En las matemáticas, un determinado se llama el finito si hay un Bijection entre el sistema y un cierto sistema de la forma {1, 2,…, n} donde está un número n natural . (Se permite el valor n = 0; es decir, el sistema vacío es finito.) Un sistema infinito es un sistema que no es finito.

Equivalente, un sistema es finito si su cardinalidad, es decir, el número de sus elementos, es un número natural. Más específicamente, un sistema cuya cardinalidad es n también se llama un n-set . Por ejemplo, el sistema de los números enteros entre −15 y 3 (excepto los puntos del extremo) tiene 17 elementos, así que lo es finito; de hecho, es un sistema 17. En cambio, el sistema de todos los números primeros tiene ℵ0 de la cardinalidad, así que es infinito.

Un sistema se llama el Dedekind-finito si existe ningún bijection entre el sistema y cualquiera de sus subconjuntos apropiados si el axioma de los asimientos dependientes de la opción (una forma débil del axioma de la opción ), después un sistema es finito si y solamente si él es Dedekind-finito. Si no, paradójico, puede haber sistemas Dedekind-finitos infinitos (véase las ediciones fundacionales abajo).

Todos los sistemas finitos son el contable, pero no todos los sistemas contables son finitos. (Sin embargo, algunos autores utilizan el " countable" para significar el " contable infinite", y no considerar así los sistemas finitos ser contables.)

Características de encierro

Para cualquier x de los elementos, el y, los sistemas {}, {el x }, y {el x, el y } ser finito. La unión de un sistema finito de sistemas finitos es finita. El powerset de un sistema finito es finito. Cualquier subconjunto de un sistema finito es finito. El sistema de valores de una función cuando está aplicado a los elementos de un sistema finito es finito. El producto de cartesiano de un sistema finito de sistemas finitos es finito. Sin embargo, el sistema de los números naturales (cuya existencia es asegurada por el axioma del infinito ) no es finito.

Condiciones necesarias y suficientes para el aspecto finito

En la teoría determinada (ZF) de Zermelo-Fraenkel, las condiciones siguientes son todas equivalentes: el S del

es un sistema finito. Es decir, el S se puede poner en una correspondencia una por con el sistema de esos números naturales menos que un cierto número natural específico.

  • ( Kazimierz Kuratowski ) el S tiene todas las características que puedan ser probadas el principio de la inducción matemática con el sistema vacío y agregando un nuevo elemento a la vez. (Véase la sección en las ediciones fundacionales para la formulación fijar-teórica del aspecto finito de Kuratowski.)
  • ( Paul Stäckel ) el S se puede dar un total pidiendo cuál es que Well-ordered remite y al revés. Es decir, cada subconjunto no vacío del S tiene un lo menos y un elemento más grande en el subconjunto.
  • Cada función de P (P ( S )) uno por en sí mismo está sobre. Es decir, el Powerset del powerset del S es Dedekind-finito (véase abajo).
  • Cada función de P (P ( S )) sobre sí mismo es uno por.
  • ( Alfred Tarski ) cada familia no vacía de subconjuntos del S tiene un elemento mínimo con respecto a la inclusión.
  • El S puede ser well-ordered y cualquier dos well-orderings en él son la orden isomorfo. Es decir los well-orderings en el S tienen exactamente un tipo de orden .

    Si el axioma de la opción también se sostiene, después las condiciones siguientes son todas equivalentes: el S del

    es un sistema finito.

  • ( Richard Dedekind ) cada función del S uno por en sí mismo está sobre.
  • Cada función del S sobre sí mismo es una por.
  • El cada ordenar parcial del S contiene un elemento máximo .

    Ediciones fundacionales

    El chantre de Jorge inició su teoría de sistemas para proporcionar un tratamiento matemático de sistemas infinitos. Así la distinción entre las mentiras finitas e infinitas en la base de la teoría determinada. Ciertos foundationalists, los finitists terminantes, rechazan la existencia de sistemas infinitos y abogan así matemáticas basadas solamente en sistemas finitos. Los matemáticos de corriente consideran el finitism terminante que confina también, pero reconocen su consistencia relativa: el universo de los sistemas finitos constituye hereditario un modelo de la teoría determinada de Zermelo-Fraenkel con el axioma del infinito substituido por su negación.

    Incluso para esos matemáticos que abracen sistemas infinitos, en ciertos contextos importantes, la distinción formal entre el finito y el infinito puede permanecer un asunto delicado. La dificultad proviene los teoremas del estado incompleto de Gödel. Uno puede interpretar la teoría de sistemas hereditario finitos dentro Peano aritmético (y ciertamente también viceversa), así que el estado incompleto de la teoría de la aritmética de Peano implica el de la teoría de sistemas hereditario finitos. Particularmente, existe una plétora de los modelos no estándar supuesto de ambas teorías. Una paradoja que parece, los modelos no estándar de la teoría de sistemas hereditario finitos contiene sistemas infinitos --- pero estos sistemas infinitos parecen finitos dentro del modelo. (Esto puede suceder cuando el modelo carece los sistemas o las funciones necesarios atestiguar la infinidad de éstos fija.) A causa de los teoremas del estado incompleto, ningún predicado de primer orden, ni incluso cualquier esquema recurrente de predicados de primer orden, puede caracterizar la parte estándar de todos tales modelos. Así pues, por lo menos desde el punto de vista de la lógica de primer orden, uno puede esperar solamente caracterizar aspecto finito aproximadamente.

