الترتيب الزائف

في الرياضيات البنائية ، يُطلق اسم الترتيب الزائف على علاقات ثنائية معينة مناسبة لنمذجة الترتيبات المستمرة.

في الرياضيات الكلاسيكية، تشكل بديهياتها صياغة لترتيب كلي صارم (يسمى أيضًا الترتيب الخطي)، والذي يمكن تعريفه في هذا السياق بطرق أخرى مكافئة.

أمثلة

تُعدّ النظرية البنائية للأعداد الحقيقية مثالًا نموذجيًا يُصبح فيه صياغة الترتيب الزائف أمرًا بالغ الأهمية. يكون عدد حقيقي أصغر من عدد حقيقي آخر إذا وُجد (أو أمكن بناء) عدد نسبي أكبر من الأول وأصغر من الثاني. بعبارة أخرى، يتحقق الشرط x < y إذا وُجد عدد نسبي z بحيث يكون x < z < y . والجدير بالذكر أنه بالنسبة للمتصل في سياق بنائي، لا ينطبق قانون التثليث المعتاد ، أي أنه لا يُمكن إثباته تلقائيًا. وبالتالي، فإن البديهيات في توصيف مثل هذه الترتيبات تكون أضعف (عند استخدام المنطق البنائي فقط) من البديهيات البديلة للترتيب الكلي الصارم، والتي تُستخدم غالبًا في السياق الكلاسيكي.

تعريف

الترتيب الزائف هو علاقة ثنائية تحقق الشروط الثلاثة التالية:

  • لا يمكن أن يكون عنصران أقل من بعضهما البعض. أي أنه بالنسبة لجميعx{\displaystyle x}وy{\displaystyle y}،
¬(x<yy<x){\displaystyle \neg (x<y\land y<x)}
  • كل عنصرين لا يقل أحدهما عن الآخر يجب أن يكونا متساويين. أي، بالنسبة لجميعx{\displaystyle x}وy{\displaystyle y}،
¬(x<yy<x)x=y{\displaystyle \neg (x<y\lor y<x)\to x=y}
  • لكل قيم x و y و z ، إذا كانت x < y، فإن x إما < z أو z < y . أي، لكلx{\displaystyle x}،y{\displaystyle y}وz{\displaystyle z}،
x<y(x<zz<y){\displaystyle x<y\to (x<z\lor z<y)}

الترميز المساعد

توجد إعادة صياغة بناءة شائعة تستخدم التناقضات والمعادلات الصحيحة.¬(ϕψ)(ϕ¬ψ){\displaystyle \neg (\phi \land \psi )\leftrightarrow (\phi \to \neg \psi )}إلى جانب¬(ϕψ)(¬ϕ¬ψ){\displaystyle \neg (\phi \lor \psi )\leftrightarrow (\neg \phi \land \neg \psi )}نفي الترتيب الزائفx<y{\displaystyle x<y}يُعرّف ترتيب جزئي انعكاسي لعنصرينyx{\displaystyle y\leq x}وبهذا المعنى، ينص الشرط الأول على ما يلي:

x<yxy{\displaystyle x<y\to x\leq y}

وهو في الحقيقة يعبر فقط عن عدم التماثل فيx<y{\displaystyle x<y}وهذا يعني عدم الانعكاسية ، كما هو مألوف من النظرية الكلاسيكية.

المكافئات الكلاسيكية للتقسيم الثلاثي

أما الشرط الثاني فيعبر بدقة عن التناظر العكسي للترتيب الجزئي المرتبط به،

(xyyx)x=y{\displaystyle (x\leq y\land y\leq x)\to x=y}

مع إعادة الصياغة المذكورة أعلاه، قد تكون علامات النفي مخفية في تعريف الترتيب الزائف.

تُعطى علاقة التباعد الطبيعية على مجموعة شبه مرتبة بالصيغة التالية:x8y:=(x<yy<x){\displaystyle x\#y:=(x<y\lor y<x)}وبناءً على ذلك، ينص الشرط الثاني تحديداً على أن هذه العلاقة وثيقة.

