合于您想要的“有限”意义的归纳操作下被关闭;然后S公司S公司是有限的当且仅当它是所有此类集合的元素时。也就是说,对于任何集合S公司S公司我们定义了动力装置 P(P)(S公司)P(S).

  • K(K)(S公司)K(S)是的最小子集P(P)(S公司)P(S)包含空集并在操作下关闭B类A\映射到A\杯B对于的子集S公司S公司B类B类单子在里面S公司S公司.然后S公司S公司是有限索引的iffS公司K(K)(S公司)K(S)中的S。请注意K(K)(S公司)K(S)也是免费的半格由生成S公司S公司.
  • K(K)˜(S公司)\波浪线{K}(S)是的最小子集P(P)(S公司)P(S)包含空集并在操作下关闭B类A\映射到A\杯B对于的子集S公司S公司B类B类subsingleton公司在里面S公司S公司.然后S公司S公司是次有限索引iffS公司K(K)˜(S公司)下划线{K}(S).
  • B类(S公司)B(S)类是的最小子集P(P)(S公司)P(S)包含空集并在操作下关闭B类A\映射到A\杯B对于的子集S公司S公司B类B类单身汉S公司S公司 不相交的.然后S公司S公司是有限iffS公司B类(S公司)B(S)中的S.
  • B类˜(S公司)\波浪线{B}(S)是的最小子集P(P)(S公司)P(S)包含空集并在操作下关闭B类A\映射到A\杯B对于的子集S公司S公司B类B类位于S公司S公司与…分离.然后S公司S公司是子定义iffS公司B类˜(S公司)下划线{B}(S).

此外,有限集是可判定子集因此可以使用可判定子集集2 S公司2^S个在有限集的定义中发电机组:

  • B类(S公司)B(S)类表示的最小子集2 S公司2分之一秒包含空集并在操作下关闭B类A\映射到A\杯B对于可判定子集S公司S公司B类B类单身汉S公司S公司 不相交的然后是一套S公司S公司是有限iffS公司B类(S公司)B(S)中的S.

子定义、有限索引和子定义索引的定义如下:

  • 一套是亚限定如果允许注射转化为某个有限集合。

  • 如果集合允许灌水来自某个有限集。

  • 如果一个集允许来自子定义集的满射,或者等价地允许对有限索引集的注入,则该集是次有限索引集。

在地形中

在拓扑中,上述所有有限性概念都有“外部”和“内部”两种版本,这取决于我们是“全局”解释它们的含义,还是在内部逻辑拓扑结构。请参阅有限对象.

有限集范畴的性质

这个类别 FinSet(FinSet)有限集的相等的到有限的布尔代数动力装置-函子。请参阅FinSet–相反类别有关详细信息,请参阅石头的二元性了解更多信息。

作为方案查看

每个有限集都可以看作仿射格式。事实上,由于有限的,有限的仿射格式的余积规格R(右) 规范R_i,=1,,n个i=1,\ldots,n,又是相似的,规格(R(右) 1××R(右) n个)规范(R_1\次\cdots\次R_n),给定一个有限集X(X)X(X),的副产品X(X)X(X)码头方案的许多副本,规格规格\mathbb{Z},是仿射方案规格( X(X))规范(\mathbb{Z}^X).

装备X(X)X(X)用一个总订单,我们可以查看它(直到同构,即,双射)作为一组整数 {x个 1,,x个 n个}\左\{x_1,\ldot,x_n\right\}。然后可以查看X(X)X(X)作为多项式在一个变量中由提供{x个 1,,x个 n个}\左\{y-x_1,\ldot,y-x_n\right\},或由所有这些的乘积给出的单个多项式。

因此,可以查看X(X)X(X)作为仿射方案(over规格()规范(\mathbb{Z}))作为交换环谱 规格([]/)规范\左(\mathbb{Z}[y]/I\右),其中是由上述多项式生成的理想。[]/ n个\mathbb{Z}[y]/I\simeq\mathbb}Z}^n,这与上述描述一致,但另外让我们看到X(X)X(X)作为一个闭合子模式仿射线的规格([])规范(\mathbb{Z}[y]).

可以查看X(X)X(X)作为任何其他基本方案的“常量方案”Y(Y)Y(Y)通过基本更改也就是说,通过规范投影同构Y(Y)×X(X)Y(Y)Y\乘以X\到Y.

工具书类

原创文章:

另请参见:

中有限集概念的讨论构造数学:

中的形式化同伦型理论/数学的单价基础:

上次修订时间:2023年12月22日14:01:47。请参阅历史获取所有贡献的列表。