    Más generalmente, las nociones informales como el determinado, y particularmente el sistema finito, pueden recibir interpretaciones a través de una gama de sistemas formales que varían en su axiomatics y aparato lógico. Las teorías determinadas axiomáticas más conocidas incluyen la teoría determinada (ZF) de Zermelo-Fraenkel, la teoría determinada de Zermelo-Fraenkel con el axioma de la opción (ZFC), la teoría determinada (NBG) de Von Neumann-Bernays-Gödel, la teoría determinada No-bien-fundada, tipo teoría y todas las teorías de s de Bertrand Russell 'de sus varios modelos. Uno puede también elegir entre lógica de primer orden clásica, varias lógicas higher-order y lógica intuicionista.

    Un formalista pudo ver el significado del determinado que variaba de system to system. Un Platonist pudo ver sistemas formales particulares como aproximar una realidad subyacente.

    En los contextos en donde la noción del número natural se sienta lógicamente antes de cualquier noción del sistema, uno puede definir un determinado S como finito si el S admite un Bijection a un cierto sistema de los números naturales del de la forma \ {x|x. Los matemáticos eligen más típicamente moler nociones del número en la teoría determinada, por ejemplo puede ser que modelen los números naturales por los tipos de orden de sistemas Well-ordered finito . Tal acercamiento requiere una definición estructural del aspecto finito que no depende de los números naturales .

    Interesante, las varias características que seleccionan los sistemas finitos entre todos los sistemas en la teoría ZFC resultan lógicamente inequivalent en sistemas más débiles tales como ZF o teorías determinadas intuicionistas. Dos definiciones ofrecen prominente en la literatura, una debido al Richard Dedekind, el otro al Kazimierz Kuratowski (Kuratowski es la definición usada arriba).

    Llamar un Dedekind del S del sistema infinito si existe un f inyectivo, no-surjective de la función: S \ rightarrow S. Tal función exhibe un bijection entre el S y un subconjunto apropiado del S, a saber la imagen del f . Dado un x del elemento en un determinado infinito S de Dedekind, podemos formar una secuencia infinita de elementos distintos del S, a saber x, f (x), f (f (x)),… . Inversamente, dado una secuencia en el S que consiste en los elementos x_1, x_2, x_3,… , podemos definir un f de la función tales que en elementos en el =x_ del f de la secuencia (x_i) {i+1} y el f se comporta como la función de identidad de otra manera. Así los sistemas infinitos de Dedekind contienen los subconjuntos que corresponden bijectively con los números naturales. Dedekind finito significa naturalmente que cada uno mismo-mapa inyectivo es también surjective.

    El aspecto finito de Kuratowski se define como sigue. Dado cualquier S del sistema, la operación binaria de la unión dota el P de Powerset con la estructura de un Semi-enrejado . El K de la escritura para el secundario-semi-enrejado generado por vacío-fijó y los singletons, determinado S Kuratowski de la llamada finito si el S sí mismo pertenece al K . Intuitivo, el K consiste en los subconjuntos finitos del S . Crucial, uno no necesita la inducción, la repetición o una definición de números naturales definir el generado por puesto que uno puede obtener el K simplemente tomando la intersección de todos los secundario-semi-enrejados que contienen el sistema vacío y los singletons .

    Los lectores desconocedores con semi-enrejados y otras nociones de la álgebra abstracta pueden preferir una formulación enteramente elemental. El finito S de los medios de Kuratowski miente en el K del sistema, construido como sigue. Escribir a M para el sistema de todo el X de los subconjuntos de P ( S ) tales que:
    El X contiene el sistema vacío;
    El X contiene el T implica el X contiene la unión del T cualquier singleton.

  • Dejar el igual del K la intersección del M .

    En ZF, Kuratowski finito implica Dedekind finito, pero no viceversa. En el lenguaje de una formulación pedagógica popular, cuando el axioma de la opción falla gravemente, una puede tener una familia infinita de calcetines sin manera de elegir un calcetín más que finito de muchos de los pares. Eso haría el sistema de tales calcetines Dedekind finito, pues cualquier secuencia infinita de calcetines produciría con eficacia una selección imposible. Pero el aspecto finito de Kuratowski fallaría para el mismo sistema de calcetines.

    Ver también

    Infinito
    Del sistema finito hereditario

    .

  • Zenithic
  • KCSI (FM)
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