¬(x8y)x=y{\displaystyle \neg (x\#y)\to x=y}

بالإضافة إلى البديهية الأولى، يعني هذا أن المساواة يمكن التعبير عنها كنفي للانفصال. لاحظ أن نفي المساواة هو في العموم مجرد نفي مزدوج للانفصال.

يمكن الآن التعبير عن القياس المنفصل على النحو التالي:(ϕψ)(¬ϕψ){\displaystyle (\phi \lor \psi )\to (\neg \phi \to \psi )}يمكن عكس هذا الاستلزام المنطقي بشكل كلاسيكي، وعندها يعبر هذا الشرط تمامًا عن التثليث. وعلى هذا النحو، فهو أيضًا صياغة للترابط .

مناقشة

عدم التناظر

ينص مبدأ عدم التناقض للترتيب الجزئي على ما يلي:¬(xy¬(xy)){\displaystyle \neg {\big (}x\leq y\land \neg (x\leq y))}أو ما يعادل ذلك¬¬(xyy<x){\displaystyle \neg \neg {\big (}x\leq y\lor y<x)}، لجميع العناصر. من الناحية البنائية، تعني صحة النفي المزدوج تحديدًا أنه لا يمكن دحض أي من حالات الفصل في الادعاء الكلاسيكيx.y.¬(y<x)(y<x){\displaystyle \forall x.\forall y.\neg (y<x)\lor (y<x)}، سواء كان هذا الاقتراح يمثل مشكلة قابلة للحل أم لا .

باستخدام شرط عدم التناظر، فإن ما سبق يستلزم أيضًا¬¬(xyyx){\displaystyle \neg \neg (x\leq y\lor y\leq x)}، الترابط القوي المنفي مرتين . في سياق المنطق الكلاسيكي، "{\displaystyle \leq }"وبذلك يشكل نظامًا كليًا (غير صارم)" .

التعدي المشترك

إن عكس الشرط الثالث يعبر بدقة عن أن العلاقة المرتبطة بهxy{\displaystyle x\leq y}(الترتيب الجزئي) متعدٍ. لذا تُسمى هذه الخاصية بالتعدي المشترك . باستخدام شرط عدم التناظر، يُمكن استنتاج نظرية مفادها أن الترتيب الزائف متعدٍ أيضًا. التعدي بديهية شائعة في التعريف الكلاسيكي للترتيب الخطي.

الشرط الذي يُسمى أيضًا بالمقارنة (وكذلك الخطية الضعيفة ): لأي فترة غير تافهة معطاة بواسطة بعضx{\displaystyle x}وبعضy{\displaystyle y}وفوقه، أي عنصر ثالثz{\displaystyle z}إما أن تكون القيمة أعلى من الحد الأدنى أو أدنى من الحد الأعلى. ولأن هذا ناتج عن الفصل، فإنه يرتبط بقانون التثليث أيضًا. وبالفعل، فإن وجود ترتيب زائف على مجموعة جزئية مرتبة كاملة وفقًا لمعيار ديديكيند-ماكنيل يستلزم مبدأ الوسط المرفوع. وهذا يؤثر على مناقشة الاكتمال في النظرية البنائية للأعداد الحقيقية.

العلاقة بالعقارات الأخرى

يفترض هذا القسم المنطق الكلاسيكي. على الأقل، يمكن إثبات الخصائص التالية:

إذا كانت R علاقة متعدية مشتركة، فإن

الشروط الكافية لكي تكون العلاقة المتعدية المشتركة R علاقة متعدية هي أيضًا:

تكون العلاقة شبه المتصلة R متعدية مشتركة إذا كانت متناظرة ، أو إقليدية يسارية أو يمينية، أو متعدية، أو شبه متعدية. إذا كانت عدم المقارنة بالنسبة إلى R علاقة متعدية، فإن R تكون متعدية مشتركة إذا كانت متناظرة، أو إقليدية يسارية أو يمينية، أو متعدية.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. بالنسبة لـ R المتناظر، فإن بديهية الترتيب الجزئي 3 تتطابق حتى مع خاصية التعدي المشترك.
  2. يجب أن تكون خاصية التعدي لعدم قابلية المقارنة مطلوبة، على سبيل المثال، للترتيبات الضعيفة الصارمة .
  3. إلا إذاكان المجال مجموعة أحادية

مراجع