ZFC 集合论公理体系

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ZF 公理体系中,元素有且只有一种类型,即集合(set)。

包含选择公理(AC)时,缩写为 ZFC 公理体系。

Extensionality 外延公理

这条公理规定了等号的含义。

Null Set 空集公理

由外延公理可以证明这个集合唯一,我们引入符号 表示这个集合

Pairs 配对公理

配对公理规定对于任意的 ,存在一个集合为 ;特别地,对于任意的 ,存在集合

Power Set 幂集公理

幂集公理规定对于任意集合 存在集合 包含且只包含 的子集。由于可以证明这种集合唯一,我们使用 表示这个集合,称它为 的幂集。

如果我们规定了子集符号 表示 ,则幂集公理也可以写作

Unions 并集公理

并集公理规定,对于任何集合 ,存在一个集合 ,使得它包含所有 的成员的成员。

由于任何集合 的并集唯一,我们使用 表示它。

Infinity 无穷公理

若我们将 记作 ,则另一种写法为:

无穷公理保证了以下形式的集合:

这在形式上与自然数集相同,但是无穷公理规定的集合不唯一,若希望取出唯一的自然数集,可以使用分类公理模式。

Separation 分离公理模式

分离公理模式使用元变量 表示一系列满足这个形式的公理。

实际上,公式 可以看作一个类(class)。分离公理模式规定可以从任意的集合 中取出所有满足公式 的元素构成一个集合 。可以证明这个集合是唯一的。使用集合建构式符号记作

利用分离公理,可以定义集合的交。

分离公理模式暗示了没有全体集合构成的集合。

Replacement 替代公理模式

其中 表示存在唯一的 ,这也可以写作

因此是合法的,但是前者更简洁。

替代公理的前半部分 中公式 实际上可以看作一个函数 ,因为 对于任意的 都有唯一输出

替代公理的后半部分规定,对于任意一个集合 ,都存在一个集合 ,后者是由 应用到 中每个元素上形成的像集。

用更简洁的写法就是:

Regularity 良基公理

这句话否认了诸如 一类的集合。

Choice 选择公理

即 ZFC 中的 C,缩写为 AC。

简单来说,给定一些非空集合,存在一个函数,可以从每个集合中选择出一个元素。