在數學 中,冪集公理 是公理化集合論 的Zermelo-Fraenkel公理 之一。
在Zermelo-Fraenkel公理的形式語言 中,這個公理讀做:
∀
A
,
∃
P
(
A
)
,
∀
x
:
x
∈
P
(
A
)
⟺
(
∀
y
:
y
∈
x
⟹
y
∈
A
)
{\displaystyle \forall A,\exists \;{{\mathcal {P}}(A)},\forall x:x\in {{\mathcal {P}}(A)}\iff (\forall y:y\in x\implies y\in A)}
或簡寫為:
∀
A
,
∃
P
(
A
)
,
∀
x
:
x
∈
P
(
A
)
⟺
x
⊆
A
{\displaystyle \forall A,\exists \;{{\mathcal {P}}(A)},\forall x:x\in {{\mathcal {P}}(A)}\iff x\subseteq A}
換句話說:
給定任何 集合 A ,有着 一個集合
P
(
A
)
{\displaystyle {\mathcal {P}}(A)}
使得,給定任何集合x ,x 是
P
(
A
)
{\displaystyle {\mathcal {P}}(A)}
的成員,若且唯若 x 是A 的子集。
通過外延公理 可知這個集合是唯一的。我們可以稱集合
P
(
A
)
{\displaystyle {\mathcal {P}}(A)}
是A 的冪集 。所以這個公理的本質是:
所有集合都有一個冪集。
冪集公理一般被認為是無可爭議的,它或它的等價命題出現在所有可替代的集合論 的公理化中。
推論
冪集公理允許定義兩個集合
X
{\displaystyle X}
和
Y
{\displaystyle Y}
的笛卡兒積 :
X
×
Y
=
{
(
x
,
y
)
:
x
∈
X
∧
y
∈
Y
}
{\displaystyle X\times Y=\{(x,y):x\in X\land y\in Y\}}
。
笛卡兒積是個集合因為
X
×
Y
⊆
P
(
P
(
X
∪
Y
)
)
{\displaystyle X\times Y\subseteq {\mathcal {P}}({\mathcal {P}}(X\cup Y))}
。
你可以遞歸定義 集合的任何有限 的搜集 的笛卡兒積:
X
1
×
⋯
×
X
n
=
(
X
1
×
⋯
×
X
n
−
1
)
×
X
n
{\displaystyle X_{1}\times \cdots \times X_{n}=(X_{1}\times \cdots \times X_{n-1})\times X_{n}}
。
注意笛卡兒積的存在性在不包含冪集公理的Kripke-Platek集合論 中是可證明的。
引用
Paul Halmos, Naive set theory . Princeton, NJ: D. Van Nostrand Company, 1960. Reprinted by Springer-Verlag, New York, 1974. ISBN 0-387-90092-6 (Springer-Verlag edition).
Jech, Thomas, 2003. Set Theory: The Third Millennium Edition, Revised and Expanded . Springer. ISBN 3-540-44085-2 .
Kunen, Kenneth, 1980. Set Theory: An Introduction to Independence Proofs . Elsevier. ISBN 0-444-86839-9 .
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註釋